WO2024101167A1 - 成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2024101167A1
WO2024101167A1 PCT/JP2023/038673 JP2023038673W WO2024101167A1 WO 2024101167 A1 WO2024101167 A1 WO 2024101167A1 JP 2023038673 W JP2023038673 W JP 2023038673W WO 2024101167 A1 WO2024101167 A1 WO 2024101167A1
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WO
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film forming
substrate
film
shutter
deposition
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/038673
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩平 菊池
信朗 塩入
聡太 小野
Original Assignee
キヤノントッキ株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and a method for manufacturing electronic devices.
  • Patent Document 1 describes an evaporation device having an evaporation source that moves to deposit vapor onto the substrate, a mask stage that supports the mask and substrate during deposition, and a shutter that opens and closes to control the incidence of deposition material from the evaporation source onto the substrate placed on the mask stage.
  • deposition onto the substrate is performed by the evaporation source passing under the substrate with the shutter covering the substrate to be deposited open.
  • the shutter covers the substrate on which the film is to be formed to limit the adhesion of the film-forming material to the substrate, the shutter becomes large in order to cover the entire substrate. In such cases, a retreat space is required when the shutter does not cover the substrate, which poses the problem of the film-forming device becoming larger.
  • the present invention provides a technology that makes it possible to miniaturize shutters that limit the scattering of film-forming materials onto a substrate.
  • a film forming unit including a film forming source that emits a film forming material, and when the film forming unit is located within a film forming region including below the substrate, the film forming unit forms a film on the substrate while moving in a moving direction; a shutter that regulates the incidence of the film formation material from the film formation source onto the substrate for the film formation unit located at a standby position that does not overlap with the film formation region in the moving direction;
  • a film forming apparatus comprising: The film forming apparatus is characterized in that the shutter is configured to be movable up and down between a first height at which the incident light is suppressed and a second height that is higher than the first height and allows the incident light.
  • the present invention provides a technology that makes it possible to miniaturize shutters that limit the scattering of film-forming materials onto a substrate.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a film forming system including a film forming apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a film forming apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship between a film forming unit and a substrate shutter.
  • 4A to 4C are explanatory diagrams illustrating the operation of the film forming apparatus in a film forming process.
  • 4A to 4C are explanatory diagrams illustrating the operation of the film forming apparatus in a film forming process.
  • FIG. 1 is an overall view of an organic EL display device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of one pixel.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a film formation system SY in which a film formation apparatus 1 according to an embodiment is provided.
  • the film formation system SY is a system that performs a film formation process on a substrate that is carried in and carries out the processed substrate.
  • a manufacturing line for electronic devices is formed by arranging a plurality of film formation systems SY side by side.
  • An example of the electronic device is a display panel of an organic EL display device for a smartphone.
  • the film formation system SY includes a carry-in chamber 30, a substrate transfer chamber 32, an unloading chamber 34, and a mask stock chamber 36. The configuration of the film formation apparatus 1 will be described later.
  • the substrate 6 on which the film is to be formed by the film forming apparatus 1 is carried into the carry-in chamber 30.
  • the substrate transport chamber 32 is provided with a transport robot 320 for transporting the substrate 6.
  • the transport robot 320 transports the substrate 6 carried into the carry-in chamber 30 to the film forming apparatus 1.
  • the transport robot 320 also transports the substrate 6 on which the film forming process has been completed in the film forming apparatus 1 to the carry-out chamber 34.
  • the substrate 6 transported to the carry-out chamber 34 by the transport robot 320 is transported from the carry-out chamber 34 to the outside of the film forming system SY.
  • the carry-out chamber 34 of the upstream film forming system SY may also serve as the substrate transport chamber 32 of the downstream film forming system SY.
  • the mask stock chamber 36 is stocked with the mask 7 used for film formation in the film forming apparatus 1. The mask 7 stocked in the mask stock chamber 36 is transported to the film forming apparatus 1 by the transport robot 320.
  • vacuum refers to a state filled with gas at a pressure lower than atmospheric pressure, in other words, a reduced pressure state.
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the film forming apparatus 1.
  • the film forming apparatus 1 is a film forming apparatus that forms a film while moving a film forming source 140 relative to a substrate 6.
  • a film is formed on the substrate 6 by vapor deposition.
  • the material of the substrate on which vapor deposition is performed in the film forming apparatus 1 can be appropriately selected from glass, resin, metal, etc., and a substrate in which a resin layer such as polyimide is formed on glass is preferably used.
  • the film forming material can be an organic material, an inorganic material (metal, metal oxide, etc.), etc.
  • the film forming apparatus 1 can be applied to a manufacturing apparatus for manufacturing electronic devices such as display devices (flat panel displays, etc.), thin-film solar cells, organic photoelectric conversion elements (organic thin-film imaging elements), and optical members, and is particularly applicable to a manufacturing apparatus for manufacturing organic EL panels.
  • the size of the substrate on which the film forming apparatus 1 forms a film can be, for example, a G8H size substrate (1100 mm x 2500 mm, 1250 mm x 2200 mm), but the size of the substrate on which the film forming apparatus 1 forms a film can be appropriately set.
  • the film forming apparatus 1 includes a chamber 10, film forming stages 12A and 12B, a film forming unit 14, substrate shutters 18A and 18B, and a control unit 20.
  • the chamber 10 accommodates the film formation unit 14, the substrate shutters 18A and 18B, and the film formation stages 12A and 12B in its internal space 101.
  • the internal space 101 of the chamber 10 can be maintained at a vacuum by an exhaust mechanism such as a vacuum pump (not shown).
  • the chamber 10 is provided with an opening (not shown) for loading and unloading the substrate 6, and the substrate 6 is moved between the chamber 10 and the substrate transfer chamber 32 via this opening.
  • the film formation stages 12A and 12B are stages where a film is formed on the substrate 6.
  • the film formation stages 12A and 12B are adjacent to each other with substrate shutters 18A and 18B in between.
  • substrate shutters 18A and 18B in between.
  • the deposition stage 12A includes a substrate support 120A, a mask table 122A, a support 124A, and an alignment mechanism 126A.
  • the substrate support part 120A supports the substrate 6A.
  • the substrate support part 120A supports the substrate 6A so that the short side of the substrate 6A extends in the X direction and the long side of the substrate 6A extends in the Y direction.
  • the substrate support part 120A also supports the edge of the substrate 6A from the underside of the substrate 6A.
  • the substrate support part 120A may support the substrate by clamping the edge of the substrate 6A, or may support the substrate 6A by adsorbing the substrate 6A with an electrostatic chuck or an adhesive chuck.
  • the substrate support part 120A can receive the substrate 6A from the transport robot 320 in the substrate transport chamber 32.
  • the substrate support part 120A can be raised and lowered by a lifting mechanism (not shown), and the substrate 6A received from the transport robot 320 can be superimposed on the mask 7A supported by the mask table 122A.
  • a known technology such as a ball screw mechanism can be used for the lifting mechanism.
  • the mask table 122A supports the mask 7A.
  • the mask table 122A has an opening (not shown) through which the film forming material is scattered onto the film forming surface of the substrate 6A that is superimposed on the mask 7A.
  • the mask table 122A is supported in the chamber 10 by supports 124A.
