CN114959597A - 成膜装置、电子器件的制造方法及成膜源的维护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够实现节省空间并且提高成膜源的维护性的成膜装置、电子器件的制造方法及成膜源的维护方法。该成膜装置的特征在于，在腔室(10)的顶板上，在从基板保持部件(11)的配置位置离开的位置上，设置有开闭部(10a)，该开闭部(10a)能够将构成成膜源(100)的至少一个构件从腔室(10)的内部搬出到外部及从腔室(10)的外部搬入到内部，并且移动部件构成为，能够使成膜源(100)在与成膜动作时被基板保持部件(11)保持的基板(P)相向的位置和由开闭部(10a)打开的开口部(10b)的正下方的位置之间往复移动。

Description

成膜装置、电子器件的制造方法及成膜源的维护方法
技术领域
本发明涉及通过成膜源在基板上形成薄膜的成膜装置、电子器件的制造方法及成膜源的维护方法。
背景技术
在用于在面积大的基板的表面上进行成膜的成膜装置中，已知有一边使成膜源往复移动一边进行成膜的技术。在专利文献1所公开的技术中，在腔室内的上方设置有用于保持基板的基板保持部件，在腔室内的下方设置有用于使成膜源往复移动的移动部件。在专利文献2中公开了从腔室的侧方拉出配置在腔室的内部的阴极单元来进行维护的技术。
在先技术文件
专利文献
专利文献1：日本特开2019-94548号公报
专利文献2：日本特开2014-162951号公报
在专利文献1所公开那样的一边使成膜源往复移动一边进行成膜的成膜装置中，基板保持部件与移动部件之间的空间大多变窄。因此，在进行成膜源的维护时，存在作业困难的课题。在专利文献2中，设置有使成膜源从腔室的侧面侧移动到腔室的外部的机构。但是，在该对策中，需要较大的空间，未必能说是充分的对策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在实现节省空间的同时提高成膜装置的维护性的技术。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的成膜装置的特征在于，
该成膜装置具备：
腔室；
成膜源，配置在所述腔室的内部，用于在基板上形成薄膜；以及
移动部件，使所述成膜源相对于所述基板相对地移动，
所述腔室的顶板在所述成膜源的移动范围的一部分的铅垂方向上方的位置具有开闭部，该开闭部用于将构成所述成膜源的至少一个构件从所述腔室的内部搬出到外部以及从所述腔室的外部搬入到内部。
根据本发明，通过利用移动部件使成膜源移动到由开闭部打开的开口部的正下方的位置，由此，只要吊起构成成膜源的至少一个构件，就能够从开口部搬出到腔室的外部。另外，只要悬吊构成成膜源的至少一个构件，则能够从开口部搬入到腔室的内部。
发明的效果
如上所述，根据本发明，能够在实现节省空间的同时，提高成膜源的维护性。
附图说明
图1是从上方观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图2是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图3是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图4是本发明的实施例的成膜源的概略结构图。
图5是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图6是表示本发明的实施例的成膜源的维护的情形的概略结构图。
图7是表示本发明的实施例的成膜源的维护的情形的概略结构图。
图8是表示电子器件的一例的示意性剖视图。
附图标记的说明
1成膜装置、10腔室、10a开闭部、10b开口部、11基板保持部件、100成膜源、110靶、120支撑块、130端块、140驱动源、200驱动装置、210大气箱、P基板。
具体实施方式
以下，参照附图，基于实施例，示例性地详细说明用于实施本发明的方式。但是，该实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思。
(实施例)
参照图1～图7，说明本发明的实施例的成膜装置和成膜源的维护方法。另外，在本实施例中，作为成膜装置的一例，以溅射装置的情况为例进行说明。图1是从上方观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。图2是在图1中从箭头V1方向观察到的剖视图。图3是在图1中从箭头V2方向观察到的剖视图。图4是本发明的实施例的成膜源的概略结构图，(a)是从正面观察成膜源的一部分的概略结构图，(b)是(a)中的AA剖视图。图5是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图，表示进行维护时的情形。图6和图7是表示本发明的实施例的成膜源的维护的情形的概略结构图。
