JP7010800B2 - 成膜装置、成膜方法、及び有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は成膜装置に関するもので、特に、基板を静電チャックから分離するのにかかる時間を短縮しながらも、成膜精度を高めることができる成膜装置に関するものである。

最近、フラットパネル表示装置として有機ＥＬ表示装置が脚光を浴びている。有機ＥＬ表示装置は自発光ディスプレイであり、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイを速いスピードで代替している。また、自動車用ディスプレイ等にも、その応用分野を広げている。

有機ＥＬ表示装置の素子は２つの向かい合う電極（カソード電極、アノード電極）の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を持つ。有機ＥＬ表示装置の素子の有機物層及び電極層は、成膜装置の真空チャンバーの下部に設けられた蒸着源を加熱することで蒸発された蒸着材料を画素パターンが形成されたマスクを介して真空チャンバー上部に置かれた基板（の下面）に蒸着させることで形成される。

このような上向蒸着方式の成膜装置の真空チャンバー内において、基板は基板ホルダによって保持されるが、基板（の下面）に形成された有機物層／電極層に損傷を与えないように基板の下面の周縁を基板ホルダの支持部によって支持する。この場合、基板のサイズが大きくなるにつれて、基板ホルダの支持部によって支持されない基板の中央部が、基板の自重によって撓み、蒸着精度を落とす要因となっている。

基板の自重による撓みを低減するための方法として静電チャックを使う技術が検討されている。すなわち、基板の上部に静電チャックを設け、基板ホルダの支持部によって支持された基板の上面を静電チャックに吸着させて、基板の中央部が静電チャックの静電引力によって引っ張られるようにすることで、基板の撓みを低減することができる。

しかし、静電チャックに吸着電圧を印加して、基板を静電チャックに吸着した後、静電チャックから基板を分離するため、静電チャックに分離電圧を印加しても、基板吸着時に加えた吸着電圧により誘導された電荷が放電するまでに時間がかかるので、静電チャックに分離電圧を印加した時点から、実際に基板が静電チャックから分離される時点までは相当な時間がかかる。これは工程時間（Ｔａｃｔ）を増加させて生産性を低下させる。

また、成膜精度を高めるためには、マスクに対して位置調整された基板を成膜工程の間マスクに平らな形状で密着させなければならないが、静電チャックによる基板への吸着力が弱い場合、基板の平坦度が悪化し、マスクとの密着度が低下する。これは成膜精度を低下させ、マスクによる基板の成膜面の損傷を招く恐れがある。

本発明は、静電チャックに吸着された基板を分離するのにかかる時間を短縮しながらも、成膜精度を維持することができ、基板の成膜面への損傷を防止できる成膜装置、成膜方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを主な目的にする。

本発明の第１態様による成膜装置は、基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、前記支持部の上方に設けられ、基板を吸着するための静電チャックと、前記静電チャックの上方に設けられ、マスクに磁力を印加して基板とマスクを密着させるためのマグネットと、前記静電チャックに印加される電圧を制御するための制御部と、を含み、前記制御部は、基板を前記静電チャックに吸着させる時に、前記電圧として第１電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、前記制御部は、基板が前記静電チャックに吸着された後、基板の前記静電チャックからの分離工程が開始される前に、前記電圧として前記第１電圧よりも低く、かつ、前記基板の吸着状態を維持する第２電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、前記制御部は、前記第２電圧が印加された後に、所定の期間をおいて、前記電圧として前記静電チャックから前記基板を分離するための分離電圧である第３電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、前記静電チャックは複数のサブ電極部を含む電極部を具備し、前記制御部は、前記複数のサブ電極部それぞれに前記第２電圧が印加される時点が異なるように制御する。

