(57)【要約】【課題】有機材料を劣化させずにＩＴＯ表面に密着して有機膜を形成する。【解決手段】基板Ｇは、前処理室ＣＭにて前処理としてクリーニングされている。バルブ３００を閉じることにより、有機材料が収納された空間は、処理容器ＰＭ１により画定された空間から遮断される。遮断後、クリーニング装置は、処理容器ＰＭ１内にて基板ＧのＩＴＯ表面を最終クリーニングする。最終クリーニング後、バルブ３００を開くことにより、有機材料が収納された空間は基板Ｇをクリーニングした空間と連通する。連通後、収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を有機材料が収納された空間から基板Ｇをクリーニングする空間に吹き出させる。これにより、基板Ｇをクリーニングした処理容器ＰＭ１と同一の処理容器内にてクリーニングされた基板ＧのＩＴＯ表面にホール輸送層（第１層の有機膜）を密着して形成する。【選択図】図２
2008159381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置と、
前記処理容器と同じ処理容器内にて被処理体をクリーニングするクリーニング装置と、
開閉により前記被処理体をクリーニングする空間と前記有機材料を収納する空間とを遮断または連通する遮断機構とを備える基板処理装置。
【請求項２】
前記蒸着装置は、
収納部を有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させる蒸着源と、前記蒸着源に連結された連結管と、開口を有し、前記蒸着源から前記連結管を介して運搬された有機材料を開口から吹き出す吹き出し機構とを含み、
前記吹き出し機構は、
前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されている請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
前記遮断機構は、
前記連結管に設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通するバルブである請求項２に記載された基板処理装置。
【請求項４】
前記蒸着装置は、
収納部と開口とを有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を開口から吹き出す蒸着源を含み、
前記蒸着源は、
前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されている請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項５】
前記遮断機構は、
前記開口を開閉するように設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通する蓋体である請求項２または請求項４のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項６】
前記開口の周縁には、前記蓋体により前記有機材料が収納された空間がクリーニングする空間から遮断されるときの密閉性を高めるために、Ｏリングが設けられている請求項５に記載された基板処理装置。
【請求項７】
前記クリーニング装置は、
クリーニングガスを前記処理容器内に供給し、前記クリーニングガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするプラズマ処理装置、光を照射することにより前記処理容器内にて被処理体をクリーニングする光学的洗浄装置、または、ラジカルを供給し、供給されたラジカルの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするリモートプラズマの少なくともいずれかである請求項１〜６のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項８】
前記クリーニング装置は、
前記処理容器内にて前記蒸着装置により被処理体に有機膜を形成する直前に、前記処理容器と同一の処理容器内にて前記被処理体をクリーニングする請求項１〜７のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項９】
前記遮断機構は、
前記被処理体をクリーニングする前に、前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断する請求項１〜８のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１０】
前記クリーニング装置は、
前記処理容器と別の処理容器にて前処理としてクリーニングされた被処理体をさらにクリーニングする請求項１〜９のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１１】
前記遮断機構は、
前記処理容器内にて被処理体をクリーニングした後であって、前記被処理体に有機膜を形成する前に、前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通する請求項１〜１０のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１２】
前記処理容器は、真空処理容器である請求項１〜１１のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１３】
前記蒸着源は、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵され、
前記バルブは、大気系に放出されている請求項３、７〜１２のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１４】
前記蒸着源および前記バルブは、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵されている請求項３、７〜１２のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１５】
前記蒸着源、前記連結管および前記吹き出し機構を一組とした蒸着装置を複数備え、
前記複数組の蒸着装置の各蒸着源は、異なる種類の有機材料を収納し、
前記複数組の蒸着装置の各吹き出し機構は、前記処理容器に内蔵され、
前記複数組の蒸着装置の蒸着源にて気化された有機材料を、前記処理容器に内蔵された各吹き出し機構から吹き出すことにより、前記処理容器と同一の処理容器内にてクリーニングされた直後の被処理体に異なる種類の有機膜を連続的に形成する請求項２、３、７〜１４のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１６】
前記蒸着装置は、
有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を有機材料として被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜のいずれかを形成する請求項１〜１５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１７】
前記クリーニング装置は、
被処理体を構成する基板上に形成された陽極層の表面をクリーニングする請求項１〜１６のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１８】
処理容器と、有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置とを備えた基板処理装置を用いて被処理体をクリーニングする方法であって、
遮断機構を動作させることにより前記処理容器により画定された空間から前記有機材料が収納された空間を遮断し、
前記遮断後、クリーニング装置により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングし、
前記被処理体をクリーニングした後、遮断機構を動作させることにより前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通し、
前記収納された有機材料を気化させ、
前記連通後、気化させた有機材料を前記有機材料が収納された空間から前記被処理体をクリーニングする空間に吹き出させることにより、前記被処理体をクリーニングした処理容器と同一の処理容器内にて前記クリーニングされた被処理体に有機膜を形成するクリーニング方法。
