JP7170017B2 - 成膜装置、これを用いた成膜方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、成膜装置、これを用いた成膜方法及び電子デバイスの製造方法に関するものである。
有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬディスプレイ）は、スマートフォン、テレビ、自動車用ディスプレイだけでなく、ＶＲ ＨＭＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）などにその応用分野が広がっている。特に、ＶＲ ＨＭＤに用いられるディスプレイは、ユーザーのめまいを低減するなどのために画素パターンを高精細に形成することが求められる。すなわち、さらなる高解像度化が求められている。
有機ＥＬ表示装置の製造においては、有機ＥＬ表示装置を構成する有機発光素子（有機ＥＬ素子；ＯＬＥＤ）を形成する際に、成膜装置の成膜源から放出された成膜材料を、画素パターンが形成されたマスクを介して、基板に成膜することで、有機物層や金属層を形成する。
このような成膜装置においては、成膜源から放出された成膜材料がマスクや基板以外の場所にも付着し堆積する。堆積した成膜材料はある程度の膜厚まで成長すると剥離しやすくなり、パーティクルの発生源となる。そのため、堆積した成膜材料を定期的に除去するメンテナンスが行われる。従来、このメンテナンスを容易に行うために、成膜源から放出された成膜材料が飛散するマスクや基板以外の場所に、チャンバから取り出し可能な防着板を設置することが行われている（特許文献１）。
チャンバ内に防着板が設置される場合、防着板は成膜源からの輻射熱や飛散してくる成膜材料によって加熱され、温度が上昇する。防着板の温度が上昇すると、防着板から発生する輻射熱によって基板やマスクが加熱される。基板やマスクが加熱されて温度上昇すると、基板とマスクの熱膨張率が異なることに起因して、基板とマスクの相対位置にズレが生じてしまう。すなわち、チャンバ内に配置した防着板によって基板やマスクが加熱されて成膜精度が低下してしまうという課題があった。
そこで、本発明は、上記の従来技術の有する課題に鑑み、成膜精度の低下を抑制することを目的とする。
本発明の一実施形態による成膜装置は、チャンバ内において、成膜源から放出される成膜材料をマスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、前記チャンバ内に配置され、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する複数の防着部材を有し、前記複数の防着部材は、前記成膜源と対向する前記防着部材の対向面と前記基板の成膜面の法線との角度が、前記法線の方向における前記マスクからの距離に応じて異なり、前記法線の方向における前記マスクからの距離が遠い防着部材ほど前記対向面と前記法線との角度が小さいことを特徴とする。
本発明によれば、成膜精度の低下を抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態および実施例を説明する。ただし、以下の実施形態および実施例は、本発明の好ましい構成を例示的に表すものであり、本発明の範囲は、こ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およ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、限定的な記載がない限り、本発明の範囲をこれらのみに限定する趣旨のものではない。
本発明は、基板の表面に各種材料を堆積させて成膜を行う装置に適用することができ、真空蒸着によって所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好適に適用することができる。
基板の材料としては、半導体（例えば、シリコン）、ガラス、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選ぶことができ、基板は、例えば、シリコンウエハ、又はガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板であってもよい。また、成膜材料としても、有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物）などの任意の材料を選ぶことができる。
なお、本発明は、加熱蒸発による真空蒸着装置以外にも、スパッタ装置やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を含む成膜装置にも、適用することができる。本発明の技術は、具体的には、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造装置に適用可能である。電子デバイスの具体例としては、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどが挙げられる。本発明は、中でも、ＯＬＥＤなどの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造装置に好ましく適用可能である。なお、本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。
＜電子デバイスの製造装置＞
図１は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。
