(57)【要約】【課題】材料の損出の少ない経済性のよい、または、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及び同製造方法あるいは成膜装置または及び成膜方法を提供することである。【解決手段】本発明は、真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出する、あるいは第１の前記基板を蒸着中に第２の前記基板の前記位置合せを終了させ、前記蒸着時と同一の蒸発源で前記第２の基板の蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出させることを特徴とする。また、前記真空チャンバを複数に分割することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内で蒸着材料を基板に蒸着させる蒸発源と、前記基板と蒸着位置の位置合せをするシャドウマスクを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目以降の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出する蒸着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２】
前記Nは２であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項３】
真空チャンバ内で蒸着材料を基板に蒸着させる蒸発源と、前記基板と蒸着位置の位置合せをするシャドウマスクを有する有機ＥＬデバイス製造装置において
第１の前記基板を蒸着中に第２の前記基板の前記位置合せを終了させ、前記第１の前記基板に用いた同一の蒸発源で前記第２の前記基板を蒸着させる蒸着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４】
前記位置合せと前記蒸着は同一真空チャンバ内で実施されることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項５】
前記蒸着手段は、前記第１の基板から前記第Nの基板に別々に設けられた蒸着位置に前記蒸発源を移動させることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項６】
前記蒸着手段は、前記シャドウマスクと前記基板とを一体にして前記蒸発源の位置に移動させることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項７】
前記蒸着手段は、前記蒸着を前記基板が垂直またはほぼ垂直に立てられた状態で実施し、水平状態で搬送された前記基板を前記垂直状態にすることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記蒸着手段は、前記基板を前記蒸発源の位置に移動させ、その後前記位置合せを実施することを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記真空チャンバはＭ(Ｍは２以上)ユニットに分割され、前記Ｍユニットのうち２つのユニット間を移動する移動体部が通過できる開口部を前記２つのユニットに設け、前記２つの開口部を真空シールを有する接続フランジで接続することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記Ｍは２であり、前記移動体部は前記蒸発源を有することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記Ｍは２または３であり、前記移動体部は前記基板を有することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記真空チャンバはＬ(Ｌは２以上)ユニットの機能単位に分割され、前記分割した隣接する２つのユニット間を真空シールを有する接続フランジで接続することを特徴とする請求項１または９に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１３】
前記Ｌは２であり、一方のユニットは前記蒸着部を有し、他方のユニットは前記アライメントをするアライメント部を有することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１４】
前記Ｌは２であり、一方のユニットは蒸着部と前記アライメントをするアライメント部とを有し、他方のユニットは前記真空チャンバ外と前記基板の受け渡しをする処理受渡部を有することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１５】
基板とャドウマスクとを位置合せし、真空チャンバ内で蒸発源により基板に蒸着材料を蒸着させる有機ＥＬデバイス製造方法において、
前記真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目以降の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記Nは２であることを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１７】
