(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示装置に用いる基板の有機汚染に対する洗浄度を高めることで、欠陥画素の減少、有機ＥＬ表示装置の長寿命化を実現する。【解決手段】蒸着を行う第１チャンバとは異なる第２チャンバで、蒸着を行う前に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行い、その後、第１チャンバで有機物の蒸着を行うか、蒸着を行う第１チャンバとは異なる第２チャンバで蒸着を行った後に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行うようにする。【選択図】図１
2007287356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着を行う第１チャンバとは異なる第２チャンバで、蒸着を行う前に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行い、その後、第１チャンバで有機物の蒸着を行うことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項２】
蒸着を行う第１チャンバとは異なる第２チャンバで蒸着を行った後に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行うことを特徴とす有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記基板温度を３０℃〜１５０℃とした状態でオゾン洗浄することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記オゾン洗浄に用いるガス圧を1kPa〜98kPaとすることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の歩留まり向上を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、有機ＥＬ表示装置の有機層の蒸着に用いる蒸着装置の組み立て、オーバーホール時に装置内部をオゾンで洗浄することによって、装置内の残留有機物を除去し、後に有機層を形成して高品質な有機ＥＬ表示装置を得ることができることが開示されている。また、有機ＥＬ表示装置の材料充填等の大気時間を利用して搬送室のオゾン洗浄を行い、後に有機層を形成して高品質な有機ＥＬ表示装置を得ることができることが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、Ｒｕ，Ｏｓ及びそれらの酸化物をオゾン等の酸素原子供与性ガスを用いてエッチングする。また、そのプロセスを行うチャンバのクリーニングに適用すること及びそのチャンバのクリーニングに際し部材表面を４０−２００℃の範囲で加熱することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１９２８５７号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術欄でも述べたが、有機ＥＬ素子の性能向上に関しては現在長寿命化がもっとも大きな課題となっている。この課題の解決のためには発光材料の改善や素子の薄膜構造の形成プロセスの検討のほかに蒸着プロセスにおける環境の清浄化も必須である。
【０００５】
具体的には発光材料を蒸着する真空室内の汚染を低減することが考えられる。汚染物質としては材料由来の有機物質やクリーンルーム環境由来の可塑剤を主とする有機物が考えられ、従来から有機溶剤による洗浄、ベーキング等を行ってきた。
【０００６】
これに加え,近年では、特許文献１に記載されているように、高濃度オゾンガスを導入して該真空室を清浄化するという方法も提案されている。この方法を有機ＥＬ表示装置の画素電極と画素を囲むバンクを形成したアクティブマトリクス基板に用いる場合、長い処理時間と、多くの処理回数が必要となる。このことは処理装置自体の寿命を短くするだけでなく、有機ＥＬ表示装置の基板に形成した画素電極（有機ＥＬ素子の下部電極）の酸化が進むため、仕事関数の変化、表面状態の変化、抵抗値の上昇を招く。そのため、洗浄時間を短く、回数を少なくする等の対処が必要になり、十分な洗浄が行えい場合があった。
【０００７】
また、特許文献２には、前述のように、Ｒｕ，Ｏｓ及びそれらの酸化物をオゾン等の酸素原子供与性ガスを用いてエッチングすること、そのプロセスを行うチャンバのクリーニングに適用すること及びそのチャンバのクリーニングに際し部材表面を４０−２００℃の範囲で加熱することが記載されているが、有機物への配慮がなされているとはいえない。つまり、特許文献２の技術を適用することを仮定すると、有機ＥＬ表示装置の有機層蒸着に用いる蒸着装置を高温にすることになるが、そのような高温にすると、有機材料が分解してしまう。したがって、蒸着するチャンバを加熱することはできない。したがって、特許文献２を有機ＥＬ表示装置の基板洗浄に用いることはできない。
