(57)【要約】【課題】本発明は、基板を略垂直に立てて成膜するクラスタ型の成膜装置（蒸着装置やスパッタリング装置）において、簡易な方法で膜厚の均一性を向上させ、装置コストや蒸発源用の坩堝、ターゲット等のランニングコストを低減することを目的とする。【解決手段】本発明に係る成膜装置は、基板を保持する基板ホルダーと、基板を受け渡しする基板受渡部と、成膜材料を成膜する成膜部と、基板受渡部により処理真空チャンバ内に成膜面を上面にした状態で受け渡された基板を略垂直方向に立てる駆動部と、駆動部により略垂直方向に立てられた基板を成膜部の成膜領域を通過するように搬送する搬送部と、を有する。搬送される第１の基板に対して基板と対面する位置から成膜する間に、基板ホルダーと第２の基板とのアライメントを行う。【選択図】  図１
2013171811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理真空チャンバを有する成膜装置であって、
基板を保持する基板ホルダーと、
前記基板を受け渡しする基板受渡部と、
成膜材料を成膜する成膜部と、
前記基板受渡部により前記処理真空チャンバ内に成膜面を上面にした状態で受け渡された基板を、略垂直方向に立てる駆動部と、
前記駆動部により略垂直方向に立てられた基板を、前記成膜部の成膜領域を通過するように搬送する搬送部と、を有し、
前記搬送部により搬送される第１の基板に対して、前記成膜部により前記基板と対面する位置から成膜する間に、基板ホルダーと第２の基板とのアライメントを行う成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置において、
前記基板受渡部を２箇所に有し、
第１の基板受渡部で受け渡された第１の基板を成膜して、前記第１の基板受渡部へ搬送する間に、第２の基板受渡部で基板ホルダーと第２の基板のアライメントを行う成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜装置において、
前記搬送部は、前記第１の基板に対し前記成膜部の成膜領域を往復搬送させる成膜装置。
【請求項４】
請求項２に記載の成膜装置において、
前記搬送部をレールで構成する成膜装置。
【請求項５】
請求項１に記載の成膜装置において、
前記搬送部を前記基板受渡部側のレール及び前記成膜部側のレールで構成し、
前記基板受渡部側のレールは、左右方向に第１のレール及び第２のレールに分割して移動可能であり、
前記成膜部側のレールは、左右方向に第３のレール及び第４のレールに分割して移動可能であり、
前記第１の基板受渡部でアライメントされた第１の基板を前記第１のレールに搬送し、  前記第１のレール及び前記第３のレールを前記成膜部側に移動し、前記第２のレール及び前記第４のレールを前記基板受渡部側に移動することで前記第１のレールと前記第４のレールを連結し、
前記第１の基板を、前記第１のレール及び前記第４のレールの上を往復搬送させて成膜して前記第１の基板受渡部へ搬送する間に、前記第２の基板受渡部において基板ホルダーと第２の基板のアライメントを行う成膜装置。
【請求項６】
請求項２に記載の成膜装置において、
前記搬送部を２軸ロボットアームで構成する成膜装置。
【請求項７】
請求項６に記載の成膜装置において、
前記２軸ロボットアームは上下２段からなり、左右２つの基板ホルダーをそれぞれ操作する成膜装置。
【請求項８】
請求項１に記載の成膜装置において、
前記基板受渡部を２箇所に有し、
第１の基板受渡部で受け渡された第１の基板を成膜して、第２の基板受渡部へ搬送する間に、前記第１の基板受渡部で基板ホルダーと第２の基板のアライメントを行う成膜装置。
【請求項９】
請求項８に記載の成膜装置において、
前記搬送部は、前記第１の基板に対し前記成膜部の成膜領域を片道搬送させる成膜装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の成膜装置において、
前記搬送部をレールで構成する成膜装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の成膜装置において、
前記搬送部を２軸ロボットアームで構成する成膜装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の成膜装置において、
前記２軸ロボットアームは上下２段からなり、左右２つの基板ホルダーをそれぞれ操作する成膜装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の成膜装置において、
前記成膜部は複数の蒸発源を縦に配列した蒸発源群である成膜装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の成膜装置において、