基板とシャドウマスクとを位置合せし、真空チャンバ内で蒸発源により基板に蒸着材料を蒸着させる有機ＥＬデバイス製造方法において、
第１の前記基板を蒸着中に第２の前記基板の前記位置合せを終了させ、前記第１の前記基板に用いた同一の蒸発源で前記第２の基板を蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出させる蒸着工程を有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記第１の基板の蒸着と前記第２の基板の蒸着は同一真空チャンバ内で実施されることを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１９】
前記蒸着工程は、前記第１の基板と前記第２の基板とに別々に設けられた蒸着位置に前記蒸発源を移動させることを特徴とする請求項１５または１７に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項２０】
前記蒸着工程は、前記シャドウマスクと前記基板とを一体にして前記蒸発源の位置に移動させることを特徴とする請求項１５または１７に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項２１】
前記蒸着工程は、前記蒸着を前記基板が垂直またはほぼ垂直に立てられた状態で実施し、水平状態で搬送された前記基板を前記垂直状態にすることを特徴とする請求項１５または１７に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項２２】
前記蒸着工程は、前記基板を前記蒸発源の位置に移動させ、その後前記位置合せを実施することを特徴とする請求項１５または１７に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項２３】
真空チャンバ内で蒸着材料を基板に蒸着させる蒸発源と、前記基板と蒸着位置の位置合せをするシャドウマスクを有する成膜装置において、
前記真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目以降の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出する蒸着手段を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２４】
真空チャンバ内で蒸着材料を基板に蒸着させる蒸発源と、前記基板と蒸着位置の位置合せをするシャドウマスクを有する成膜装置において
第１の前記基板を蒸着中に第２の前記基板の前記位置合せを終了させ、前記第１の前記基板に用いた同一の蒸発源で前記第２の基板を蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出させる蒸着手段を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２５】
前記真空チャンバはＭ(Ｍは２以上)ユニットに分割され、前記Ｍユニットのうち２つのユニット間を移動する移動体部が通過できる開口部を前記２つのユニットに設け、前記２つの開口部を真空シールを有する接続フランジで接続することを特徴とする請求項２３または２４に記載の成膜装置。
【請求項２６】
前記真空チャンバはＬ(Ｌは２以上)ユニットの機能単位に分割され、前記分割した隣接する２つのユニット間を真空シールを有する接続フランジで接続することを特徴とする請求項１または９に記載の成膜装置。
【請求項２７】
基板とシャドウマスクとを位置合せし、真空チャンバ内で蒸発源により基板に蒸着材料を蒸着させる成膜方法において、
前記真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目以降の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出することを特徴とする成膜方法。
【請求項２８】
基板とシャドウマスクとを位置合せし、真空チャンバ内で蒸発源により基板に蒸着材料を蒸着させる成膜方法において、
第１の前記基板を蒸着中に第２の前記基板の前記位置合せを終了させ、前記第１の前記基板に用いた同一の蒸発源で前記第２の基板を蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出させる蒸着工程を有することを特徴とする成膜方法。
【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同製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に係わり、特に蒸着法による製造に好適な有機ＥＬデバイス製造装置及び同製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスを製造する有力な方法として真空蒸着法がある。一般的な真空蒸着法では、安定した蒸着を持続させるために、蒸発源から材料蒸発速度を一定に保つように制御する必要がある。抵抗加熱や誘導加熱などの方法を用いて蒸着材料を加熱し物理蒸着(ＰＶＣ)を行なう場合、蒸発速度の安定には一定の時間が必要となる。そのため蒸発源からの材料の蒸発をあたかもスイッチをON/OFFするように制御することは容易に実現できない。
