(57)【要約】【課題】搬送チャンバを小型化できる、生産性の高い、あるいは、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することである。【解決手段】本発明は、真空チャンバであって、基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、真空チャンバ内で蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバと大気雰囲気部とに隣接し、前記２つの隣接部を介して前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2010080228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
真空チャンバであって、前記真空蒸着チャンバと大気雰囲気部に隣接し、前記２つの隣接部を介して前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項２】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する複数の真空蒸着チャンバと、前記複数の真空蒸着チャンバに前記基板を搬送する搬送手段を有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記搬送手段を介さずに前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項３】
前記シャドウマスク交換室は真空チャンバであることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項４】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記有機ＥＬデバイス製造装置が稼動中に大気雰囲気中から前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項５】
前記シャドウマスク交換室は、前記真空蒸着チャンバの側面部または上部あるいは下部に設けたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項６】
前記側面部は、前記基板に処理を行なう他の真空蒸着チャンバを含む処理チャンバとの間の側面部であることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項７】
前記シャドウマスク交換室は、前記シャドウマスク交換室と前記真空蒸着チャンバ及び大気雰囲気中の隣接部あるいは境界部にゲート弁を有するシャドウマスク搬入出口を設けたことを特徴とする請求項１または４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記シャドウマスク交換室に隣接して前記シャドウマスクを搬入出するための大気雰囲気中のシャドウマスク搬入出室を有することを特徴とする請求項１または４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記ゲート弁前後で不連続なレール上を走行させて前記シャドウマスクを搬入出する手段であって、前記不連続部を走行できる手段を有することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記シャドウマスク交換室に設けられた搬送ロボットであることを特徴とする請求項１または４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記蒸着する場所において前記シャドウマスクを着脱する手段を有することを特徴とする請求項１乃至４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記真空蒸着チャンバは複数のシャドウマスク有し、前記複数のシャドウマスクで蒸着処理が可能であることを特徴とする請求項１乃至４に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１３】
真空チャンバであって、基板を処理する真空処理チャンバと大気雰囲気部に隣接し、前記２つの隣接部を介して前記真空処理チャンバに前記基板を処理するのに必要なシャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とするシャドウマスク交換装置。
【請求項１４】
前記シャドウマスク交換室は、前記真空蒸着チャンバの側面部または上部あるいは下部に設ける構造を有することを特徴とする請求項１３に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項１５】
前記側面部は、前記基板に処理を行なう他の真空処理チャンバとの間の側面部であることをとする請求項１４に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項１６】