前記成膜部は縦に配置された平板カソード、またはロータリーカソードを用いたスパッタ源である成膜装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の成膜装置において、
アライメント中の基板への膜付着を防止する開閉式の防着板を有する成膜装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の成膜装置において、
アライメント中の基板への膜付着を防止する角度制限板を有する成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ等を製造する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機デバイスが新たな産業分野として注目されている。たとえば表示デバイスや照明デバイスとして有機ＥＬが、有機ＥＬや電子ペーパー、ＲＦＩＤなどの駆動素子として有機トランジスタが、太陽電池として有機薄膜太陽電池などが開発されている。特に有機ＥＬは表示デバイスや照明デバイスの大型化とともに、製造基板サイズの大型化の要求があり、基板サイズは現状の第４.５世代製造ライン（ガラス基板寸法：７３０mm×９２０mm）から、基板寸法で２.９倍以上となる第５.５〜第６世代（基板寸法は１３００mm×１５００mm〜１５００mm×１８００mm）へ拡大し、さらには第８世代ライン（ガラス基板寸法：２２００mm×２５００mm）にも及ぶ見込みである。
【０００３】
有機ＥＬの成膜で一般的な真空蒸着法における基板搬送方法としては、下から蒸着するために蒸着面を下にして搬送する下面搬送がある。下面搬送では、下面は蒸着面であり蒸着面を保持できず、表示面として使われない枠部分を保持して搬送する必要がある。または、基板の大型化にともない、基板をトレイに入れて垂直に搬送する垂直搬送も提案されている。公知例としては特許文献１および特許文献２が挙げられる。
【０００４】
しかしながら、下面搬送では、枠部分のみ保持の搬送のために、基板の大型化に伴いタワミが大きくなる。タワミが大きくなると枠部分の保持力しかないので、特別な保持機構が必要となる。また、保持力が不足すると落下の危険性も高まる。さらに、タワミの問題は、搬送だけでなく、下面蒸着時においてもシャドウマスクのタワミにも影響し、両者の影響が相まって高精細な蒸着ができないという課題がある。
【０００５】
一方、垂直搬送ではタワミの問題は解消できるが、搬送用トレイが必要で、トレイによる搬送時の発塵やトレイの回収・洗浄機構が必要になるなどの課題がある。特にトレイを大気中と真空中の間で出し入れすると、トレイに付着した膜が吸湿したり、酸化したりして、膜剥がれが発生しやすくなり、発塵の原因となり易い。
【０００６】
これらの問題を解決するため、基板を搬送ロボットで上面搬送し、真空チャンバ内で前記基板を受け渡し、その後前記基板を略垂直に立ててライン状の蒸発源を上下に移動させて蒸着するクラスタ型の有機ＥＬ製造装置が提案されている。これにより、基板のタワミやトレイを用いることの課題を解決することができる。公知例としては特許文献３が挙げられる。
【０００７】
さらに特許文献３では、タクトの向上のため、クラスタ型のチャンバの中でアライメント部と処理受渡部を右側Ｒラインと左側Ｌラインの２系統設け、１枚の基板をアライメントしている最中にもう１枚の基板を成膜し、タクト時間を半減させる方式が提案されている。
【０００８】
上記搬送の問題に加えて表示デバイスや照明デバイスの大型化は、有機ＥＬの上部電極の低コスト化、低抵抗化という新たな要求を生んでいる。特に大型のテレビや照明を製造する場合、ボトムエミッション構造では低コスト、高反射率のＡｌ電極を、トップエミッション方式では、従来のＭｇ−Ａｇ合金の半透過膜に代わり、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明電極を数１００ｎｍ程度まで厚く成膜することが求められている。
【０００９】
Ａｌ電極は従来、抵抗加熱蒸着や誘導加熱蒸着、ＥＢ蒸着により成膜されていたが、いずれも下面蒸着のため、下面搬送が用いられてきた。また基板サイズが小さかったため、蒸発源と基板間距離を十分にあけて膜厚均一性を確保してきた。しかしながら基板を上面搬送し、基板を略垂直に立てる成膜方法では、坩堝を横向きにするとＡｌ融液の保持が難しく、坩堝を斜めに保持するなどの特別な工夫を必要とする。またＡｌ融液は反応性や濡れ性が高く、坩堝からの濡れ上がりによる漏出や、それによる蒸発源の合金化腐食などが起きやすい。そのため、蒸発源を移動させて蒸着する方式では、融液の保持がより困難となる。したがって、蒸発源をクラスタチャンバ壁に固定することが望ましいが、その場合は通常蒸発源を２次元的に配置する必要があり、膜厚均一性の低下、制御の複雑化、コスト増大を招く。またＡｌはＭｇやＡｇと比べ蒸気圧が低いため高い蒸着温度が必要であり、厚膜化がより困難であるという課題も有する。