このような真空蒸着法による有機ＥＬデバイスの製造に関する従来技術としては下記のものがある。
【０００３】
従来は、下記特許文献のように真空蒸着チャンバに処理対象である基板を１枚づつ入れて処理をしていた。また、特許文献１には処理時間を短縮するために、真空蒸着チャンバに基板を搬入する前にアライメント(位置合せ)を行なう方法が、特許文献２には、基板を垂直にして蒸着することも開示されている。
【０００４】
また、年々処理基板の大型化の波が押し寄せ、Ｇ５〜Ｇ６世代の基板サイズは１５００ｍｍ×１８００ｍｍにも及び、それに伴い真空蒸着チャンバも大型化する。さらにＧ７、Ｇ８世代に進むと、真空蒸着チャンバもさらに大型化する。真空蒸着チャンバの大型化に際して、真空蒸着チャンバや部品の製造時に、または装置組立工場から液晶パネル製造工場までの搬送時に、その重量や大きさが支障とならないよう対策する必要がある。
【０００５】
これに対して、液晶の基板の露光装置では特許文献３に示すように、露光装置またはこれを構成するステージ装置をいくつかに分割した部品から組み立てるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４-２５９６３８号公報
【特許文献２】特開２００７-１７１３１９号公報
【特許文献３】特開２００５-１８９７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したように材料蒸発速度を一定に保つために常時蒸発させる必要がある。即ち、前記工程のうち蒸着に必要でない基板の搬出入、位置決め工程の時も蒸発させておく必要があり、その間は、蒸発源から蒸発する材料は蒸着工程になんら寄与せず、そのまま材料損失となっていた。上記特許文献１では、アライメント時間を短縮し、生産性の向上を図っており、その分の材料損失が低減されるが、基板の搬出入等に時間がかかり、根本的な解決策になっていない。
【０００８】
特に有機EL材料は高価なために製品価格が高くなり有機ELデバイスの普及に大きな影響を与えていた。また、損出材料が多くなるために材料の交換頻度も高くなり、装置の稼働時間が低減するという課題があった。
また、蒸着工程とその他の工程との処理時間はほぼ同等であり、生産性がよくないという課題があった。
【０００９】
さらに、装置の分割化に関しては、有機ＥＬデバイス製造装置と露光装置では、どのように分割し、どのように接続するかはそれぞれの装置構成によって異なる。
【００１０】
従って、本発明の第一の目的は、材料の損失の少ない経済性のよい有機ＥＬデバイス製造装置または同製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または同製造方法あるいは成膜装置または成膜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、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または同製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【００１１】
また、本発明の第四の目的は、真空蒸着チャンバに適した装置分割を行ない、製作または輸送あるいは組み立て・保守の容易な有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、真空チャンバ内にN(Nは２以上)枚の基板を内在させ、第１枚目の第１の基板を前記蒸発源で蒸着中に、第N枚目の第Nの基板を前記真空チャンバ内に搬入し、第２枚目以降の第２の基板を前記蒸発源で蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出することを第１の特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、第１の前記基板を蒸着中に、第２の前記基板とシャドウマスクとの蒸着位置の位置合せを終了させ、前記第１の前記基板に用いた同一の蒸発源で前記第２の基板を蒸着中に前記第１の基板を前記真空チャンバ内から搬出させることを第２の特徴とする。
【００１４】