本発明の第２態様による成膜方法は、基板を成膜装置の真空チャンバー内に搬入する段階と、搬入された基板を基板保持ユニットの支持部上に載置する段階と、静電チャックに静電引力を発生させるための第１電圧を印加することで、前記支持部上の基板を前記静電チャックに吸着させる段階と、前記静電チャックに吸着された基板をマスクに対して位置調整するアライメント段階と、位置調整された基板をマスク上に載置する段階と、マグネットによってマスクとマスク上の基板を密着させる段階と、蒸着源から蒸発された蒸着材料をマスクを介して基板上に成膜する段階と、基板上に蒸着材料を成膜する前記段階の開始後に、前記静電チャックに印加される電圧を前記第１電圧から前記第１電圧よりも低く、かつ、前記基板の吸着状態を維持する第２電圧に下げる段階と、前記第２電圧が印加された後に、所定の期間をおいて、前記静電チャックから前記基板を分離するための分離電圧である第３電圧を前記静電チャックに印加することで、基板を前記静電チャックから分離する段階とを含み、前記静電チャックに含まれる複数のサブ電極部それぞれに前記第２電圧が印加される時点を互いに異なるようにする。

本発明の第３態様による有機ＥＬ表示装置の製造方法は、本発明の第２態様による成膜方法を使って有機ＥＬ表示装置を製造する。

本発明によると、静電チャックに第１電圧（吸着開始電圧）を加えて基板を吸着させた後、基板を静電チャックから分離するための分離電圧の印加前（基板の静電チャックからの分離工程の開始前）に、静電チャックに加える電圧を、あらかじめ第１電圧より低い第２電圧（吸着維持電圧）に下げることで、基板を静電チャックから分離するのにかかる時間を短縮することができる。これにより、全体的な工程時間の増加を防止して、生産性を向上させることができる。また、静電チャックに印加される電圧を第２電圧に下げる時点を成膜工程の開始以降にすることにより、成膜工程の間に静電チャックによる基板の吸着力を維持できるようになり、成膜精度の低下を防止し、基板の成膜面の損傷を防止することができるようになる。

図１は、有機ＥＬ表示装置の製造ラインの一部の模式図である。 図２は、本発明の成膜装置の模式図である。 図３は、本発明の静電チャックのブロック図である。 図４は、本発明の静電チャックと基板保持ユニットの模式図である。 図５は、本発明の静電チャックへの電圧制御方法を説明するための図である。 図６は、本発明の成膜方法を説明するための図である。 図７は、有機ＥＬ表示装置の構造を表す模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明は、基板の表面に真空蒸着によってパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に望ましく適用することができる。基板の材料としては、硝子、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選択することができ、また、蒸着材料としても、有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択することができる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池）、光学部材などの製造装置に適用可能である。その中でも、有機ＥＬ表示装置の製造装置においては、蒸着材料を蒸発させてマスクを介して基板に蒸着させることで有機ＥＬ表示素子を形成しており、本発明の望ましい適用例の一つである。

＜電子デバイス製造ライン＞
図１は、電子デバイスの製造ラインの構成の一部を模式的に示す上視図である。図１の製造ラインは、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板を切出して複数の小サイズのパネルが作製される。

電子デバイスの製造ラインは、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１、１２と、搬送室１３とを有する。搬送室１３内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１４が設けられている。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う。

各成膜室１１、１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置とも呼ぶ）が設けられている。搬送ロボット１４との基板１０の受け渡し、基板１０とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。

以下、成膜室の成膜装置の構成について説明する。
＜成膜装置＞
図２は成膜装置２の構成を概略的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を使う。成膜時に基板が水平面（ＸＹ平面）と平行に固定された場合、基板の短辺に平行な方向をＸ方向、長辺に平行な方向をＹ方向とする。またＺ軸周りの回転角をθで表示する。

成膜装置２は、成膜工程が行われる空間を定義する真空チャンバー２０を具備する。真空チャンバー２０の内部は真空雰囲気、或いは、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気で維持される。

成膜装置２の真空チャンバー２０内の上部には、基板を保持する基板保持ユニット２１、マスクを保持するマスク台２２、基板を静電引力によって吸着させる静電チャック２３、金属製のマスクに磁力を印加するためのマグネット２４などが設けられ、成膜装置の真空チャンバー２０内の下部には、蒸着材料が収納される蒸着源２５などが設けられる。

基板保持ユニット２１は、搬送室１３の搬送ロボット１４から基板１０を受け取り、保持及び搬送する。基板保持ユニット２１は基板ホルダとも呼ぶ。基板保持ユニット２１は基板の下面の周縁部を支持する支持部２１１，２１２を含む。