【００１０】
一方、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明酸化物も、蒸着で低抵抗な膜を安定して得ることは難しい。
【００１１】
従って、ＡｌやＩＴＯやＩＺＯをスパッタリングで行うことも望まれる。スパッタリング装置では、液晶製造装置などで上面搬送と、基板を略垂直に立てる成膜方法は一般的であるが、基板サイズの大型化に伴い、ＤＣ放電方式では膜厚分布の増大の課題が指摘されており、ＡＣ放電方式などの新たな成膜方法が提案されている（特許文献４）。
【００１２】
ＡＣ放電方式は複数のターゲットを隣接して複数並べ、隣接する２つのターゲットを対としてその間を交互にカソード電位、アノード電位とすることで、交互にスパッタリングを行う方式である。基板が大型化してもターゲットの隣接する位置にアノード電位を確保することができるため、比較的均一な放電分布を得ることができ、膜厚分布が改善する。
しかしながら、ターゲット対とターゲット対の間では放電しないため、ターゲット対毎に周期的な膜厚分布が原理的に発生する。また複数のターゲットを用いるため複数のカソード電極が必要となり、さらにターゲット対毎にＡＣ電源が必要なため、１枚のターゲットを用いるＤＣ放電やＲＦ放電に比べターゲットコストや電源、装置コストが増大する課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１４７４８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９６３８号公報
【特許文献３】特開２０１０−６２０４３号公報
【特許文献４】特開２００５−２９０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、基板を略垂直に立てて成膜するクラスタ型の成膜装置（蒸着装置やスパッタリング装置）において、簡易な方法で膜厚の均一性を向上させ、装置コストや蒸発源用の坩堝、ターゲット等のランニングコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。  
本発明に係る成膜装置は、基板を保持する基板ホルダーと、基板を受け渡しする基板受渡部と、成膜材料を成膜する成膜部と、基板受渡部により処理真空チャンバ内に成膜面を上面にした状態で受け渡された基板を略垂直方向に立てる駆動部と、駆動部により略垂直方向に立てられた基板を成膜部の成膜領域を通過するように搬送する搬送部と、を有する。搬送される第１の基板に対して基板と対面する位置から成膜する間に、基板ホルダーと第２の基板とのアライメントを行う。
【発明の効果】
【００１６】
基板を略垂直に立てて成膜するクラスタ型の成膜装置において、基板が大型化しても膜厚の均一性を向上可能な成膜装置を提供できる。さらに成膜部（蒸発源やスパッタリングターゲット）を真空チャンバ中で動かす必要がなく、融液保持や真空度の維持が容易になる。
【００１７】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施例のクラスタ型蒸着装置を模式的に示す概略図（１）である。
【図２】一実施例のアライメント作業、成膜作業中の搬送レールの位置関係を示した概略図である。
【図３】一実施例の蒸着装置で防着板を設ける場合の一例を示す概略図である。
【図４】一実施例の蒸着装置で蒸着材料の成膜領域を制限する角度制限板を設ける場合の一例を示す概略図である。
【図５】一実施例のクラスタ型スパッタリング装置を模式的に示す概略図である。
【図６】一実施例のクラスタ型蒸着装置を模式的に示す概略図（２）である。
【図７】一実施例のクラスタ型蒸着装置を模式的に示す概略図（３）である。
【図８】一実施例のクラスタ型蒸着装置を模式的に示す概略図（４）である。
【図９】一実施例の蒸着装置とスパッタリング装置をクラスタ化して連結した成膜装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２０】
＜実施例１：レールにより基板を搬送する実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態の蒸着装置の構造を模式的に示す概略図（１）である。図１のように、処理真空チャンバ１０の水平方向および処理真空チャンバ１０の垂直方向を規定する。図１における蒸着装置は概略、処理真空チャンバ１０、搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するためにゲート弁２０、搬送チャンバから見て左右２箇所の基板受け渡し部ステージ（以下、基板受け渡し部と略す）３０（３０−１、３０−２の２組）、２組の基板ホルダー４０（４０−１、４０−２の２組）、基板を略垂直に立てるための駆動部５０（５０−１、５０−２の２組）、基板ホルダーを受け入れ、搬送する（走行させる）２組の搬送レール（搬送部）６０（６０−１と６０−２の２組）、蒸発源（成膜部）７０で構成される。基板ホルダー４０はパターニング用メタルマスクを兼ねる場合がある。本実施例では、面取りサイズ毎に格子状のパターニングされたメタルマスクを兼ねた基板ホルダー４０の例を示す。