【請求項１９】
前記処理容器と別の処理容器にて被処理体をクリーニングし、
前記別の処理容器にてクリーニングされた後、前記別の処理容器から前記処理容器に搬送された被処理体を前記クリーニング装置によりさらにクリーニングし、クリーニングした直後の被処理体に有機膜を形成する請求項１８に記載されたクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングされた被処理体に有機膜を形成する基板処理装置および基板処理装置を用いた被処理体のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した有機ＥＬ素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、自発光し、反応速度が速く、消費電力が低い等の特徴を有している。この有機ＥＬ素子の最も基本的な構造は、ガラス基板上に陽極層（アノード）、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および陰極層（カソード）を重ねて形成したサンドイッチ構造であり、ガラス基板上に積層される陽極層には、一般的に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）からなる透明電極が用いられる。有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ上に蒸着によりホール輸送層、発光層、電子輸送層および陰極層を順に成膜することによって製造される。
【０００３】
このような構造の有機ＥＬ素子を製造するための製造装置の一例として、図１１に示したクラスタ型の基板処理装置が提案されている（たとえば、非特許文献１を参照。）。基板処理装置は、ロードロック室ＬＬＭ（Ｌｏａｄ  Ｌｏｃｋ  Ｍｏｄｕｌｅ）、前処理室ＣＭ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅ：クリーニング室）、３つの処理容器ＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍｏｄｕｌｅ）１〜ＰＭ３および搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）から構成されている。この基板処理装置では、基板Ｇは、搬送室ＴＭに配設された搬送アームＡｒｍを用いて搬送室ＴＭを介してロードロック室ＬＬＭから前処理室ＣＭに搬送される。前処理室ＣＭは、ガラス基板上のＩＴＯ（陽極層）の表面に付着した汚染物（コンタミネーション）を取り除く。
【０００４】
このようにしてＩＴＯ表面をクリーニングした後、基板Ｇは、搬送アームＡｒｍを用いて搬送室ＴＭを介して処理容器ＰＭ１に真空搬送される。図１２に示したように、処理容器ＰＭ１では、ゲートバルブ１２００を開くことにより基板Ｇが搬入される。搬入された基板Ｇは、磁石として機能するステージ１２０５ａからの磁力により金属から形成されるマスク１２０５ｂが引き付けられることにより、ステージ１２０５ａとマスク１２０５ｂとの間に把持される。その後、摺動部材１２０５を摺動させることにより、基板Ｇを蒸着源１２１０の真上まで移動させ、蒸着源１２１０の収納部１２１０ａに収納された所望の有機材料を気化させ、気化させた有機分子を基板Ｇの表面に蒸着させることにより、ＩＴＯ表面にホール輸送層（有機膜（１））を形成するようになっている。処理容器ＰＭ２および処理容器ＰＭ３においても同様に、各蒸着源にて所望の有機材料を気化させることにより基板Ｇに発光層（有機膜（２））および電子輸送層（有機膜（３））を積層させる。このようにして、クラスタ型の基板処理装置では、効率よく有機ＥＬ素子を製造する。
【０００５】
【非特許文献１】日立造船株式会社  ”有機ＥＬ蒸着装置＜Ｒ＆Ｄ＞”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［２００６年１２月９日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉｚｏｓｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｆｏｒｍｓｅｔ／ｓｅｔ＿ｐｒ２．ｈｔｍｌ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、せっかく前処理室ＣＭにてＩＴＯ表面をクリーニングしても、図１１に示したように、基板Ｇを前処理室ＣＭから処理容器ＰＭ１に搬送する際に、搬送室ＴＭ等に存在する汚染物が、ＩＴＯ表面に付着する。この結果、図１２に示したように、処理容器ＰＭ１にて基板Ｇ上のＩＴＯ表面にホール輸送層を形成する際、汚染物によりＩＴＯとホール輸送層との密着性が悪くなり、エネルギー界面制御性が悪くなることにより、エネルギー障壁が高くなる。この結果、仕事関数が小さくなり、ホール注入性能が低下して有機ＥＬ素子の発光強度（輝度）が低下するという問題があった。
【０００７】
これに対して、たとえば、処理容器ＰＭ１にてＩＴＯ表面をクリーニングした後、同一室内にて直ちに蒸着処理を実行する方法も考えられる。しかし、蒸着処理とクリーニング処理とを同一室内にて連続的に実行すると、蒸着源１２１０の収納部１２１０ａに収納されている有機材料が、クリーニングガスと化学反応して劣化するという問題が生じる。具体的には、たとえば、クリーニングガスとしてＯ２ガスを用いる場合、有機材料は、Ｏ２ガスと化学反応して酸化する。また、たとえば、クリーニングガスとしてＯ２ガスにＣＦ４ガスを混合させた混合ガスを用いる場合、有機材料は、ＣＦ４ガスと化学反応して酸化およびフッ化する。このようにして劣化した有機材料を気化させて、有機層を形成しても、各有機層に求められる特性に対する実際の特性が悪く、発光強度（輝度）が高い良質な有機ＥＬ素子を製造することができない。一方、これに対して発光強度を高めようとすると、印加電圧を大きくしなければならず、消費電力が高くなるという問題が生じる。
【０００８】
上記問題を解消するために、本発明では、有機材料を劣化させずにＩＴＯ表面のエネルギー界面制御性を良好に保つ、新規かつ改良された基板処理装置およびその基板処理装置を用いたクリーニング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、処理容器と、有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置と、前記処理容器と同じ処理容器内にて被処理体をクリーニングするクリーニング装置と、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間と前記有機材料を収納する空間とを遮断または連通する遮断機構とを備える基板処理装置が提供される。
【００１０】
これによれば、被処理体に有機膜を形成する蒸着装置と被処理体をクリーニングするクリーニング装置とが、同一処理容器内に設けられる。これにより、被処理体をクリーニングした直後に、同一空間内にて被処理体に有機膜を形成することができる。この結果、被処理体の表面に汚染物を付着または再付着させることなく、汚染物がほとんど存在しない被処理体の表面に有機膜を形成することができる。
【００１１】
これに加えて、基板処理装置には、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間と前記有機材料を収納する空間とを遮断または連通する遮断機構が設けられている。これにより、蒸着装置に収納されている有機材料が、クリーニング中にクリーニングガスと化学反応して劣化することを回避しながら、汚染物がほとんど存在せず、なめらかな被処理体の表面に有機膜を形成することができる。
【００１２】
このようにして、なめらかな被処理体の表面上に有機膜を形成することにより、被処理体と有機膜との密着性を高め、エネルギー界面制御性を良好に保つことができる。この結果、被処理体と有機膜との間を移動するホール（または電子）のエネルギー障壁を低くすることができる。
【００１３】
特に、被処理体基板Ｇ上の陽極層（たとえば、ＩＴＯ）表面にホール輸送層を形成する場合、汚染物によりＩＴＯとホール輸送層との密着性が悪くなると、エネルギー界面制御性が悪くなることによりエネルギー障壁が高くなる。この結果、仕事関数が小さくなり、ホール注入性能が低下して有機ＥＬ素子の発光強度（輝度）が低下する。