支持部２１１、２１２は、基板の対向する二辺（例えば、長辺）のうち一方を支持するように配置される複数の第１支持部材２１１、及び対向する二辺のうち他方を支持するように配置される複数の第２支持部材２１２を含む。

各支持部材は、基板の下面の周縁部を支持する基板支持面部２１３と、基板支持面部２１３を弾性的に支持する弾性体部２１４とを含む。基板支持面部２１３上には、基板の損傷を防止するためにフッ素コーティングされたパッド（不図示）が設けられる。支持部材の弾性体部２１４は、コイルばね、板ばね、シリコーンゴムなどの弾性体を含み、基板を静電チャックに吸着させる際に静電チャックからの加圧力によって弾性変位することで基板が静電チャックと支持部材との間で破損することを防止する。

第１支持部材２１１の基板支持面部２１３は、基板を静電チャックに全体的に平らに付着するために、第２支持部材２１２の基板支持面部２１３よりも高さが高く設置されることができる。また、第１支持部材２１１の弾性体部２１４の弾性係数を第２支持部材２１２の弾性体部２１４の弾性係数よりも大きくしたり、弾性体部２１４の長さを長くしたりすることによって、第１支持部材２１１が基板を支持する支持力を第２支持部材２１２が基板を支持する支持力よりも大きくすることができる。

基板保持ユニット２１の下にはフレーム状のマスク台２２が設置され、マスク台には基板１０上に形成される薄膜パターンに対応する開口パターンを有するマスク２２１が置かれる。特に、スマートフォン用の有機ＥＬ素子を製造するのに使われるマスクは微細な開口パターンが形成された金属製のマスクであり、ＦＭＭ（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ）とも呼ぶ。

基板保持ユニット２１の支持部２１１、２１２の上方には、基板を静電引力によって吸着し固定させるための静電チャック２３が設けられる。静電チャックは誘電体（例えば、セラミック材質）マトリックス内に金属電極などの電気回路が埋設された構造を有する。金属電極にプラス（＋）及びマイナス（－）の電圧が印加されると、誘電体マトリックスを通じて基板に金属電極と反対極性の分極電荷が誘導され、これら間の静電引力によって基板が静電チャック２３に吸着固定されることができる。静電チャック２３は一つのプレートで形成されることもでき、複数のサブプレートを持つように形成されることもできる。また、一つのプレートで形成される場合にもその内部の電気回路を複数含んで、一つのプレート内で位置によって静電引力を異なるように制御することができる。

本発明では後述のように、静電チャック２３が基板を吸着している間に静電チャックに同じ電圧を印加し続けるのではなく、成膜工程の開始以降は、吸着開始の時に印加された電圧よりも低い電圧を印加し、基板分離の時にかかる時間を短縮する。

静電チャック２３の上部には、金属製のマスク２２１に磁力を印加してマスクの撓みを防止し、マスク２２１と基板１０を密着させるためのマグネット２４が設けられる。マグネット２４は永久磁石または電磁石からなることができ、複数のモジュールに区画されることができる。

図２には図示しなかったが、静電チャック２３とマグネット２４の間には基板を冷却するための冷却板が設けられる。冷却板は静電チャック２３またはマグネット２４と一体に形成されることもできる。

蒸着源２５は、基板に成膜される蒸着材料が収納されるるつぼ（不図示）、るつぼを加熱するためのヒータ（不図示）、蒸着源からの蒸発レートが一定になるまで蒸着材料が基板に飛散することを阻むシャッタ（不図示）などを含む。蒸着源２５は、点（ｐｏｉｎｔ）蒸着源、線形（ｌｉｎｅａｒ）蒸着源、リボルバ蒸着源など用途によって多様な構成を持つことができる。
図２に図示しなかったが、成膜装置２は基板に蒸着された膜の厚さを測定するための膜
厚モニタ（不図示）及び膜厚算出ユニット（不図示）を含む。

成膜装置２の真空チャンバー２０の外部上面には、基板保持ユニット２１、静電チャック２３、マグネット２４などを鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるための駆動機構、及び基板とマスクのアライメントのために水平面に平行に（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に）静電チャック２３や基板保持ユニット２１などを移動させるための駆動機構などが設けられる。また、マスクと基板のアライメントのために真空チャンバー２０の天井に設けられた窓を通じて基板及びマスクに形成されたアライメントマークを撮影するアライメント用カメラ（不図示）も設けられる。