  • the alignment mechanism 126A aligns the substrate 6A and the mask 7A.
  • the alignment mechanism 126A aligns the substrate 6A supported by the substrate support part 120A and the mask 7A supported by the mask table 122A by adjusting the relative horizontal positions of the substrate support part 120A and the mask table 122A. Since known techniques can be used for aligning the substrate 6A and the mask 7A, a detailed description is omitted.
  • the alignment mechanism 126A detects alignment marks formed on the substrate 6A and the mask 7A using a camera (not shown).
  • the alignment mechanism 126A then adjusts the positional relationship between the substrate 6A and the mask 7A so that the relationship between the position of the substrate 6A calculated from the marks formed on the substrate 6A and the position of the mask 7A calculated from the marks formed on the mask 7A satisfies a predetermined condition.
  • the substrate support 120A overlays the substrate 6A it supports on the mask 7A. With the substrate 6A and mask 7A overlaid, the deposition unit 14 deposits a film on the substrate 6A.
  • the deposition stage 12B may have the same configuration as the deposition stage 12A. That is, the deposition stage 12B has a substrate support 120B, a mask table 122B, a support 124B, and an alignment mechanism 126B, which correspond to the substrate support 120A, the mask table 122A, the support 124A, and the alignment mechanism 126A, respectively.
  • the film-forming unit 14 discharges film-forming material while moving to form a film on the substrate 6.
  • the film-forming unit 14 includes a film-forming source 140 and a moving part 142.
  • the film forming source 140 emits the film forming material. As shown in FIG. 3, the film forming source 140 is provided with a plurality of storage sections 1401a-1401r for storing the film forming material, and the plurality of storage sections 1401a-1401r are provided with the film forming material.
  • the film forming source 140 includes a plurality of emission sections 1402a-1402r for emitting the evaporated film forming material, and a definition section 1403 for defining the emission range of the film forming material.
  • the film forming material contained in the storage sections 1401a to 1401r is heated by a heater (not shown) to evaporate, and is released from the release sections 1402a to 1402r into the internal space 101 of the chamber 10.
  • the multiple storage sections 1401a, 1401g, and 1401m are arranged side by side in the movement direction (X direction) of the film forming unit 14.
  • the multiple storage sections 1401a to 1401f, 1401g to 1401l, and 1401m to 1401r are arranged side by side in a direction (Y direction) intersecting the movement direction of the film forming unit 14.
  • the multiple storage sections 1401a to 1401f, 1401g to 1401l, and 1401m to 1401r may store different film forming materials in each row in the Y direction. This allows co-evaporation to be performed in which multiple film forming materials are evaporated onto the substrate 6.
  • a heater for heating the film forming material contained in the storage sections 1401a to 1401c for example, a sheath heater using an electric heating wire can be used.
  • the storage sections are arranged in three rows in the X direction, but the number of rows can be changed as appropriate. For example, the number of rows may be one or two, or may be four or more.
  • the number of storage sections 1401a to 1401f arranged in the Y direction is illustrated as six, but it may be five or less, or seven or more.
  • the discharge sections 1402a to 1402r are cylindrical members through which the film forming material evaporated in the storage sections 1401a to 1401r can pass.
  • the discharge sections 1402a to 1402r may be openings formed on the upper surfaces of the storage sections 1401a to 1401r.
  • the demarcation portion 1403 defines the release range of the film forming material released from the emission portions 1402a to 1402r.
  • the demarcation portion 1403 includes a plurality of plate-shaped members 1403a to 1403d arranged from the positive side to the negative side in the X direction.
  • the plate-shaped member 1403a is provided on the positive side of the X direction from the emission portion 1402a.
  • the plate-shaped member 1403b is provided between the emission portions 1402a and 1402g in the X direction.
  • the plate-shaped member 1403c is provided between the emission portions 1402g and 1402m in the X direction.
  • the plate-shaped member 1403d is provided on the negative side of the X direction from the emission portion 1402m.
  • the moving part 142 moves the film formation source 140.
  • the moving part 142 moves the film formation source 140 back and forth in the direction in which the multiple film formation stages 12A and 12B are arranged (X direction).
  • a known technology can be used for the moving part 142.
  • the moving part 142 is a linear guide including a moving body 1421 on which the film formation source 140 is placed, a rolling body 1422 rotatably supported by the moving body 1421, and a driving part (not shown). That is, when the moving body 1421 is driven by a driving part (not shown), such as a ball screw mechanism, it moves along the rail 102 provided on the floor of the chamber 10 via the rolling body 1422.
  • a driving part such as a ball screw mechanism
  • the film formation source shutters 16A to 16C are provided in the film formation source 140 and suppress scattering of the film formation material onto the substrate 6.
  • the film formation source shutters 16 also include a rotating portion 1602 that rotates the shielding member 1601 about an axial direction that intersects with the direction of movement (Y direction).
  • each film formation source shutter 16 is provided displaceable between a suppression position (see ST1 in FIG. 4) that suppresses scattering of the film formation material discharged from the discharge portions 1402a to 1402r onto the substrate 6, and an allowance position (see ST2 in FIG. 4) that allows scattering of the film formation material onto the substrate 6.
  • the film-forming source shutter 16A is provided so that the shielding member 1601a can be displaced by the rotating member 1602a between a suppressing position where the film-forming material discharged from the dischargers 1402a to 1402f is suppressed from scattering onto the substrate, and a permissive position where the film-forming material discharged from the dischargers 1402a to 1402f is permitted to scatter onto the substrate.
  • the shielding members 1601b and 1601c are provided so that the shielding members 1601b and 1601c can be displaced by the rotating members 1602b and 1602c between a suppressing position where the film-forming material discharged from the dischargers 1402g to 1402l and 1402m to 1402r is suppressed from scattering onto the substrate, and a permissive position where the film-forming material discharged from the dischargers 1402g to 1402l and 1402m to 1402r is permitted to scatter onto the substrate.
  • the substrate shutters 18A, 18B prevent the film-forming material from scattering from the film-forming unit 14 onto the substrate 6 when the film-forming unit 14 is positioned at standby position POS1 (see ST1 in FIG. 4).
  • the substrate shutter 18A comprises a shielding member 1801a, a support member 1802a, and a lifting section 1803a
  • the substrate shutter 18B comprises a shielding member 1801b, a support member 1802b, and a lifting section 1803b.
  • the substrate shutter 18A is an example of a shutter that controls the incidence of the film-forming material onto the substrate 6A
  • the substrate shutter 18B is an example of a shutter that controls the incidence of the film-forming material onto the substrate 6B.
  • Support members 1802a, 1802b are each equipped with a support pillar that supports shielding members 1801a, 1801b from above in the Z direction, and are configured to be able to be raised and lowered up and down in the Z direction by lifting sections 1803a, 1803b.
  • the shielding members 1801a, 1801b are movable between the suppression position POS10 (see ST1 in FIG. 4) and the permissive position POS20 (see ST3 in FIG. 4).
  • the suppression position POS10 is an example of a position (first height) of the shielding members 1801a, 1801b that suppresses the scattering of the film forming material from the film forming unit 14 to the substrates 6A, 6B when the shielding members 1801a, 1801b are positioned.