【００２１】
ここで基板受け渡し部３０とは、処理真空チャンバ１０と搬送チャンバとの間で基板１を受け渡すものである。また、搬送レール６０とは、レールだけではなく基板１を動かすための駆動源を含むものであるが、詳細については説明を省略する。
【００２２】
なお、搬送レール６０−１と搬送レール６０−２は、それぞれ基板受け渡し部３０側と、蒸発源７０（基板受け渡し部と対向して位置するチャンバ壁）側の２つが存在するので、全体では４つ存在することになる。ただし、基板受け渡し部３０と基板ホルダー４０が水平状態で、搬送チャンバと基板をやり取りしてアライメント可能な場合は、レールは２つ、すなわち、左右合わせて一対のレールになっていても本実施例の動作は可能である（図示なし）。
【００２３】
ゲート弁２０から基板受け渡し部３０−１に搬入された基板１は、基板ホルダー４０−１とアライメントを行い、続いて、駆動部５０−１により基板受け渡し部３０−１とともに基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられる。なお、駆動部５０−１により基板受け渡し部３０−１とともに基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられてからアライメントを行ってもよい。
【００２４】
続いて基板受け渡し部３０−１から基板１および基板ホルダー４０−１が切り離され、搬送レール６０−１の基板受け渡し部側のレールにセットされる。その後搬送レール６０−１が蒸発源側に平行移動し、搬送レール６０−１の基板受け渡し部側のレールが隣接する搬送レール６０−２の蒸発源側のレールと連結される。これにより、処理チャンバ内の両端までレールが貫通し、基板１を基板ホルダー４０−１にセットされた状態で蒸発源７０の前をインターバック（往復）搬送することが可能となる。
【００２５】
なお、インターバック（往復）搬送時に、往路復路の両方で成膜しても良いし、往路または復路のいずれかのみで成膜しても良い。往路復路の両方で成膜する場合にはより二層の成膜により厚い膜が成膜可能な効果があり、往路または復路のいずれかのみで成膜する場合には均質な膜質を得ることが容易になる効果がある。以下では、往路復路の両方で成膜する例として説明する。
【００２６】
図２はアライメント作業、成膜作業中の搬送方法と、その際の搬送レール６０−１、６０−２の位置関係の概略を示したものである。２連の搬送レール６０が逆方向（基板受け渡し部側及び蒸発源側）に平行移動することで、アライメントされた基板ホルダー４０の受け渡しと、処理チャンバ内のインターバック搬送を同時に実現することができる。
【００２７】
蒸発源７０は、略垂直に立てられた基板ホルダー４０と対面するチャンバ外壁中央に固定配置され、蒸発源７０の長手方向が処理真空チャンバ１０内の垂直方向と揃うように配置されている。蒸発源７０は、その高さは基板１より大きく、その幅は基板１より小さい構造である。なお、本実施例においては蒸発源７０をチャンバ外壁中央に配置しているが、成膜可能な位置であれば中央でなくても良い。
【００２８】
蒸発源７０の幅を基板１の搬送方向の長さより小さくし、基板１を蒸発源７０の前を搬送レール６０に沿って搬送することで、蒸発源７０全体が基板１の全面を成膜できるようにする。この際、基板１の搬送速度を一定に保つことで、搬送方向に高い膜厚均一性を得ることが可能である。蒸発源７０は一体物のリニア蒸発源や、複数の蒸発源を縦１列に配置したマルチ蒸発源を用いる。マルチ蒸発源を用いる場合は、基板の上下方向の膜厚分布は各蒸発源からの分布の重ね合わせとなるが、膜厚補正板（図示せず）等を適切に配置することにより均一な膜厚を実現することができる。
【００２９】
なお、他の実施例では蒸発源７０の詳細説明を省略するが、他の実施例の成膜装置においても上述の蒸発源７０の構成を採用することが可能である。
【００３０】
図２の左側は、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で受け渡された第１の基板を成膜して、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）へ搬送する間に、受け渡し部３０−２（第２の基板受渡部）で基板ホルダー４０−２と第２の基板のアライメントを行うものである。