成膜装置は制御部２６を具備する。制御部２６は基板１０の搬送及びアライメント、蒸着源の制御、成膜の制御などの機能を有する。制御部２６は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを持つコンピュータによって構成可能である。この場合、制御部２６の機能はメモリまたはストレージに格納されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピュータとしては汎用のパーソナルコンピュータを使用しても、組込み型のコンピュータまたはＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を使用してもよい。または、制御部２６の機能の一部または全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。また、成膜装置ごとに制御部２６が設置されていてもよいし、一つの制御部２６が複数の成膜装置を制御するものとしてもよい。

＜静電チャックの電圧制御＞
以下、図３～図５を参照して本発明の静電チャック２３の構成、基板の吸着及び脱着工程において静電チャックに印加される電圧の制御について説明する。

本発明の静電チャック２３は、図３に示すように、誘電体部３０、電極部３１、電圧制御部３２、電源部３３を含む。電源部３３は、静電チャック２３の電極部３１にプラス（＋）電圧及びマイナス（－）電圧を印加する。電圧制御部３２は、成膜装置２の成膜工程の進行に応じて、電源部３３から電極部３１に加えられる電圧の大きさなどを制御する。電圧制御部３２は成膜装置２の制御部２６に統合され、成膜装置２の制御部２６によって、静電チャック２３の電圧制御が行われてもよい。

電極部３１は、複数のサブ電極部を含むことができる。例えば、本発明の電極部３１は、図４（ａ）に示すように、第１サブ電極部３１１及び第２サブ電極部３１２に分けて設置されることができる。第１サブ電極部３１１と第２サブ電極部３１２とは、静電チャック２３の短辺中央を基準に対向する二つの長辺側に設置されることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように、第１サブ電極部３１１は、基板保持ユニット２１の第１支持部材２１１側に対応するように設けられ、第２サブ電極部３１２は、基板保持ユニット２１の第２支持部材２１２側に対応するように設けられる。

以下、図５を参照して静電チャック２３に基板１０を吸着させる工程における電圧制御について説明する。
成膜装置２の真空チャンバー２０内に基板が搬入され、基板保持ユニット２１の支持部２１１、２１２に載置される（図５（ａ）参照）。

続いて、静電チャック２３が降下し、基板保持ユニット２１の支持部２１１、２１２上に載置された基板に近接するように移動する。静電チャック２３が基板１０に十分近接または接触すると、図５（ｂ）に示すように、静電チャック２３の電源部３３によって電極部３１に第１電圧（Ｖ１）が印加される。第１電圧（Ｖ１）は、基板１０を静電チャック２３に確実に吸着させるために十分な大きさの電圧に設定される。静電チャック２３に第
１電圧（Ｖ１）が印加される時点をｔ１とする。

静電チャック２３の電極部３１に加えられた第１電圧（Ｖ１）によって基板の上面には、第１電圧（Ｖ１）の大きさに比例する反対極性の分極電荷が誘導される。この基板に誘導された分極電荷と静電チャック２３の電極部３１との間の静電引力によって、基板は静電チャックに平らに吸着される。本実施形態においては、静電チャック２３が基板１０に近接或いは接触した状態で第１電圧（Ｖ１）を印加すると説明したが、静電チャック２３が基板１０に向かって下降を始める前に、或いは、下降の途中に第１電圧（Ｖ１）を印加してもよい。

その後の所定の時点（ｔ＝ｔ２）で、静電チャック２３の電圧制御部３２は、静電チャック２３の電極部３１に印加される電圧を、第１電圧（Ｖ１）から第１電圧よりも小さい第２電圧（Ｖ２）に下げる。第２電圧（Ｖ２）は、一旦静電チャック２３に吸着された基板１０を静電チャック２３に吸着された状態に維持するための吸着維持電圧であり、基板１０を静電チャック２３に吸着させる時の第１電圧（Ｖ１）よりも低い電圧である。静電チャック２３に印加される電圧が第２電圧（Ｖ２）まで低くなると、これに対応して基板１０に誘導される分極電荷量も図５（ｃ）に示すように、第１電圧（Ｖ１）が加えられた場合に比べて減少するが、基板１０が一旦第１電圧（Ｖ１）によって静電チャック２３に吸着された以後は、第１電圧（Ｖ１）よりも低い第２電圧（Ｖ２）を印加しても基板の吸着状態を維持することができる。