  • the permissive position POS20 is an example of a position (second height) higher than the suppression position that permits the scattering of the film forming material from the film forming unit 14 to the substrates 6A, 6B when the shielding members 1801a, 1801b are positioned.
  • the shielding member 1801a when the shielding member 1801a is located at the suppression position POS10, the shielding member 1801a has a portion that extends up and down in the Z direction so as to suppress the scattering of the film forming material onto the substrate 6A, whether the shielding member 1801b is located at the suppression position POS10 or at the permissive position POS20.
  • the shielding members 1801a and 1801b are positioned so as not to overlap the substrates 6A and 6B in the movement direction (X direction) of the film forming unit 14. This prevents the film forming material released from the film forming source 140 from being blocked by the shielding members 1801a and 1801b when the substrate shutters 18A and 18B are positioned in the permissible positions.
  • the control unit 20 controls the operation of each component of the film forming apparatus 1.
  • the control unit 20 may be configured to include a processor such as a CPU, memories such as RAM and ROM, and various interfaces.
  • the control unit 20 realizes various processes by the film forming apparatus 1 by reading out a program stored in the ROM into the RAM and executing it.
  • the control unit 20 executes various processes such as film formation processes based on instructions received from a host computer that controls the film forming system SY in an integrated manner. Note that it is also possible to employ an embodiment in which the host computer that controls the film forming system SY in an integrated manner directly controls the operation of each component of the film forming apparatus 1.
  • the control unit 20 also controls the raising and lowering operations of the substrate shutters 18A and 18B, which will be described with reference to Figures 4 to 6.
  • Example of operation> 4 to 6 are explanatory diagrams of the operation of the film forming apparatus 1 in the film forming process.
  • the film forming unit 14 forms a film on the substrate while moving back and forth in the X direction below the film forming stage 12A and the film forming stage 12B.
  • the film forming unit 14 also forms a film on each substrate by moving back and forth in the X direction below each substrate.
  • the film forming unit 14 forms a film on each substrate while moving twice, once while moving in the positive X direction and once while moving in the negative X direction.
  • the first film formation on each substrate may be referred to as film formation in the forward direction
  • the second film formation on each substrate may be referred to as film formation in the backward direction.
  • the film formation on the substrate 6A in the forward direction and the film formation on the substrate 6B in the forward direction are opposite to each other, as described later. The same is true for the backward direction.
  • the film-forming unit 14 moves from position POS1 at the end on the negative side of the X-direction to position POS2 at the end on the positive side, then turns around and moves again to position POS2. During this time, the film-forming unit 14 sequentially forms a film in the return direction on the first substrate 6B, a film in the forward direction on substrate 6A, a film in the return direction on substrate 6A, and a film in the forward direction on the second substrate 6B.
  • the deposition unit 14 starts heating at the standby position POS1 and prepares for deposition.
  • the deposition source shutters 16A-16C and the substrate shutters 18A, 18B are placed in the suppression position until the amount of deposition material released from the deposition source 140 stabilizes. This prevents the deposition material released from the deposition unit 14 from adhering to the substrate 6.
  • the substrate or mask is loaded and the substrate and mask are aligned.
  • the area to which it moves to deposit a film on the substrate 6A may be called the deposition area AR1
  • the area to which it moves to deposit a film on the substrate 6B may be called the deposition area AR2.
  • the area in which the deposition unit 14 is located when not depositing a film, including the standby position POS1 may be called the non-deposition area AR3.
  • the deposition unit 14 starts deposition.
  • the control unit 20 rotates the rotating unit 1602 to move the shielding members 1601a-1601c from the suppression position to the allowance position.
  • the deposition material released from the deposition unit 14 is suppressed by the substrate shutters 18A, 18B located at the suppression position POS10, so deposition on the substrates 6A, 6B is not performed.
  • state ST3 film formation on substrate 6A begins.
  • the substrate shutter 18A moves from the suppression position POS10 to the permissive position POS20, allowing the film formation material to be dispersed toward the substrate 6A.
  • the film formation unit 14 moves in the positive X-direction while releasing the film formation material, allowing the film formation material to adhere to the substrate 6A.
  • the substrate shutter 18B remains in the suppression position POS10, no film formation is performed on substrate 6B.
  • the deposition unit 14 When the deposition unit 14 reaches the turning position POS2, as shown in state ST5, the direction of movement of the deposition unit 14 is switched to the negative side of the X direction and a turning operation is performed. Then, from the turning position POS2 to the waiting position POS1, the deposition unit 14 moves in the negative side of the X direction while releasing the deposition material.
  • state ST6 the film-forming unit 14 has completed moving from the return position POS2 to the standby position POS1.
  • state ST6 indicates a state in which the film-forming unit 14 has completed one round trip of film-forming processing on the substrate 6A.
  • the substrate shutter 18A moves from the permitted position POS20 to the inhibiting position POS10.
  • state ST7 after state ST6, the substrate shutter 18A has completed moving from the permitted position POS20 to the suppression position POS10.
  • the control unit 20 moves the substrate shutter 18B from the suppression position POS10 to the permitted position POS20, thereby allowing the deposition material to be dispersed toward the substrate 6B.
  • the deposition unit 14 releases the deposition material while moving toward the negative side of the X direction, allowing the deposition material to adhere to the substrate 6B.
  • the substrate shutter 18A remains in the suppression position POS10, deposition is not performed on the substrate 6A.
  • the deposition unit 14 turns around at the turning position POS3 after state ST7 and moves to the positive side in the X direction.
  • the substrate shutter 18B moves from the permitted position POS20 to the inhibiting position POS10. This returns the state shown in state ST2.
  • the substrate 6A on which the film formation process has been completed may be removed, and a new substrate 6A may be brought in and aligned with the mask 7A.
  • the film formation process can be performed continuously.
  • the substrate 6B on which the film has been formed may be replaced with one on which the film has been formed and aligned with the mask 7B, thereby reducing the time required for removing and aligning the substrate and allowing the film to be formed on the substrate efficiently.
  • the film-forming unit 14 forms a film on the substrate by making one round trip under each substrate, but film formation in the forward direction only, or film formation in one and a half round trips or more, can also be adopted.
  • the film-forming unit 14 moves after the substrate shutters 18A and 18B have completed moving from the suppression position POS10 to the permissible position POS20.
  • the film-forming unit 14 may start moving while the substrate shutters 18A and 18B are moving.
  • the control unit 20 may start moving the film-forming unit 14 when the substrate shutter 18A reaches a predetermined position between the suppression position POS10 and the permissible position POS20 in state ST3 of FIG. 4.
  • the predetermined position may be, for example, a position where the height of the lower end of the shielding member 1801a in the vertical direction (Z direction) is higher than the height of the upper end of the film-forming unit 14 in the vertical direction.
  • the substrate shutter 18 may move from the permissible position POS20 to the suppression position POS10 while the film-forming unit 14 is moving.
  • Figure 7A is an overall view of the organic EL display device 700
  • Figure 7B is a diagram showing the cross-sectional structure of one pixel.
  • each of the light-emitting elements has a structure including an organic layer sandwiched between a pair of electrodes.
  • the pixel here refers to the smallest unit that allows a desired color to be displayed in the display area 701.
