特開 2023-105428 基板保持装置、静電チャックおよび基板保持方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105428

(43)【公開日】2023-07-31

(54)【発明の名称】基板保持装置、静電チャックおよび基板保持方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230724BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20230724BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20230724BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20230724BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20230724BHJP

   H05B 33/26 20060101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

C23C14/50 A

H05B33/14 A

H05B33/10

H05B33/26 Z

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006243

(22)【出願日】2022-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】591065413

【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河合 慈

【テーマコード（参考）】

3K107

4K029

5F131

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC45

3K107DD21

3K107DD26

3K107DD44X

3K107DD44Y

3K107FF00

3K107FF15

3K107GG04

3K107GG32

3K107GG33

3K107GG54

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4K029AA24

4K029BA62

4K029BB03

4K029BD01

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4K029HA03

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4K029JA01

4K029JA06

4K029KA01

4K029KA09

5F131AA03

5F131AA21

5F131AA23

5F131AA32

5F131AA33

5F131BA03

5F131BB03

5F131BB04

5F131BB13

5F131CA07

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5F131DA33

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5F131DB52

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5F131EA07

5F131EB11

5F131EB13

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5F131FA10

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5F131FA22

5F131FA32

5F131FA33

5F131FA37

5F131KA14

5F131KA47

5F131KA72

5F131KB07

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

5F131KB54

5F131KB55

5F131KB56

(57)【要約】

【課題】基板保持装置の静電チャックを基板に応じた構成とすることにより、基板を安定して保持する技術を提供する。
【解決手段】静電気力により基板を吸着して保持する静電チャックを備える基板保持装置であって、静電チャックは、基板の第１領域を吸着する第１部分と、基板において第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域を吸着する第２部分と、を含み、第１部分の単位長さ当たりの電極の数は、第２部分の単位長さ当たりの電極の数よりも多く、第２部分における電極間スペースに対する電極の幅の比が、第１部分における電極間スペースに対する電極の幅の比よりも大きい基板保持装置を用いる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電気力により基板を吸着して保持する静電チャックを備える基板保持装置であって、
前記静電チャックは、前記基板の第１領域を吸着する第１部分と、前記基板において前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域を吸着する第２部分と、を含み、
前記第１部分の単位長さ当たりの電極の数は、前記第２部分の単位長さ当たりの電極の数よりも多く、
前記第２部分における電極間スペースに対する電極の幅の比が、前記第１部分における電極間スペースに対する電極の幅の比よりも大きい
ことを特徴とする基板保持装置。

【請求項2】

前記静電チャックの前記第１部分によるグラディエント力の成分が、前記第２部分によるグラディエント力の成分よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。

【請求項3】

前記静電チャックの前記第２部分によるクーロン力の成分が、前記第１部分によるクーロン力の成分よりも大きい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板保持装置。

【請求項4】

前記静電チャックの前記第２部分の面積に対する電極面積の比率が、前記第１部分の面積に対する電極面積の比率よりも大きい
ことを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。

【請求項5】

前記基板の前記第１領域は、少なくとも１層の導電膜が成膜される領域である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基板保持装置。

【請求項6】

前記第１部分の電極と、前記第２部分の電極に対して、独立して電圧を供給する電圧供給部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基板保持装置。

【請求項7】

前記第１部分の電極は、第１の方向に沿って伸びる複数の部分を有し、前記複数の部分は、前記第１の方向と交差する第２の方向に並んでいる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基板保持装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の基板保持装置と、
前記基板と位置合わせされるマスクと、
前記マスクを介して前記基板に成膜を行う成膜源と、
を備えることを特徴とする成膜装置。

【請求項9】

前記成膜源は、少なくとも１層の金属材料からなる電極層を、前記基板に成膜する
ことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記マスクを介した成膜が行われる前記基板上の領域は、前記第２領域である
ことを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。

【請求項11】

静電気力により基板を吸着して保持する静電チャックであって、
前記基板の第１領域を吸着する第１部分と、前記基板において前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域を吸着する第２部分と、を含み、
前記第１部分の単位長さ当たりの電極の数は、前記第２部分の単位長さ当たりの電極の数よりも多く、
前記第２部分における電極間スペースに対する電極の幅の比が、前記第１部分における電極間スペースに対する電極の幅の比よりも大きい
ことを特徴とする静電チャック。