第２電圧（Ｖ２）は第１電圧（Ｖ１）の大きさを考慮して決めるのが好ましく、基板を脱着させるのにかかる時間を考慮し、ゼロ（０）電圧または逆極性の電圧にすることもできる。つまり、第１電圧（Ｖ１）が十分に大きければ、第２電圧をゼロ電圧または逆極性の電圧にしても基板に誘導された分極電荷が放電するのに時間がかかるため、当該時間の間に静電チャック２３に基板１０を吸着させた状態を維持することができる。

静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧（Ｖ１）から第２電圧（Ｖ２）に下げる時期は、静電チャック２３から基板１０を分離するための分離電圧である第３電圧（Ｖ３）を印加する時点（ｔ＝ｔ３）以前（つまり、静電チャックから基板の分離工程の開始の時点以前）であることが望ましい。これは静電チャック２３から基板１０を分離することができる程度に基板と静電チャックとの間の静電引力が低くなるのにかかる時間を確保するためである。つまり、静電チャック２３から基板１０を分離しようとする時、静電チャック２３の電極部３１に加えられる電圧を第３電圧（例えば、ゼロ（０）または逆極性）にしても、直ちに静電チャック２３と基板１０との間の静電引力が消えるのではなく、静電チャック２３と基板１０との界面に誘導された電荷が消えるのに相当の時間（場合によっては、数分程度）がかかる。特に、静電チャック２３に基板１０を吸着させる際は、通常、その吸着を確実にするために、静電チャック２３に基板を吸着させるのに必要な最小静電引力（Ｆｔｈ）よりも十分大きい静電引力が作用するように第１電圧を設定するが（図５（ｆ）参照）、このような第１電圧から基板の分離が可能な状態になるまでは相当の時間がかかる。

本発明では、このような静電チャック２３からの基板１０の分離・脱着にかかる時間により全体的な工程時間（Ｔａｃｔ）が増加してしまうことを防止するために、静電チャック２３に分離電圧である第３電圧（Ｖ３）を印加する前に静電チャック２３に印加される電圧をあらかじめ第２電圧に下げる。

特に、基板と静電チャック２３間の静電引力の大きさが第１電圧による静電引力から、基板と静電チャック２３間の吸着を維持するための最小限の静電引力（Ｆｔｈ）に減少する時間と、第２電圧による静電引力から基板と静電チャックを分離できる程度に静電引力
が減少する時間とのバランスを考慮し（図５（ｅ）及び図５（ｆ）参照）、安定的に基板の吸着状態を維持しながらも、基板脱着にかかる時間を十分確保することができる時点で、静電チャック２３の電圧を第２電圧に下げることが好ましい。
静電チャック２３に印加する電圧を第２電圧（Ｖ２）に下げる具体的な時点については、図６を参照し、後述する。

本発明の他の実施形態では、静電チャック２３の電極部３１を第１サブ電極部３１１と第２サブ電極部３１２とを含むように形成し、各サブ電極部に加える電圧を第１電圧から第２電圧に下げる時点を互いに異なるようにするか、第２電圧の大きさを互いに異なるようにする。

例えば、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、基板支持面の高い第１支持部材２１１によって基板が支持される側に形成された第１サブ電極部３１１に印加する電圧を第１電圧から第２電圧に下げた後、第２サブ電極部３１２に印加される電圧を第１電圧から第２電圧に下げる。第１支持部材２１１によって支持される基板の周縁部は静電チャック２３に先に吸着されるので、誘導される分極電荷量が第２支持部材２１２によって支持される基板の周縁部側よりも多く、これにより基板分離にかかる時間（分極電荷の放電にかかる時間）もより長くなる。相対的に基板分離にかかる時間が長い、第１支持部材２１１によって支持される基板周縁部側が吸着された第１サブ電極部３１１の電圧を、先に第２電圧に下げて、基板分離にかかる時間を充分に確保することができる。