  • the pixel 702 is configured by a combination of multiple sub-pixels of a first light-emitting element 702R, a second light-emitting element 702G, and a third light-emitting element 702B that emit light differently from each other.
  • the pixel 702 is often configured by a combination of three types of sub-pixels: a red (R) light-emitting element, a green (G) light-emitting element, and a blue (B) light-emitting element, but is not limited to this.
  • the pixel 702 needs to include at least one type of sub-pixel, and preferably includes two or more types of sub-pixels, and more preferably includes three or more types of sub-pixels.
  • the sub-pixels that make up the pixel 702 may be, for example, a combination of four types of sub-pixels: a red (R) light-emitting element, a green (G) light-emitting element, a blue (B) light-emitting element, and a yellow (Y) light-emitting element.
  • FIG. 7B is a partial cross-sectional schematic diagram taken along line A-B in FIG. 7A.
  • Pixel 702 has a plurality of sub-pixels on a substrate 703, each of which is composed of an organic EL element having a first electrode (anode) 704, a hole transport layer 705, a red layer 706R, a green layer 706G, or a blue layer 706B, an electron transport layer 707, and a second electrode (cathode) 708.
  • the hole transport layer 705, the red layer 706R, the green layer 706G, the blue layer 706B, and the electron transport layer 707 correspond to organic layers.
  • the red layer 706R, the green layer 706G, and the blue layer 706B are formed in patterns corresponding to light-emitting elements (sometimes referred to as organic EL elements) that emit red, green, and blue light, respectively.
  • light-emitting elements sometimes referred to as organic EL elements
  • the first electrode 704 is formed separately for each light-emitting element.
  • the hole transport layer 705, the electron transport layer 707, and the second electrode 708 may be formed in common across multiple light-emitting elements 702R, 702G, and 702B, or may be formed for each light-emitting element. That is, as shown in FIG. 7B, the hole transport layer 705 may be formed as a common layer across multiple sub-pixel regions, on which the red layer 706R, the green layer 706G, and the blue layer 706B may be formed separately for each sub-pixel region, and on top of that the electron transport layer 707 and the second electrode 708 may be formed as a common layer across multiple sub-pixel regions.
  • an insulating layer 709 is provided between the first electrodes 704. Furthermore, since the organic EL layer deteriorates due to moisture and oxygen, a protective layer 710 is provided to protect the organic EL element from moisture and oxygen.
  • the hole transport layer 705 and the electron transport layer 707 are shown as a single layer, but depending on the structure of the organic EL display element, they may be formed of multiple layers including a hole blocking layer and an electron blocking layer.
  • a hole injection layer having an energy band structure that allows holes to be smoothly injected from the first electrode 704 to the hole transport layer 705 may be formed between the first electrode 704 and the hole transport layer 705.
  • an electron injection layer may be formed between the second electrode 708 and the electron transport layer 707.
  • Each of the red layer 706R, green layer 706G, and blue layer 706B may be formed of a single light-emitting layer, or may be formed by laminating multiple layers.
  • the red layer 706R may be configured of two layers, with the upper layer being a red light-emitting layer and the lower layer being a hole transport layer or an electron blocking layer.
  • the lower layer may be formed of a red light-emitting layer and the upper layer being an electron transport layer or a hole blocking layer. In this way, by providing a layer below or above the light-emitting layer, the light-emitting position in the light-emitting layer can be adjusted, and the optical path length can be adjusted, thereby improving the color purity of the light-emitting element.
  • red layer 706R a similar structure may also be adopted for the green layer 706G and the blue layer 706B.
  • the number of layers may be two or more.
  • layers of different materials may be laminated, such as a light-emitting layer and an electron blocking layer, or layers of the same material may be laminated, for example, two or more light-emitting layers may be laminated.
  • the red layer 706R is made up of two layers, a lower layer 706R1 and an upper layer 706R2, and the green layer 706G and the blue layer 706B are made up of a single light-emitting layer.
  • a substrate 703 is prepared on which a circuit (not shown) for driving the organic EL display device and a first electrode 704 are formed.
  • the material of the substrate 703 is not particularly limited, and it can be made of glass, plastic, metal, or the like.
  • a substrate in which a polyimide film is laminated on a glass substrate is used as the substrate 703.
  • a resin layer such as acrylic or polyimide is coated by bar coating or spin coating on the substrate 703 on which the first electrode 704 is formed, and the resin layer is patterned by lithography so that an opening is formed in the area where the first electrode 704 is formed, forming the insulating layer 709.
  • This opening corresponds to the light-emitting area where the light-emitting element actually emits light. Note that in this embodiment, processing is performed on the large substrate up to the formation of the insulating layer 709, and after the insulating layer 709 is formed, a division process is carried out to divide the substrate 703.
  • the substrate 703 with the patterned insulating layer 709 is carried into the first film forming apparatus 1, and the hole transport layer 705 is formed as a common layer on the first electrode 704 in the display area.
  • the hole transport layer 705 is formed using a mask with an opening for each display area 701 that will ultimately become the panel portion of each organic EL display device.
  • the substrate 703 on which the hole transport layer 705 has been formed is carried into the second film forming apparatus 1.
  • the substrate 703 and the mask are aligned, the substrate is placed on the mask, and the red layer 706R is formed on the hole transport layer 705 in the portion of the substrate 703 where the red emitting element is arranged (the region where the red subpixel is formed).
  • the mask used in the second film forming chamber is a high-definition mask in which openings are formed only in the multiple regions that will become the red subpixels among the multiple regions on the substrate 703 that will become the subpixels of the organic EL display device.
  • the red layer 706R including the red light emitting layer is formed only in the region that will become the red subpixel among the multiple regions on the substrate 703 that will become the subpixels.
  • the red layer 706R is selectively formed in the region that will become the red subpixel, without being formed in the region that will become the blue subpixel or the green subpixel among the multiple regions on the substrate 703 that will become the subpixels.
  • the green layer 706G is formed in the third film formation apparatus 1, and then the blue layer 706B is formed in the fourth film formation apparatus 1.
  • the electron transport layer 707 is formed over the entire display area 701 in the fifth film formation apparatus 1.
  • the electron transport layer 707 is formed as a layer common to the three color layers 706R, 706G, and 706B.
  • the substrate on which the electron transport layer 707 has been formed is moved to the sixth deposition apparatus 1, where the second electrode 708 is formed.
  • the first deposition apparatus 1 to the sixth deposition apparatus 1 form each layer by vacuum deposition.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the second electrode 708 in the sixth deposition apparatus 1 may be formed by sputtering.
  • the substrate on which the second electrode 708 has been formed is moved to a sealing apparatus, and the protective layer 710 is formed by plasma CVD (sealing process), completing the organic EL display device 700.
  • the protective layer 710 is formed by the CVD method here, the method is not limited to this, and it may also be formed by the ALD method or the inkjet method.
  • the film formation process is performed on two substrates 6A and 6B, and the film formation unit 14 moves between two film formation regions and one non-film formation region.
  • the number of substrates that can be placed in the film formation apparatus 1 may be one, or three or more. In this case, one film formation region and one non-film formation region may be placed on each substrate.