前記シャドウマスク交換室は、前記シャドウマスク交換室と前記真空処理チャンバ及び大気雰囲気中の隣接部にゲート弁を有するシャドウマスク搬入出口を設けたことを特徴とする請求項１３に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項１７】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記ゲート弁前後で不連続なレール上を走行させて前記シャドウマスクを搬入出する手段であって、前記不連続部を走行できる手段を有することを特徴とする請求項１６に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項１８】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記シャドウマスク交換室に設けられた搬送ロボットであることを特徴とする請求項１３に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項１９】
前記シャドウマスク搬入出手段は、前記蒸着する場所において前記シャドウマスクを着脱する手段を有することを特徴とする請求項１３に記載のシャドウマスク交換装置。
【請求項２０】
大気雰囲気中にから基盤の処理に必要なシャドウマスクを真空チャンバであるシャドウマスク交換室に搬入出し、前記シャドウマスク交換室から前記基板を処理する真空処理チャンバに前記シャドウマスクを搬入出することを特徴とするシャドウマスク交換方法。
【請求項２１】
基板を処理する真空処理チャンバから前記基板を処理する必要な使用済みシャドウマスクを前記真空処理チャンバに隣接したシャドウマスク交換室に搬出する第１の搬出工程と、前記シャドウマスクを前記シャドウマスク交換室から大気雰囲気中に搬出する第２の搬出工程と、交換用シャドウマスクを前記大気雰囲気中から前記シャドウマスク交換室に搬入する第１の搬入工程と、前記交換用シャドウマスクを前記シャドウマスク交換室から前記真空蒸着チャンバに搬入する第２の搬入工程を有することを特徴とするシャドウマスク交換方法。
【請求項２２】
前記蒸着する場所において前記シャドウマスクを着脱する工程を有することを特徴とする請求項２０乃至２１に記載のシャドウマスク交換方法。
【請求項２３】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバを有する成膜装置において、
真空チャンバであって、前記真空蒸着チャンバと大気雰囲気部に隣接し、前記２つの隣接部を介して前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２４】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する複数の真空蒸着チャンバと、前記複数の真空蒸着チャンバに前記基板を搬送する搬送手段を有する成膜装置において、
前記搬送手段を介さずに前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２５】
前記シャドウマスク交換室は真空チャンバであることを特徴とする請求項２３に記載の成膜装置。
【請求項２６】
真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバを有する成膜装置において、
前記有機ＥＬデバイス製造装置が稼動中に大気雰囲気中から前記真空蒸着チャンバを大気に開放せずに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有することを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬデバイス製造装置及び成膜装置ならびにシャドウマスク交換装置及び同交換方法に係わり、特にシャドウマスクを交換可能な有機ＥＬデバイス製造装置特及び成膜装置ならびにシャドウマスク交換装置及び同交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示デバイスとして有機ＥＬデバイスが注目され、その製造する有力な方法として真空蒸着法がある。真空蒸着法では、図４に示すように蒸着したい場所に孔の開いたシャドウマスクを処理対象である基板に密着させて行なう。このシャドウマスクは、蒸着材の付着により孔の形状が変わるために半日乃至１日度に交換する必要がある。従来は、図１０に示すように真空蒸着を行なう処理チャンバＳを有するクラスタＣに交換用及び使用済みシャドウマスクMを保管する真空チャンバであるシャドウマスク保管室Ｈを設け、基板搬送を行なう搬送ロボットＲで処理チャンバＳまで搬送しセットしていた（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２には、マスク寸法を所望範囲に収めるために予めシャドウマスクを加温する加温室を処理チャンバに隣接して設け、必要なときに処理チャンバのシャドウマスクを交換することが開示されている。しかしながら、加温室には加温設備しか記載されておらず、その搬入出は特許文献２の第１の実施形態に記載されているように、特許文献１と同様に基板搬送を行なう搬送ロボット等を用いて行なっていると考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３-０２７２１３号公報