第１支持部材２１１によって支持される基板周縁部側の電荷放電時間を減らすために、第１サブ電極部３１１に印加する第２電圧を第２サブ電極部３１２に印加する第２電圧よりも低くすることもできる。つまり、相対的に多くの分極電荷が誘導された第１サブ電極部３１１側に印加する第２電圧をより低くすることで、第２サブ電極部３１２側よりもより多くの誘導電荷をあらかじめ放電させ、第２サブ電極部３１２側の基板上に誘導された分極電荷の放電時間とのバランスを取ることで、最終的に基板脱着に必要な時間のバランスを合わせることができる。

第１サブ電極部３１１及び第２サブ電極部３１２に印加する電圧を第１電圧から第２電圧に下げる時点及び第２電圧の大きさは、両サブ電極部に当接した基板上に誘導される電荷を放電させるのに必要な時間のバランスを考慮し、多様な組み合わせを選択することができる。

＜成膜プロセス＞
以下、本発明の静電チャック電圧制御を採用した成膜方法について図６を参照して説明する。

真空チャンバー２０内のマスク台２２にマスク２２１が置かれた状態で、搬送室１３の搬送ロボット１４によって成膜装置２の真空チャンバー２０内に基板が搬入される（図６（ａ））。

真空チャンバー２０内に進入した搬送ロボット１４のハンドが降下し、基板１０を基板保持ユニット２１の支持部２１１、２１２上に載置する（図６（ｂ））。

続いて、静電チャック２３が基板１０に向かって降下し、基板１０に十分近接或いは接触した後に、静電チャック２３に第１電圧（Ｖ１）を印加し、基板１０を吸着させる（図６（ｃ））。

静電チャック２３に基板１０が吸着された状態で、基板のマスクに対する相対的な位置
ずれを計測するため、基板１０をマスク２２１に向かって下降させる（図６（ｄ））。

基板１０が計測位置まで下降すると、アライメント用カメラで基板１０とマスク２２１に形成されたアライメントマークを撮影して、基板とマスクの相対的な位置ずれを計測する（図６（ｅ）参照）。

計測の結果、基板のマスクに対する相対的位置ずれが閾値を超えることが判明した場合、静電チャック２３に吸着された状態の基板１０を水平方向（ＸＹθ方向）に移動させて、基板をマスクに対して、位置調整（アライメント）する（図６（ｆ）参照）。

このようなアライメント工程後、静電チャック２３に吸着された基板１０をマスク２２１上に載置し、マグネット２４を降下させて、マグネット２４のマスクに対する磁力によって基板とマスクを密着させる（図６（ｇ））。
続いて、蒸着源２５のシャッタを開け、蒸着材料をマスクを介して基板１０に蒸着させる（図６（ｈ））。

本発明の一実施形態においては、このような成膜工程が開始した後に、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧からこれより低い第２電圧に下げる。これを通じて、静電チャック２３から基板１０を分離させるのにかかる時間を十分に確保しながらも、成膜工程の間、静電チャック２３による基板への吸着力の相当な部分を維持できるようになる。つまり、静電チャック２３に加えられる電圧を成膜工程直後に第１電圧から第２電圧に下げても、図５（ｆ）に示したとおり、静電チャック２３の吸着力が低くなるのに時間がかかるので、成膜工程の間十分な吸着力を維持することができる。これにより、基板の平坦度が良い状態で、マスクとの密着度を維持することができ、成膜精度を維持できるようになる。
基板上に所望の厚さの膜が成膜すると、蒸着源２５のシャッタを閉じ、成膜工程を終了する。

本発明の他の実施形態では、成膜工程が終了した後に、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧（Ｖ１）から第２電圧（Ｖ２）に下げる。これを通じて、成膜工程の間、より確実に基板を静電チャック２３に吸着させることができるので、成膜精度の低下をさらに防止することができる。