【請求項12】

静電チャックを用いた基板保持方法であって、
静電気力により基板を吸着する吸着工程を有し、
前記静電気力において、前記基板の第１領域に対するグラディエント力の成分が前記基板の前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域に対するグラディエント力の成分よりも大きく、かつ、前記第２領域に対するクーロン力の成分が前記第１領域に対するクーロン力の成分よりも大きい
ことを特徴とする基板保持方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の基板保持方法によって前記静電チャックに前記基板を保持させる工程と、
前記静電チャックに保持された基板に成膜を行う工程と、
を有することを特徴とする成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板保持装置、静電チャックおよび基板保持方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置などのフラットパネル表示装置が用いられている。例えば有機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬ素子は、基板上に、２つの向かい合う金属電極層と、金属電極層の間に配置された発光層が形成された、多層構成を持つ。有機ＥＬ素子の製造装置において基板上にこれらの層を成膜する際は、基板に対してマスクを介した蒸着やスパッタリングなどの成膜処理を行い、成膜材料のパターンを形成する。基板は、このような成膜室内での処理時や、成膜室間の移動時などには、基板保持装置に保持される。基板保持装置は主に、基板の固定や、基板とマスクの位置ずれ防止などの目的で用いられる。

【0003】

このような基板保持装置として、基板の端部を下から支持したり、上下から挟持したりする物理的な機構がある。しかし、基板が大型化するにつれて、端部だけを保持された基板の中央部分が自重により撓んで垂れ下がる垂下量が大きくなる。その結果、基板がマスクと接触して損傷したり、成膜の精度が低下したりするおそれがある。そこで特許文献１（特開２０１９－０９９９１２号公報）では、基板を介してマスクと反対側に、静電気力により基板を吸着する静電チャックを配置する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－０９９９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし特許文献１では、静電チャックにおける電極の配置や間隔についての詳細な記載はない。そのため、基板の特性や、基板に形成された素子の状態によっては、十分な吸着力が得られない可能性がある。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板保持装置の静電チャックを基板に応じた構成とすることにより、基板を安定して保持する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
静電気力により基板を吸着して保持する静電チャックを備える基板保持装置であって、
前記静電チャックは、前記基板の第１領域を吸着する第１部分と、前記基板において前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域を吸着する第２部分と、を含み、
前記第１部分の単位長さ当たりの電極の数は、前記第２部分の単位長さ当たりの電極の数よりも多く、
前記第２部分における電極間スペースに対する電極の幅の比が、前記第１部分における電極間スペースに対する電極の幅の比よりも大きい
ことを特徴とする基板保持装置である。

【0008】

本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
静電気力により基板を吸着して保持する静電チャックであって、
前記基板の第１領域を吸着する第１部分と、前記基板において前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域を吸着する第２部分と、を含み、
前記第１部分の単位長さ当たりの電極の数は、前記第２部分の単位長さ当たりの電極の数よりも多く、
前記第２部分における電極間スペースに対する電極の幅の比が、前記第１部分における電極間スペースに対する電極の幅の比よりも大きい
ことを特徴とする静電チャックである。

【0009】

本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
静電チャックを用いた基板保持方法であって、
静電気力により基板を吸着する吸着工程を有し、
前記静電気力において、前記基板の第１領域に対するグラディエント力の成分が前記基板の前記第１領域よりも導電膜の比率が高い第２領域に対するグラディエント力の成分よりも大きく、かつ、前記第２領域に対するクーロン力の成分が前記第１領域に対するクーロン力の成分よりも大きい
ことを特徴とする基板保持方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板保持装置の静電チャックを基板に応じた構成とすることにより、基板を安定して保持する技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】成膜装置の構成を示す模式的な平面図

【図2】成膜室の内部構成を示す断面図

【図3】基板とマスクの領域を説明する平面図

【図4】静電チャックの構成と電極配置を示す平面図

【図5】静電チャックの構成と電極配置を示す断面図

【図6】静電チャックの電極のライン／スペース比を示す模式図

【図7】電子デバイスの構成を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲を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、特に特定的な記載がない限りは、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。

【0013】

本発明は、基板等の成膜対象物の表面に蒸着やスパッタリングにより成膜材料の薄膜を形成する成膜装置において、成膜対象物である基板を保持する際に好適である。本発明は、静電チャック、基板保持装置、基板保持方法、成膜装置、成膜方法として捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置やその制御方法、電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、検査方法や制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。本発明は、静電チャックによる基板の吸着工程を有する基板保持方法としても捉えられる。本発明は、吸着工程と、吸着工程で保持された基板に成膜する成膜工程と、を有する成膜方法としても捉えられる。