  • the present invention can also be realized by supplying a program that realizes one or more of the functions of the above-mentioned embodiments to a system or device via a network or storage medium, and having one or more processors in the computer of the system or device read and execute the program. It can also be realized by a circuit (e.g., an ASIC) that realizes one or more functions.
  • a circuit e.g., an ASIC

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Abstract

成膜装置は、成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域内に位置する場合に移動方向に移動しながら基板に成膜する成膜ユニットと、成膜領域と移動方向において重ならない待機位置に位置する成膜ユニットに対して、成膜源から基板への成膜材料の入射を規制するシャッタと、を備える。シャッタは、入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される。

Description

成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法
　本発明は、成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法に関する。
　有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、蒸発源から放出された蒸着物質などの成膜材料が基板に付着することで基板に薄膜が形成される。特許文献１には、移動しながら基板に対して蒸着を行う蒸着源と、蒸着時にマスク及び基板を支持するマスク台と、マスク台に配置された基板への蒸着源からの蒸着材料の入射を開閉により制御するシャッタと、を有する蒸着装置が記載されている。この蒸着装置では、蒸着対象の基板を覆っていたシャッタが開かれた状態で、蒸発源が基板の下方を通過することにより基板に対する蒸着が行われる。
特開２０１６－１９６６８４号公報
　ここで、シャッタが成膜対象の基板を覆うことで基板への成膜材料の付着を制限する場合、基板全体を覆うためにシャッタが大型化する。このような場合、シャッタが基板を覆わない場合の退避スペースが必要となるため、成膜装置が大型化してしまうという課題があった。
　本発明は、基板への成膜材料の飛散を制限するシャッタの小型化が可能となる技術を提供する。
　本発明の一側面によれば、
　成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域内に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
　前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への前記成膜材料の入射を規制するシャッタと、
　を備える成膜装置であって、
　前記シャッタは、前記入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される、ことを特徴とする成膜装置が提供される。
　本発明によれば、基板への成膜材料の飛散を制限するシャッタの小型化が可能となる技術を提供することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
一実施形態に係る成膜装置が設けられる成膜システムの構成を模式的に示す平面図。 成膜装置の構成を模式的に示す正面図。 成膜ユニットと基板シャッタとの位置関係を説明するための図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 有機ＥＬ表示装置の全体図。 １画素の断面構造を示す図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　＜成膜システムの概要＞
　図１は、一実施形態に係る成膜装置１が設けられる成膜システムＳＹの構成を模式的に示す平面図である。成膜システムＳＹは、搬入されてくる基板に対して成膜処理を行い、処理後の基板を搬出するシステムである。例えば、成膜システムＳＹが複数並んで設けられることで電子デバイスの製造ラインが構成される。電子デバイスとしては、例えばスマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルが挙げられる。成膜システムＳＹは、成膜装置１の他、搬入室３０と、基板搬送室３２と、搬出室３４と、マスクストック室３６と、を含む。なお、成膜装置１の構成については後述する。
　搬入室３０には、成膜装置１による成膜を行う基板６が搬入される。基板搬送室３２には、基板６を搬送する搬送ロボット３２０が設けられる。搬送ロボット３２０は、搬入室３０に搬入された基板６を成膜装置１に搬送する。また、搬送ロボット３２０は、成膜装置１において成膜処理が終了した基板６を搬出室３４に搬送する。搬送ロボット３２０により搬出室３４に搬送された基板６は、搬出室３４から成膜システムＳＹの外部に搬出される。なお、成膜システムＳＹが複数並んで設けられる場合には、上流側の成膜システムＳＹの搬出室３４が下流側の成膜システムＳＹの基板搬送室３２を兼ねていてもよい。また、マスクストック室３６には、成膜装置１での成膜に用いられるマスク７がストックされる。マスクストック室３６にストックされるマスク７は、搬送ロボット３２０により成膜装置１に搬送される。
　成膜システムＳＹを構成する成膜装置１及び各室の内部は、真空ポンプ等の排気機構により真空状態に維持される。なお、本実施形態において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。
　＜成膜装置＞
　図２は、成膜装置１の構成を模式的に示す正面図である。成膜装置１は、基板６に対して成膜源１４０を移動させながら成膜を行う成膜装置である。本実施形態では蒸着により基板６に成膜が行われる。成膜装置１で蒸着が行われる基板の材質としては、ガラス、樹脂、金属等を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などが用いられる。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。また、成膜装置１が成膜を行う基板のサイズとしては例えばＧ８Ｈサイズの基板（１１００ｍｍ×２５００ｍｍ、１２５０ｍｍ×２２００ｍｍ）が挙げられるが、成膜装置１が成膜を行う基板のサイズは適宜設定可能である。
　成膜装置１は、チャンバ１０と、成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂと、成膜ユニット１４と、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂと、制御部２０を含む。
　チャンバ１０は、その内部空間１０１に成膜ユニット１４と、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂと、及び成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂを収容する。チャンバ１０の内部空間１０１は、不図示の真空ポンプ等の排気機構により真空に維持可能である。例えば、チャンバ１０には、基板６の搬入及び搬出のための開口（不図示）が設けられ、この開口を介して基板搬送室３２との間で基板６の移動が行われる。
　成膜ステージ１２Ａ，１２Ｂは、基板６に対して成膜が行われるステージである。本実施形態では、成膜ステージ１２Ａと成膜ステージ１２Ｂとが基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂを挟んで隣接して設けられている。以下の説明では、成膜ステージ１２Ａにおいて基板６Ａに対して成膜が行われ、成膜ステージ１２Ｂにおいて基板６Ｂに対して成膜が行われるものとする。
　成膜ステージ１２Ａは、基板支持部１２０Ａと、マスク台１２２Ａと、支柱１２４Ａと、アライメント機構１２６Ａとを含む。
　基板支持部１２０Ａは、基板６Ａを支持する。本実施形態では、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの短辺がＸ方向、基板６Ａの長辺がＹ方向に延びるように基板６Ａを支持する。また、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの縁を基板６Ａの下側から支持する。しかしながら、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの縁を挟持することで基板を支持してもよいし、静電チャック又は粘着チャック等によって基板６Ａを吸着することで基板６Ａを支持してもよい。例えば、基板支持部１２０Ａは、基板搬送室３２の搬送ロボット３２０から基板６Ａを受け取ることができる。また、基板支持部１２０Ａは、不図示の昇降機構により昇降可能であり、搬送ロボット３２０から受け取った基板６Ａをマスク台１２２Ａに支持されたマスク７Ａの上に重ね合わせることができる。昇降機構には、ボールねじ機構等の公知の技術を用いることができる。
　マスク台１２２Ａは、マスク７Ａを支持する。マスク台１２２Ａには、不図示の開口が設けられ、この開口を介してマスク７Ａと重ね合わされた基板６Ａの成膜面に対して成膜材料が飛散する。また、マスク台１２２Ａは、支柱１２４Ａによってチャンバ１０に支持される。