さらに、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、それぞれの基板に別々に設けられた蒸着位置に前記蒸発源を移動させることを第３の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、前記位置合せに必要なシャドウマスクと前記基板とを一体にして前記蒸発源の位置に移動させることを第４の特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、前記蒸着を前記基板が垂直またはほぼ垂直に立てられた状態で実施し、水平状態で搬送された前記基板を前記垂直状態にすることを第５の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、前記基板を前記蒸発源位置に移動させ、その後前記位置合せを実施することを第６の特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、前記真空チャンバはＭ(Ｍは２以上)ユニットに分割され、前記Ｍユニットのうち２つのユニット間を移動する移動体部が通過できる開口部を前記２つのユニットに設け、前記２つの開口部を真空シールを有する接続フランジで接続することを第７の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第７の特徴に加え、前記Ｍは２であり、前記移動体部は前記蒸発源を有することを第８の特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、第１及び第２の特徴に加え、前記真空チャンバはＬ(Ｌは２以上)ユニットの機能単位に分割され、前記分割した隣接する２つのユニット間を真空シールを有する接続フランジで接続することを第９の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第９の特徴に加え、前記Ｌは２であり、一方のユニットは蒸着部を有し、他方のユニットは前記アライメントをするアライメント部を有することを、または、一方のユニットは蒸着部と前記アライメント部とを有し、他方のユニットは前記真空チャンバ外と前記基板の受け渡しをする処理受渡部を有することを第１０の特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、材料の損出の少ない経済性のよい有機ＥＬデバイス製造装置または同製造方法あるいは成膜装置または成膜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同製造方法あるいは成膜装置または成膜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同製造方法並びに成膜装置または成膜方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、真空蒸着チャンバに適した装置分割を行ない、製作または輸送あるいは組み立て・保守の容易な有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】シャドウマスクを示す図である
【図５】蒸発源駆動手段の概念図を示す図である。
【図６】図３に示した真空蒸着チャンバのうちＲラインを構成するチャンバ部分の詳細なる実施例を示した図である。
【図７】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８】(a)：本発明の処理チャンバである第２の実施形態を示す図である。(b) 本発明の処理チャンバである第３の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の処理チャンバである第４の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の処理チャンバである第５の実施形態における第１の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の処理チャンバである第５の実施形態における第２の実施例を示す図である。
【図１２】本発明の処理チャンバである第５の実施形態における第３の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
発明の第１の実施形態を図１から図７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。
【００２２】
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から構成されている。
【００２３】
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を有するロードロック室３１と、ロードロック室３１から基板６(以下、単に基板という)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５aからなる。各ロードロック室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。
【００２４】
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)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。
【００２５】
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。上下二段にすることによって、上は搬入用、下は搬出用とし、一つの動作で搬入出処理を同時に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処理内容によって決める。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。