【００３１】
最初の基板１をインターバック蒸着している間に、基板受け渡し部３０−２では、その前に成膜された基板１がゲート弁２０から搬出され、新たな基板１が搬入され、基板ホルダー４０−２とのアライメントが開始される。
【００３２】
一方、成膜を終えた最初の基板１および基板ホルダー４０−１は、基板受け渡し部３０−１側に移動した後、水平に倒され、最初の基板１がゲート弁２０を介して、搬送チャンバに搬出される。そして新たな基板１が搬入される。同時に、図２の右側に示すようにアライメントを終了した基板ホルダー４０−２のインターバック成膜が開始される。
【００３３】
以上のサイクルを繰り返すことにより、１つの処理チャンバ内でアライメントとインターバック成膜を同時に進行させることが可能となり、タクト時間に１枚ずつアライメントと成膜を処理する装置に比べ半減させることができる。
【００３４】
図３は蒸着装置で防着板８０を設ける場合の一例を示す。新たな基板１と基板ホルダー４０−２とのアライメントの間、図３に示すように基板ホルダー４０−１に成膜中の蒸着膜が回り込んでアライメント中の基板１に付着しないように防着板８０を基板ホルダー４０−２の傍に（基板ホルダー４０−２と蒸発源７０と間であれば良い）セットする。そして、基板ホルダー４０−１の成膜が完了するとともに、防着板８０が基板１の移送等の邪魔とならない位置に戻され、基板受け渡し部３０−２とともに基板ホルダー４０−２は略垂直に立てられ、その後基板受け渡し部３０−２から切り離され搬送レール６０−２の基板受け渡し部側のレールにセットされる。
【００３５】
図４は蒸発源７０に角度制限板９０を設ける場合の一例を示す。基板ホルダー４０−１の成膜中に、駆動部５０−２により基板受け渡し部３０−２とともに基板１および基板ホルダー４０−２が略垂直に立てられてからアライメントを行う場合は、防着板８０ではなく、図４に示すように蒸着材料の成膜領域を制限する角度制限板９０を蒸発源７０に取り付けることで、アライメント中の基板１への膜付着を防止すればよい。
【００３６】
なお、他の実施例では説明を省略するが、他の実施例の成膜装置においても上述の防着板８０や角度制限板９０を備えることが可能である。
【００３７】
＜実施例２：成膜部をスパッタ源とした場合の実施形態＞
図５は、本発明の一実施形態のスパッタリング装置の構造を模式的に示す概略図である。実施例１の蒸発源７０をスパッタ源（成膜部）１７０に変更した以外は同様の構成なので説明を省略する。スパッタ源１７０は、略垂直に立てられた基板ホルダー４０と対面するチャンバ外壁中央に固定配置され、蒸発源７０の長手方向が処理真空チャンバ１０内の垂直方向と揃うように配置されている。スパッタ源１７０は、その高さは基板より大きく、その幅は基板より小さい構造である。なお、本実施例においてはスパッタ源１７０をチャンバ外壁中央に配置しているが、成膜可能な位置であれば中央でなくても良い。
【００３８】
スパッタ源１７０の幅を基板の搬送方向の長さより小さくし、基板１をスパッタ源１７０の前を搬送レール６０に沿って搬送することで、スパッタ源１７０全体が基板１の全面を成膜できるようにする。この際、搬送速度を一定に保つことで、搬送方向に高い膜厚均一性を得ることが可能である。略矩形状のスパッタ源１７０としては平行平板型のマグネトロンスパッタを通常用いるが、円筒状のロータリーカソードを用いることも可能である。平行平板型のターゲットはチャンバ壁に固定されるため、磁石や冷却水、電源を大気側から供給することが可能である。また磁石の揺動も容易であるため、ターゲットの利用効率を高めることも可能である。
【００３９】
＜実施例３：レールにより基板を搬送する実施形態２＞
実施例３では、実施例１、２とは異なり、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で受け渡された第１の基板を成膜して、受け渡し部３０−２（第２の基板受渡部）へ搬送し、成膜する間に、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で基板ホルダー４０−２と第２の基板のアライメントを行うインライン成膜の例を説明する。
【００４０】
図６は本発明の実施形態の蒸着装置の構造を模式的に示す概略図（３）である。ここでは蒸着装置の例で示すが、蒸発源をスパッタ源に置き換えればスパッタ装置でも同様の搬送方法を用いることができる。
【００４１】