【0014】

本発明は、基板の表面にマスクを介して所望のパターンの薄膜を形成する成膜装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属、シリコンなど任意のもの
を利用できる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物）など任意のものを利用できる。なお、以下の説明における「基板」とは、基板材料の表面に既に１つ以上の成膜が行われたものを含む。本発明の技術は、典型的には、電子デバイスや光学部材の製造装置に適用される。特に、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬディスプレイ、それを用いた有機ＥＬ表示装置などの有機電子デバイスに好適である。本発明はまた、薄膜太陽電池、有機ＣＭＯＳイメージセンサにも利用できる。

【0015】

＜実施例＞
［装置構成］
（成膜装置）
図１は、成膜装置１の構成を模式的に示す平面図である。ここでは、有機ＥＬディスプレイの製造ラインについて説明する。有機ＥＬディスプレイを製造する場合、製造ラインに所定のサイズの基板を搬入し、有機ＥＬや金属層の成膜を行った後、基板のカットなどの後処理工程を実施する。

【0016】

成膜装置１は、中央に配置される搬送室１３０と、搬送室１３０の周囲に配置される複数の成膜室１１０（１１０ａ～１１０ｄ）およびマスクストック室１２０（１２０ａ、１２０ｂ）を含む。成膜室１１０は、基板１０に対する成膜処理が行われるチャンバである。マスクストック室１２０は使用前後のマスクを収納する。搬送室１３０内に設置された搬送ロボット１４０は、基板ＳやマスクＭを搬送室１３０に搬入および搬出する。搬送ロボット１４０は、例えば、多関節アームに基板ＳやマスクＭを保持するロボットハンドが取り付けられたロボットである。

【0017】

パス室１５０は、基板搬送方向において上流側から流れてくる基板Ｓを搬送室１３０に搬送する。バッファ室１６０は、搬送室１３０での成膜処理が完了した基板Ｓを下流側の他の成膜クラスタに搬送する。搬送ロボット１４０は、パス室１５０から基板Ｓを受け取ると、複数の成膜室１１０のうちの一つに搬送する。搬送ロボット１４０はまた、成膜処理が完了した基板Ｓを成膜室１１０から受け取り、バッファ室１６０に搬送する。

【0018】

図１に示す成膜装置１は、１つの成膜クラスタを構成しており、上流側や下流側に別の成膜クラスタを接続することができる。パス室１５０のさらに上流側や、バッファ室１６０のさらに下流側には、基板１０の方向を変える旋回室１７０が設けられる。成膜室１１０、マスクストック室１２０、搬送室１３０、バッファ室１６０、旋回室１７０などの各チャンバは、製造過程で高真空状態に維持される。

【0019】

成膜装置１の複数の成膜室１１０ａ～１１０ｄにおける成膜材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、成膜室１１０ａ～１１０ｄそれぞれに異なる成膜材料の成膜源を配置し、基板Ｓが成膜室１１０ａ～１１０ｄを順に移動しながら積層構造を形成されるようにしてもよい。また、成膜室１１０ａ～１１０ｄに同じ成膜材料の成膜源を配置することで、複数の基板Ｓに並行して成膜を行ってもよい。また、成膜室１１０ａと１１０ｃに第１の成膜材料を、成膜室１１０ｂと１１０ｄに第２の成膜材料を配置しておき、成膜室１１０ａまたは１１０ｃで第１の層を成膜したのち、成膜室１１０ｂまたは１１０で第２の層を成膜するように制御してもよい。

【0020】

本実施例の静電チャックは、基板の特定の領域に導電体が付着している場合に、より効果的に基板を吸着できる。具体例を挙げると、基板のうち有機ＥＬ素子が形成される領域（典型的には基板の中央部）に、電極層となる金属材料の薄膜が既に形成されているときに、比較的強力なクーロン力による吸着が可能となる。したがって、本実施例の静電チャックは、電極層が成膜された後に搬送される成膜室に設置することが効果的である。例えば、成膜室１１０ａで電極層が成膜された基板上に、成膜室１１０ｂ～１１０ｄで有機層
が順次成膜される場合、成膜室１１０ｂ～１１０ｄに本実施例の静電チャックを配置するとよい。ただし本実施例の静電チャックは、絶縁体であっても吸着可能なグラディエント力も利用しているため、素ガラスの状態など、電極層が未成膜の基板であっても吸着は可能である。