成膜工程が終了すれば、マグネット２４が上昇して、マスクと基板の密着が解除される（図６（ｉ））。本発明の他の実施形態では、マグネット２４が上昇して、マスクと基板間の密着が解除された後に、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧（Ｖ１）から第２電圧（Ｖ２）に下げる。これを通じて、基板の成膜面がマスクによって損傷されることを防止することができるようになる。つまり、マグネット２４によってマスクが基板の成膜面に密着した状態で、静電チャック２３による吸着力が弱まると、基板とマスク間にわずかな間隙が生じるようになるが、この時、成膜装置の振動などによって基板とマスクが相対的にずれると、基板の成膜面が損傷を受けるようになる。したがって、マグネット２４が上昇して基板とマスク間の密着状態が解除されるまでは、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧（Ｖ１）に維持して、基板とマスクの相対的ずれを防止し、基板とマスク間の密着状態が解除された後に、静電チャック２３に印加される電圧を第２電圧（Ｖ２）に下げる。
続いて、静電チャック２３と基板保持ユニット２１の上昇により、基板がマスクから分離されて上昇する（図６（ｊ））。

本発明の他の実施形態では、基板１０がマスクから分離された後に、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧から第２電圧に下げる。このように基板がマスクから分離さ
れた後に静電チャック２３の吸着力を下げるので、成膜装置の振動のような外乱が発生しても基板の成膜面が損傷を受けないようになる。

続いて、搬送ロボットのハンドが成膜装置の真空チャンバー内に進入し、静電チャック２３には分離電圧である第３電圧（ゼロ（０）または逆極性の電圧）が印加され（ｔ＝ｔ３）、静電チャック２３の吸着力が十分に弱まった以降に、静電チャック２３を基板から分離させて上昇させる（図６（ｋ））。その後、蒸着が完了した基板を搬出する。

前述したとおり、本発明においては、静電チャック２３に印加される電圧を第１電圧から第２電圧に下げる時点を、基板を静電チャックから分離する工程（図６（ｋ））の開始前（第３電圧の印加前）としながら、必要に応じて、成膜工程の開始後、成膜工程の完了後、マグネット２４の上昇による基板とマスクの密着解除後、基板の上昇による基板とマスクの分離後などにすることができる。

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施形態の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。
まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図７（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図７（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図７（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域６１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例にかかる有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板６３上に、第１電極（陽極）６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、第２電極（陰極）６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１電極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層７０が設けられている。

図７（ｂ）では正孔輸送層６５や電子輸送層６７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を含む複数の層で形成されてもよい。また、第１電極６４と正孔輸送層６５との間には第１電極６４から正孔輸送層６５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第２電極６８と電子輸送層６７の間に
も電子注入層を形成することができる。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。
まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極６４が形成された基板６３を準備する。
第１電極６４が形成された基板６３の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極６４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層６９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、基板保持ユニット及び静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３を第２の有機材料成膜装置に搬入し、基板保持ユニット及び静電チャックにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板６３の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の有機材料成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の有機材料成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。
電子輸送層６７まで形成された基板を金属性蒸着材料成膜装置に移動させて第２電極６８を成膜する。

本発明によると、有機ＥＬ表示素子の製造のため多様な有機材料及び金属性材料を基板上に蒸着するにあたって、基板を静電チャック２３に吸着させた後、所定の時点で（例えば、成膜工程の開始後に）静電チャック２３に印加する電圧をあらかじめ下げておくことによって、静電チャック２３による基板の吸着を安定的に維持し、基板の成膜面の損傷などを防止しながらも、基板を静電チャック２３から分離するのにかかる時間を短縮し、工程時間を減らすことができる。
その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層７０を成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を成膜装置に搬入してから保護層７０の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
上記実施例は本発明の一例を示しているが、本発明は上記実施例の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適切に変形してもよい。

２１：基板保持ユニット
２２：マスク台
２３：静電チャック
２４：マグネット
３０：誘電体部
３１：電極部
３２：電圧制御部
３３：電源部
２１１：第１支持部材
２１２：第２支持部材
３１１：第１サブ電極部
３１２：第２サブ電極部

Claims (12)