【００２６】
なお、図１において搬送チャンバ２は４角形の平面形状で表され各々２つの処理チャンバと接続されているが、装置構成としてはこれに限定されるものではない。搬送チャンバ２は図２に示すように８角形等の平面形状でもよい。また、一つの搬送チャンバに１または３以上の処理チャンバが接続されていてもよく、搬送チャンバ２が直線的に配置されずに、ジグザグに配置される等の装置構成としてもよい。
【００２７】
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からなる。ここでは、蒸着部７、アライメント部８及び処理受渡部９の概略構成を説明する。
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。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(基板チャック)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電磁吸着やクリップ等の手段を用いる。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。
【００２８】
蒸着部７は、蒸発源７１と蒸発源を移動させる蒸発源駆動手段を有する。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、ライン状に並んだ複数の噴射ノズル７３から噴射される構造となっている。必要によっては、安定した蒸着が得られるように添加剤も同時に加熱して蒸着する。
蒸発源駆動手段７０の概念図を図５に示す。蒸発源駆動手段は、基板６の全面を蒸着できるようにライン状に並んだノズル７３を有する蒸発源７１と添加剤を有する添加源７１Ｊ(以下の説明では特に断わらない限り添加源７１ｊも含めて蒸発源７１とする)を上下に移動させる上下駆動手段７２と、ＲラインとＬラインでシャドウマスク８１とアライメントされた基板に交互６に蒸着できるように蒸発源７１を左右移動させる左右駆動手段７４とを有する。上下駆動手段７２は、蒸発源７１を載置する蒸発源台７１ｄと、蒸発源台の中央部に固定されたナット７８(後述の図６参照)と、ナットを駆動するボール螺子７２ｂと、蒸発源台の両端が走行する上下レール７６を有する。一方、左右移動手段７４は、上下駆動手段７２の蒸発源台７１ｄや上下レール７６等を搭載する左右駆動ベース７４ｋと、左右駆動ベースが移動する左右駆動ベースを駆動する(後述の図６参照)を上下駆動手段７２と同様な駆動手段を有する。
【００２９】
図６は、図３に示した真空蒸着チャンバ１ｂｕのうちＲラインを構成するチャンバ部分の詳細なる実施例を示した図である。
まず、基板６はゲート弁１０を介して処理受渡部９に水平に搬入される。処理受渡部９では水平に搬送されてきた基板を直立させる。この直立させるのに、チャンバ内第１ベースプレート８８上にハンド旋回駆動手段９２の回転アーム９２ａを設け、その先端に直立ベース９５を取り付ける。直立ベースは基板チャック９１が取り付けられている。この例では、直立ベース９５に気密容器９７に収納されたアライメントカメラ８６もチャンバ内第１ベースプレート８８に取り付けている。
アームの回転は紙面手前に設けた回転アクチュエータ（図示せず）で行なう。このアクチュエータの動力を軸９２ｃに伝達させる。なお。９２bは軸受である。
【００３０】
基板６を直立させた後、アライメントカメラ８６によりマスク８１及び基板６に設けられたアライメントマーク(図３参照)を撮像し、アライメント機構８でマスク８１を動かして、アライメントを行った後に、図３に示すような直線状にノズルが複数配列された蒸発源７１(リニアソース)を揺動させて蒸着を施す。
【００３１】
アライメント機構８のアライメント駆動部８３は、真空チャンバ１ｂｕの外側上部に設けられている。アライメント駆動部８３は紙面奥行き(Ｙ)方向と上下(Ｚ)方向の２自由度を有する。紙面奥行き(Ｙ)方向はアライメントベース８３ｂから吊り下げたアクチュエータ８３ｙで、上下(Ｚ)方向はＺ軸アクチュエータ８３ｚで、ロッド８３ｒをそれぞれ駆動する。アライメント機構８は、回転対偶である支持機構８９ｓでマスク８１を支持し、チャンバ内第２ベースプレート８７に設けられたリニアガイド８９ｇと共にマスクホルダ８９ｈをスムーズ回転摺動させるものである。アライメント機構８は、紙面奥側にもう１セット設けることで、マスクホルダ８９ｈのＹ方向及びＺ方向の移動及び紙面に垂直な面における回転を制御し、アライメントを行なう。
次に蒸着を施す蒸発源駆動手段７０を詳細に説明する。蒸発源駆動手段７０は蒸発源７１を紙面上下方向に移動させる上下駆動手段７２と、紙面奥行き方向に移動させる左右駆動手段７４からなる。