【0021】

（成膜室）
図２は、成膜室１１０の内部構成を示す断面図である。成膜室１１０では、搬送ロボット１４０との間の基板Ｓの受け渡し、基板ＳとマスクＭの相対的な位置関係を調整するアライメント、マスク上への基板Ｓの固定、成膜などの一連の成膜プロセスが行われる。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。Ｚ軸まわりの回転角をθで表す。

【0022】

成膜室１１０は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、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ている。真空チャンバ２００の内部には、静電チャックＣ、基板支持部２１０、マスク台２２１、蒸発源２４０（成膜源）が設けられる。

【0023】

マスクＭは、基板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持つ。マスクＭとして例えば、パターンが形成された金属箔の周囲をフレームで支持するメタルマスクを利用できる。マスクＭは、マスク台２２１の上に設置されている。本実施例の構成では、マスク上に基板Ｓが位置決めされて載置されたのち、成膜が行われる。

【0024】

基板支持部２１０は、成膜室内部に搬送されてきた基板Ｓを受け取るための、複数の受け爪状の支持具を有する。静電チャックＣは、成膜室内部における基板保持手段であり、基板支持部２１０に支持された基板Ｓを静電気力により吸着保持する。静電チャックＣは、基板Ｓの、マスクＭと接触する面（被成膜面）とは反対側の面に当接する。

【0025】

なお、静電チャックＣの内部または上部に、成膜時の基板Ｓの温度上昇を抑えて有機材料の変質や劣化を防ぐための冷却部材を設けてもよい。また、基板支持部２１０は、支持具に対応する押圧具を有していてもよい。支持具と押圧具が基板Ｓの端部を挟持することで、静電チャックＣに加えて基板支持部２１０でも基板Ｓを保持できるので、基板Ｓがより安定する。また、静電チャックＣの上部には、マスクＭを引きつけるためのマグネットを配置してもよい。

【0026】

蒸発源２４０は、蒸着材料を収容するルツボ等の容器、ヒータ、シャッタ、駆動機構、蒸発レートモニタなどを含む成膜手段である。なお、成膜源は蒸発源には限られない。例えば、スパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置を用いてもよい。

【0027】

真空チャンバ２００の外側上部には、静電チャックアクチュエータ２５２、アライメントステージ２８０が設けられる。静電チャックアクチュエータ２５２は、シャフト等を介して静電チャックＣをＺ軸方向に駆動して昇降させる。これにより、基板Ｓの被成膜面に沿った平面に交差する方向において、基板ＳとマスクＭの相対距離が変化する。静電チャックアクチュエータ２５２は、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。静電チャックＣが基板保持装置だと考えてもよいし、静電チャックＣと電源２９０を合わせて基板保持装置だと考えてもよい。また、制御部２７０も基板保持装置に含まれると考えてもよい。また、静電チャックアクチュエータ２５２も基板保持装置に含まれると考えてもよい。

【0028】

静電チャックＣが成膜室内に搬入された基板Ｓを保持する際は、まず静電チャックアクチュエータ２５２が静電チャックＣを下降させ、基板支持部２１０に支持されている基板
Ｓに、静電チャックＣを当接または十分に接近させる。そして、制御部２７０が電源２９０を制御して、静電チャックＣに埋設された電極に所定の吸着電圧を印加する。これにより静電チャックＣにより基板Ｓが保持される。続いてアライメントの際には、静電チャックアクチュエータ２５２が静電チャックＣをさらに下降させて、基板ＳをマスクＭに接近させる。そして、アライメントステージ２８０がアライメントを行う。続いて成膜の際には、蒸発源２４０が成膜材料を放出する。成膜が完了すると、静電チャックアクチュエータ２５２は静電チャックＣを上昇させて、成膜済みの基板Ｓを搬送ロボットに受け渡す。そして、静電チャックＣへの印加電圧を所定の剥離電圧（例えば０Ｖ）とすることで、基板の保持を解除する。