図６のように、処理真空チャンバ１０の水平方向および処理真空チャンバ１０の垂直方向を規定する。図６における蒸着装置は概略、処理真空チャンバ１０、搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するためにゲート弁２０、左右２箇所の基板受け渡し部３０（３０−１、３０−２の２組）、２組の基板ホルダー４０（４０−１、４０−２の２組）、基板を略垂直に立てるための駆動部５０（５０−１、５０−２の２組）、基板ホルダーを受け入れ、走行させる２連搬送レール６０（６０−３と６０−４の２組）、蒸発源７０で構成される。スパッタ装置の場合には蒸発源７０の代わりにスパッタ源１７０を配置する。基板ホルダー４０はパターニング用メタルマスクを兼ねる場合がある。本実施例では、面取りサイズ毎に格子状のパターニングされたメタルマスクを兼ねた基板ホルダー４０の例を示す。
【００４２】
ゲート弁２０から一方の受け渡し部３０−１に搬入された基板１は、基板ホルダー４０−１とアライメントを行い、続いて、駆動部５０−１により基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられる。または駆動部５０−１により基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられてからアライメントを行ってもよい。
【００４３】
続いて基板ホルダー４０−１が２本の搬送レールのうち、後方の搬送レール６０−４（処理チャンバ壁面側）にセットされる。基板１をセットされた搬送レール６０−４は処理チャンバ内の両端までレールが貫通し、基板１を蒸発源７０の前をインライン（片道）搬送することが可能となる。最初の基板１及び基板ホルダー４０−１を水平方向に奥から手前に搬送しつつ、蒸発源７０により成膜する。
【００４４】
最初の基板１を成膜中に次の基板が受け渡し部３０−１に搬入され、駆動部５０−１により基板ホルダー４０−２とともに略垂直に立てられ、その後搬送レール６０−４に移送される。その後、次の基板１及び基板ホルダー４０−２を水平方向に手前から奥へ（最初の基板と反対向き）搬送しつつ、蒸発源７０により成膜する。
【００４５】
一方、成膜を終えた最初の基板１及び基板ホルダー４０−１は搬送レール６０−３に移され、駆動部５０−２により最初の基板１及び基板ホルダー４０−１が水平に寝かされ、最初の基板１が受け渡し部３０−２に取り出され、さらにゲート弁２０を介して搬送チャンバに取り出される。
【００４６】
残された基板ホルダー４０−１は再び駆動部５０−２により略垂直に立てられ、搬送レール６０−３の上を手前から奥へ向って基板受け取り位置まで搬送される。
【００４７】
以上のサイクルを繰り返すことにより、搬入、基板ホルダーとの基板のアライメント、成膜、基板の搬出、基板ホルダーの回収をループ状に実現することができ、クラスタチャンバ内で連続的な成膜を行うことが可能となる。
【００４８】
＜実施例４：レールにより基板を搬送する実施形態３＞
実施例４は、実施例１と同様に、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で受け渡された第１の基板を成膜して、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）へ搬送する間に、受け渡し部３０−２（第２の基板受渡部）で基板ホルダー４０−２と第２の基板のアライメントを行う例である。実施例３と異なるのは、搬送レールを搬送レール６０−５の１つのみで構成する点である。
【００４９】
図７は本発明の実施形態の蒸着装置の構造を模式的に示す概略図（４）である。ここでは蒸着装置の例で示すが、蒸発源をスパッタ源に置き換えればスパッタ装置でも同様の搬送方法を用いることができる。
【００５０】
図７のように、処理真空チャンバ１０の水平方向および処理真空チャンバ１０の垂直方向を規定する。図７における蒸着装置は概略、処理真空チャンバ１０、搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するためにゲート弁２０、左右２箇所の基板受け渡し部３０（３０−１、３０−２の２組）、２組の基板ホルダー４０（４０−１、４０−２の２組）、基板を略垂直に立てるための駆動部５０（５０−１、５０−２の２組）、基板ホルダーを受け入れ、走行させる搬送レール６０−５、蒸発源７０で構成される。スパッタ装置の場合には蒸発源７０の代わりにスパッタ源１７０を配置する。基板ホルダー４０はパターニング用メタルマスクを兼ねる場合がある。本実施例では、面取りサイズ毎に格子状のパターニングされたメタルマスクを兼ねた基板ホルダー４０の例を示す。
【００５１】
ゲート弁２０から一方の受け渡し部３０−１に搬入された基板１は、基板ホルダー４０−１とアライメントを行い、続いて、駆動部５０−１により基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられる。または駆動部５０−１により基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられてからアライメントを行ってもよい。