まず、上下駆動手段７２を説明する。上下移動手段７２はチャンバ内第３ベースプレート７９上に設置されている。また、真空装置では駆動源のモータ７２ｍを冷却の都合から真空チャンバ１ｂｕの外部である上部に設置する(図２も参照)。モータ動力を真空チャンバ１ｂｕ内に伝達するのに磁性流体シール７２ｓを介してボール螺子７２ｂを回転させてナット７８を移動させる。そして、蒸発源台７１ｄの摺動子７２ｐが上下レール７６上を摺動し、蒸発源台の蒸発源７１を上下に移動させる。なお、ナット７８は蒸発源７１を載置する蒸発源台７１ｄの中央部から突き出た連結棒７８ｒの先端に設けられている。基板蒸着時において蒸発源７１はマスク開口領域８１ａの範囲を上下している。磁性流体シール７２ｓが真空チャンバ壁１ｈの変形で傾く場合モータ７２ｍと磁性流体シール７２ｓの間、及び磁性流体シール７２ｓとボール螺子７２ｎの間に、軸間の変位や角度誤差を吸収するカップリング７２ｃを設けることで、スムーズな動力の伝達が可能になる。
【００３２】
次に、左右駆動手段７４を説明する。左右駆動手段７４は左右駆動ベース７４ｋや上下レール７６等を一体にして左右レール７５上を左右(図６では図面奥行き方向)に移動させ、蒸発源７１をＲライン、Ｌラインに亘って移動させる。左右駆動手段７４は基本的には上下駆動手段７２と同様な機構を有しており、左右レール７５やボール螺子７４ｂは、下壁１ｈ上に設けられた複数のチャンバ内ベース７４ｄ上にＲライン，Ｌラインに亘って設置されている。また、真空装置では駆動源のモータ(図示せず)は、上下駆動手段７２と同様に、冷却の都合から真空チャンバ１ｂｕの外部(紙面手前側、図示せず)に設置する。このモータ動力を真空チャンバ１ｂｕ内に伝達するのに、上下駆動手段７２と同様に、磁性流体シールや軸間の変位や角度誤差を吸収するカップリングを介してボール螺子７４ｂを回転させる。ボール螺子７４ｂを回転により左右駆動ベース７４ｋに固定されたナット７４ｎが移動し、左右駆動ベース７４ｋに固定された摺動子７４ｓが左右レール７５上を移動する。
【００３３】
左右移動時、即ちＲラインとＬライン間の移動時において、上下駆動手段７２の構成から解かるように、上下駆動手段７２は移動しないし、ボール螺子７２ｂも移動しない。即ち、上下駆動手段７２はＲライン及びＬラインにそれぞれ独立して設けられている。従って、両ラインの上下駆動手段７２のボール螺子７２ｂと蒸発源台７１ｄの中央部から突き出た連結棒７８ｒの先端に設けたナット７８が係合しかつ離脱する係合離脱機構が必要である。
【００３４】
図６の引出し図Ａは、係合離脱機構を有するナット７８の一実施例を示した図である。ナット７８は左右に突出た半円形部７８Ｒ、７８Ｌを有している。その半円形部には上下駆動手段７２のボール螺子７２ｂと係合する螺子が切られている。そこで、左右駆動手段７４によりナット７８がＲラインにくると、半円形部７８ＲがＲラインの上下駆動手段のボール螺子７２ｂと係合し、また、Ｌラインにくると、半円形部７８ＬがＬラインの上下駆動手段のボール螺子７２ｂと係合する。
【００３５】
これらの結果、上下駆動手段７２、特にモータ７２ｍを移動させることなく、簡単な機構でＲ、Ｌラインで基板の全面に蒸着することができる。
【００３６】
図７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。発明が解決しようとする課題のところで説明したように、蒸着する工程と処理チャンバ１への基板搬出入工程等のその他工程とは所要時間はほぼ同じであり、本実施形態ではそれぞれ略１分である。そこで、本実施形態での処理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出入し、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、無駄に蒸着している時間を減少させることができる。
【００３７】
その処理フローを図３を参照しながら図７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。
【００３８】
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、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の蒸着が完了すると、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。その後、上記フローを連続して行なう。
なお、前記不必要な蒸着を避けるためにラインの間に図１に示す仕切り板１１を設ける。また、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。
【００３９】
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略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。
【００４０】
また、上記本実施形態によれば、図７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、略２倍に生産性を向上することができる。
【００４１】
さらに、同一量の蒸着材料に対して蒸着部７が消費する時間は、従来の例と変わりがないが、生産量が２倍になった分だけ、壁等に付着する材料の付着量が低減するので、壁等の付着に対するメインテナンスサイクル及び所要時間も短くなる。その結果、本実施形態によれば装置の稼働率を向上させることができる。