【0029】

アライメントステージ２８０は、基板ＳをＸＹ方向に移動させ、またθ方向に回転させる、アライメント手段である。アライメントステージ２８０は、基板Ｓの被成膜面に沿った平面において、基板ＳとマスクＭの相対位置を調整する、アライメントステージ２８０は、真空チャンバ２００に接続されて固定されるチャンバ固定部２８１、ＸＹθ移動を行うためのアクチュエータ部２８２、静電チャックＣと接続される接続部２８３を備える。

【0030】

アクチュエータ部２８２は、制御部２７０から送信される制御信号に従って、基板ＳをＸ方向およびＹ方向に移動させ、θ方向に回転させる。アクチュエータ部２８２としては、Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータおよびθアクチュエータを積み重ねられたアクチュエータを用いてもよい。また、複数のアクチュエータが協働するＵＶＷ方式のアクチュエータを用いてもよい。なお、本実施例では基板Ｓの位置を調整する構成としたが、マスクＭの位置を調整する構成や、基板１０とマスク２２０両方の位置を調整する構成でもよく、基板ＳとマスクＭを相対的に位置合わせできればよい。

【0031】

真空チャンバ２００の外側上部には、光学撮像を行って画像データを生成するカメラ２６１が設けられている。カメラ２６１は、真空チャンバ２００に設けられた真空用の封止窓を通して撮像を行う。本実施例では基板Ｓの四隅に対応する複数のカメラ２６１が設けられている。それぞれのカメラ２６１は、撮像範囲に、基板Ｓの隅部に設けられた基板アライメントマークと、マスクＭの隅部に設けられたマスクアライメントマークが含まれるように配置される。

【0032】

アライメント時には、カメラ２６１は、基板ＳおよびマスクＭを撮像して画像データを制御部２７０に出力する。制御部２７０は撮像画像データを解析し、パターンマッチング処理などの手法により、基板アライメントマークとマスクアライメントマークの位置情報を取得する。そして、基板アライメントマークとマスクアライメントマークの位置ずれ量に基づき、基板Ｓを移動させるＸＹ方向、移動距離、回転角度θを算出する。そして、算出された移動量を、アライメントステージ２８０の各アクチュエータが備えるステッピングモータやサーボモータ等の駆動量に変換し、制御信号を生成する。なお、成膜室１１０に、低解像だが広視野のラフアライメント用のカメラと、狭視野だが高解像のファインアライメント用のカメラを配置して、二段階アライメントを行ってもよい。

【0033】

制御部２７０は、不図示の制御線や無線通信を介して成膜装置１の各構成要素との間で通信を行い、各構成要素からデータを受信したり、各構成要素に信号を送って動作を制御したりする、情報処理装置である。制御部２７０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部２７０の機能は、メモリ又はストレージに記憶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用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御部２７０の機能の一部又は全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。なお、成膜室ごとに制御部２７０が設
けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜室を制御してもよい。

【0034】

電源２９０は、不図示の導電線を介して成膜装置１の各構成要素に電圧を供給することが可能な高圧電源装置である。電源２９０は、制御部２７０からの指令に従って印加電圧の極性や大きさを制御する。静電チャックＣに対する印加電圧の極性や大きさを制御することで、基板Ｓに対する吸着力を制御することができる。

【0035】

なお、本実施例の基板保持装置の適用対象は、上述のようなクラスタ型の成膜装置に限定されない。本実施例の基板保持装置は、複数のチャンバが真空一貫に連結され、基板キャリアに保持された基板がチャンバ間を移動しながら成膜されるようなインライン型の成膜装置にも、本発明は適用できる。

【0036】

（静電チャック）
静電チャックＣは、セラミック等で構成された板状の基材に、金属電極などの電気回路が埋設された構造を有する。一般に静電チャックには、基板を吸着する原理に応じて、グラディエント力タイプのものと、クーロン力タイプのものが存在する。また他にも、ジョンソン・ラーベック力タイプの静電チャックも存在する。

【0037】

グラディエント力タイプの静電チャックは、電極間の電位差により発生した電位勾配（グラディエント）のある領域に向かって生じる吸引力を利用して、吸着対象物を吸着する。グラディエント力は、吸着対象物が絶縁体であっても発生するという特徴があるため、素ガラスや、導電体が未成膜のガラス基板であっても保持可能である。グラディエント力を発生させる際は、吸着対象物の電位を基準として、第１電極の電位が基準より高くなり、第２電極の電位が基準より低くなるように吸着電圧を印加する。このグラディエント力を大きくするためには、電位勾配をできるだけ急峻にするために、電極間のスペースを小さくすることと、電極を緻密に配置することが必要である。したがってグラディエント力タイプの静電チャックに用いる電極としては、突出した櫛歯が互いに噛み合うような構造を持つ、２つの櫛歯電極が好適である。