【０００８】
本発明の目的は、有機ＥＬ表示装置における異物不良を減少させる技術に関する。
【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、蒸着を行う第１チャンバ（蒸着装置）とは異なる第２チャンバで（洗浄装置）、蒸着を行う前に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行い、その後、第１チャンバで有機物の蒸着を行うようにする。
【００１０】
また、蒸着を行う第１チャンバ（蒸着装置）とは異なる第２チャンバで（洗浄装置）蒸着を行った後に、有機表示装置の基板を加熱しながらオゾン洗浄を行いようにしてもよい。
【００１１】
また、洗浄時には、次のＡ，Ｂを組み合わせて実施することが好ましい。
Ａ.被処理物の温度を３０℃〜１５０℃とすること。
Ｂ.オゾン洗浄ガス圧を１ｋＰａ〜９８ｋＰａとすること。
【発明の効果】
【００１２】
有機ＥＬ表示装置に用いる基板の有機汚染に対する洗浄度を高めることで、欠陥画素の減少、有機ＥＬ表示装置の長寿命化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図５に、本実施例で採用した有機ＥＬ表示装置の基板上の基本的な層構造を示す。有機第１基板上は、ベース層ＳＵＢ、下地層ＵＣ，ｐ-Ｓｉ層ＦＧ、ゲート絶縁膜ＧＩ、金属ゲート電極ＳＧ、第１層間絶縁膜ＩＬＩ１、ソース・ドレイン金属電極ＳＤ、第２層間絶縁膜ＩＬＩ２、ＥＬ素子下部電極ＡＤ、バンクＢＡＮＫ、有機層ＯＬＥ、上部電極ＣＤの順に積層された構造を備えている。
【００１５】
ベース層ＳＵＢは、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスである。下地層ＵＣは、プラズマＣＶＤによって形成された厚さ１５０ｎｍの窒化シリコン膜と、厚み１００ｎｍの酸化シリコン膜で構成されている。
【００１６】
ｐ−Ｓｉ層ＦＧは、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）の形成個所に、島状に形成されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、一般にＴＥＯＳ膜として称される厚さ１１０ｎｍの酸化シリコン膜で構成されている。金属ゲート電極ＳＧは、ゲート絶縁膜ＧＩ上のｐ−Ｓｉ層ＦＧとの重畳領域上に、厚さ１５０ｎｍのＭｏＷで構成されている。
【００１７】
第１層間絶縁膜ＩＬＩ１は、金属ゲート電極ＳＧの上とＴＥＯＳ膜の上にプラズマＣＶＤによって形成された厚さ５００ｎｍのＳｉＯで構成されている。ソース・ドレイン層ＳＤは、厚さ３８ｎｍ、５００ｎｍ、７５ｎｍのＭｏＷ/ＡｌＮ/ＭｏＷの積層構造で構成されている。
【００１８】
前述のゲート絶縁膜ＧＩと第１層間絶縁膜ＩＬＩ１には、開口が形成されており、その開口側壁及び底部にも、ソース・ドレイン層が形成されＳＤ、ＭｏＷ/ＡｌＮ/ＭｏＷの積層構造で接続する第１コンタクトホールが形成されている。
【００１９】
第２層間絶縁膜ＩＬＩ２は、この第１コンタクトホール及び前述の第１層間絶縁膜ＩＬＩ１上にプラズマＣＶＤで形成された厚さ２００ｎｍのＳｉＮ膜で構成されている。なお、この第２層間絶縁膜ＩＬＩ２は、第１コンタクトホールとはずれた位置に開口を備えている。
【００２０】
下部電極ＡＤは、第２層間絶縁膜ＩＬＩ２の上に、画素毎に分割され、さらに、第２層間絶縁膜ＩＬＩ２に設けられた開口の内部（側壁面と底面）を被覆する厚さ７７ｎｍのＩＴＯで構成されている。
【００２１】
バンクＢＡＮＫは、プラズマＣＶＤで形成されたＳｉＮで構成され、下部電極の中央を露出させるように、その周囲だけを覆うとともに、画素間の第２層間絶縁膜ＩＬＩ２上を被って画素間の絶縁性を確保する構成されている。
【００２２】
バンクＢＡＮＫ形成後、オゾン洗浄を施し、さらに酸素プラズマ処理を施す。この処理により、露出している下部電極の表面の炭素濃度は、バンクの下に隠れた下部電極表面の炭素濃度よりも、高い値を示すようになっている。
【００２３】
有機層ＯＬＥは、下部電極ＡＤのバンクで囲まれた露出領域とバンク上面に形成され、データ線に沿って延びるバンク上面に、筋上の境界が配置された３色のストライプパターンで構成されている。
【００２４】
上部電極ＣＤは、複数の画素に共通の電極で、表示全面に形成されたＡｌで構成されている。
【００２５】
このプロセスのうち、バンク形成後に行うオゾン洗浄プロセスについて、以下詳述する。
【００２６】
図１に、オゾン洗浄槽の断面模式図を示す。真空槽（チャンバ）１０１内のステージステージ１０２に被処理物１０３を載置しオゾン処理を行う。この被処理物は、有機ＥＬ表示装置の下部電極ＡＤ、バンクＢＡＮＫ、薄膜トランジスタが形成され、有機層が形成される前の基板のことである。
【００２７】