【００５２】
続いて基板ホルダー４０−１が搬送レール６０−５にセットされる。基板１をセットされた搬送レール６０−５は処理チャンバ内の両端までレールが貫通し、基板１を蒸発源７０の前をインターバック（往復）搬送することが可能となる。
【００５３】
なお、インターバック（往復）搬送時に、往路復路の両方で成膜しても良いし、往路または復路のいずれかのみで成膜しても良い。往路復路の両方で成膜する場合にはより二層の成膜により厚い膜が成膜可能な効果があり、往路または復路のいずれかのみで成膜する場合には均質な膜質を得ることが容易になる効果がある。以下では、往路復路の両方で成膜する例として説明する。
【００５４】
まず基板１及び基板ホルダー４０−１を水平方向に奥から手前へ搬送しつつ、蒸発源７０により成膜する。続いて基板１及び基板ホルダー４０−１を水平方向に手前から奥へ成膜しつつ搬送する。成膜終了後、駆動部５０−１により最初の基板１及び基板ホルダー４０−１が水平に寝かされ、最初の基板１が受け渡し部３０−１に取り出され、さらにゲート弁２０を介して搬送チャンバに取り出される。残された基板ホルダー４０−１は再び駆動部５０−１により略垂直に立てられ、次の基板とのアライメントを待つ。
【００５５】
最初の基板１を成膜中に次の基板が受け渡し部３０−２に搬入され、駆動部５０−２により基板ホルダー４０−２とともに略垂直に立てられ、その後、最初の基板１と重ならないようにタイミングを調整して搬送レール６０−５に移送される。その後、次の基板１及び基板ホルダー４０−２を水平方向に手前から奥へ（最初の基板と反対向き）搬送しつつ、蒸発源７０により成膜し、さらに奥から手前に搬送しつつ往路復路の両方で成膜する。
【００５６】
以上のサイクルを繰り返すことにより、搬入、基板ホルダーとの基板のアライメント、成膜、基板の搬出、基板ホルダーの回収をループ状に実現することができ、クラスタチャンバ内で連続的な成膜を行うことが可能となる。
【００５７】
＜実施例５：ロボットアームにより基板を搬送する実施形態＞
図８は、本発明の一実施形態の蒸着装置の構造を模式的に示す概略図（５）である。ここでは蒸着装置の例で示すが、蒸発源をスパッタ源に置き換えればスパッタ装置でも同様の搬送方法を用いることができる。図８のように、処理真空チャンバ１０の水平方向および処理真空チャンバ１０の垂直方向を規定する。
【００５８】
図８における蒸着装置は概略、処理真空チャンバ１０、搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するためにゲート弁２０、搬送チャンバから見て左右２箇所の基板受け渡し部３０（３０−１、３０−２の２組）、２組の基板ホルダー４０（４０−１、４０−２の２組）、基板を略垂直に立てるための駆動部５０（５０−１、５０−２の２組）、基板ホルダーを前後左右に搬送できる上下２段の２軸ロボットアーム１６０（１６０−１と１６０−２の２組）、基板ホルダーを前後左右に移動させる際のガイド（図示せず）、蒸発源７０で構成される。基板ホルダー４０はパターニング用メタルマスクを兼ねる場合がある。本実施例では、面取りサイズ毎に格子状のパターニングされたメタルマスクを兼ねた基板ホルダー４０の例を示す。
【００５９】
ゲート弁２０から基板受け渡し部３０−１に搬入された基板１は、基板ホルダー４０−１とアライメントを行い、続いて、駆動部５０−１により基板受け渡し部３０−１とともに基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられる。なお、駆動部５０−１により基板受け渡し部３０−１とともに基板１および基板ホルダー４０−１が略垂直に立てられてからアライメントを行ってもよい。
【００６０】
続いて２軸ロボットアームの上段（または下段）１６０−１の１軸目の回転運動により、チャンバ壁方向のガイド（図示せず）に沿って基板１および基板ホルダー４０−１を基板受け渡し部３０−１から切り離す。その後、アーム１６０−１の２軸目の回転運動により、基板１を基板ホルダー４０−１にセットされた状態で、チャンバ壁と水平方向のガイド（図示せず）に沿って蒸発源７０の前をインターバック（往復）搬送することが可能となる。
【００６１】
最初の基板１をインターバック蒸着している間に、もう一方の基板受け渡し部３０−２では、その前に成膜された基板１がゲート弁２０から搬出され、新たな基板１が搬入され、基板ホルダー４０−２とのアライメントが開始される。
【００６２】
一方、成膜を終えた最初の基板１および基板ホルダー４０−１は、ガイド（図示せず）に沿って基板受け渡し部３０−１側に移動した後、水平に倒され、最初の基板１がゲート弁２０を介して、搬送チャンバに搬出される。そして新たな基板１が搬入される。