　アライメント機構１２６Ａは、基板６Ａとマスク７Ａとのアライメントを行う。アライメント機構１２６Ａは、基板支持部１２０Ａとマスク台１２２Ａの水平方向の相対位置を調整することで、基板支持部１２０Ａに支持された基板６Ａとマスク台１２２Ａに支持されたマスク７Ａとのアライメントを行う。基板６Ａとマスク７Ａのアライメントについては公知の技術を用いることができるため、詳細な説明は省略する。一例として、アライメント機構１２６Ａは、不図示のカメラにより基板６Ａ及びマスク７Ａに形成されたアライメント用のマークを検知する。そして、アライメント機構１２６Ａは、基板６Ａに形成されたマークにより算出される基板６Ａの位置と、マスク７Ａに形成されたマークにより算出されるマスク７Ａの位置の関係が所定の条件を満たすように、基板６Ａ及びマスク７Ａの位置関係を調整する。
　アライメント機構１２６Ａによるアライメントが終了すると、基板支持部１２０Ａは支持している基板６Ａをマスク７Ａの上に重ね合わせる。基板６Ａ及びマスク７Ａが重ね合わせられた状態で、成膜ユニット１４による基板６Ａへの成膜が行われる。
　成膜ステージ１２Ｂについては、成膜ステージ１２Ａと同様の構成を有し得る。すなわち、成膜ステージ１２Ｂは、基板支持部１２０Ｂ、マスク台１２２Ｂ、支柱１２４Ｂ及びアライメント機構１２６Ｂを有し、これらは基板支持部１２０Ａ、マスク台１２２Ａ、支柱１２４Ａ及びアライメント機構１２６Ａにそれぞれ対応する。
　成膜ユニット１４は、移動しながら成膜材料を放出して基板６に成膜を行う。本実施形態では、成膜ユニット１４は、成膜源１４０と、移動部１４２とを含む。
　成膜源１４０は、成膜材料を放出する。図３に示すように、成膜源１４０は、成膜材料を収容する複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｒと、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｒにそれぞれ設けられる。成膜源１４０は、蒸発した成膜材料を放出するための複数の放出部１４０２ａ～１４０２ｒと、成膜材料の放出範囲を画定する画定部１４０３と、を含む。
　収容部１４０１ａ～１４０１ｒに収容された成膜材料は、不図示のヒータにより加熱されて蒸発し、放出部１４０２ａ～１４０２ｒからチャンバ１０の内部空間１０１へと放出される。本実施形態では、複数の収容部１４０１ａ、１４０１ｇ、１４０１ｍは、成膜ユニット１４の移動方向（Ｘ方向）に並んで設けられている。また、本実施形態では、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｆ、１４０１ｇ～１４０１ｌ、および１４０１ｍ～１４０１ｒは成膜ユニット１４の移動方向と交差する方向（Ｙ方向）に並んで設けられている。例えば、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｆ、１４０１ｇ～１４０１ｌ、および１４０１ｍ～１４０１ｒは、Ｙ方向の列ごとに異なる成膜材料を収容してもよい。これにより、基板６に対して複数の成膜材料を蒸着させる共蒸着を行うことができる。なお、収容部１４０１ａ～１４０１ｃに収容された成膜材料を加熱するヒータとしては、例えば電熱線を用いたシーズヒータを用いることができる。また、本実施形態ではＸ方向に三列の収容部が並ぶが、列の数は適宜変更可能である。例えば、列の数は、一つ又は二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。また、Ｙ方向に並べられた収容部１４０１ａ～１４０１ｆの数も、六つであるものとして図示しているが、五つ以下であってもよいし、七つ以上であってもよい。
　放出部１４０２ａ～１４０２ｒは、収容部１４０１ａ～１４０１ｒ内で蒸発した成膜材料が通過可能な筒状の部材である。放出部１４０２ａ～１４０２ｒは、収容部１４０１ａ～１４０１ｒの上面に形成された開口等であってもよい。
　画定部１４０３は、放出部１４０２ａ～１４０２ｒから放出される成膜材料の放出範囲を画定する。画定部１４０３は、Ｘ方向正側から負側に向かって並ぶ複数の板状部材１４０３ａ～１４０３ｄを含む。板状部材１４０３ａは、放出部１４０２ａよりもＸ方向正側に設けられる。板状部材１４０３ｂは、Ｘ方向において放出部１４０２ａと１４０２ｇとの間に設けられる。板状部材１４０３ｃは、Ｘ方向において放出部１４０２ｇと１４０２ｍとの間に設けられる。板状部材１４０３ｄは、放出部１４０２ｍよりもＸ方向負側に設けられる。
　移動部１４２は、成膜源１４０を移動する。本実施形態では、移動部１４２は、成膜源１４０を複数の成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に往復移動する。移動部１４２には公知の技術を用いることができる。本実施形態では、移動部１４２は、成膜源１４０が載置される移動体１４２１と、移動体１４２１に回転可能に支持された転動体１４２２と、不図示の駆動部とを含むリニアガイドである。すなわち、移動体１４２１は、ボールねじ機構等の不図示の駆動部により駆動されると、転動体１４２２を介してチャンバ１０の床に設けられたレール１０２に沿って移動する。このような構成により、成膜源１４０の移動機構が１軸で成り立つため、チャンバ１０内の機構を簡素化することができる。
　成膜源シャッタ１６Ａ～１６Ｃ（以下、区別せずに成膜源シャッタ１６と呼ぶ場合がある）は、成膜源１４０に設けられ、成膜材料の基板６への飛散を抑制する。また、成膜源シャッタ１６は、移動方向に交差する交差方向（Ｙ方向）を軸方向として遮蔽部材１６０１を回動させる回動部１６０２を備える。詳細には、各成膜源シャッタ１６は、放出部１４０２ａ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板６への飛散を抑制する抑制位置（図４のＳＴ１参照）、及び成膜材料の基板６への飛散を許容する許容位置（図４のＳＴ２参照）の間で変位可能に設けられている。例えば、成膜源シャッタ１６Ａは、遮蔽部材１６０１ａが放出部１４０２ａ～１４０２ｆから放出される成膜材料の基板への飛散を抑制する抑制位置、及び放出部１４０２ａ～１４０２ｆから放出される成膜材料の基板への飛散を許容する許容位置の間で回動部１６０２ａによって変位可能に設けられている。同様に、遮蔽部材１６０１ｂ、１６０１ｃが放出部１４０２ｇ～１４０２ｌ、１４０２ｍ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板への飛散を抑制する抑制位置、及び放出部１４０２ｇ～１４０２ｌ、１４０２ｍ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板への飛散を許容する許容位置の間で回動部１６０２ｂ、１６０２ｃによって変位可能に設けられている。
　基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂ（以下、区別せずに基板シャッタ１８と呼ぶ場合がある）は、成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１（図４のＳＴ１参照）に位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６への成膜材料の飛散を抑制する。詳細には、基板シャッタ１８Ａは、遮蔽部材１８０１ａ、支持部材１８０２ａ、および昇降部１８０３ａを備え、基板シャッタ１８Ｂは、遮蔽部材１８０１ｂ、支持部材１８０２ｂ、および昇降部１８０３ｂを備える。基板シャッタ１８Ａは、基板６Ａへの成膜材料の入射を制御するシャッタの一例であり、基板シャッタ１８Ｂは、基板６Ｂへの成膜材料の入射を制御するシャッタの一例である。
　支持部材１８０２ａ、１８０２ｂは、それぞれ遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂをＺ方向上方から支える支柱を備え、昇降部１８０３ａ、１８０３ｂによってＺ方向で上下に昇降可能に構成される。このように基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが上下方向に昇降するよう構成し、成膜源１４０が基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂによって覆われるよう構成することで、基板全体を覆う必要がなくなり、シャッタの小型化が実現される。
　遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂは、抑制位置ＰＯＳ１０（図４のＳＴ１参照）と許容位置ＰＯＳ２０（図４のＳＴ３参照）との間で移動可能である。抑制位置ＰＯＳ１０は、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂが位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６Ａ、６Ｂへの成膜材料の飛散を抑制する遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂの位置の一例（第１高さ）である。また、許容位置ＰＯＳ２０は、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂが位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６Ａ、６Ｂへの成膜材料の飛散を許容する位置であって、抑制位置より高い位置の一例（第２高さ）である。また、遮蔽部材１８０１ａは抑制位置ＰＯＳ１０に位置する場合に、遮蔽部材１８０１ｂが抑制位置ＰＯＳ１０に位置する場合でも許容位置ＰＯＳ２０に位置する場合であっても基板６Ａへの成膜材料の飛散を抑制するように、Ｚ方向で上下に伸びる部分を有する。
　また、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂは、成膜ユニット１４の移動方向（Ｘ方向）において基板６Ａ、６Ｂと重ならない位置に配置される。これによって、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが許容位置に位置する場合に、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂによって成膜源１４０から放出された成膜材料が遮蔽されることを防ぐことができる。