【００１４】
しかしながら、かかる構成によれば、前述したように、ホール輸送層は、ＩＴＯ表面に密着して形成されるため、エネルギー界面制御性を良好に保つことができる。これにより、仕事関数を大きくし、ホール注入性能を向上させることによって、有機ＥＬ素子の発光強度を高く維持することができる。この結果、消費電力を低く抑えながら高い発光強度が得られる有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１５】
さらに、かかる構成によれば、クリーニング装置を用いて被処理体の表面をクリーニングする際、処理容器の内壁や処理容器に取り付けられた各パーツもクリーニングすることができる。この結果、基板処理装置のメンテナンスサイクルを長くすることができる。
【００１６】
前記蒸着装置は、収納部を有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させる蒸着源と、前記蒸着源に連結された連結管と、開口を有し、前記蒸着源から前記連結管を介して運搬された有機材料を開口から吹き出す吹き出し機構とを含み、前記吹き出し機構は、前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されていてもよい。
【００１７】
このとき、前記遮断機構は、前記連結管に設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通するバルブであってもよい。
【００１８】
これによれば、バルブを閉じることにより有機材料をクリーニングガスから遮断しながら、被処理体をクリーニングすることができるとともに、バルブを開けることにより吹き出し機構から吹き出される有機気化分子によって、被処理体を最終的にクリーニングした処理容器と同一の処理容器内にて、最終クリーニング直後の被処理体の表面に有機膜を形成することができる。このようにして非常にクリーンな状態で被処理体の表面に有機膜を形成することにより、被処理体の表面と有機膜との密着性を高め、エネルギー界面制御性を高めることができる。なお、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含む。
【００１９】
前記蒸着装置は、収納部と開口とを有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を開口から吹き出す蒸着源を含み、前記蒸着源は、前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されていてもよい。
【００２０】
このとき、前記遮断機構は、前記開口を開閉するように設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通する蓋体であってもよい。
【００２１】
これによれば、最終クリーニング処理中は、蓋体により蒸着源の開口を閉じることによって、有機材料をクリーニングガスから遮断し、有機膜形成中は、蓋体により蒸着源の開口を開けることによって、蒸着源から吹き出される有機気化分子により、同一処理容器内にてクリーニングされた被処理体の表面に有機膜を形成することができる。これにより、被処理体の表面と有機膜との密着性を高め、エネルギー界面制御性を高めることができる。
【００２２】
前記開口の周縁には、前記蓋体により前記有機材料が収納された空間内部の密閉性を高めるために、Ｏリングが設けられていてもよい。これによれば、クリーニングガスから有機材料をより効果的に遮断することができる。これにより、有機材料がクリーニングガスにより劣化することを確実に防止することができる。
【００２３】
前記クリーニング装置は、クリーニングガスを前記処理容器内に供給し、前記クリーニングガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするプラズマ処理装置、光を照射することにより前記処理容器内にて被処理体をクリーニングする光学的洗浄装置、または、ラジカルを供給し、供給されたラジカルの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするリモートプラズマの少なくともいずれかであればよい。
【００２４】
たとえば、光学的洗浄装置の一例であるＵＶオゾンクリーナーをクリーニング装置として用いた場合、ＵＶオゾンクリーナーは、Ｏ２ガスを供給しつつ被処理体表面に１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）および２５３．７ｎｍ（４．９ｅＶ）のＵＶ光を照射する。このとき、酸素（Ｏ２）分子の結合エネルギーは５．１１ｅｖであるから、１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）のＵＶ光は、酸素分子を分解することができる。すなわち、１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）のＵＶ光は、酸素分子により吸収され、オゾンを発生させる。このようにして発生したオゾンに２５３．７ｎｍ（４．９ｅＶ）のＵＶ光が吸収されると、励起状態の酸素原子が生成される。励起状態の酸素原子は、汚染物と化学反応し、たとえば、ＣＯ２やＨ２Ｏなどの揮発性分子となって、被処理体の表面から脱離し、処理容器内から外部に排気される。このようにして被処理体の表面から汚染物を除去し、これにより、被処理体の表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。
【００２５】
また、たとえば、リモートプラズマをクリーニング装置として用いた場合、リモートプラズマから処理容器内に噴射される、たとえば、酸素ガス、フッ素ガス、塩素ガスなどのラジカルの作用により汚染物を化学反応させることにより、汚染物は、被処理体の表面から脱離し、処理容器から外部に排気される。このようにして被処理体の表面から汚染物を除去することにより、被処理体の表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。
【００２６】
また、たとえば、プラズマ処理装置をクリーニング装置として用いた場合、クリーニングガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマの作用により処理容器内にて被処理体がクリーニングされる。このとき、クリーニングガスは、たとえば、酸素ガス、フッ素ガス、塩素ガス、酸素ガス化合物、フッ素ガス化合物、塩素ガス化合物のいずれかを含む。これによれば、各ガスから生成されたプラズマには、酸素ラジカル、フッ素ラジカル、塩素ラジカルのいずれかが含まれる。よって、リモートプラズマの場合と同様に、ラジカルの作用により汚染物を除去し、これにより、被処理体の表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。
【００２７】
さらに、プラズマ処理装置の場合には、プラズマ中に含まれるイオンが被処理体の表層に入れ込まれることにより被処理体の表面が改質される可能性がある。この場合、被処理体と有機膜との間を移動するホールのエネルギー障壁をさらに低くすることができる。この結果、仕事関数がさらに大きくなり、ホール注入性能をより改善することができる。これにより、消費電力を抑えながら、高い発光強度をより長期的に維持することができる有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２８】
前記クリーニング装置は、前記処理容器内にて前記蒸着装置により被処理体に有機膜を形成する直前に、前記処理容器と同一の処理容器内にて前記被処理体をクリーニングすることが好ましい。これにより、クリーニング済みの被処理体に汚染物が再付着することを最小限に留めながら、被処理体表面に有機膜を形成することができる。
【００２９】
遮断機構は、前記被処理体をクリーニングする前に、前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断することが好ましい。これにより、有機材料がクリーニングガスにより劣化することを確実に防止することができる。
【００３０】
前記クリーニング装置は、前記処理容器と別の処理容器にて前処理としてクリーニングされた被処理体をさらにクリーニングするようにしてもよい。これにより、別の処理容器にて被処理体表面を前もってクリーニングした後、前記処理容器への搬送中に被処理体に付着した汚染物のみを前記処理容器内にて短時間に確実にクリーニングすることができる。