【0038】

クーロン力タイプの静電チャックは、２つの電極にそれぞれ正電位と負電位の電圧を印加することで発生する静電引力により吸着対象物を吸着するものであり、吸着対象物が導電体である場合に効果的である。吸着対象物がグランドに接続されていないフローティング状態の場合は、正電極と負電極の両方を吸着対象物に対向させることで、吸着対象物内に分極を発生させ、吸着することができる。また吸着対象物が接地されている場合は、正電極と負電極の少なくともいずれかにより吸着することができる。クーロン力タイプの静電チャックにおいては、吸着対象物に対向する電極の面積が大きくなるほど、吸着力が強くなる。したがって吸着力を高めるためには、静電チャックの面積に占める電極面積の割合をできるだけ大きくする必要がある。

【0039】

一般に、クーロン力タイプの静電チャックの方がグラディエント力タイプのものよりも吸着力が強い。したがって、吸着対象物が導電体である場合は、クーロン力タイプの静電チャックを用いることで基板をより安定的に保持できる。例えば、基板が素ガラスの状態や導電膜が未成膜の状態では、グラディエント力タイプの静電チャックが必要となるが、ガ金属材料による電極膜などの導電成膜がなされた基板であれば、クーロン力タイプの静電チャックを用いることで強い吸着力を享受することができる。

【0040】

図面を参照して、本実施例の静電チャックＣの構造と機能について説明する。図３（ａ）は吸着対象物である基板Ｓの平面図であり、図３（ｂ）はマスクＭの平面図である。図３（ａ）および（ｂ）は、成膜室１１０内部において、Ｚ方向下側から基板ＳとマスクＭを見たときの平面図である。図３（ａ）に示す基板Ｓは、破線で示す素子形成範囲の外側
の第１領域１２と、破線の内側の第２領域に分けられる。なお破線は便宜上のものであり、破線の内側と外側の間で基板Ｓの材質は同じである。第２領域１４は、基板Ｓに形成される複数の膜のうち少なくとも１つの導電膜（例えば電極層を構成する金属膜）が形成される領域である。より典型的には、第２領域１４が、有機ＥＬ素子が形成される成膜領域である。第１領域１２は、第２領域１４の外側の領域である。したがって、第２領域１４には少なくとも１層の導電膜が存在するが、第１領域１２は、導電膜が存在しない状態か、導電膜の比率が第２領域１４よりも低い状態となる。

【0041】

図３（ｂ）に示すマスクＭは、枠体２２２にメタルマスク箔２２６が張架された構造を持つ。枠体２２２には、構造の強化や領域分割のために、桟２２４を設けてもよい。基板ＳがマスクＭに載置されたとき、メタルマスク箔２２６が設けられた領域が、基板Ｓの第２の領域１４に対向する。基板ＳがマスクＭに載置された状態で、蒸発源２４０からＺ方向上側に成膜材料が飛翔することで、基板表面に膜が形成される。

【0042】

なお、必ずしも基板Ｓに積層される全ての層における成膜領域の広さが一致する必要はない。そのため、第１領域１２の一部にも導電膜が形成される可能性があるし、第２領域１４に導電膜が形成されない部分がある可能性がある。その場合であっても、第２領域１４における導電成膜の比率が、第１領域１２における導電性膜の比率よりも高くなっていれば、本実施例の静電チャックＣを用いた吸着に好適である。

【0043】

図４は、静電チャックＣの平面図であり、内部に埋設された電極を透過して示している。静電チャックＣには、電極２５０ａ～２５０ｈが配置されている。各電極２５０ａ～２５０ｈには、破線矢印で示すように、電源２９０ａ～２９０ｄが接続されている。電源からの接続は、静電チャックＣの外縁に配置された給電端子を介して行われる。すなわち、電源２９０ａは、互いに噛み合う櫛歯電極である電極２５０ａと２５０ｂへの電圧印加を制御する。また電源２９０ｂは、面積が比較的大きい電極２５０ｃと２５０ｄへの電圧印加を制御する。また電源２９０ｃは、互いに噛み合う櫛歯電極である電極２５０ｅと２５０ｆへの電圧印加を制御する。また電源２９０ｄは、面積が比較的大きい電極２５０ｇと２５０ｈへの電圧印加を制御する。