　制御部２０は、成膜装置１の各構成要素の動作を制御する。例えば、制御部２０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ及び各種インタフェースを含んで構成され得る。例えば、制御部２０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することで、成膜装置１による各種の処理を実現する。例えば、制御部２０は、成膜システムＳＹを統括的に制御するホストコンピュータから受け付けた指示に基づいて、成膜処理等の各種の処理を実行する。なお、例えば成膜システムＳＹを統括的に制御するホストコンピュータ等が、成膜装置１の各構成要素の動作を直接制御する態様も採用可能である。また、制御部２０は、図４～図６を参照して説明する基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの昇降動作の制御を行う。
　＜動作例＞
　図４～図６は、成膜装置１の成膜処理における動作説明図である。本実施形態では、成膜ユニット１４は、成膜ステージ１２Ａ及び成膜ステージ１２Ｂの下方をＸ方向に往復移動しながら基板に成膜を行う。また、成膜ユニット１４は、各基板の下方をＸ方向に一往復することで、各基板に対する成膜を行う。換言すれば、成膜ユニット１４は、各基板に対して、Ｘ方向正側に移動しながらの成膜を一回、Ｘ方向負側に移動しながらの成膜を一回の計二回、移動しながらの成膜を行う。以下、各基板に対する一回目の成膜を往方向の成膜と、二回目の成膜を復方向の成膜と、それぞれ表記する場合がある。なお、本実施形態では、後述するように基板６Ａに対する往方向の成膜と、基板６Ｂに対する往方向の成膜とは、成膜ユニット１４の移動する方向が逆となっている。復方向についても同様である。
　図４～図６では、成膜ユニット１４がＸ方向負側の端部の位置ＰＯＳ１から正側端部の位置ＰＯＳ２に移動し、そこで折り返して再度位置ＰＯＳ２まで移動する。そして、その間に、成膜ユニット１４は、一枚目の基板６Ｂに対する復方向の成膜、基板６Ａに対する往方向の成膜、基板６Ａに対する復方向の成膜、二枚目の基板６Ｂに対する往方向の成膜を順次行う。
　状態ＳＴ１は、成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１において加熱を開始し、成膜準備を行う状態である。ここで、成膜源１４０からの成膜材料の放出量が安定するまで、成膜源シャッタ１６Ａ～１６Ｃおよび基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが抑制位置に配置される。これによって、成膜ユニット１４から放出された成膜材料が基板６に付着することを防ぐことができる。また、状態ＳＴ１において、基板またはマスクの搬入動作や、基板とマスクとのアライメント動作が行われる。なお、成膜ユニット１４が移動可能な位置のうち、基板６Ａへの成膜を行うために移動する領域を成膜領域ＡＲ１と呼ぶ、基板６Ｂへの成膜を行うために移動する領域を成膜領域ＡＲ２と呼ぶ場合がある。また、待機位置ＰＯＳ１を含む、成膜を行わない場合に成膜ユニット１４が位置する領域を非成膜領域ＡＲ３と呼ぶ場合がある。
　状態ＳＴ２は、成膜ユニット１４が成膜を開始する状態である。成膜源の加熱が行われ、成膜材料の放出が可能になった場合には、制御部２０は遮蔽部材１６０１ａ～１６０１ｃを抑制位置から許容位置に移動するよう回動部１６０２を回動させる。なお、状態ＳＴ２においては、成膜ユニット１４から放出された成膜材料は抑制位置ＰＯＳ１０に位置する基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂによって抑制されるため、基板６Ａ、６Ｂへの成膜は行われない。
　状態ＳＴ３は、基板６Ａへの成膜を開始する状態である。基板シャッタ１８Ａが抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０に移動することで、基板６Ａ側に成膜材料の飛散が許容される状態となる。続いて、状態ＳＴ４に示すように、成膜ユニット１４がＸ方向正側に移動しながら成膜材料を放出することで、基板６Ａへの成膜材料の付着が可能となる。ここで、基板シャッタ１８Ｂは抑制位置ＰＯＳ１０に位置したままであるため、基板６Ｂへの成膜は行われない。
　成膜ユニット１４は、折り返し位置ＰＯＳ２に到達すると、状態ＳＴ５に示すように、成膜ユニット１４の移動方向をＸ方向負側に切り替えて折り返し動作を行う。そして、折り返し位置ＰＯＳ２から待機位置ＰＯＳ１まで、成膜材料の放出を行いながらＸ方向負側に移動する。
　状態ＳＴ６は、成膜ユニット１４が折り返し位置ＰＯＳ２から待機位置ＰＯＳ１に移動が完了した状態である。言い換えると、状態ＳＴ６は成膜ユニット１４による基板６Ａへの一往復の成膜処理が完了した状態を示している。状態ＳＴ６では、基板シャッタ１８Ａが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動する。
　状態ＳＴ７は、状態ＳＴ６の後、基板シャッタ１８Ａが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動が完了した状態である。続いて、成膜ユニット１４は、基板６Ｂへの成膜を行うために、制御部２０は基板シャッタ１８Ｂを抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０に移動させることで、基板６Ｂ側に成膜材料の飛散が許容される状態となる。続いて、状態ＳＴ８に示すように、成膜ユニット１４がＸ方向負側に移動しながら成膜材料を放出することで、基板６Ｂへの成膜材料の付着が可能となる。ここで、基板シャッタ１８Ａは抑制位置ＰＯＳ１０に位置したままであるため、基板６Ａへの成膜は行われない。
　状態ＳＴ９は、成膜ユニット１４が状態ＳＴ７の後、折り返し位置ＰＯＳ３で折り返してＸ方向正側に移動する状態である。成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１に到達すると、基板シャッタ１８Ｂが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動する。これによって、状態ＳＴ２に示す状態に戻る。
　なお、状態ＳＴ７～ＳＴ９の間に、成膜処理が完了した基板６Ａを搬出し、新たな基板６Ａを搬入し、マスク７Ａとアライメントを行ってもよい。状態ＳＴ９の後に状態ＳＴ２に戻った後、状態ＳＴ３～ＳＴ６を繰り返すことで、成膜処理を連続して実行することができる。同様に、状態ＳＴ３～ＳＴ６の間に、成膜済みの基板６Ｂを交換し、マスク７Ｂとのアライメントを行っておくことで、基板の搬出やアライメントに係る時間を削減して効率的に基板の成膜を行うことができる。
　なお、本実施形態では、成膜ユニット１４が各基板の下方を一往復することで基板に対する成膜を行うが、往方向の成膜のみ、或いは一往復半以上の成膜も採用可能である。
　また、本実施形態では、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０への移動が完了した後に成膜ユニット１４が移動するものとして説明を行った。しかしながら、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの移動中に成膜ユニット１４が移動を開始してもよい。例えば、制御部２０は、図４の状態ＳＴ３において、基板シャッタ１８Ａが、抑制位置ＰＯＳ１０と許容位置ＰＯＳ２０との間の所定の位置に到達した場合に成膜ユニット１４の移動を開始してもよい。所定の位置は、例えば遮蔽部材１８０１ａの上下方向（Ｚ方向）で下端の高さが成膜ユニット１４の上下方向の上端の高さより高くなる位置であってもよい。同様に、基板シャッタ１８の許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０への移動も、成膜ユニット１４の移動中に行われてもよい。
　＜電子デバイスの製造方法＞
　次に、電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。この例の場合、図１に例示した成膜システムＳＹが製造ライン上に複数設けられる。
　まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図７Ａは有機ＥＬ表示装置７００の全体図、図７Ｂは１画素の断面構造を示す図である。
　図７Ａに示すように、有機ＥＬ表示装置７００の表示領域７０１には、発光素子を複数備える画素７０２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。
　なお、ここでいう画素とは、表示領域７０１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子７０２Ｒ、第２発光素子７０２Ｇ、第３発光素子７０２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素７０２が構成されている。画素７０２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素７０２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素７０２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。
　図７Ｂは、図７ＡのＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素７０２は、基板７０３上に、第１の電極（陽極）７０４と、正孔輸送層７０５と、赤色層７０６Ｒ・緑色層７０６Ｇ・青色層７０６Ｂのいずれかと、電子輸送層７０７と、第２の電極（陰極）７０８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層７０５、赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂ、電子輸送層７０７が有機層に当たる。赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。
　また、第１の電極７０４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層７０５と電子輸送層７０７と第２の電極７０８は、複数の発光素子７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図７Ｂに示すように正孔輸送層７０５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層７０７と第２の電極７０８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。