【００３１】
遮断機構は、前記処理容器内にて被処理体をクリーニングした後であって、前記被処理体に有機膜を形成する前に、前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通するようにしてもよい。これにより、有機材料を気化させて、クリーニング終了後、気化された有機分子をクリーニングが行われた空間と同一空間に放出し、これにより、汚染されておらず、なめらかな被処理体表面に有機膜を形成することができる。
【００３２】
前記処理容器は、真空処理容器であってもよい。処理容器内を所定の真空度に保持して有機成膜を実行すると、有機材料の気化分子が被処理体に達する前に、処理容器内の残存気体分子に衝突する確率は非常に低くなるため、蒸着源から発生した熱が処理容器内の他の部品に伝わらない（真空断熱）。これにより、処理容器内の温度を精度良く制御することができる。この結果、成膜の制御性を高め、被処理体に均一かつ良質な有機膜を形成することができる。
【００３３】
前記蒸着源は、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵され、前記バルブは、大気系に放出されていてもよい。これによれば、蒸着源を内蔵する処理容器と被処理体に有機膜を形成する処理容器とは別体で設けられる。これにより、有機材料を補充する際に、蒸着源が内蔵された処理容器のみを大気系に解放すればよく、有機成膜処理が行われる処理容器を大気系に解放する必要がない。これにより、基板処理装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【００３４】
前記蒸着源および前記バルブは、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵されていてもよい。このように、蒸着源のみならずバルブも前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵することにより、バルブを大気圧下に配置した場合に比べて、空気中を通じてバルブの熱を外部に放出することを防ぐことができる。これにより、気化された有機分子が、たとえば、連結管にて析出することにより、吹き出し機構から供給される気体分子量が減少し、蒸着速度が低下することを防止することができる。
【００３５】
前記基板処理装置は、前記蒸着源、前記連結管および前記吹き出し機構を一組とした蒸着装置を複数備え、前記複数組の蒸着装置の各蒸着源は、異なる種類の有機材料を収納し、前記複数組の蒸着装置の各吹き出し機構は、前記処理容器に内蔵され、前記複数組の蒸着装置の蒸着源にて気化された有機材料を、前記処理容器に内蔵された各吹き出し機構から吹き出すことにより、前記処理容器と同一の処理容器内にてクリーニングされた直後の被処理体に異なる種類の有機膜を連続的に形成するようにしてもよい。
【００３６】
これによれば、同一の処理容器内で複数の有機膜が連続的に形成される。これにより、スループットを向上させ、製品の生産性を向上させることができる。また、従来のように、形成する有機膜毎に複数の処理容器を別体で設ける必要がないので、設備が大型化せず、設備コストを低減することができる。
【００３７】
なお、前記蒸着装置は、有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を有機材料として被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜のいずれかを形成してもよい。
【００３８】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器と、有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置とを備えた基板処理装置を用いて被処理体をクリーニングする方法であって、遮断機構を動作させることにより前記処理容器により画定された空間から前記有機材料が収納された空間を遮断し、前記遮断後、クリーニング装置により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングし、前記被処理体をクリーニングした後、遮断機構を動作させることにより前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料を収納する空間とを連通し、前記収納された有機材料を気化させ、前記連通後、気化させた有機材料を前記有機材料が収納された空間から前記被処理体をクリーニングする空間に吹き出させることにより、前記被処理体をクリーニングした処理容器と同一の処理容器内にて前記クリーニングされた被処理体に有機膜を形成するクリーニング方法が提供される。
【００３９】
前記処理容器と別の処理容器にて被処理体をクリーニングし、前記別の処理容器にてクリーニングされた後、前記別の処理容器から前記処理容器に搬送された被処理体を前記クリーニング装置によりさらにクリーニングし、クリーニングした直後の被処理体に有機膜を形成するようにしてもよい。
【００４０】
これによれば、遮断機構により、蒸着装置に収納されている有機材料が、クリーニング中にクリーニングガスと化学反応して劣化することを回避しながら、汚染物がほとんど存在しない被処理体の表面に有機膜を密着して形成することができる。さらに、これによれば、クリーニング装置を用いて被処理体の表面をクリーニングする際、処理容器内部も同時にクリーニングされるので、基板処理装置のメンテナンスサイクルを長くすることができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように本発明の一態様によれば、有機材料を劣化させずにＩＴＯ表面に密着して有機膜を形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【００４３】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置について、図１を参照しながら説明する。
（基板処理装置）
第１実施形態にかかる基板処理装置１０は、複数の処理容器を有するクラスタ型の製造装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）、前処理室ＣＭおよび４つの処理容器ＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍｏｄｕｌｅ）１〜ＰＭ４から構成されている。
【００４４】
ロードロック室ＬＬＭは、大気系から搬送された基板Ｇを、減圧状態にある搬送室ＴＭに搬送するために内部を減圧状態に保持した真空搬送室である。なお、ロードロック室ＬＬＭに大気系から搬入される基板Ｇには、予めガラス基板上に陽極層としてＩＴＯが形成されている。
【００４５】
搬送室ＴＭは、その内部に配設された屈伸および旋回可能な多関節状の搬送アームＡｒｍを用いて、最初に、ロードロック室ＬＬＭから搬送された基板Ｇを前処理室ＣＭに搬送し、つぎに、処理容器ＰＭ１に搬送し、さらに、他の処理容器ＰＭ２〜４に搬送する。前処理室ＣＭで（クリーニング）は、基板Ｇに形成された陽極層としてのＩＴＯの表面に付着した汚染物を除去する。なお、主な汚染物は有機物である。
【００４６】
４つの処理容器ＰＭ１〜ＰＭ４は、基板Ｇに所望の処理が施される。具体的には、処理容器ＰＭ１では、前処理室ＣＭから処理容器ＰＭ１へ基板Ｇを搬送する際に、基板のＩＴＯ表面に再び付着した汚染物を除去するための最終クリーニング処理と、最終クリーニング処理後のＩＴＯ表面に有機膜を６層連続成膜する処理が実行される。また、処理容器ＰＭ２〜ＰＭ４では、エッチング処理、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着薄膜成膜法）処理、スパッタリング処理がそれぞれ実行される。
【００４７】
（処理容器ＰＭ１）
つぎに、図２に模式的に示したＰＭ１の縦断面図を参照しながら、処理容器ＰＭ１の内部構成についてさらに詳しく説明する。処理容器ＰＭ１は、第１の処理容器１００および第２の処理容器２００を有している。
【００４８】
（第１の処理容器）