【特許文献２】特開２００６-１９６３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の表示デバイスの大型化にともない、基板サイズも大型化し第６世代では１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ、その重量は５Kgにも及ぶ。当然基板サイズが大型化すると、前述したシャドウマスクも大型化し、そのサイズは図４に示すように１７００〜１８００ｍｍ×２０００ｍｍになり、その重量は２００Kgを超えることが予想される。
【０００６】
従って、従来の方法では、シャドウマスクを可搬できる搬送ロボットが必要になるが、前記要求を満たす搬送ロボットを収める処理チャンバの大きさに対応した現実的な大きさ、例えば、５ｍ角の搬送チャンバを製作することは困難な課題である。
【０００７】
また、従来では、搬送ロボットはシャドウマスクを搬送するともに基板も搬送する。従って、基板を交換中は基板を搬送できず、シャドウマスクの交換の必要な処理チャンバは勿論のこと、その下流に存在する処理チャンバにおいても処理ができず、稼働率が低下し、生産性が低下するとういう課題がある。
【０００８】
従って、本発明の第一の目的は、搬送チャンバを小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、生産性の高い機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することである。
さらに、本発明の第三の目的は、稼働率の高い機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバと大気雰囲気部に隣接し、前記２つの隣接部を介して前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを第１の特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する複数の真空蒸着チャンバと、前記複数の真空蒸着チャンバに前記基板を搬送する搬送手段を有し、前記搬送手段を介さずに前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有するシャドウマスク交換室を設けたことを第２の特徴とする。
【００１１】
さらに、上記目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記シャドウマスク交換室は真空チャンバであることを第３の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、真空チャンバ内で基板とシャドウマスクとの位置合せを行い、真空チャンバ内で蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空蒸着チャンバを有し、前記有機ＥＬデバイス製造装置が稼動中に大気雰囲気中から前記真空蒸着チャンバに前記シャドウマスクを搬入出する手段を有することを第４の特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、第１及び第４の特徴に加え、前記シャドウマスク交換室は、前記真空蒸着チャンバの側面部または上部あるいは下部に設けたことを第５の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第１乃至第４の特徴に加え、前記シャドウマスク搬入出手段は、前記蒸着する場所において前記シャドウマスクを着脱する手段を有することを第６の特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、第１乃至第４の特徴に加え、前記真空蒸着チャンバは複数のシャドウマスクを有し、前記複数のシャドウマスクで蒸着処理が可能であることを第７の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、大気雰囲気中から基板の処理に必要なシャドウマスクを真空チャンバであるシャドウマスク交換室に搬入出し、前記シャドウマスク交換室から前記基板を処理する真空処理チャンバに前記シャドウマスクを大気開放せずに搬入出することを第８の特徴とする。
【００１４】
さらに、基板を処理する真空処理チャンバから前記基板を処理する必要な使用済みシャドウマスクを前記真空処理チャンバに隣接したシャドウマスク交換室に搬出する第１の搬出工程と、前記シャドウマスクを前記シャドウマスク交換室から大気雰囲気中に搬出する第２の搬出工程と、交換用シャドウマスクを前記大気雰囲気中から前記シャドウマスク交換室に搬入する第１の搬入工程と、前記交換用シャドウマスクを前記シャドウマスク交換室から前記真空蒸着チャンバに搬入する第２の搬入工程を有することを第９の特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、搬送ロボットを有する搬送チャンバを小型化できる機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することができる。