【００６３】
続いて２軸ロボットアームの下段（または上段）１６０−２の１軸目の回転運動により、チャンバ壁方向のガイド（図示せず）に沿って基板１および基板ホルダー４０−２を基板受け渡し部３０−２から切り離す。その後、２軸ロボットアーム１６０−２の２軸目の回転運動により、基板１を基板ホルダー４０−２にセットされた状態で、チャンバ壁と水平方向のガイド（図示せず）に沿って蒸発源７０の前をインターバック（往復）搬送することが可能となる。
【００６４】
以上のサイクルを繰り返すことにより、１つの処理チャンバ内でアライメントと成膜を同時に進行させることが可能となり、タクト時間に１枚ずつアライメントと成膜を処理する装置に比べ半減させることができる。
【００６５】
実施例５は、実施例１，２と同様に受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で受け渡された第１の基板を成膜して、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）へ搬送する間に、受け渡し部３０−２（第２の基板受渡部）で基板ホルダー４０−２と第２の基板のアライメントを行うものとして説明した。
【００６６】
しかし、実施例３のように制御して受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で受け渡された第１の基板を成膜して、受け渡し部３０−２（第２の基板受渡部）へ搬送する間に、受け渡し部３０−１（第１の基板受渡部）で基板ホルダー４０−２と第２の基板のアライメントを行うものとすることもできる。
【００６７】
＜実施例６：蒸着装置とスパッタリング装置のクラスタ化の実施形態＞
図９は、本発明の一実施例の蒸着装置とスパッタリング装置をクラスタ化して連結した有機デバイス製造装置の模式図である。本実施例では有機ＥＬ用の装置の例を示す。有機ＥＬデバイス製造装置は、基板カセット２３０から基板を搬入するロード室１８０、基板上に有機層およびバッファ層、上部電極を成膜する蒸着装置またはスパッタリング装置の処理真空チャンバ１０、ロード室１８０あるいは次工程（封止工程）との間の設置された受け渡し室１９０とそれらの間のゲート弁２０、基板を真空中から取り出すアンロード室２００、アンロード室２００内にある搬送ロボット２１０から構成される。処理真空チャンバ１０内には２箇所の基板受け渡し部３０、基板を略垂直に立てるための駆動部５０（図示せず）、基板ホルダー４０（図示せず）、略矩形状のリニアまたはマルチポイントの蒸発源７０またはスパッタ源１７０で構成される。ロード室１８０およびアンロード室２００は、真空を維持するためにゲート弁２０と搬送チャンバ２２０より基板を受け取り、旋回して受け渡し室１９０に基板を搬入する搬送ロボット２１０からなる。搬送チャンバ２２０はスパッタリング装置、蒸着装置などを連結する。搬送チャンバ２２０を介して処理真空チャンバ１０をクラスタ化して連結することで、有機ＥＬ等の有機デバイスに適した蒸着膜とスパッタリング膜を積層した上部電極を成膜できる。各受け渡し室１９０は前後にゲート弁２０を有し、当該ゲート弁２０の開閉を制御し真空を維持しながらロード室１８０から処理真空チャンバ１０の各クラスタへ基板を受け渡し、最後にアンロード室２００から基板を取り出す。本実施例の有機ＥＬ製造装置では計１０個の処理真空チャンバ１０を連結し、下部電極、ホール注入層、ホール輸送層、赤、緑、青の発光層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層、および上部電極を成膜することが可能である。図１や図６における蒸着装置によりＡｌまたはＭｇ−Ａｇ合金の薄い上部電極膜を成膜してから、図５におけるスパッタリング装置によりＡｌの上部電極膜を成膜して、積層された上部電極を形成することにより、大面積、高速の蒸着が困難なＡｌを用いた上部電極を第５.５〜第６世代以上の大型基板へ適用でき、スパッタリングが有機層に与えるダメージを軽減できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  基板
１０  処理真空チャンバ
２０  ゲート弁
３０  基板受け渡し部
４０  基板ホルダー
５０  駆動部
６０  搬送レール
７０  蒸発源
８０  防着板
９０  角度制限板
１６０  ２軸ロボットアーム
１７０  スパッタ源
１８０  ロード室
１９０  受け渡し室
２００  アンロード室
２１０  搬送ロボット
２２０  搬送チャンバ
２３０  基板カセット
【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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