【0044】

図４の静電チャックＣの内部に点線で示された２つの矩形のうち、内側のものは静電チャックＣの第２部分２４４を示す。また、内側の矩形と外側の矩形の間の部分は、静電チャックＣの第１部分２４２を示す。静電チャックＣが基板Ｓを保持している間、第１部分２４２は基板Ｓの第１領域１２に対向し、第２部分２４４は基板Ｓの第２領域１４に対向する。

【0045】

なお、図４では、第１部分２４２と第２部分２４４をそれぞれ左右に分割し、分割された領域ごとに電極を配置した。しかし電極の配置は図示例に限定されず、分割の有無や分割数は適宜定めることができる。少なくとも、第１部分２４２に配置された互いに噛み合う櫛歯電極と、櫛歯電極のそれぞれに電圧を供給する電圧供給部と、第２部分２４４に配置された面積の広い２つの電極と、２つの電極それぞれに、櫛歯電極用の電圧供給部とは独立して電圧を供給する電圧供給部と、を有する構成であれば、本実施例の効果は得られる。

【0046】

図５（ａ）は、静電チャックＣを図４のＡ－Ａ’線で切断した時の断面図である。図５（ｂ）は、静電チャックＣの各部分と、基板Ｓの各領域との対応関係を示すための概念的な断面図である。図示するように、静電チャックＣの第１部分２４２では、第２部分２４４と比べて電極が密になっている。すなわち、静電チャックＣの第１部分２４２の単位長さ当たりの電極の数は、第２部分２４４の単位長さ当たりの電極の数よりも多くなっている。その結果、第１部分２４２における電極の配置が緻密になり、電位勾配が急峻になる
ため、グラディエント力が大きくなる。その結果、グラディエント力を用いた吸着力が強くなる。したがって静電チャックＣから基板Ｓに作用する吸着力において、第１部分２４２によるグラディエント力の成分は、第２部分２４４によるグラディエント力の成分よりも大きくなる。こうすることで、導電膜が形成されない（または導電膜の比率が低い）基板Ｓの第１領域１２に対しても、グラディエント力による静電気力を作用させることが可能となる。

【0047】

なお、電極が櫛歯電極である場合、単位長さ当たりの電極の数は、静電チャックＣをどの断面で見るかによって変化する。図５（ａ）では、櫛歯の歯が伸びる方向を第１の方向とし、第１の方向と交差（典型的には直交）し、櫛歯の歯が並ぶ方向を第２の方向としたとき、第２の方向における断面を示している。ここで、第１部分２４２を複数の領域に分割した場合、櫛歯電極の歯が伸びる方向が領域ごとに変化することもあり得る。そのような場合でも、領域ごとに櫛歯の歯が並ぶ方向での断面を見ればよい。

【0048】

図６（ａ）は、図５（ａ）の第１部分２４２の一部を拡大した図である。図６（ａ）において、電極２５０ａおよび２５０ｂの幅（ライン：Ｌ）はそれぞれ１ｍｍであり、電極２５０ａと２５０ｂの間の空間の幅（スペース：Ｓ）は１．５ｍｍである。したがって、第１部分２４２における、電極間スペースの幅に対する電極の幅の比（ライン／スペース比：Ｌ／Ｓ比）は１／１．５である。

【0049】

一方、図６（ｂ）は、図５（ａ）の第２部分２４４の一部を拡大した図である。図６（ｂ）において、電極２５０ｃおよび２５０ｄの幅（Ｌ）はそれぞれ１５０ｍｍであり、電極２５０ｃと２５０ｄの間の空間の幅（Ｓ）は２ｍｍである。したがって、第２部分２４４におけるＬ／Ｓ比は１５０／２である。すなわち、静電チャックＣは、第２部分２４４のＬ／Ｓ比が、第１部分２４２のＬ／Ｓ比よりも大きくなるように構成されている。こうすることで、静電チャックＣの面積に占める電極面積の比率が、第２部分２４４において第１部分２４２よりも大きくなる。したがって静電チャックＣから基板Ｓに作用する吸着力において、第２部分２４４によるクーロン力の成分は、第１部分２４２によるクーロン力の成分よりも大きくなる。こうすることで、導電膜が形成される（または導電膜の比率が高い）基板Ｓの第２領域１４に対して、クーロン力を用いた吸着力を強く発揮できるようになる。その結果、垂れ下がりやすい基板中央部においても強い吸着力が発揮され、基板Ｓを良好に保持できるようになる。