また、本発明によれば、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置あるいはシャドウマスク交換装置または同交換方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の第１の実施形態を図１から図５を用いて説明する。有機ELデバイス製造装置は、単に発光材料層(EL層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層など様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を洗浄したりする。図１はその製造装置の一例を示したものである。
【００１７】
本実施形態における有機ELデバイス製造装置１００は、大別して処理対象の基板６(以下、単に基板という)を搬入するロードクラスタ３、基板６を処理する４つのクラスタ(A〜D)、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ３あるいは次工程(封止工程)との間の設置された５つの受渡室４、及びクラスタ間あるいはクラスタに隣接して設けられた１０のシャドウマスク交換チャンバ２０から構成されている。
【００１８】
ロードクラスタ３は、前後に真空を維持するためにゲート弁１０を有するロード室３１と、ロード室３１から基板６を受取り、旋回して受渡室４aに基板６を搬入する搬送ロボット５Ｒからなる。各ロード室３１及び各受渡室４は前後にゲート弁１０を有し、当該ゲート弁１０の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ３あるいは次のクラスタ等へ基板を受渡する。
【００１９】
各クラスタ(A〜D)は、一台の搬送ロボット５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット５から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された２つの処理チャンバ１(第１の添え字a〜dはクラスタを示し、第２の添え字u、dは上側下側を示す。以下英文字である添え字において、小文字は場所を、大文字は構成要素を示す)を有する。搬送チャンバ２と処理チャンバ１の間にはゲート弁１０が設けてある。
【００２０】
図２は、搬送チャンバ２と処理チャンバ１の構成の概要を示す。処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、真空で発光材料を蒸着しEL層を形成する真空蒸着チャンバ１buを例にとって説明する。図３は、搬送チャンバ２ｂと真空蒸着チャンバ１buの構成の模式図と動作説明図である。図２における搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能(図３の矢印５３参照)で、左右に旋回可能な３リンク構造のアーム５１を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５２を上下二段に２本有する。１本ハンドの場合は、基板を次の工程に渡すための回転動作、前の工程から基板を受取るための回転動作、及びこれに付随するゲート弁の開閉動作が搬入出処理の間に必要だが、上下二段にすることによって、片方のハンドに搬入する基板を持たせ、基板を保持していない方のハンドで真空蒸着チャンバから基板の搬出動作をさせた後、連続して搬入動作を行なうことができる。
２本ハンドにするか１本ハンドにするかは要求される生産能力によって決める。以後の説明では、説明を簡単にするために１本ハンドで説明する。
【００２１】
前述した搬送ロボット５、５Ｒはシャドウマスクを搬送しない、基本的には基板を搬送するロボットである。前述したように第６世代の基板の重量は約５Kgである。一方、第４世代のシャドウマスクの重量は約５０Kgである。従って、搬送ロボット５は、第４世代と比べても小型にでき、搬送ロボット５が設置されている搬送チャンバの大きさを真空蒸着チャンバ１buで規定される以内にすることができる。
【００２２】
上記実施形態によれば、搬送ロボットを小型にでき、それに伴い搬送チャンバも小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置または同製造方法を提供できる。
【００２３】
一方、真空蒸着チャンバ１buは、大別して発光材料を蒸発させ基板６に蒸着させる蒸着部７と、基板６の必要な部分に蒸着させるアライメント部８と、搬送ロボット５と基板の受渡しを行い、蒸着部７へ基板６を移動させる処理受渡部９からなり、アライメント部８と処理受渡部９は右側Rラインと左側Lラインの２系統設ける。その結果、１チャンバで２枚の基板を処理できる。処理受渡部９は、搬送ロボット５の櫛歯状ハンド５２と干渉することなく基板６を受渡し可能で、基板６を固定する手段９４を有する櫛歯状ハンド９１と、前記櫛歯状ハンド９１を旋回させて基板６を直立させアライメント部８に移動するハンド旋回駆動手段９２を有する。基板６を固定する手段９４としては、真空中であることを考慮して静電吸着や機械的クランプ等の手段を用いる。