[成膜装置的整体结构]
参照图1～图3，说明本实施例的成膜装置的整体结构。本实施例的成膜装置1具备：内部为真空气氛的腔室10；腔室10内所具备的成膜源100；以及具有使成膜源100移动的移动部件的驱动装置200。
在腔室10内，具备保持基板P的基板保持部件11和保持掩模M的掩模保持部件12。通过这些保持部件，基板P与掩模M在成膜动作中(溅射动作中)保持静止的状态。另外，关于基板保持部件11及掩模保持部件12，在各附图中简略地表示，这些保持部件构成为，能够精度良好地调整基板P与掩模M的位置关系。
腔室10是气密容器，其内部通过排气泵20维持在真空状态(或减压状态)。通过打开气体供给阀30并向腔室10内供给气体，能够适当地变更为适合处理的气体气氛(或压力带)。腔室10整体通过接地电路40电接地。
驱动装置200具备大气箱210、使大气箱210移动的移动部件、和随着大气箱210的移动而从动的大气臂240。移动部件具备一对导轨221、222、设置成贯穿大气箱210的旋转轴231、设置在旋转轴231两侧的一对齿轮232、以及使旋转轴231旋转的马达等驱动源233。在一对导轨221、222上设置有分别与一对齿轮232啮合的齿条。根据以上的结构，通过驱动源233使旋转轴231旋转，由此，能够使大气箱210沿着一对导轨221、222往复移动。这样，本实施例中的移动部件采用所谓的齿轮齿条机构。但是，用于使大气箱210往复移动的驱动机构不限于齿轮齿条机构，可采用滚珠丝杠机构等各种公知技术。
大气箱210的内部由空洞构成，通过大气臂240的内部与腔室10的外部连通。因此，大气箱210的内部成为暴露于大气的状态。通过采用这样的结构，能够将与设置在腔室10的外部的电源50连接的配线51和与同样设置在腔室10的外部的冷却液供给装置60连接的冷却管61连接于成膜源100。
这样，大气臂240是为了在移动的大气箱210的空洞内配置与设置在腔室10的外部的电源50连接的配线51以及与冷却液供给装置60连接的冷却管61而设置的。即，大气臂240的内部由空洞构成，且大气臂240追随大气箱210的移动而动作。更具体地说，大气臂240具备第一臂241和第二臂242。第一臂241的一端相对于腔室10的底板转动自如地构成。并且，第二臂242的一端被轴支承为相对于第一臂241的另一端转动自如，第二臂242的另一端被轴支承为相对于大气箱210转动自如。
通过如上所述构成的驱动装置200，能够使固定在大气箱210上的成膜源100与大气箱210一起往复移动。由此，在去路及回路中的至少任一方的移动中，通过使成膜源100工作，能够对基板P进行成膜动作(溅射)。因此，即使在大型的基板P上成膜的情况下，通过利用驱动装置200一边使成膜源100移动一边进行成膜动作，也能够从基板P的一端侧朝向另一端侧连续地形成薄膜。
[成膜装置]
参照图4，说明能够应用于本实施例的成膜装置1的成膜源100的一例。成膜源100具备靶110和作为支承靶110的两端的一对支承构件的支撑块120及端块130。另外，在本实施例中，靶110设置有2个，支承这2个靶110的两端的支撑块120及端块130也在2个靶110上分别各设置一个。但是，在本发明的成膜装置中，对靶的个数没有限定。靶110是溅射时旋转的圆筒状的构件，也称为旋转阴极。支撑块120和端块130固定于大气箱210的上表面。靶110具备圆筒状的靶本体111和配置在其内周的电极即阴极112。此外，靶110由支撑块120和端块130支承为旋转自如，通过马达等驱动源140在溅射时旋转。另外，在磁控管溅射方式的溅射装置的情况下，为了在靶110与基板P之间产生磁场(漏磁场)，在阴极112的内部设置磁铁。
在如上所述构成的成膜源100中，通过在靶110与作为阳极的腔室10之间施加一定以上的电压，在它们之间产生等离子体。并且，通过等离子体中的阳离子与靶110碰撞，从靶110(靶本体111)放出靶材料的粒子。从靶110放出的粒子反复碰撞，并且放出的粒子中的靶物质的中性原子堆积在基板P上。由此，在基板P上形成由靶110的构成原子构成的薄膜(成膜工序)。另外，在磁控管溅射方式的情况下，通过上述的漏磁场，能够使等离子体集中在靶110与基板P之间的规定区域。由此，由于高效地进行溅射，因此能够提高靶物质向基板P的堆积速度。另外，在本实施例的成膜源100中，构成为在溅射的过程中靶110旋转。由此，靶110的消耗区域(因侵蚀而产生的浸蚀区域)不会集中在一部分，能够提高靶110的利用效率。
[与成膜源的维护相关的结构]