　なお、近接した第１の電極７０４の間でのショートを防ぐために、第１の電極７０４間に絶縁層７０９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層７１０が設けられている。
　図７Ｂでは正孔輸送層７０５や電子輸送層７０７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極７０４と正孔輸送層７０５との間には第１の電極７０４から正孔輸送層７０５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極７０８と電子輸送層７０７の間にも電子注入層を形成してもよい。
　赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層７０６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。
　なお、ここでは赤色層７０６Ｒの例を示したが、緑色層７０６Ｇや青色層７０６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。
　次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層７０６Ｒが下側層７０６Ｒ１と上側層７０６Ｒ２の２層からなり、緑色層７０６Ｇと青色層７０６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。
　まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１の電極７０４が形成された基板７０３を準備する。なお、基板７０３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板７０３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。
　第１の電極７０４が形成された基板７０３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極７０４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層７０９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。なお、本実施形態では、絶縁層７０９の形成までは大型基板に対して処理が行われ、絶縁層７０９の形成後に、基板７０３を分割する分割工程が実行される。
　絶縁層７０９がパターニングされた基板７０３を第１の成膜装置１に搬入し、正孔輸送層７０５を、表示領域の第１の電極７０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層７０５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域７０１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。
　次に、正孔輸送層７０５までが形成された基板７０３を第２の成膜装置１に搬入する。基板７０３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層７０５の上の、基板７０３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層７０６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板７０３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層７０６Ｒは、基板７０３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層７０６Ｒは、基板７０３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。
　赤色層７０６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置１において緑色層７０６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置１において青色層７０６Ｂを成膜する。赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置１において表示領域７０１の全体に電子輸送層７０７を成膜する。電子輸送層７０７は、３色の層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂに共通の層として形成される。
　電子輸送層７０７までが形成された基板を第６の成膜装置１に移動し、第２の電極７０８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜装置１～第６の成膜装置１では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜装置１における第２の電極７０８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２の電極７０８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層７１０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置７００が完成する。なお、ここでは保護層７１０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。
　＜その他の実施形態＞
　本実施形態では、２枚の基板６Ａ、６Ｂに成膜処理を行うものとして、２つの成膜領域と１つの非成膜領域を成膜ユニット１４が移動するものとして説明した。しかしながら、成膜装置１内に配置可能な基板の数は１枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。この場合、それぞれの１つの成膜領域および非成膜領域が配置されてもよい。
　本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
　発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
　本願は、２０２２年１１月８日提出の日本国特許出願特願２０２２－１７９０５８を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (8)

  1. 　成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
    　前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への前記成膜材料の入射を制御するシャッタと、
    　を備える成膜装置であって、
    　前記シャッタは、前記入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される、ことを特徴とする成膜装置。
  2. 　前記シャッタの昇降動作を制御する制御手段を更に備え、
    　前記制御手段は、前記成膜源が前記待機位置から前記成膜領域へ移動することに応じて、前記シャッタを前記第１高さから前記第２高さへ移動させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記成膜源は、第１基板に前記成膜源が成膜を行う第１成膜領域と、第２基板に前記成膜源が成膜を行う第２成膜領域と、の間を移動し、
    　前記待機位置は、前記第１成膜領域と前記第２成膜領域との間に位置することを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
  4. 　前記シャッタは、第１シャッタと第２シャッタとを含み、前記第１シャッタは前記待機位置において前記第２シャッタよりも前記第１成膜領域に近い位置に配されており、前記第２シャッタは前記待機位置において前記第１シャッタよりも前記第２成膜領域に近い位置に配されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
  5. 　前記制御手段は、前記成膜源が前記待機位置から前記第１成膜領域へ移動することに応じて、前記第１シャッタを前記第１高さから前記第２高さへ移動させることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
  6. 　前記制御手段は、前記成膜源が前記第１成膜領域から前記待機位置へ移動することに応じて、前記第１シャッタを前記第２高さから前記第１高さへ移動させることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
  7. 　成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
    　前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への成膜材料の入射を制御するシャッタと、
    　を備える成膜装置によって実行される成膜方法であって、
    　前記成膜源が前記待機位置に位置する場合に、前記シャッタを、前記入射を抑制する第１高さに移動することと、
    　前記待機位置から前記成膜領域への前記成膜源の移動に応じて、前記シャッタを、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さに移動することと、
    を含むことを特徴とする成膜方法。
  8. 　請求項７に記載の成膜方法により基板に成膜を行う成膜工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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