【００２４】
アライメント部８は、図４に示すマスク８１M、フレーム８１Fからなるシャドウマスク８１と基板６上のアライメントマーク８４によって基板６とシャドウマスク８１とを位置合せするアライメント駆動部８３とを有する。
【００２５】
蒸着部７は、蒸発源７１をレール７６上に沿って上下方向に移動させる上下駆動手段７２、蒸発源７１をレール７５上に沿って左右のアライメント部間移動する左右駆動ベース７４を有する。蒸発源７１は、内部に蒸着材料である発光材料を有し、前記蒸着材料を加熱制御(図示せず)することによって安定した蒸発速度が得られ、図３の引出し図に示すように、蒸発源７１に並んだ複数の穴７３から蒸発する構造となっている。必要によっては、蒸着膜の特性を向上させるために添加剤も同時に加熱して蒸着する。この場合、蒸発源と一対若しくは複数の蒸発源と上下に平行に並べて蒸着する。
【００２６】
図５は、このような構成によって処理チャンバ１の処理フローを示した図である。本実施形態での処理の基本的な考え方は、基板の蒸着面を上面にして搬送し、上面搬送された基板６を垂直にたてて、アライメント部８に搬送し、蒸着する。搬送時基板６の下面が蒸着面であるならば反転する必要があるが、上面が蒸着面であるので垂直にたてるだけでよい。
【００２７】
また、蒸着する工程と、処理チャンバ１への基板搬入出工程等のその他工程とは所要時間が略同じであり、本実施形態ではそれぞれ約１分である。そこで、本実施形態での処理の他の基本的な考え方は、一方のラインで蒸着して間に、他方のラインでは基板を搬入出し、位置合せをし、蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、蒸発源中の材料が無駄に蒸発している時間を減少させることができる。
【００２８】
その処理フローを図３を参照しながら図５を用いて詳細に説明する。図３において基板６が存在するところは実線で示す。
まず、Rラインにおいて、基板６Rを搬入し、基板６Rを垂直に立ててアライメント部８Rに移動し、位置合せを行なう(StepR1からStepR3)。このとき、垂直に立てて直ぐに位置合せを行なうために、蒸着面を上にして基板６を搬送する。位置合せは、図３の引出し図に示すように、CCDカメラ８６で撮像し、基板6に設けられたアライメントマーク８４がマスク８１M設けられた窓８５の中心にくるように、シャドウマスク８１Rを前記アライメント駆動部８３で制御することによって行なう。本蒸着が赤(Ｒ)を発光させる材料であるならば、図４に示すようにマスク８１MのＲに対応する部分に窓があいており、その部分が蒸着されることになる。その窓の大きさは色によって異なるが平均して幅５０μｍ、高さ１５０μｍ程度である。マスク８１Mの厚さは４０μｍであり、今後さらに薄くなる傾向がある。
【００２９】
位置合せが終了したら、蒸発源７１をRライン側に移動させ(StepR4)、その後ライン状の蒸発源７１を上又は下に移動させて蒸着する(StepR5)。Rライン蒸着中に、LラインではRラインと同様にStepL1からStepL3の処理を行なう。すなわち、他の基板６Lを搬入し、当該基板６Lを垂直に立ててアライメント部８Lに移動し、基板とシャドウマスク８１Lとの位置合せを行なう。Rラインの基板６Rの蒸着を完了すると、蒸発源７１はLラインに移動し(StepL4)、Lラインにある基板６Lを蒸着する(StepL5)。このとき蒸発源７１がRラインの蒸着領域から完全に出る前に、基板６Rがアライメント部８Rから離れると、不必要に蒸着される可能性があるので、完全に出た後に、基板６Rの処理チャンバ１からの搬出動作を開始し、その後新たな基板６Rの準備に入る。前記不必要な蒸着を避けるためにラインの間に仕切り板１１を設ける。なお、図３は、StepR5及びStepL1の状態を示している。即ち、Rラインでは蒸着を開始し、Lラインでは真空蒸着チャンバ１buに基板を搬入した状態である。
【００３０】
その後、上記フローを連続して行なうことにより、本実施形態によれば、蒸発部７の移動時間を除いて無駄に蒸着材料を使用することなく蒸着することができる。前述したように必要な蒸着時間とその他処理時間は約１分であり、蒸発源７１の移動時間を５秒とすれば、従来は１分の無駄な蒸着時間が本実施形態では５秒に短縮できる。
【００３１】
また、上記本実施形態によれば、図５に示すように真空蒸着チャンバ１buの処理基板１枚の処理サイクルは実質的に蒸着時間＋蒸発源７１の移動時間となり、生産性を向上させることができる。前述の条件で処理時間を評価すれば、従来の２分に対し、本発明では１分５秒となり、チャンバひとつあたりの生産性を約２倍に向上できる。
【００３２】
上記実施形態では、一つの処理装置の中に一つの蒸着部７に対してアライメント部８、処理受渡部９からなる２系統の処理ラインを設けた。例えば、蒸着時間３０秒で、その他の処理時間が１分ならば、一つの処理装置の中に一つの蒸着部７に対して処理ラインを３系統設けても同様に大きな効果を得ることができる。