在本实施例的腔室10的顶板上，在从基板保持部件11的配置位置离开的位置设置有开闭部10a。该开闭部10a是为了在进行成膜源100的维护时能够将构成成膜源100的至少一个构件从腔室10的内部向外部搬出、且能够从腔室10的外部向内部搬入而设置的。并且，驱动装置200所具备的移动部件构成为，能够使成膜源100在与成膜动作时保持在基板保持部件11上的基板P相向的位置和由开闭部10a打开的开口部10b的正下方的位置之间往复移动。即，成膜源100的移动范围至少包括基板P的铅垂方向下方的位置。开闭部10位于成膜源100的移动范围的至少一部分的铅垂方向上方。另外，如图5所示，基板保持部件11和开闭部10被配置成，开闭部10的沿着铅垂方向的投影与成膜时的基板P不重叠。另外，如图7所示，大气箱210具有底板部211、以围绕底板部211的方式设置的侧壁部212、相对于侧壁部212装卸自如地设置的顶板部213。此外，侧壁部212中的至少一部分由门部212a构成，该门部212a用于在维护时将大气箱210的内部开放。用于使靶110旋转的驱动源140固定于顶板部213的内壁面。
[成膜源的维护方法]
成膜源100的维护方法包括：移动工序(参照图5)，通过驱动装置200的移动部件使成膜源100移动到由开闭部10a打开的开口部10b的正下方的位置；解除工序，将构成成膜源100的至少一个构件与成膜装置的其它的构造(其它的构件)的连接解除；以及搬出工序，将上述的至少一个构件吊起，使其从开口部10b搬出到腔室10的外部。在此，关于成膜源100的维护，有仅更换靶110的情况和更换成膜源100整体的情况。关于“移动工序”，两者是相同的，以下，对“解除工序”和“搬出工序”分别进行说明。
[仅更换靶的维护]
在仅更换靶的情况下，首先，解除靶110与支撑块120的连接(参照图6(a))。例如，它们被螺纹固定，将螺钉卸下。接着，解除靶110和端块130的连接(参照图6(b))。例如，它们通过嵌合而被固定，通过将靶110从端块130拔出，从而解除它们的连接。然后，靶110通过起重机500所具备的由钢丝绳、钩等构成的吊起构件510吊起，从通过开闭部10a打开的开口部10b向腔室10的外部搬出(参照图5以及图6(c))。另外，之后，将新品或修理后的靶110从开口部10b搬入腔室10的内部，与端块130和支撑块120连接。在图5中，表示了起重机500从腔室10的顶棚(顶板)悬吊的结构，但也可以采用从设置有腔室10的工厂的顶棚悬吊起重机的结构。
[更换成膜源整体的维护]
在更换成膜源100整体的情况下，解除大气箱210中的侧壁部212与顶板部213的连接(参照图7(a))。例如，它们被螺纹固定，将螺钉卸下。接着，门部212a被打开，将连接成膜源100侧和电源50侧的配线51的连接器51a卸下。另外，连接成膜源100侧与冷却液供给装置60侧的冷却管61的配管连接部61a的连接也被解除(参照图7(b))。然后，成膜源100(靶110、支撑块120、端块130、驱动源140)和大气箱210的顶板部213以一体的状态，被起重机500所具备的由钢丝绳、钩等构成的吊起构件510吊起，从通过开闭部10a打开的开口部10b搬出到腔室10的外部(参照图5及图7(c))。另外，之后，在新品或修理后的成膜源100和顶板部213一体的状态下，从开口部10b搬入腔室10的内部，将顶板部213和侧壁部212连接。
[本实施例的成膜装置和成膜源的维护方法的优点]
根据本实施例的成膜装置1及成膜源100的维护方法，通过利用移动部件使成膜源100移动到由腔室10的开闭部10a打开的开口部10b的正下方的位置，由此，只要将构成成膜源100的至少一个构件吊起，就能够从开口部10b向腔室10的外部搬出。因此，即使设置在腔室10内的上方的基板保持部件11和设置在腔室10内的下方的移动部件之间的空间狭窄，也能够减少在该狭窄空间内的作业，能够提高维护性。另外，由于也不需要使成膜源100从腔室10的侧面侧移动到腔室10的外部，因此能够实现节省空间。
[电子器件的制造装置(制造方法)]
上述实施例所示的成膜装置1能够作为用于制造电子器件的制造装置来利用。以下，参照图8对电子器件的制造装置以及由电子器件的制造装置制造的电子器件进行说明。成膜装置1能够用于在半导体器件、磁性器件、电子部件等各种电子器件、光学部件等的制造中在基板P上(也包括在基板P的表面形成有层叠体的结构)堆积形成薄膜(有机膜、金属膜、金属氧化物膜等)。更具体而言，成膜装置1优选用于发光元件、光电转换元件、触摸面板等电子器件的制造中。其中，本实施例的成膜装置1特别优选适用于有机EL(ElectroLuminescence)元件等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造。另外，电子器件还包括具备发光元件的显示装置(例如，有机EL显示装置)、照明装置(例如，有机EL照明装置)、具备光电转换元件的传感器(例如，有机CMOS图像传感器)。