【００４２】
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。
【００４３】
次に、第２、第３の実施形態を図８を用いて説明する。第１の実施形態では、蒸発源７１が移動して処理したが、本実施形態では、図８(ａ)はアライメント部８が移動する例であり、図８(ｂ)は処理受渡部９が移動する例を示す。基本的な動きは実施形態１と同じである。
【００４４】
まず、図８(ａ)において処理受渡部９から基板６を受取り保持したアライメント部８が移動し処理する例を説明する。なお、図８において、基板６、アライメント部８及び処理受渡部９が存在するところは実線で示す。
【００４５】
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に基板６Ｒを移動し、位置合せを行なう。その後、アライメント部８Ｒ、８Ｌはアライメントベース８Ｂにより一体となって蒸着部７の前まで左に移動する。なお、アライメント部８Ｒ，８Ｌは、個別に左右に移動する構造であってもよい。その移動機構(図示せず)としては、実施形態１と同様にレールを設け、その上を移動させる方法を用いてもよい。次に基板６Ｒの蒸着を行なう。基板６Ｒが蒸着している時は、アライメント部８Ｌは、処理受渡部９Ｌの前に来ているので、他の基板６Ｌを受取り、位置合せ等の処理を行なうことができる。基板６Ｒの蒸着処理が終了したならば、アライメント部８Ｒ、８Ｌは一体となって蒸着部７の前まで右に移動し、基板６Ｌの蒸着処理を行なう。今度は、アライメント部８Ｒは、処理受渡部９Ｒの前に来ているので、他の基板６Ｒを受取り、次の蒸着の準備ができる。なお、図８(ａ)は、基板６Ｌを蒸着中で、基板６Ｒがアライメント部８Ｒに受取ったところを示す。
【００４６】
本実施形態によれば、蒸着材料の使用量の低減、生産性の向上等の効果については実施形態１と同様に大きな効果を得ることができる。
【００４７】
次に、図８(ｂ)の、処理受渡部９が移動して処理する例を説明する。この場合は、アライメント部８と蒸着部７は固定である。処理受渡部９Ｒ、９Ｌが一体となって左右に移動する。なお、処理受渡部９Ｒ、９Ｌは個別に左右に移動する構造であってもよい。本例では、処理受渡部９が移動し、基板を垂直にたて、位置合せをし、蒸着する。蒸着している間に、他方の基板の搬入が可能となる。なお、図８(ｂ)は、基板６Ｌを蒸着中で、基板６Ｒが処理受渡部９Ｒに搬入されたところを示す。
従って、本実施形態は前の２つの実施形態に比べ効果は小さいが、従来例を比べれば多少の効果を同様に得ることができる。
【００４８】
また、以上の実施形態の説明においては、蒸着部７、アライメント部８及び処理受渡部９は同一真空チャンバに設けたが、チャンバ間の移動はゲートを介して行なうことで、蒸着部７を処理チャンバに、アライメント部８及び処理受渡部９は搬送チャンバ等に設けることも可能である。
【００４９】
以上の実施形態は全て基板６の蒸着面を上にして搬送する場合について説明した。この点におけるその他の基板の搬送方法としては、蒸着面を下にして搬送する方法、基板をケース等に入れて立てて搬送する方法がある。
【００５０】
蒸着面を下にする場合は、蒸着処理を下方から行なう必要があるので、上記実施形態における蒸着時における、基板６、アライメント部８及び蒸着部７の位置関係を維持した配置構造とすればよく、処理フローとしては基板を垂直に立てる処理を省いた処理とすればよい。例えば、図９は蒸着面を下にする場合の図３のケースに対応する実施形態を示した図で、構造的には、処理受渡部９Ｒ、９Ｌの下にアライメント部８Ｒ、８Ｌを配置し、そのアライメント部８Ｒ、８Ｌの下に蒸着部７を設け、蒸発源７１が両アライメント部間を移動できる構造とする。
【００５１】
次に、立てて搬送する場合においては、基板を垂直に立てる処理を省いた処理とするだけで上記実施形態を適用できる。
【００５２】
従って、本発明によれば、搬送方法の如何に関わらず本発明を適用できる。
【００５３】
最後に本発明の処理チャンバ１、特に真空蒸着チャンバを分割する第５の実施形態について説明する。特に、第1から第４の実施形態のように、一つの真空蒸着チャンバ１ｂｕに蒸着またはアライメント等を実施する複数の箇所を有する場合は、真空蒸着チャンバは大型化し、本第５の実施形態の効果はさらに大きいものとなる。
【００５４】
図１０は、本実施形態を図３に示した真空蒸着チャンバ１ｂｕに適用した第1の実施例を示す。今まで、説明してきた真空蒸着チャンバ１ｂｕは、図１に示すように、Ｒライン、Ｌラインを一体の構造を持つ処理チャンバ１であった。課題のところで述べたように、処理チャンバや製作部品大型化に伴い、製作上、輸送上または組み立て・保守性の観点から真空蒸着チャンバ１ｂｕを一体化して製作することは困難になりつつある。
【００５５】
従って、本実施形態では真空蒸着チャンバを然るべき単位に分割して製作し、輸送し、組み立てる。
【００５６】
図１０は、図６に示した真空蒸着チャンバ１ｂｕのＲラインと、Ｌラインとの２つのユニット１Ｒ、１Ｌに分割した実施例を模式的に示した図であり、図１０(ａ)は図１において搬送チャンバ２ｂから見た正面図であり、図１０(ｂ)は上から見た上面図である。図１０において、７１は蒸発源を、８１はシャドウマスクを、９は処理受渡部を示す。