【００３３】
最後に、本実施形態の大きな特徴であるシャドウマスクチャンバ２０の構成と、シャドウマスク交換フローを図１、図６乃至図８を用いて説明する。
【００３４】
図１に示すように、シャドウマスク交換チャンバ２０は、大気中のシャドウマスク搬入出室２１と、少なくともシャドウマスク交換時は真空となるシャドウマスク交換室２２とから構成されている。本実施形態では、シャドウマスク交換室２２へのシャドウマスク搬入出時に、シャドウマスク交換室２２、強いては真空蒸着チャンバ１の大幅な真空度低下を抑えるために、シャドウマスク搬入出室２１を名前に示すように閉空間となる”室“とした。この結果、シャドウマスク交換室２２の真空度を再度所望の値にするための時間を短縮できる。シャドウマスク交換室２２は、蒸着処理する処理チャンバ１に隣接して設けられている。以下の説明では、図１の引出し図に示す、真空蒸着チャンバ１adのLライン(図３に示す真空蒸着チャンバ１buのラインの呼び方とは、上下反対になるので図上では逆になる)と真空蒸着チャンバ１bdのRライン(前記括弧内と同じ)のシャドウマスク８１の交換を担当するシャドウマスク交換チャンバ２０bdを例にとって説明する。図１におけるシャドウマスク交換チャンバ等の添え字は、第１の添え字が左からabc順を、第２の添え字が上段u、下段dを表す。
【００３５】
図６は、図１に示す引出し図の部分の構成模式図及び動作説明図を示したもので、図７は主要部の構成を示した図である。シャドウマスク交換手段２３は、シャドウマスク８１をシャドウマスク搬入出室２１bdとシャドウマスク交換室２２bdとの間を移動させる外部交換部２４と、シャドウマスク８１をシャドウマスク交換室２２bdと真空蒸着チャンバである処理チャンバ１との間を移動させる内部交換部２５と、及びシャドウマスク８１をアライメント部８に保持、着脱させるシャドウマスク保持部８７とから構成される。
【００３６】
外部交換部２４は、交換用のシャドウマスク８１Eと使用済みシャドウマスク８１Uを載置する載置台２４S(図７(a)参照)、載置台２４Sが移動する載置台レール２４Rと、載置台２４S上に設けられ、鋼製のフレーム８１Ｆの下枠を固定する電磁石部２４DU、２４DEを有するフレーム固定台２４FU、２４FE(図７(a)参照)と、シャドウマスク搬入出室２１bdとシャドウマスク交換室２２bdとの壁に設けられたシャドウマスク搬入出用のゲート弁１０A(図１の引出し図参照)とから構成される。フレーム固定台２４FU、２４FEは、後述する保持固定部２５Hにシャドウマスク８１を受け渡すために多少上下する機構を設けている(図示せず)。
【００３７】
内部交換部２５は、図６に示すように、シャドウマスク交換室２２bdの上部に設けられたシャドウマスク８１を保持固定するＴ状の形状(図７(b)参照)を有する保持固定部２５Hと、保持固定部２５HのＴ字形の凸部下面２５HAが摺動する２本の保持固定部レール２５Rと、保持固定部レール２５R上を走行し、保持固定部２５Hを前後に移動させる保持固定部駆動部２５Kと、及びシャドウマスク交換室２２bdと真空蒸着チャンバ１bdとの壁に設けられたゲート弁１０B(図１参照)とから構成される。
保持固定部２５Hには、下部側面に鋼製のフレーム８１Fの上部枠を固定する電磁石部２５D１が、その端面上部に保持固定部駆動部２５Kと連結するための電磁石部２５D２が設けられている(図７(ｂ)参照)。それに伴い、対応する保持固定部駆動部２５Kの端面には、電磁石吸着面(図示せず)が設けられている。
【００３８】
保持固定部レール２５Rは、ゲート弁１０B部分で離間しており、後述するシャドウマスク保持部８７の手前まで敷設されている。図７(c)は、保持固定部駆動部２５Dと、ゲート弁１０B前後の離間部における保持固定部レール２５Rの状態を示したものである。保持固定部駆動部２５Dは、中心に駆動モータ２５KMを配置し、保持固定部レール２５Rを下面走行する前後左右４箇所の駆動輪２５KDと、保持固定部レール２５Rの上面走行する２つの受動輪２５KJからなる。４つの駆動輪２５KDがうち少なくとも1輪が保持固定部レール２５R上に存在するように、前後の駆動輪の間隔はゲート弁１０Bの幅以上とする。保持固定部駆動部２５Dの保持固定部レール２５Rに対する平行度は、その前に長い保持固定部２５Hと一体になっているので、ゲート弁１０Bのところで脱輪しても崩れることはなく、安定して保持固定部レール２５R上を走行できる。なお、保持固定部レール２５Rの離間部端部は再度レールに乗り易くするために丸みを持たせている。
【００３９】
図7(d)に示すシャドウマスク保持部８７は、下に開口部を設け、保持固定部２５Hの摺動面２５HAが摺動する摺動面８７Sと、両脇には鋼製のフレーム８１Fを電磁石で固定する固定枠８７Kとからなる。シャドウマスク保持部８７は、基板６とシャドウマスク８１とを位置合せするアライメント駆動部８３に支持されている。
【００４０】
次に、このような実施形態に基づく、シャドウマスクの交換動作フローを図８に示す。