第１の処理容器１００は、直方体の形状であり、その内部に摺動機構１１０、プラズマ処理装置１２０、ＵＶオゾンクリーナー１２２、リモートプラズマ１２４、６つの吹き出し機構１３０ａ〜１３０ｆおよび７つの隔壁１４０を有している。第１の処理容器１００の側壁には、開閉により基板Ｇを搬出入可能なゲートバルブ１５０が設けられている。
【００４９】
ＵＶオゾンクリーナー１２２は、光学的洗浄装置の一例である。また、プラズマ処理装置１２０、ＵＶオゾンクリーナー１２２およびリモートプラズマ１２４は、クリーニング装置の一例である。すなわち、ＰＭ１は、クリーニング装置として、プラズマ処理装置１２０、光学的洗浄装置またはリモートプラズマ１２４の少なくともいずれかを有することができ、このようにしてＰＭ１に設けられたクリーニング装置により基板Ｇに最終クリーニング処理が実行される。
【００５０】
摺動機構１１０は、ステージ１１０ａ、支持体１１０ｂおよびスライド機構１１０ｃを有している。ステージ１１０ａは、支持体１１０ｂにより支持され、ゲートバルブ１５０から搬入された基板Ｇを、図示しない高電圧電源から印加された高電圧により静電吸着する。スライド機構１１０ｃは、第１の処理容器１００の天井部に装着されるとともに接地されていて、基板Ｇをステージ１１０ａおよび支持体１１０ｂとともに第１の処理容器１００の長手方向に平行な方向にスライドさせ、これにより、基板Ｇをプラズマ処理装置１２０および各吹き出し機構１３０の間で移動させるようになっている。
【００５１】
（プラズマ処理装置）
プラズマ処理装置１２０には、電極１２０ａが設けられている。電極１２０ａは、その下部に設けられた絶縁材１２０ｂにより第１の処理容器１００に対して電気的に分離されている。電極１２０ａには、整合回路１２０ｃを介して高周波電源１２０ｄが接続されていて、高周波電源１２０ｄは、コンデンサ１２０ｅを介して接地されている。
【００５２】
電極１２０ａには、ガスライン１２０ｆを介してガス供給源１２０ｇが接続されていて、ガス供給部４４５から供給されるクリーニングガスを複数のガス噴射孔Ａから第１の処理容器１００内に噴射する。このようにして、電極１２０ａは、ガスシャワーヘッドとしても機能するようになっている。
【００５３】
第１の処理容器１００の内部は、図示しない排気機構により所望の真空度にまで減圧される。かかる構成により、ガス供給源１２０ｇから供給されたクリーニングガスを高周波電源１２０ｄから出力された高周波電力によりプラズマ化し、そのプラズマの作用により基板Ｇ上のＩＴＯ表面の汚染物を除去するようになっている。
【００５４】
（ＵＶオゾンクリーナー）
ＵＶオゾンクリーナー１２２は、ＵＶランプ１２２ａ、固定部材１２２ｂおよびＯリング１２２ｃを有している。ＵＶランプ１２２ａは、Ｏ２ガスを供給しつつ基板ＧにＵＶ光を照射する。固定部材１２２ｂは、ＰＭ１の外部側壁にてＵＶランプ１２２ａを固定するとともに、処理容器１００の側壁に設けられた開口を封鎖する。Ｏリング１２２ｃは、処理容器１００内の機密を保持するために、固定部材１２２ｂと処理容器１００との接合面に設けられる。
【００５５】
ＵＶオゾンクリーナーは、Ｏ２ガスを供給しつつ被処理体表面に１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）および２５３．７ｎｍ（４．９ｅＶ）のＵＶ光を照射する。このとき、酸素（Ｏ２）分子の結合エネルギーは５．１１ｅｖであるから、１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）のＵＶ光は、酸素分子を分解することができる。すなわち、１８４．９ｎｍ（６．７ｅＶ）のＵＶ光は、酸素分子により吸収され、オゾンを発生させる。このようにして発生したオゾンに２５３．７ｎｍ（４．９ｅＶ）のＵＶ光が吸収されると、励起状態の酸素原子が生成される。励起状態の酸素原子は、汚染物と化学反応し、たとえば、ＣＯ２やＨ２Ｏなどの揮発性分子となって、基板Ｇの表面から脱離し、処理容器１００から外部に排気される。このようにして基板Ｇの表面から汚染物を除去し、これにより、基板Ｇの表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。
【００５６】
（リモートプラズマ）
リモートプラズマ１２４は、容器１２４ａ、コイル１２４ｂ、高周波電源１２４ｃ、搬送管１２４ｄおよび容量Ｃを有している。容器１２４ａには、ガス供給源１２０ｇから、たとえば、Ｏ２ガスが供給される。高周波電源１２４ｃから出力された高周波電力がコイル１２４ｂに印加されると、コイル１２４ｂの周りに高周波磁界が生じる。この磁界の時間的変化により誘導された誘導電界によって容器１２４ａ内にてＯ２ガスがプラズマ化される。このようにして生成された誘導結合プラズマ中、Ｏ２ラジカルのライフタイムは長い。この結果、活性なＯ２ラジカルのみが搬送管１２４ｄを介して処理容器１００の内部に供給される。
【００５７】
これによっても、ラジカルと汚染物とを化学反応させ、汚染物を基板ＧのＩＴＯ表面から脱離させ、処理容器１００から外部に排気することができる。この結果、基板ＧのＩＴＯ表面から汚染物を除去し、これにより、基板ＧのＩＴＯをなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。なお、リモートプラズマ１２４から噴射されるラジカルには、酸素ラジカル、フッ素ラジカル、塩素ラジカルのいずれかが含まれていればよい。
【００５８】
６つの吹き出し機構１３０ａ〜１３０ｆは、形状および構造がすべて同一であって、互いに平行して等間隔に配置されている。吹き出し機構１３０ａ〜１３０ｆは、その内部が中空の矩形形状をしていて、その上部中央に設けられた開口から有機気化分子を吹き出すようになっている。吹き出し機構１３０ａ〜１３０ｆの下部は、第１の処理容器１００の底壁を貫通する連結管１６０ａ〜１６０ｆにそれぞれ連結されている。
【００５９】
各吹き出し機構１３０の間には隔壁１４０がそれぞれ設けられている。隔壁１４０が各吹き出し機構１３０を仕切ることによって、各吹き出し機構１３０の開口から吹き出される有機気体分子が隣りの吹き出し機構１３０から吹き出される有機気体分子に混入することが防止されている。
【００６０】
（第２の処理容器）
つぎに、第２の処理容器２００の形状および内部構成について説明する。第２の処理容器２００は、形状および構造が同一の６つの蒸着源２１０ａ〜２１０ｆをそれぞれ内蔵している。蒸着源２１０ａ〜２１０ｆは、収納部２１０ａ１〜２１０ｆ１に異なる有機材料をそれぞれ収納していて、各収納部２１０近傍を２００〜５００℃程度の高温にすることにより各有機材料を気化させるようになっている。
【００６１】
蒸着源２１０ａ〜２１０ｆは、その上部にて連結管１６０ａ〜１６０ｆにそれぞれ連結されていて、各連結管１６０を高温に保つことにより、各蒸着源２１０にて気化された有機分子が各連結管１６０に付着することなく、各連結管１６０を通って、各吹き出し機構１３０の開口から第１の処理容器内に放出される。
【００６２】
なお、第２の処理容器２００は、その内部を所定の真空度に保持するために、図示しない排気機構により所望の真空度まで減圧されている。これにより、蒸着源２１０から発生した熱が第２の処理容器２００の内部に設置された他の部品に伝わることを回避し、第２の処理容器内の温度を精度良く制御することができる。この結果、成膜の制御性を高め、基板Ｇに均一かつ良質な有機膜を形成することができる。
【００６３】
各連結管１６０には、開閉により基板Ｇをクリーニングする空間と有機材料を収納する蒸着源２１０内の空間とを遮断または連通する遮断機構としてのバルブ３００ａ〜３００ｆがそれぞれ取り付けられている。具体的には、各バルブ３００を閉じると、各有機材料を収納している空間が、基板Ｇをクリーニングする第１処理容器内部の空間と遮断され、各バルブ３００を開くと、各有機材料を収納している空間が、基板Ｇをクリーニングする第１処理容器内部の空間と連通する。本実施形態では、各バルブ３００は、大気中に放出されている。なお、蒸着源２１０、連結管１６０および吹き出し機構１３０は、有機材料を収納し、収納された有機材料により処理容器ＰＭ内にて基板Ｇに有機膜を形成する蒸着装置の一例である。
【００６４】
（６層連続成膜）
以上に説明した通り、基板処理装置１０の処理容器ＰＭ１は、６層の有機膜を連続して形成するために、蒸着源２１０、連結管１６０および吹き出し機構１３０を一組とした蒸着装置を６つ備え、６組の蒸着装置の各蒸着源２１０は、異なる種類の有機材料を収納し、６組の蒸着装置の各吹き出し機構１３０は、クリーニング装置とともに処理容器ＰＭ１に内蔵されている。かかる構成により、６組の蒸着装置の蒸着源２１０にて気化された有機材料は、処理容器ＰＭ１に内蔵された各吹き出し機構１３０から吹き出される。