図１は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。
図１の製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置、またはＶＲ ＨＭＤ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、４．５世代の基板（約７００ｍｍ×約９００ｍｍ）や６世代のフルサイズ（約１５００ｍｍ×約１８５０ｍｍ）又はハーフカットサイズ（約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）の基板に、有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行った後、該基板を切り抜いて複数の小さなサイズのパネルに製作する。ＶＲ ＨＭＤ用の表示パネルの場合、例えば、所定のサイズ（例えば、３００ｍｍ）のシリコンウエハに有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行った後、素子形成領域の間の領域（スクライブ領域）に沿って該シリコンウエハを切り抜いて複数の小さなサイズのパネルに製作する。
電子デバイスの製造装置は、一般的に、複数のクラスタ装置１と、クラスタ装置１の間を繋ぐ中継装置とを含む。
クラスタ装置１は、基板Ｗに対する処理（例えば、成膜）を行う複数の成膜装置１１と、使用前後のマスクを収納する複数のマスクストック装置１２と、その中央に配置される搬送室１３と、を具備する。搬送室１３は、図１に示すように、複数の成膜装置１１およびマスクストック装置１２のそれぞれと接続されている。
搬送室１３内には、基板およびマスクを搬送する搬送ロボット１４が配置されている。搬送ロボット１４は、上流側に配置された中継装置のパス室１５から成膜装置１１へと基板Ｗを搬送する。また、搬送ロボット１４は、成膜装置１１とマスクストック装置１２との間でマスクを搬送する。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板Ｗ又はマスクを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有するロボットである。
成膜装置１１（蒸着装置とも呼ぶ）では、蒸発源に収納された蒸着材料がヒータによって加熱されて蒸発し、マスクを介して基板上に蒸着される。搬送ロボット１４との基板Ｗの受け渡し、基板Ｗ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Ｗの固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置１１によって行われる。
マスクストック装置１２には、成膜装置１１での成膜工程に使われる新しいマスクと、使用済みのマスクとが、二つのカセットに分けて収納される。搬送ロボット１４は、使用済みのマスクを成膜装置１１からマスクストック装置１２のカセットに搬送し、マスクストック装置１２の他のカセットに収納された新しいマスクを成膜装置１１に搬送する。
クラスタ装置１には、基板Ｗの流れ方向において上流側からの基板Ｗを当該クラスタ装置１に伝達するパス室１５と、当該クラスタ装置１で成膜処理が完了した基板Ｗを下流側の他のクラスタ装置に搬送するためのバッファー室１６が連結される。搬送室１３の搬送ロボット１４は、上流側のパス室１５から基板Ｗを受け取って、当該クラスタ装置１内の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ａ）に搬送する。また、搬送ロボット１４は、当該クラスタ装置１での成膜処理が完了した基板Ｗを複数の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ｂ）から受け取って、下流側に連結されたバッファー室１６に搬送する。
バッファー室１６とパス室１５との間には、基板の向きを変える旋回室１７が設置される。旋回室１７には、バッファー室１６から基板Ｗを受け取って基板Ｗを１８０°回転させ、パス室１５に搬送するための搬送ロボット１８が設けられる。これにより、上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置で基板Ｗの向きが同じくなり、基板処理が容易になる。
パス室１５、バッファー室１６、旋回室１７は、クラスタ装置間を連結する、いわゆる中継装置であり、クラスタ装置の上流側及び／又は下流側に設置される中継装置は、パス室、バッファー室、旋回室のうち少なくとも１つを含む。
成膜装置１１、マスクストック装置１２、搬送室１３、バッファー室１６、旋回室１７などは、有機発光素子の製造の過程で、高真空状態に維持される。パス室１５は、通常低真空状態に維持されるが、必要に応じて高真空状態に維持されてもいい。
本実施形態では、図１を参照して、電子デバイスの製造装置の構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の種類の装置やチャンバを有してもよく、これらの装置やチャンバ間の配置が変わってもいい。例えば、本発明の一実施形態による電子デバイスの製造装置は、図１に示すクラスタタイプでなく、インラインタイプであってもいい。つまり、基板とマスクをキャリアに搭載して、一列で並んでいる複数の成膜装置内を搬送させながら成膜を行う構成を有しても良い。また、クラスタタイプとインラインタイプを組み合わせたタイプの構造を有しても良い。例えば、有機層の成膜まではクラスタタイプの製造装置で行い、電極層（カソード層）の成膜工程から、封止工程及び切断工程などはインラインタイプの製造装置で行うこともできる。