先ず、交換用シャドウマスク８１Eをシャドウマスク搬入出室２１の載置台２４S上のフレーム固定台２４ＦEに設置し、載置台レール２４R上を走行し、ゲート弁１０Aを開閉して通過させ、シャドウマスク交換室２２bdに搬入する(Step1)。前記ゲート弁１０Aを閉じた後、シャドウマスク交換室２２bdを所定真空度10Ｅ-５〜１０E-６Ｐaまで減圧する(Step２)。次に、使用済みシャドウマスク８１Uを回収するために、連結状態にある保持固定部２５Hと保持固定部駆動部２５Dが、開閉制御されたゲート弁１０bを通過し、保持固定部レール２５R上を走行して保持固定部２５Hをシャドウマスク保持部８７に挿入する(Step３)。挿入後、シャドウマスク保持部８７が自由に動けるように、保持固定部駆動部２５Dを保持固定部２５Hから離脱させる。その後、アライメント駆動部８３を利用し、アライメント電磁石部２５D１を作動させて使用済みシャドウマスク８１Uの上部枠部に保持固定部２５Hを連結する。そして、使用済みシャドウマスク８１Uとシャドウマスク保持部８７の連結を解除する(Step４)。解除後、行きと逆の動作で使用済みシャドウマスク８１Uをシャドウマスク交換室２２bdの載置台２４Sの位置まで戻し回収する(Step5)。その後、レール固定台２４ＦUを上昇させ、シャドウマスク８１Uを電磁石部２４DUによりレーム固定台２４ＦUに固定し、電磁石部２５D１を解除し保持固定部２５Hから切り離す(Step6)。
【００４１】
次のステップから交換用シャドウマスク８１Eの交換フローに入る。載置台２４Sを移動させ、交換用シャドウマスク８１Eを保持固定部２５Hの下に移動し、フレーム固定台２４FEを上昇させ、Step6の逆の動作で交換用シャドウマスク８１Eを保持固定部２５Ｈに固定する(Step7)。その後、Step3と同様に交換用シャドウマスク８１Eをシャドウマスク保持部８７に挿入する(Step8)。シャドウマスク保持部８７では、Step４と逆の動作で交換用シャドウマスク８１Eから保持固定部２５Hを切り離し、シャドウマスク８１Eをシャドウマスク保持部８７に固定し設置する(Step9)。Step５と同様に、交換用シャドウマスク８１Eを切り離した保持固定部２５Hをシャドウマスク交換室２２bdのフレーム固定台２４KEのところまで戻し、ゲート弁１０Bを閉じる(Step10)。ゲート弁１０Aを開閉し、載置台２４Sをシャドウマスク搬入出室２１に移動させ、使用済みシャドウマスク８１Uを使用済みシャドウマスク81Uから搬出する(Step11)。
【００４２】
以上の説明では、真空蒸着チャンバ１bdへのシャドウマスク８１の搬入出の構成及び動作フローを示した。真空蒸着チャンバ１adへのシャドウマスク８１の搬入出の構成については、保持固定部駆動部２５Dを保持固定部２５Ｈの左側に設けていたが、それを右側に設ければよい。従って、保持固定部駆動部２５Dを保持固定部２５Ｈの左側と右側につけたものを２台設けるか、または、保持固定部２５Ｈの左側保持固定部２５Ｄに１８０度回転可能な機構を設ければよい。動作フローについては、右と左が違うだけで基本的に同じである。
【００４３】
上記実施形態によれば、シャドウマスクの交換時において、基板搬送系には影響を与えず処理できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、シャドウマスク搬入出する場所として閉空間となるシャドウマスク搬入出室２１を設けたことで、真空蒸着チャンバの真空度低下を抑えることができるので、同じ真空蒸着チャンバ内の他の処理は継続可能である。従って、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
さらに、図３に示したように一つの真空蒸着チャンバの中に２箇所の蒸着場所、言いかえれば２つのシャドウマスクマスクがあり、交換するシャドウマスクではない他のシャドウマスクで同一処理を続けることができるので、装置全体を停止することなく製品として一連の作業ができる生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００４５】
また、少なくとも、シャドウマスクの交換時間が短縮できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００４６】
上記第１の実施形態では、シャドウマスク搬入出する場所としてシャドウマスク搬入出室２１を設けたが、単なるシャドウマスク搬入出台でもよい。この実施形態では、少なくともシャドウマスクを交換する真空蒸着チャンバの処理を中断させるだけで、その他の処理チャンバの処理を継続できるので、装置全体を停止することなく稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。さらに、真空排気を効率よく行い排気時間を短縮することによって、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００４７】
上記第１の実施形態では、交換用シャドウマスク８１Eと使用済みシャドウマスク81Uとを同時に搬入出したが、最初に使用済みシャドウマスク81Uをシャドウマスク搬入出室２１まで搬出し、その後交換用シャドウマスク８１Eを搬入させてもよい。
【００４８】