両ユニット１Ｒ、１Ｌは、蒸発源７１が両ユニットを行き来する部分に開口部２０を有し、その開口部を真空シール対策した接続フランジ２５で接続する。開口部２０の開口面積が小さいほど真空破壊に対する危険度が小さい。本実施例での開口部２０を図６に破線で示す。図６に示す開口部２０は、左右レール７５やボール螺子７４ｂ等を敷設ができ、左右駆動手段７４の左右移動駆動に伴っている移動する部分(移動体部２１)が通過できる開口面積が必要である。この場合移動体部２１は図６図に示す上下レール７６、蒸発源７１、左右駆動ベース７４ｋ等である。従って、図１０に示すように縦に長く奥行きの短い開口部２０となり、その開口部を接続フランジ２５で覆う。図６に示す本実施形態では、開口部面積を小さくするために、上下移動手段のモータ７２ｍをＲライン、Ｌラインを構成する２つのユニット１Ｒ、１Ｌの上部に設けて、移動体部２１を簡略化している。
【００５７】
図１１は第５の実施形態における第２の実施例を示した図である。第１の実施例に加えて、図６のＡ−Ａ断面で各ユニット１Ｒ、１Ｌを前後に分割し、その前後を真空シール対策した接続フランジ２６で接続した例である。前後に分割することによって、前の分割ユニット１ＲＦ(１ＬＦ)は処理受渡部９とアライメント部８を、後の分割ユニット１ＲＢ(１ＬＢ)は蒸着部７を有する。分割する位置はＡ−Ａ断面の他、Ｂ−Ｂ断面図がある。Ｂ−Ｂ断面図の場合は、前の分割ユニット１ＲＦ(１ＬＦ)は処理受渡部９を、後の分割ユニット１ＲＢ(１ＬＢ)は蒸着部７とアライメント部８と有する。
【００５８】
本実施例によれば、次のような効果を奏することができる。
第１に、工場で４つのユニットに分割して製作し、分割して輸送でき、現地で組み立てることができる。
第２に、現地組み立てや保守が容易になる。例えば、図１１に示すように後部ユニット１ＲＢ(１ＬＢ)を後方移動できるようなレール２７を設けることによって、前後ユニット１ＲＦ(１ＬＦ)と)とを組み立てまたは分離することが容易にでき、それらの中間部を保守スペースとし容易に保守をすることができる。
【００５９】
以上、第５の実施形態によれば、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバ１が大型化しても、製作あるいは輸送あるいは保守がし易い処理チャンバや有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００６０】
第５の実施形態の基本的な考え方は図８、図９に示す他の実施形態の処理チャンバにも適用できる。例えば、図８(ｂ)の第３の実施形態に適用した第５の実施形態である第３の実施例を図１２に示す。第３の実施例では、図１２に示すように１ＣＦ、１ＣＢ、１ＣＲ、１ＣＬの４つのユニットに分割する。４分割のうちユニット１ＣＦ、１ＣＢの分割は第２の実施例と同様な考え方に基づく分割である。また４分割のうちユニット１ＣＦ、１ＣＲあるいは１ＣＬの分割は、第１の実施例の考え方に基づく分割で、蒸発源７１の移動に基づく開口部及び接続フランジを設けるかわりに、移動体部２１として基板６Ｒ、６Ｌの移動に基づく開口部及び接続フランジを設ける。
【００６１】
従って、第２から第４の実施形態に第５の実施形態での第３の実施例のように第５の実施形態の考え方を適用することによって、第５の実施形態の第１または第２の実施例で得られる同様な効果を第２から第４の実施形態においても奏することができる。
【００６２】
また、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。
【符号の説明】
【００６３】
１：処理チャンバ                    １ｂｕ：真空蒸着チャンバ
１Ｒ(１Ｌ)、１ＲＢ(１ＬＢ)等：処理チャンバの分割ユニット
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：開口部                          ２１：移動体部
２５、２６：接続フランジ              ３１：ロードロック室
７０：蒸発源駆動手段                  ７１：蒸発源
７２：上下駆動手段                    ７４：左右駆動手段
８１：シャドウマスク                  １００：有機ELデバイスの製造装置
Ａ〜Ｄ：クラスタ。
【図１】
2010086956.tif 000003
【図２】
2010086956.tif 000004
【図３】
2010086956.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010086956.tif 000009
【図８】
2010086956.tif 000010
【図９】
2010086956.tif 000011
【図１０】
2010086956.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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