以下、成膜装置１１の具体的な構成について説明する。
＜成膜装置＞
図２は、本発明の一実施形態による成膜装置１１の構成を示す模式図である。
図２は、本発明の一実施形態による成膜装置１１の構成を示す模式図である。
成膜装置１１は、成膜源の成膜材料を加熱することで蒸発または昇華させ、マスクＭを介して基板Ｗに成膜する。基板ＷとマスクＭの相対位置の調整（アライメント）は、ステージ駆動により位置合わせを行うことで実施される。アライメントから成膜に至る一連の成膜プロセスは、真空蒸着装置内において行われる。
成膜装置１１は、真空雰囲気または窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される真空チャンバ２１より成る。基板Ｗの位置を調整する微動ステージ機構２２と、基板Ｗを吸着保持する基板吸着手段２４と、マスクＭを支持するマスク置台２３と、マスクＭの位置を調整する粗動ステージ２３２と、成膜材料を加熱放出する成膜源２５を含む。
本発明の一実施形態による成膜装置１１は、磁気力によって金属製のマスクＭを基板Ｗ側に密着させるための磁力印加手段２６をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態による成膜装置１１の真空チャンバ２１は、真空ポンプＰを接続することにより、真空チャンバ２１の内部空間を高真空状態に維持することができる。
微動ステージ機構２２は、基板Ｗまたは基板吸着手段２４の位置を調整するためのステージ機構であって、基板ＷのマスクＭに対する相対位置をしきい値以下にすることを可能とする。微動ステージ機構２２は、支持構造体として機能する基準プレート部２２１（第１プレート部）と、可動台として機能する微動ステージプレート部２２２（第２プレート部）とを含む。
微動ステージ機構２２は、基板Ｗまたは基板吸着手段２４の位置を高精度で調整することを可能にするため、磁気浮上リニアモータによって駆動される磁気浮上ステージ機構として構成することができる。即ち、例えば、基準プレート部２２１に電流が流れるコイルを固定子として設置するとともに、これに対応する微動ステージプレート部２２２の領域には可動子として永久磁石を設置し、基準プレート部２２１に対して微動ステージプレート部２２２を磁気浮上させた状態で移動させることで、微動ステージプレート部２２２の一主面（例えば、下面）に搭載される基板吸着手段２４及びこれに吸着された基板Ｗの位置を高精度で調整することができる。微動ステージ機構２２は、微動ステージプレート部２２２の位置を測定するための位置測定手段と、微動ステージプレート部２２２にかかる重力を補償するための自重補償手段と、微動ステージプレート部２２２の原点位置を決めるための原点位置決め手段などを更に含むことができる。
マスク置台２３は、マスクＭを設置および固定する支持構造体であり、粗動ステージ２３２上に設置されている。これにより、マスクＭの基板Ｗに対する相対位置および鉛直方向の間隔を調整することができる。
マスクＭは、基板Ｗ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し、マスク置台２３によって支持される。例えば、ＶＲ ＨＭＤ用の有機ＥＬ表示パネルを製造するのに使われるマスクＭは、有機ＥＬ素子の発光層のＲＧＢ画素パターンに対応する微細な開口パターンが形成された金属製マスクであるファインメタルマスク（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ）と、有機ＥＬ素子の共通層（正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層など）を形成するのに使われるオープンマスク（Ｏｐｅｎ Ｍａｓｋ）とを含む。マスクＭの開口パターンは、成膜材料の粒子を通過させない遮断パターンによって定義される。また、マスクＭはシリコンを材料として製作されることもある。
基板吸着手段２４は、装置内に搬入された被成膜体としての基板Ｗを吸着して保持する手段である。基板吸着手段２４は、微動ステージ機構２２の可動台である微動ステージプレート部２２２に設置される。基板吸着手段２４は、例えば、誘電体又は絶縁体（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静電チャックである。基板吸着手段２４としての静電チャックは、電極と吸着面との間に相対的に抵抗が高い誘電体が介在して、電極と被吸着体との間のクーロン力によって吸着が行われるクーロン力タイプの静電チャックであってもよいし、電極と吸着面との間に相対的に抵抗が低い誘電体が介在して、誘電体の吸着面と被吸着体との間に発生するジョンソン・ラーベック力によって吸着が行われるジョンソン・ラーベック力タイプの静電チャックであってもよいし、不均一電界によって被吸着体を吸着するグラジエント力タイプの静電チャックであってもよい。被吸着体が導体または半導体（シリコンウエハ）である場合には、クーロン力タイプの静電チャックまたはジョンソン・ラーベック力タイプの静電チャックを用いることが好ましく、被吸着体がガラスのような絶縁体である場合には、グラジエント力タイプの静電チャックを用いることが好ましい。