さらに、上記実施形態では、シャドウマスク交換室を真空蒸着チャンバの横に設けたが、上部あるいは下部に設けてもよく、同様な効果を得ることができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、シャドウマスク交換室は真空チャンバとしたが、シャドウマスク搬入出時は、シャドウマスク搬入出以外のゲート弁を閉じることで、真空蒸着チャンバでなくてもよい。
【００５０】
以上の実施形態は全て基板６の蒸着面を上にして搬送し、立っているシャドウマスクで蒸着できるように、基板を立てる場合について説明した。その他の蒸着方法では、基板、シャドウマスクとも水平にして行なう方法がある。その場合の多くは、図９に示すように蒸着面を下にし、蒸着処理を下方から行なう。
【００５１】
その場合のシャドウマスク交換チャンバの構成としては、第１の実施形態と基本的な構成は同じであり、シャドウマスクの垂直搬送を、水平搬送することで実現できる。本実施形態においても、第１の実施形態のヴァリエーション、例えば、上部下部から搬入出するなどを行なうことが可能である。
【００５２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
従って、異なる蒸着面姿勢によるシャドウマスクの姿勢に如何に関わらず本発明を適用できる。
【００５３】
また、以上の説明では、レール上を走行させて、シャドウマスク８１を搬入出させたが、図１乃至図３に示す搬送ロボットを用いてもよい。即ち、シャドウマスク交換室２２に、搬送チャンバよりも過搬重量の大きいロボットを、シャドウマスク交換室２２とシャドウマスク搬入出室２１の間にロード室３１を、また、シャドウマスク交換室２２と真空蒸着チャンバ１との間にゲート弁１０を設ける。
本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
最後に、上記説明では有機ELデバイスを例に説明したが、有機ELデバイスと同じ背景にある蒸着処理をする成膜装置および成膜方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態である搬送チャンバ２と処理チャンバ１の構成の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施形態である搬送チャンバと処理チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図４】シャドウマスクの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態である処理チャンバ１の処理フローを示した図である。
【図６】本発明の実施形態であるシャドウマスク交換機構部の構成の模式図と動作説明図である。
【図７】本発明の実施形態であるシャドウマスク交換機構部の主要部を示す図である。(a)：本発明の実施形態である内部交換部の載置台を示す図である。(b)：本発明の実施形態である外部交換部の保持固定部を示す図である。(c): 本発明の実施形態である外部交換部の保持固定部駆動部を示す図である。(d): 本発明の実施形態のシャドウマスク保持部を示す図である。
【図８】本発明の実施形態であるシャドウマスク交換機構部の処理フローを示した図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の処理チャンバを示す図である。
【図１０】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：処理チャンバ                   １bu：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ                    ３：ロードクラスタ
４：受渡室                          ５：搬送ロボット
６：基板                            ７：蒸着部
８：アライメント部                  ９：処理受渡部
１０：ゲート弁                      １１：仕切り板
２０：シャドウマスク交換チャンバ    ２１：シャドウマスク搬入出室
２２：シャドウマスク交換室          ２３：シャドウマスク交換手段
２４：外部交換部                    ２５：内部交換部
３１：ロード室                      ７１：蒸発源
８１：シャドウマスク                ８７：シャドウマスク保持部
１００：有機ELデバイスの製造装置
Ａ〜Ｄ：クラスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月21日(2009.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2010080228.tif 000013
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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