被処理物１０３を載置後、ドア１０４を閉じ、真空槽（チャンバ）１０１内を排気系より真空排気する。真空槽（チャンバ）１０１とドア１０４とは図示しない真空シールによってシールされる。真空度１００Ｐａ以下に真空引きした後、ガス導入機構より乾燥空気を大気圧まで導入する。導入するガスはこれに限らず所定温度(概ね２００℃以下)で被処理物と反応しない性質のものであればどのようなものでも良い。さらに、真空槽（チャンバ）１０１内に配置したコイル状の抵抗加熱ヒータ１０５に電源１０６より電力供給することにより所望の温度まで加熱する。
【００２８】
被処理物の温度はヒータ１０５から乾燥空気を介しての伝導により上昇し所定温度に達せしめる。このとき真空槽（チャンバ）１０１内部に充填された乾燥空気は昇温とともに体積膨張し圧力が上昇するが、図示しないリーク弁を介して排気し真空棺真空槽（チャンバ）１０１内の圧力が略１１０ｋＰａを超えないようにする。その後再び前述の方法で真空引きを行った後オゾン導入系より5%オゾンを含む酸素を所定の圧力まで導入し、所定の時間保持する。このとき槽内では所定の温度に保持された被処理物の表面にオゾン分子が接触して被処理物表面に付着している物質との間に反応が生起する。
【００２９】
一般には、分子構造内に２重結合を持つ有機物が分解される反応が起きやすいが、芳香族化合物、高分子アルカン、ヘテロ化合物等もオゾンにより分解される。また、一般に温度が高くなるほど反応速度は増す傾向があるため加熱温度の設定は重要な要素である。このように分解されることにより分子量が減少し、同じ真空度及び温度において示す蒸気圧が高くなり、その結果被処理物表面より脱離しやすくなる。
【００３０】
この状態で真空引きを行えば排気系より真空槽外へ付着物質を効果的に排除することができる。結果としてこのオゾン雰囲気の保持及び真空引きの間に被処理物に対して洗浄効果が与えられる。このときのオゾン濃度、圧力、温度、時間、処理回数は被処理物の処理量によって変えることが望ましい。洗浄処理後は再び真空槽真空槽（チャンバ）１０１内を真空排気した後乾燥空気を大気圧まで注入し、ドア１０４を開放し被処理物を取り出し、蒸着チャンバへ搬送する。
【実施例２】
【００３１】
実施例１の洗浄装置で、テスト基板を処理した実施例を実施例２として説明する。Ｓｉウエハ上に除去が難しいことで知られるＤＯＰ(フタル酸ジオクチル)を付着させた後、前記オゾン洗浄を行った。条件はオゾン保持圧力５０ｋＰａ、処理温度１５０℃、保持時間３０分である。
【００３２】
同様の試料を２枚用意し、１枚を前記条件で処理して処理前後の違いをＧＣ−ＭＳ分析により比較した結果、ＤＯＰ量はウエハ１枚あたり９００ナノグラムであったものが処理後は０．３ナノグラムに減少したことが分かった。ＤＯＰ以外にも本発明の方法によって様々な有機物汚染を効果的に除去できる。また、汚染量により処理条件を適宜変更することができる。
【実施例３】
【００３３】
実施例1における加熱機構としてランプヒータによる加熱を用いた場合の実施例を実施例３として説明する。図２に、ランプ加熱を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図を示す。真空槽２０１内のステージ２０２に被処理物２０３を載置後、ドア２０４を閉じ、真空槽２０１内を排気系より真空排気する。真空槽２０１のランプヒータ２０５に面した部分はガラス等の赤外線を透過させる材質のもので構成される。
【００３４】
真空槽の他の部分はステンレス鋼を主とする金属で構成されており、前記透明部分とは当業者に公知の接合方法により接合されているが、真空槽全体をガラス等で構成しても差支えない。真空槽２０１とドア２０４とは図示しない真空シールによってシールされる。真空度１００Ｐａ以下に真空引きした後、真空槽２０１外に配置したランプヒータ２０５に電源２０６より電カ供給することにより所望の温度まで加熱する。
【００３５】
ランプヒータ２０５からの赤外光を効果的に利用するため真空槽の透明部分は該赤外光を収束するのに好適な曲率を有する面形状を有している。これは外側に向かって凸形状でかつ中央部分の肉厚を周辺部より厚くしたもので、全体として薄い肉厚で爆縮に耐えるという効果も有する。このヒータ構成により真空槽内の媒体なしに直接被処理物を加熱することが可能となる。
【００３６】
本実施例では実際の運転時の便宜上被処理物の温度むらを抑制する目的で被処理物を載置するステージ２０２に回転機構２０７を与えている。回転機構は外部の駆動機構２０８により駆動され、シール部２１０を介して動作時にも真空シールされている。被処理物の温度はヒータ２０５からの放射により上昇し所定温度に達せしめる。その後オゾン導入系より５％オゾンを含む酸素を所定の圧力まで導入し、所定の時間保持する。このオゾン雰囲気の保持の間に被処理物に対して洗浄効果が与えられる。このときのオゾン濃度、圧カ、温度、時間、処理画数は被処理物の処理量によって変えることが望ましい。洗浄処理後は再び真空棺２０１内を真空排気した後ガス導入系より乾燥空気を導入し大気圧としたあとドア204を開放し被処理物を取り出し、蒸着チャンバへ搬送する。
【００３７】