成膜源２５は、基板Ｗに成膜される成膜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）などを含む。成膜源２５は、点（ｐｏｉｎｔ）成膜源や線状（ｌｉｎｅａｒ）成膜源など、用途に従って多様な構成を有することができる。
磁力印加手段２６は、成膜時に磁力によって金属製のマスクＭを基板Ｗ側に引き寄せて密着させるための手段であって、鉛直方向に昇降可能に設置される。例えば、磁力印加手段２６は、電磁石や永久磁石で構成される。真空チャンバ２１の上部外側（大気側）には、磁力印加手段２６を昇降させるための昇降機構２７が設置される。基板ＷとマスクＭが接触する蒸着位置に達すると、磁力印加手段２６を下降させ、静電チャック２４および基板Ｗ越しにマスクＭを引き寄せることで、基板ＷとマスクＭを密着させる。ここで、マスクＭが金属でなくシリコンで製作される場合には、磁力印加手段２６は不要となる。
成膜装置１１は、真空チャンバ２１の内部には、防着部材３０が配置されている。防着部材３０は、成膜源２５から放出される成膜材料のうち、マスクＭ以外の方向に飛散する成膜材料が、成膜装置１１の基板Ｗ以外の他の部品に付着することを防止する。この防着部材３０は、ステンレスやアルミニウムなどの金属製の板材によって作製されており、成膜が繰り返して行われるたびに、余計な成膜材料が付着されるため、洗浄のために定期的に着脱して真空チャンバ２１の外部に搬出することができる構造になっている。防着部材３０は、真空チャンバ２１の内部の異なる領域を効果的にカバーするように、複数設けることができる。本発明の実施形態による防着部材３０の詳細な配置構造については、後述する。
上述の説明では、成膜装置１１は、基板Ｗの成膜面が鉛直方向下方を向いた状態で成膜が行われる、いわゆる上向き蒸着方式（デポアップ）の構成としたが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗが真空チャンバ２１の側面側に垂直に立てられた状態で配置され、基板Ｗの成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。また、マスクＭに対する基板Ｗの相対位置を調整する（アライメント）ための構成として、基板Ｗを基板吸着手段である静電チャックに吸着した状態で磁気浮上ステージ機構により移動させる例について説明したが、基板とマスクをそれぞれ外周を支持する支持台に載置し、これらを機械的なモーター、ボールねじ、リニアガイドなどで構成される機械的ステージ機構によって移動させてもよい。
＜成膜プロセス＞
以下、本実施形態による成膜装置を使用した成膜方法について説明する。
以下、本実施形態による成膜装置を使用した成膜方法について説明する。
真空チャンバ２１内のマスク置台２３にマスクＭが支持された状態で、基板Ｗが真空チャンバ２１内に搬入される。搬入された基板Ｗが基板吸着手段２４に十分に近接あるいは接触した後に、基板吸着手段２４に基板吸着電圧を印加し、基板Ｗを吸着させる。基板ＷとマスクＭのアライメントは、微動ステージ機構２２および粗動ステージ２３２を駆動させることで行う。基板ＷとマスクＭとの相対位置のずれ量が所定のしきい値より小さくなると、磁力印加手段２６を下降させ、基板ＷとマスクＭを密着させた後、成膜材料を基板Ｗに成膜する。所望の厚さに成膜した後、磁力印加手段２６を上昇させてマスクＭを分離し、基板Ｗを搬出する。
＜防着部材配置構造＞
図３は、本発明の一実施形態による防着部材３０の配置構造を示す、成膜装置の模式断面図である。
図３は、本発明の一実施形態による防着部材３０の配置構造を示す、成膜装置の模式断面図である。
図３において、真空チャンバ２１の底面に成膜源２５が設けられている。成膜源２５には成膜材料の放出孔があり、その放出孔の指向する先に、基板ＷおよびマスクＭが成膜する面を放出孔に向けて配置されている。マスクＭには、成膜材料を所望の箇所において通過させるパターン孔が設けられており、成膜源２５から放出された成膜材料が、マスクＭを介して基板Ｗに所望のパターンで付着することが可能になる。
成膜源２５から成膜材料を放出するために成膜源２５内のるつぼ２５ａの内部を例えば、５００℃の高温に加熱する。
また、真空チャンバ２１の内部には、防着部材３０が成膜源２５を囲うように真空チャンバ２１の壁に隣接して設置されている。これにより、成膜源２５から放出されてマスクＭ以外の方向へ飛散する成膜材料は、防着部材３０に付着する。
防着部材３０は、通常、ステンレスやアルミニウムなどの金属製の板材によって製作される。このような防着部材３０は、前述したように、成膜時に成膜源２５からの輻射熱を受けて温度上昇し、基板ＷとマスクＭの相対位置に影響を与える輻射熱源となり、基板ＷとマスクＭのアライメント精度を落とす原因となり得る。
本発明によれば、まず、防着部材３０の配置角度を最適化して、輻射熱源となる防着部材３０による基板ＷとマスクＭの相対位置の変化を抑制する。より具体的に、防着部材３０は、被輻射体であるマスクＭに対する形態係数を最小化することができる角度で設置される。ここで、形態係数とは、被輻射体から見た輻射熱源の面積を意味し、形態係数が小さいほど、同じ輻射熱源による影響も減る。