图8表示由电子器件的制造装置制造的有机EL元件的一例。图示的有机EL元件在基板P上依次成膜有阳极F1、空穴注入层F2、空穴输送层F3、有机发光层F4、电子输送层F5、电子注入层F6、阴极F7。本实施例的成膜装置1特别适合在有机膜上通过溅射形成电子注入层、电极(阴极、阳极)所使用的金属膜、金属氧化物等层叠覆膜时使用。另外，不限于在有机膜上的成膜，只要是金属材料、氧化物材料等能够通过溅射而成膜的材料的组合，就能够在多种面上进行层叠成膜。
(其它)
在上述实施例中，表示了成膜装置1为溅射装置、成膜源100具备靶110等的结构的情况。但是，在本发明中，例如，也可适用于成膜装置为真空蒸镀装置、成膜源为蒸发源的情况。

Claims (11)

1.一种成膜装置，其特征在于，
该成膜装置具备：
腔室；
成膜源，配置在所述腔室的内部，用于在基板上形成薄膜；以及
移动部件，使所述成膜源相对于所述基板相对地移动，
所述腔室的顶板在所述成膜源的移动范围的一部分的铅垂方向上方的位置具有开闭部，该开闭部用于将构成所述成膜源的至少一个构件从所述腔室的内部搬出到外部以及从所述腔室的外部搬入到内部。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
该成膜装置还具备配置在所述腔室的内部并保持所述基板的基板保持部件，
所述移动部件使所述成膜源在与成膜动作时保持于所述基板保持部件的所述基板在铅垂方向上相向的位置和所述开闭部的铅垂方向下方的位置之间往复移动。
3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，
所述开闭部向铅垂方向的投影不与成膜时由所述基板保持部件保持的所述基板重叠。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜源具备圆筒状的靶，该靶构成为，通过溅射放出用于在基板上形成薄膜的粒子，且在溅射时旋转，
所述靶从所述开闭部被搬出到所述腔室的外部以及被搬入到所述腔室的内部。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜源具有：
圆筒状的靶，构成为通过溅射放出用于在基板上形成薄膜的粒子，且在溅射时旋转；
一对支承构件，固定于构成为能够通过所述移动部件而移动的大气箱的上表面，支承所述靶的两端；以及
驱动源，使所述靶旋转，
所述大气箱具有：底板部；侧壁部，设置为围绕所述底板部；以及顶板部，设置为相对于所述侧壁部装卸自如，
所述靶、所述一对支承构件、固定于所述顶板部的所述驱动源和所述顶板部在一体的状态下从所述开闭部被搬出到所述腔室的外部以及被搬入到所述腔室的内部。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述至少一个构件由起重机搬出以及搬入。
7.一种电子器件的制造方法，其特征在于，
该电子器件的制造方法具有使用权利要求1～6中任一项所述的成膜装置在所述基板上进行成膜的成膜工序。
8.一种成膜源的维护方法，其是成膜装置的维护方法，所述成膜装置具备：
腔室，在顶板上设置有开闭部；
成膜源，配置在所述腔室的内部，用于在基板上形成薄膜；以及
移动部件，使所述成膜源相对于所述基板相对地移动，
其特征在于，
该成膜源的维护方法具有：
移动工序，通过所述移动部件使所述成膜源移动到所述开闭部的铅垂方向下方的位置；
解除工序，将构成所述成膜源的至少一个构件解除与所述成膜装置的其它的构造的连接；以及
搬出工序，将所述至少一个构件从所述开闭部搬出到所述腔室的外部。
9.根据权利要求8所述的成膜源的维护方法，其特征在于，
所述成膜源具有：
圆筒状的靶，构成为通过溅射放出用于在基板上形成薄膜的粒子，且在溅射时旋转；以及
一对支承构件，固定于构成为能够通过所述移动部件而移动的大气箱的上表面，支承所述靶的两端，
在所述解除工序中，解除所述靶与所述一对支承构件的连接，
在所述搬出工序中，将所述靶搬出到所述腔室的外部。
10.根据权利要求8所述的成膜源的维护方法，其特征在于，
所述成膜源具有：
圆筒状的靶，构成为通过溅射放出用于在基板上形成薄膜的粒子，且在溅射时旋转；以及
一对支承构件，固定于构成为能够通过所述移动部件而移动的大气箱的上表面，支承所述靶的两端，
并且，
所述大气箱具有：底板部；侧壁部，设置为围绕所述底板部；以及顶板部，设置为相对于所述侧壁部装卸自如，在所述顶板部固定有使所述靶旋转的驱动源，
在所述解除工序中，解除所述顶板部与所述侧壁部的连接，
在所述搬出工序中，将所述靶、所述一对支承构件、所述驱动源和所述顶板部在一体的状态下搬出到所述腔室的外部。
11.一种电子器件的制造方法，其特征在于，
该电子器件的制造方法具有：
通过权利要求8～10中任一项所述的维护方法来维护所述成膜装置的工序；以及
使用维护后的所述成膜装置在所述基板上进行成膜的成膜工序。
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