この実施例の洗浄装置を用いれば、被処理物をチャンバ外部から直接加熱できるとメリットがある。
【実施例４】
【００３８】
次に、実施例1における加熱機構として高周波誘導加熱による加熱を用いる実施例を実施例４として説明する。図３に、誘導加熱を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図を示す。真空槽３０１内の被処理物収納台３０２に被処理物３０３を載置後、ドア３０４を閉じ、３０１内を排気系より真空排気する。被処理物収納台３０２の底部はガスの流れを阻害しないようステンレス鋼製の網を設けてある。被処理物収納台３０２の外側には銅パイプをコイル状に形成したコイル３０５を配置する。該コイル３０５に高周波電源３０６より電力を供給し、被処理物に渦電流による発熱を生じさせる。渦電流は主に部材表面近くにしか発生しないが、オゾンとの反応は表面で起こるので差支えない。また前記コイル３０５は冷却水を通ずることで自身の昇温を抑制している。
【００３９】
真空槽３０１とドア３０４とは図示しない真空シールによってシールされる。真空度１００Ｐａ以下に真空引きした後、真空槽301外に配置した電源３０６より電力供給することにより所望の温度まで加熱する。このヒータ構成により真空槽内の媒体なしに直接被処理物を温度むら少なく加熱することが可能となる。被処理物の温度はコイル３０５により生起する誘導電流により上昇し所定温度に達せしめる。
【００４０】
その後オゾン導入系より５％オゾンを含む酸素を所定の庄力まで導入し、所定の時間保持する。このオゾン雰囲気の保持の間に被処理物に対して洗浄効果が与えられる。このときのオゾン濃度、圧力、温度、時間、処理回数は被処理物の処理量によって変えることが望ましい。洗浄処理後は再び真空槽３０１内を真空排気した後ガス導入系より乾燥空気を導入し大気圧としたあとドア３０４を開放し被処理物を取り出す。
【００４１】
この洗浄装置を用いることで、被処理物を直接、温度むら少なく、急速加熱できるというメリットが得られる。
【実施例５】
【００４２】
実施例３との組合せ例として熱源を真空槽内におき,輻射板を用いて温度を保つ機構としたのが、実施例５である。図４に輻射板を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図を示す。熱源であるランプヒータはオゾンに耐える材料で封止され真空棺内に設置される。真空槽４０１内のステージ４０２に被処理物４０３を載置後、ドア４０４を閉じ、真空槽４０１内を排気系より真空排気する。真空槽４０１内にランプヒータ４０５が設置され、真空槽内壁には赤外線を反射させる目的で金メッキされた幅射板４０６を設ける。真空槽４０１とドア４０４とは図示しない真空シールによってシールされる。
【００４３】
真空度１００Ｐａ以下に真空引きした後、真空槽４０１内に配置したランプヒータ４０５に電源４０７より電力供給することにより所望の温度まで加熱する。本実施例では、実際の運転時の便宜上被処理物の温度むらを抑制する目的で被処理物を載置するステージ４０２に画転機構４０８を与えている。回転機構は外部の駆動機構４０９により駆動され、シール部４１０を介して動作時にも真空シールされている。
【００４４】
被処理物の温度はヒータ405からの放射により上昇し所定温度に達せしめる。その後オゾン導入系より５％オゾンを含む酸素を所定の圧力まで導入し、所定の時間保持する。このオゾン雰囲気の保持の間に被処理物に対して洗浄効果が与えられる。このときのオゾン濃度、圧力、温度、時間、処理回数は被処理物の処理量によって変えることが望ましい。洗浄処理後は再び真空槽４０１内を真空排気した後ガス導入系より乾燥空気を導入し大気圧としたあとドア４０４を開放し被処理物を取り出す。
【００４５】
以上の各実施例は、下部電極ＡＤとバンクＢＡＮＫを形成した後の工程で実施したが、有機層や上部電極等の蒸着工程の後に、洗浄工程を行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】オゾン洗浄槽の断面模式図である。
【図２】ランプ加熱を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図である。
【図３】誘導加熱を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図を示す。
【図４】輻射板を用いたオゾン洗浄槽の断面の模式図である。
【図５】有機ＥＬ表示装置の基板上の基本的な層構造である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１・・・真空槽、１０２・・・被処理物載置台、１０３・・・被処理物、１０４・・・ドア、１０５・・・ヒータ、１０６・・・電源。
【図１】
2007287356.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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