本発明の実施形態によれば、防着部材３０は、真空チャンバ２１の壁面に対して傾斜して設置される。より詳細には、たとえば、防着部材３０が成膜源２５とマスクＭとの間に配置される場合、防着部材３０は、基板の成膜面の法線方向において、真空チャンバ２１の壁面と接続する端部（壁面側端部）よりも真空チャンバ２１の内側の中央側端部がマスクＭに近くなるように傾斜して設置され、かつ、壁面側端部と中央側端部を結ぶ直線の延長線が概略マスクＭの中心に向かうように設置される。これにより、マスクＭから見た防着部材３０の面積を減し、防着部材３０から基板Ｗ及びマスクＭへの形態係数を抑えることによって、防着部材３０から基板Ｗ及びマスクＭへ及ばされる輻射熱量を抑えることができる。したがって、基板ＷとマスクＭのアライメント精度が低下することを抑制することができる。
このような本発明の実施形態によれば、防着部材３０の配置角度は、マスクＭとの相対位置により異なる。具体的に、防着部材３０が、マスクＭに対する相対位置（図３の場合には、垂直方向への距離）が異なる、複数の防着部材３１～３４を有する場合、各防着部材３１～３４の成膜源と対向する対向面と基板の成膜面の法線とがなす角（図３のθ１、θ２、θ３、θ４）は、基板の成膜面の法線方向におけるマスクＭからの距離が遠くなるにつれ、小さくなる（θ１＞θ２＞θ３＞θ４）。
本実施形態の一態様によれば、防着部材３０の表面は、放射率を低減することができる、材料および／または構造で形成してもよい。より具体的に、防着部材３０は、ステンレスやアルミニウムなどの金属製の板材で形成するが、防着部材３０の真空チャンバ２１壁面と対向する外側表面３０ａは、ニッケル鍍金層として形成し、放射率の低減を図ることができる。また、必要な場合、ニッケル鍍金を施した上で研磨により鏡面加工することで更に放射率の低減を図る。これにより、真空チャンバ２１の壁面を通した外気の輻射熱影響を削減することができる。
また、防着部材３０の成膜源２５と対向する内側表面３０ｂも、外側表面３０ａと同様に、ニッケル鍍金層として形成し、また、必要な場合、鏡面加工することで放射率の低減を図ることができる。これにより、成膜源２５からの輻射熱を受けることによる、防着部材３０の温度上昇を抑えることができる。
なお、本実施形態の他の一態様によれば、防着部材３０の想定温度より外気の方が低い場合には、防着部材３０から真空チャンバ２１壁面に輻射排熱することで防着部材３０の温度上昇を抑えることができる。その場合には、防着部材３０の外側表面３０ａにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン；ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）膜の処理をすることで、放射率の向上を図ることが有効となる。外側表面３０ａの放射率を高くする方法としては、前述したＤＬＣ膜処理の他にも、表面を粗くする処理または黒色面にする処理などを適用することができる。このような表面処理としては、例えは、ブラスト加工処理、黒色メッキ処理、酸化被膜形成処理、溶射（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎｇ）処理などが挙げられる。
＜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。
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４（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図４（ｂ）は１画素の断面構造を表している。
図４（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。本実施形態にかかる有機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４（ｂ）は、図４（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、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、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、陽極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と陰極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、陽極６４と陰極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、陽極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４（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、陽極６４と正孔輸送層６５との間には陽極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、陰極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）および陽極６４が形成された基板６３を準備する。
陽極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、陽極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、静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の陽極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、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、マグネット板でマスクを吸引して基板に密着させた後、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で移動させて陰極６８を成膜する。