【0050】

以上述べたように、本実施例では、基板Ｓの領域が有機ＥＬ素子の形成される領域かどうかに応じて、静電チャックＣの電極構成が異ならせることにより、基板を安定して保持することが可能としている。

【0051】

上記の説明および対応する図面では、１つの静電チャックＣが１枚の基板Ｓを保持するような構成となっていた。また、基板Ｓの中央部では導電成膜の比率が高く、基板Ｓの周辺部には導電成膜の比率が低い構成となっていた。しかし本発明はこれに限定されない。例えば、１つの静電チャックＣが複数の基板Ｓを保持する構成であってもよいし、基板Ｓの導電性膜が形成される領域は中央部に限られなくともよい。それらの場合も、導電成膜の比率が高い領域はクーロン力が強く発揮される電極配置とし、導電成膜の比率が低い領域は電極が緻密に配置される構成とするとよい。すなわち、静電チャックＣの電極を、基板上に予定される成膜バターンに応じて構成することで、基板Ｓをより安定して保持することが可能となる。

【0052】

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施例に係る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表示装置の構成を示し、有機ＥＬ表示装置の製造方
法を例示する。

【0053】

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７００の全体図、図７（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

【0054】

図７（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置７００の表示領域７０１には、発光素子を複数備える画素７０２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７０１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。本実施例に係る有機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７０２Ｒ、第２発光素子７０２Ｇ、第３発光素子７０２Ｂの組み合わせにより画素７０２が構成されている。画素７０２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組み合わ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。

【0055】

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素７０２は、複数の発光素子からなり、各発光素子は、基板７０３上に、第１電極（陽極）７０４と、正孔輸送層７０５と、発光層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂのいずれかと、電子輸送層７０７と、第２電極（陰極）７０８と、を有している。これらのうち、正孔輸送層７０５、発光層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂ、電子輸送層７０７が有機層に当たる。また、本実施例では、発光層７０６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層７０６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層７０６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂ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。

【0056】

また、第１電極７０４は、発光素子毎に分離して形成されている。正孔輸送層７０５と電子輸送層７０７と第２電極７０８は、複数の発光素子７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂで共通に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７０４と第２電極７０８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７０４間に絶縁層７０９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７１０が設けられている。

【0057】

図７（ｂ）では正孔輸送層７０５や電子輸送層７０７は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は、正孔ブロック層や電子ブロック層を備える複数の層で形成されてもよい。また、第１電極７０４と正孔輸送層７０５との間には第１電極７０４から正孔輸送層７０５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７０８と電子輸送層７０７の間にも電子注入層が形成することもできる。

【0058】

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。

【0059】

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１電極７０４が形成された基板（マザーガラス）７０３を準備する。

【0060】

第１電極７０４が形成された基板７０３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７０４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７０９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。

【0061】

絶縁層７０９がパターニングされた基板７０３を粘着部材が配置された基板キャリアに
載置する。粘着部材によって、基板７０３は保持される。第１の有機材料成膜装置に搬入し、反転後、正孔輸送層７０５を、表示領域の第１電極７０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層７０５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層７０５は表示領域７０１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。

【0062】

次に、正孔輸送層７０５までが形成された基板７０３を第２の有機材料成膜装置に搬入する。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７０３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７０６Ｒを成膜する。

【0063】

発光層７０６Ｒ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７０６Ｇ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７０６Ｂを成膜する。発光層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域７０１の全体に電子輸送層７０７を成膜する。電子輸送層７０７は、３色の発光層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂに共通の層として形成される。

【0064】

電子輸送層７０７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第２電極７０８を成膜する。

【0065】

その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層７１０を成膜して、基板７０３への成膜工程を完了する。反転後、粘着部材を基板７０３から剥離することで、基板キャリアから基板７０３を分離する。その後、裁断を経て有機ＥＬ表示装置７００が完成する。

【0066】

絶縁層７０９がパターニングされた基板７０３を成膜装置に搬入してから保護層７１０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、本実施例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。

【符号の説明】

【0067】

Ｓ：基板、Ｃ：静電チャック、２４２：第１部分、２４４：第２部分、２９０：電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】