【００６５】
６層連続成膜処理について、図３を参照しながら、より具体的に説明する。まず、基板Ｇが、吹き出し機構１３０ａの上方をある速度で進行する際、吹き出し機構１３０ａから吹き出された成膜材料が基板Ｇ上のＩＴＯ（陽極）に付着することにより、基板Ｇに第１層のホール輸送層（有機層（１））が形成される。つぎに、基板Ｇが吹き出し機構１３０ｂの上方を移動する際、吹き出し機構１３０ｂから吹き出された成膜材料が基板Ｇに付着することにより、基板Ｇに第２層の非発光層（電子ブロック層；有機層（２））が形成される。同様にして、基板Ｇが吹き出し機構１３０ｃ→吹き出し機構１３０ｄ→吹き出し機構１３０ｅ→吹き出し機構１３０ｆの上方を移動する際、各吹き出し機構１３０から吹き出された成膜材料により、基板Ｇに第３層の青発光層（有機層（３））、第４層の赤発光層（有機層（４））、第５層の緑発光層（有機層（５））、第６層の電子輸送層（有機層（６））が形成される。
【００６６】
（成膜処理）
つぎに、上述したように構成された基板処理装置１０を用いて基板Ｇをクリーニングする方法について、特に、処理容器ＰＭ１にて実行される処理を中心に説明する。
【００６７】
（前処理：クリーニング処理）
基板Ｇは、図１に示した搬送室ＴＭに配設された搬送アームＡｒｍにより、搬送室ＴＭを介してロードロック室ＬＬＭから前処理室ＣＭに搬送される。前処理室ＣＭでは、基板Ｇ上のＩＴＯの表面に付着した汚染物（コンタミネーション）が取り除かれる。
【００６８】
（最終クリーニング処理）
このようにしてＩＴＯ表面をクリーニングした後、基板Ｇは、搬送アームＡｒｍにより搬送室ＴＭを介して処理容器ＰＭ１に真空搬送される。処理容器ＰＭ１では、図２のゲートバルブ１５０を開くことにより基板Ｇが搬入される。搬入された基板Ｇは、図示しない高電圧電源から印加された高電圧により、ステージ１１０ａに静電吸着される。その後、摺動機構１１０を摺動させることにより、基板Ｇをプラズマ処理装置１２０の真上まで移動させる。
【００６９】
基板Ｇを最終クリーニングする前に、すべてのバルブ３００ａ〜３００ｆは閉められる。これにより、有機材料が収納された空間（すなわち、収納部２１０ａ１、２１０ｂ１、２１０ｃ１、２１０ｄ１、２１０ｅ１、２１０ｆ１の内部空間）が、基板Ｇを最終クリーニングする空間（すなわち、第１の処理容器１００の内部空間）から遮断される。
【００７０】
これのようにして、クリーニングの際、各バルブ３００によりクリーニングする空間と有機材料を収納する空間とを遮断することにより、蒸着源２１０ａ〜２１０ｆにそれぞれ収納されている有機材料が、クリーニング中にクリーニングガスと化学反応して劣化することを回避することができる。
【００７１】
上記条件が整うと、クリーニング装置は、第１の処理容器１００内にて基板ＧのＩＴＯ表面をクリーニングする（最終クリーニング）。この最終クリーニングは、つぎのような意義を有する。すなわち、せっかく前処理室ＣＭにてＩＴＯ表面をクリーニングしても、図１に示したように、搬送アームＡｒｍにより基板Ｇを前処理室ＣＭから処理容器ＰＭ１に搬送する際に、搬送室ＴＭやゲートバルブ１５０等に存在する汚染物が、再びＩＴＯ表面に付着してしまう。
【００７２】
この汚染物が付着したままＩＴＯ上にホール輸送層（第１層の有機膜）を形成すると、ＩＴＯ上に付着した汚染物によりＩＴＯとホール輸送層との密着性が悪くなり、エネルギー界面制御性が悪くなることにより、エネルギー障壁が高くなる。この結果、仕事関数が小さくなり、ホール注入性能が低下して有機ＥＬ素子の発光強度（輝度）が低下してしまう。そこで、本実施形態にかかる基板処理装置１０では、ＩＴＯ上に有機層を形成する直前に、有機層を形成する処理容器と同一の処理容器ＰＭ１にて、ＩＴＯ表面に最終クリーニングが施される。
【００７３】
なお、最終クリーニング時、ガス供給源１２０ｇから供給されるクリーニングガスは、酸素ガス、フッ素ガス、塩素ガス、酸素ガス化合物、フッ素ガス化合物、塩素ガス化合物のいずれかを含んでいればよい。
【００７４】
これによれば、各ガスから生成されたプラズマには、酸素ラジカル、フッ素ラジカル、塩素ラジカルのいずれかが含まれる。このラジカルの作用により汚染物を化学反応させ、汚染物を、基板Ｇの表面から乖離し、処理容器内から外部に排気することにより、基板Ｇの表面から汚染物を除去し、これにより、基板Ｇの表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることができる。
【００７５】
たとえば、クリーニングガスに酸素ガスを用いた場合、汚染物と酸素ラジカルとが化学反応し、ＣＯやＣＯ２となる。このようにして生成されたＣＯやＣＯ２は、基板Ｇの表面から乖離し、処理容器内から外部に排気される。これにより、基板ＧのＩＴＯ表面から汚染物を除去し、ＩＴＯ表面をなめらかな状態にすることができる。
【００７６】
（有機層形成）
最終クリーニング終了後、基板Ｇにホール輸送層を形成する前に、すべてのバルブ３００ａ〜３００ｆを開くことにより、有機材料が収納された空間と成膜処理を実行する第１の処理容器１００の内部空間が連通する。
【００７７】
その後、摺動部材１２０５を摺動させることにより、基板Ｇを吹き出し機構１３０ａの開口の真上まで移動させ、蒸着源２１０ａの収納部２１０ａ１に収納された有機材料を気化させ、気化させた有機分子を連結管１６０ａを介して吹き出し口１３０ａの開口から吹き出させ、基板ＧのＩＴＯ表面に蒸着させる。これにより、ＩＴＯ表面にホール輸送層（有機膜（１））が形成される。
【００７８】
さらに、摺動機構１１０を摺動させることにより、各吹き出し機構１３０ｂ〜１１０ｆのわずかに上方を、吹き出し機構１３０ｂ〜吹き出し機構１３０ｆの順に所定の速度で移動する。これにより、基板Ｇには、各吹き出し機構１３０ｂ〜１３０ｆからそれぞれ吹き出される有機材料によって、図３に示した第２層から第６層の有機膜が第１層であるホール輸送層上に積層される。
【００７９】
以上に説明したように本実施形態にかかる基板処理装置１０によれば、基板Ｇに有機膜を形成する蒸着装置の吹き出し機構１３０と基板Ｇをクリーニングするクリーニング装置とが、同一処理容器ＰＭ１内に設けられる。これにより、クリーニングした直後であって、汚染物が付着しておらず、なめらかな基板ＧのＩＴＯ表面に直ちにホール輸送層を形成することができる。
【００８０】
これにより、基板ＧのＩＴＯ表面とホール輸送層との密着性を物理的に高めることができる。これにより、エネルギー界面制御性を良くし、ＩＴＯとホール輸送層との間を移動するホールのエネルギー障壁を低くすることができる。これにより、仕事関数が大きくなり、ホール注入性能を向上させることによって、有機ＥＬ素子の発光強度を高く維持することができる。このようにして、発光強度が高く、消費電力が低い有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００８１】
さらに、本実施形態のように、プラズマ処理装置の場合には、プラズマ中に含まれるイオンが基板ＧのＩＴＯの表層に入れ込まれることによりＩＴＯの表層が改質される可能性がある。この場合、ＩＴＯ表層にドーピングされたイオンの作用によりＩＴＯの表層の特性を変化させることにより、ＩＴＯとホール輸送層との間を移動するホールのエネルギー障壁をさらに低くすることができる。この結果、仕事関数がさらに大きくなり、ホール注入性能をより改善することにより、消費電力を抑えながら、高い発光強度を長期的に維持可能な有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００８２】
これに加えて、基板処理装置１０には、開閉により基板Ｇをクリーニングする空間と有機材料を収納する空間とを遮断または連通するバルブ３００が設けられている。これにより、クリーニングの際、バルブ３００を閉めてクリーニングする空間と有機材料を収納する空間とを遮断することができる、この結果、蒸着源２１０の収納部に収納されている有機材料が、クリーニング中にクリーニングガスと化学反応して劣化することを回避することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態にかかる基板処理装置１０によれば、クリーニング装置を用いて基板ＧのＩＴＯ表面をクリーニングする際、第１の処理容器１００の内壁や第１の処理容器１００に取り付けられた各パーツもクリーニングすることができる。この結果、第１の処理容器１００のメンテナンスサイクルを長くすることができる。