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。
上記実施形態は本発明の一例を示すものでしかなく、本発明は上記実施形態の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適宜に変形しても良い。
１１：成膜装置、２１：真空チャンバ、２５：成膜源、３０、３１、３２、３３、３４：防着部材
Claims (9)
- チャンバ内において、成膜源から放出される成膜材料をマスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記チャンバ内に配置され、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する複数の防着部材を有し、
前記複数の防着部材は、前記成膜源と対向する前記防着部材の対向面と前記基板の成膜面の法線との角度が、前記法線の方向における前記マスクからの距離に応じて異なり、前記法線の方向における前記マスクからの距離が遠い防着部材ほど前記対向面と前記法線との角度が小さいことを特徴とする成膜装置。 - 前記複数の防着部材は、第１防着部材と、第２防着部材とを含み、
前記第１防着部材及び前記第２防着部材は、別体であり、それぞれ前記チャンバの同じ側の壁面側の異なる場所に設けられた壁面側端部と、前記チャンバの内側の中央側端部と、を有し、
前記第１防着部材及び前記第２防着部材は、前記基板の成膜面の法線方向において、前記壁面側端部よりも前記中央側端部が前記マスクと近くなるように前記チャンバの壁面に対して傾斜して設置され、
前記第２防着部材と前記マスクとの距離は、前記第１防着部材と前記マスクとの距離よりも大きく、
前記成膜源と対向する前記第１防着部材の第１対向面と前記基板の成膜面の法線との第１の角度が、前記成膜源と対向する前記第２防着部材の第２対向面と前記法線との第２の角度より大きいことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 - チャンバ内において、成膜源から放出される成膜材料をマスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記チャンバ内に配置され、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する第１防着部材と、
前記チャンバ内に配置され、前記マスクとの距離が前記第１防着部材と前記マスクとの距離よりも大きく、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する第２防着部材と、を備え、
前記成膜源と対向する前記第１防着部材の第１対向面と前記基板の成膜面の法線との第１の角度は、前記成膜源と対向する前記第２防着部材の第２対向面と前記法線との第２の角度より大きいことを特徴とする成膜装置。 - 前記チャンバ内に配置され、前記マスクとの距離が前記第２防着部材と前記マスクとの距離よりも大きく、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する第３防着部材をさらに有し、
前記成膜源と対向する前記第３防着部材の第３対向面と前記法線との第３の角度は、前記第２の角度より小さいことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。 - 前記第１防着部材の前記成膜源と対向する面は、鏡面加工されていることを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の成膜装置。
- チャンバ内において、成膜源から放出される成膜材料をマスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記チャンバ内に配置され、前記成膜源から飛散する成膜材料が付着する防着部材を有し、
前記防着部材は、前記基板の成膜面の法線方向において、前記チャンバの壁面と接続する端部よりも前記チャンバの内側の中央側端部が前記マスクと近くなるように前記チャンバの壁面に対して傾斜して設置され、かつ、前記壁面と接続する端部と前記中央側端部とを結ぶ直線の延長線が前記マスクの中央を通るように設置されていることを特徴とする成膜装置。 - 前記チャンバ内に配置された複数の前記防着部材は、前記成膜源と対向する前記防着部材の対向面と前記基板の成膜面の法線との角度が、前記法線の方向における前記マスクからの距離に応じて異なり、
前記防着部材の前記成膜源と対向する面は、鏡面加工されていることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。 - 請求項１～７のいずれか一項に記載の成膜装置を用いて、前記成膜装置のチャンバの内部でマスクを介して基板に成膜材料を成膜することを特徴とする成膜方法。
- 請求項８に記載の成膜方法を用いて、電子デバイスを製造することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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