1. マスクを介して基板に成膜を行うための成膜装置であって、
   基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、
   前記支持部の上方に設けられ、基板を吸着するための静電チャックと、
   前記静電チャックの上方に設けられ、マスクに磁力を印加して基板とマスクを密着させるためのマグネットと、
   前記静電チャックに印加される電圧を制御するための制御部と、を含み、
   前記制御部は、基板を前記静電チャックに吸着させる時に、前記電圧として第１電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、
   前記制御部は、基板が前記静電チャックに吸着された後、基板の前記静電チャックからの分離工程が開始される前に、前記電圧として前記第１電圧よりも低く、かつ、前記基板の吸着状態を維持する第２電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、
   前記制御部は、前記第２電圧が印加された後に、所定の期間をおいて、前記電圧として前記静電チャックから前記基板を分離するための分離電圧である第３電圧が前記静電チャックに印加されるように制御し、
   前記静電チャックは複数のサブ電極部を含む電極部を具備し、
   前記制御部は、前記複数のサブ電極部それぞれに前記第２電圧が印加される時点が異なるように制御する成膜装置。
2. 前記制御部は、マスクを介して基板上に蒸着材料を蒸着する成膜工程の完了後に、前記第２電圧が前記静電チャックに印加されるように制御する請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記制御部は、前記マグネットによる基板とマスクの密着が解除された後に、前記第２電圧が前記静電チャックに印加されるように制御する請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記制御部は、前記静電チャックに吸着された基板がマスクから分離された後に、前記第２電圧が前記静電チャックに印加されるように制御する請求項１に記載の成膜装置。
5. 前記第２電圧は、ゼロ（０）電圧または前記第１電圧とは逆極性の電圧である請求項１
   ～請求項４のいずれか１項に記載の成膜装置。
6. 前記支持部は、前記基板の対向する二つの辺のうち一方側の周縁部を支持するように配置される第１支持部材、及び、前記基板の前記対向する二つの辺のうち他方側の周縁部を支持するように配置される第２支持部材を含み、
   前記第１支持部材の基板支持面は前記第２支持部材の基板支持面よりも高さが高く、
   前記複数のサブ電極部のうち前記第１支持部材に対応する位置に設けられたサブ電極部に前記第２電圧が印加される時点が、前記第２支持部材に対応する位置に設けられたサブ電極部に前記第２電圧が印加される時点よりも早い請求項１に記載の成膜装置。
7. マスクを介して基板に成膜を行う成膜方法であって、
   基板を成膜装置の真空チャンバー内に搬入する段階と、
   搬入された基板を基板保持ユニットの支持部上に載置する段階と、
   静電チャックに静電引力を発生させるための第１電圧を印加することで、前記支持部上の基板を前記静電チャックに吸着させる段階と、
   前記静電チャックに吸着された基板をマスクに対して位置調整するアライメント段階と、
   位置調整された基板をマスク上に載置する段階と、
   マグネットによってマスクとマスク上の基板を密着させる段階と、
   蒸着源から蒸発された蒸着材料をマスクを介して基板上に成膜する段階と、
   基板上に蒸着材料を成膜する前記段階の開始後に、前記静電チャックに印加される電圧を前記第１電圧から前記第１電圧よりも低く、かつ、前記基板の吸着状態を維持する第２電圧に下げる段階と、
   前記第２電圧が印加された後に、所定の期間をおいて、前記静電チャックから前記基板を分離するための分離電圧である第３電圧を前記静電チャックに印加することで、基板を前記静電チャックから分離する段階とを含み、
   前記静電チャックに含まれる複数のサブ電極部それぞれに前記第２電圧が印加される時点を互いに異なるようにする成膜方法。
8. 前記成膜する段階の完了後に、前記静電チャックに印加される電圧を前記第２電圧に下げる請求項７に記載の成膜方法。
9. 前記成膜する段階と前記分離する段階との間に、
   前記マグネットによるマスクと基板の間の密着状態を解除する段階を含み、
   前記密着状態を解除する段階後に、前記静電チャックに印加される電圧を前記第２電圧に下げる請求項７に記載の成膜方法。
10. 前記成膜する段階と前記分離する段階との間に、
    前記マグネットによるマスクと基板との間の密着状態を解除する段階、及び
    密着状態が解除された前記基板をマスクから分離させる段階を含み、
    前記基板をマスクから分離させる段階後に、前記静電チャックに印加される電圧を前記第２電圧に下げる請求項７に記載の成膜方法。
11. 前記第２電圧はゼロ（０）電圧または前記第１電圧とは逆極性の電圧である請求項７に記載の成膜方法。
12. 有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    請求項７～請求項１１のいずれか１項に記載の成膜方法を使って有機ＥＬ表示装置を製造する製造方法。
    

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