【００８４】
（実験）
発明者は、以上に説明した最終クリーニングにより、基板ＧのＩＴＯ表面から汚染物がどれほど除去されるかについての実験を、上記クリーニング装置の一例であるＵＶオゾンクリーナーを用いて大気中にて行った。
【００８５】
発明者は、ＵＶオゾンクリーナーによるＵＶ−オゾンクリーニング処理時間として、圧力０．０２ＭＰａ、流量１〜１０ｓｃｃｍのＯ２ガスを供給しながら、ＵＶ光を５分照射した。また、発明者は、ＵＶ−オゾン排気時間として、圧力０．０２ＭＰａ、流量１〜１０ｓｃｃｍのＮ２パージガスを処理容器ＰＭ１内に２分流した。また、発明者は、厚さ１０ｎｍ、大きさ２００ｍｍ×２００ｍｍのＳｉ０２基板上に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯを積層させた基板Ｇを使用した。
【００８６】
実験に用いられた接触角（ぬれ角）の測定位置は、図４のａ点〜ｉ点である。なお、この実験結果のうち、基板Ｇの長さ２００ｍｍの両端から１０ｍｍずつは、実際には製品として使用しない部分である。よって、以下に説明するすべての実験データでは、シリコンウエハの中心０から距離が、±９０ｍｍの範囲内に形成された膜の状態に注目し、図６においても、シリコンウエハの長さ２００ｍｍの両端から１０ｍｍ内のデータを省略する。
【００８７】
また、接触角（ぬれ角）とは、図５に示したように、基板Ｇ上のＩＴＯ表面と、ＩＴＯ表面に存在する液体（水分ｈ）の表面とが接触する角度をいう。接触角は、図５（ａ）では、９０〜１００℃であり、図５（ｂ）では、１０℃である。接触角が小さくなると、ＩＴＯ表面に存在する汚染物が少なく、ＩＴＯ表面がなめらかな状態であることを示す。
【００８８】
（実験結果）
図６に示した実験結果では、ステージとＳｉ０２基板との間にスペーサー（げた）がある場合とない場合が示されている。実験結果から、上記条件により、ＩＴＯ表面をクリーニングした場合には、ＩＴＯ表面をクリーニングしていない場合に比べて、接触角は位置ａ〜位置ｉのいずれの位置についても約１オーダー小さくなっていて、スペーサーの有無に左右されていないことがわかる。
【００８９】
図６に示した実験の結果から、発明者は、ＩＴＯ表面をクリーニングした場合には、ＩＴＯ表面とホール輸送層との密着性を非常に高めることができることを確認した。この結果、本実施形態にかかるクリーニング装置により基板ＧのＩＴＯ表面をなめらかな状態にまでクリーニングすることが、仕事関数を大きくして、ホール注入性能をより改善することにより、消費電力を抑えながら、高い発光強度を長期的に維持可能な有機ＥＬ素子を製造するために大変重要であること、および、ＩＴＯとホール輸送層の密着度を効果的に高めるために本実施形態にかかる基板処理装置１０の構成が非常に有効であることを証明することができた。
【００９０】
以上の実験は、前述したように大気中にて行われた。しかし、発明者は、処理容器１０の内部圧力が数百ｍｍＴｏｒｒ〜１Ｔｏｒｒ、ガス流量が１０００ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍの真空状態においても、大気中での上記実験結果と同様またはそれ以上に良好な効果が得られると考えた。なぜなら、真空中に存在する分子の数は、大気中に存在する分子の数に比べて著しく少ない。すなわち、真空中では、大気中に比べて汚染物が少ない。よって、一般的に、汚染物の少ない真空中では、汚染物の多い大気中での上記実験結果よりさらに汚染物が基板Ｇに付着する確率は低いと推定される。このような理由から、発明者は、真空状態において、ＩＴＯ表面を上記方法によりクリーニングした場合、ＩＴＯ表面とホール輸送層との密着性を非常に高め、エネルギーの界面制御性を著しく高くすることができることを論証することができた。
【００９１】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態にかかる基板処理装置１０について説明する。第２実施形態にかかる基板処理装置１０では、処理容器ＰＭ１にて形成される有機膜がホール輸送層の一層のみである点で、処理容器ＰＭ１にて複数層の有機膜を形成した第１実施形態にかかる基板処理装置１０と構造上相違する。よって、この相違点を中心に本実施形態にかかる基板処理装置１０について図７〜図９を参照しながら説明する。
【００９２】
図７に示したように、第２実施形態にかかる基板処理装置１０は、第１実施形態にかかる基板処理装置１０と基本構造は同じであるが、処理容器ＰＭを６つ有し、各処理容器ＰＭ１〜ＰＭ６にて図３に示した６層の有機層（有機層（１）〜（６））を一層ずつ形成する。
【００９３】
（処理容器ＰＭ１）
処理容器ＰＭ１では、最終クリーニングおよびホール輸送層の成膜が行われる。処理容器ＰＭ１は、直方体の形状であり、その内部に設けられた摺動機構１１０、クリーニング装置は、第１実施形態と同一の構成である。しかし、第２実施形態では、蒸着源２１０が処理容器ＰＭ１に１つのみ内蔵されている。すなわち、処理容器ＰＭ１には、クリーニング装置とともに蒸着源２１０が１つのみ内蔵されている。よって、第２実施形態では、収納部２１０ａと開口とを有し、収納部２１０ａに収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を開口から吹き出す蒸着源２１０そのものが、蒸着装置に相当する。
【００９４】
また、第２実施形態では、遮断機構がシャッター２２０である点で、遮断機構がバルブ３００ａ（図２参照）である第１実施形態と異なる。シャッター２２０は、蒸着源２１０の上部中央に設けられた開口を開閉するように設けられていて、開閉により基板Ｇをクリーニングする空間（処理容器ＰＭ１の空間）から有機材料が収納されている空間（収納部２１０ａの空間）を遮断または連通する。なお、シャッター２２０は、開閉により蒸着源２１０の上部中央に設けられた開口を開閉する蓋体に相当する。
【００９５】
蒸着源２１０の上部開口の周縁には、シャッター２２０により有機材料が収納された空間が、クリーニングが行われる空間から遮断されるときの密閉性を高めるために、Ｏリング２３０が設けられている。
【００９６】
第２実施形態では、まず、図９（ａ）に示したように、シャッター２２０が、蒸着源２１０の開口を閉じるように蒸着源２１０の上面に密着して設けられる。このようにして、有機材料が、クリーニングガスから遮断される。このとき、蒸着源２１０の開口周縁には、Ｏリング２３０が設けられているので、有機材料をより効果的にクリーニングガスから遮断することができる。これにより、有機材料がクリーニングガスにより劣化することを確実に防止することができる。
【００９７】
その後、クリーニング装置により基板ＧのＩＴＯ表面が最終クリーニングされる。最終クリーニング後、図８の摺動機構１１０は、基板Ｇを蒸着源２１０の真上に位置させるようにスライドする。また、シャッター２２０は、図９（ｂ）に示したように、まず、上に移動し、さらに、図９（ｃ）に示したように、横にスライドする。
【００９８】
このようにして蒸着源２１０の開口を開放することにより、有機気化分子が、蒸着源２１０から吹き出される。そして、この有機分子により最終クリーニング直後のＩＴＯ表面にホール輸送層（有機膜（１））が形成される。
【００９９】
以上に説明したように、第２実施形態にかかる基板処理装置１０においても、シャッター２２０により、蒸着源２１０に収納されている有機材料が、クリーニング中にクリーニングガスと化学反応して劣化することを回避しながら、基板ＧのＩＴＯ表面とホール輸送層との密着性を効果的に高めることができる。この結果、発光強度を高く、消費電力が低い有機ＥＬ素子を製造することができる。
【０１００】
（第３実施形態）
つぎに、第３実施形態にかかる基板処理装置１０について説明する。第３実施形態にかかる基板処理装置１０では、図１０に示したように、蒸着源２１０ａ〜２１０ｆおよびバルブ３００ａ〜３００ｆが、有機成膜処理が実行される第１の処理容器１００と別の真空処理容器（第２の処理容器２００）に内蔵されている点で、蒸着源２１０ａ〜２１０ｆのみが第２の処理容器２００に内蔵され、バルブ３００ａ〜３００ｆは、大気系に放出されている第１実施形態にかかる基板処理装置１０と構造上相違する。
【０１０１】
本実施形態によれば、蒸着源２１０のみならずバルブ３００も第２の処理容器２００に内蔵される。これにより、第２実施形態では、バルブ３００を大気圧下に配置した第１実施形態の場合に比べて、空気中を通じてバルブ３００の熱を外部に放出することを防ぐことができる。これにより、気化された有機分子が、たとえば、連結管１６０にて析出することにより、吹き出し機構１３０から供給される気体分子量が減少し、蒸着速度が低下することを防止することができる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様に、蒸着源２１０を内蔵している第２の処理容器２００と、基板Ｇに有機膜を形成する第１の処理容器１００とは別体で設けられる。これにより、有機材料を補充する際に、蒸着源２１０が内蔵された第２の処理容器２００のみを大気系に解放すればよく、有機成膜処理が行われる第１の処理容器１００を大気系に解放する必要がない。これにより、排気効率を向上させることができる。また、有機材料を補充する際、処理が行われる処理容器を大気に解放しないため、容器全体を大気に解放していた従来に比べて容器内を所定の真空度にまで減圧する時間を短縮することができる。これにより、スループットを向上させ、製品の生産性を高めることができる。
【０１０３】
以上に説明したように、第１〜第３実施形態にかかる基板処理装置１０によれば、有機材料を劣化させずに基板ＧのＩＴＯ表面に密着して有機膜を形成ことができる。
【０１０４】
なお、各実施形態にて説明した処理容器ＰＭ１において、クリーニング装置と蒸着装置（吹き出し機構１３０または蒸着源２１０）との間にクリーニング装置が設置された空間と蒸着装置が設置された空間とを仕切る可動式の仕切りを設けてもよい。仕切りは、クリーニングの際には、クリーニング装置が設置された空間と蒸着装置が設置された空間とを遮断し、有機膜形成の際には両空間を連通する。これによれば、バルブ３００やシャッター２２０を設けることなく、有機材料を劣化させずにＩＴＯ表面に密着して有機膜を形成することができる。
【０１０５】
以上に説明した各処理容器ＰＭにて成膜処理することが可能な基板Ｇのサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上である。たとえば、処理容器ＰＭは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径、１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径、１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズを成膜処理することができる。
【０１０６】
また、各処理容器ＰＭは、直径が、たとえば２００ｍｍや３００ｍｍのウエハを成膜処理することもできる。すなわち、成膜処理が施される被処理体は、ガラス基板に限られず、シリコンウエハなどであってもよい。
【０１０７】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、基板処理装置の発明の実施形態を、基板処理装置を用いて被処理体をクリーニングする方法の実施形態とすることができる。
【０１０８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更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。
【０１０９】
たとえば、本発明にかかる基板処理装置は、上述したようなクラスタ型の装置でなくてもよく、たとえば、処理容器ＰＭ１のみから構成される装置を基板処理装置としてもよい。
【０１１０】
また、上述した実施形態では、クリーニング装置であるプラズマ処理装置の一例として、平行平板型のプラズマ処理装置を挙げて説明した。しかし、本発明にかかるクリーニング装置としては、これに限られず、たとえば、マイクロ波プラズマ処理装置、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ）型プラズマ処理装置、マグネトロン型プラズマ処理装置、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）型プラズマ処理装置、ヘリコン波型プラズマ処理装置、表面波（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｗａｖｅ  Ｐｌａｓｍａ、ＣＭＥＰ：Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｐｌａｓｍａ）型プラズマ処理装置、ＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ  Ｌｉｎｅ  ＳｌｏｔＡｎｔｅｎｎａ）型プラズマ処理装置であってもよい。
【０１１１】
また、上述した実施形態では、クリーニング装置である光学的洗浄装置の一例として、ＵＶオゾンクリーナーを挙げたが、これに限られず、たとえば、赤外（ＩＲ）ランプ、エキシマランプであってもよい。
【０１１２】
また、第２実施形態にかかるシャッター２２０は、蒸着源２１０の上部開口を開閉するように設けられた。しかし、シャッター２２０を設ける位置は、これに限られず、たとえば、各吹き出し機構１３０に設けられた開口を開閉するように設けられてもよい。
【０１１３】
また、たとえば、上記各実施形態にかかる基板処理装置１０では、成膜材料にパウダー状（固体）の有機ＥＬ材料を用いて、基板Ｇ上に有機ＥＬ多層成膜処理を施した。しかし、本発明にかかる基板処理装置は、たとえば、成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を５００〜７００℃に加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）に用いることもできる。このように、本発明にかかる基板処理装置は、有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を原料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成する装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１および第３実施形態にかかる基板処理装置を示した平面図である。
【図２】第１実施形態にかかる処理容器ＰＭ１の縦断面図である。
【図３】各実施形態にかかる６層連続成膜処理により積層される各膜を説明するための図である。
【図４】実験時の基板の測定位置を示した図である。
【図５】接触角の定義を説明するための図である。
【図６】接触角の実験結果を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置を示した平面図である。
【図８】第２実施形態にかかる処理容器ＰＭ１の縦断面図である。
【図９】第２実施形態にかかるシャッターの動作を説明するための図である。
【図１０】第３実施形態にかかる処理容器ＰＭ１の縦断面図である。
【図１１】関連するクラスタ型の有機成膜装置を示した平面図である。
【図１２】関連する有機成膜装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０        基板処理装置
１００      第１の処理容器
１１０      摺動機構
１２０      プラズマ処理装置
１２２      ＵＶオゾンクリーナー
１２４      リモートプラズマ
１３０、１３０ａ〜１３０ｆ  吹き出し機構
１４０      隔壁
１６０、１６０ａ〜１６０ｆ  連結管
２００      第２の処理容器
２１０、２１０ａ〜２１０ｆ  蒸着源
２２０      シャッター
２３０      Ｏリング
２１０ａ１〜２１０ｆ１  収納部
３００、３００ａ〜３００ｆ  バルブ
ＣＭ        前処理室
ＰＭ、ＰＭ１〜ＰＭ６  処理容器
ＬＬＭ      ロードロック室
ＴＭ        搬送室
【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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【図１１】
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【図１２】
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