特許 7288834 成膜装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-31

(45)【発行日】2023-06-08

(54)【発明の名称】成膜装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20230601BHJP

   F16L 39/00 20060101ALI20230601BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20230601BHJP

   H10K 50/00 20230101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 E

C23C14/50 J

F16L39/00

H05B33/10

H05B33/14 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019184395

(22)【出願日】2019-10-07

(65)【公開番号】P2021059750

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-07-26

(73)【特許権者】

【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】永田 透

【審査官】西田 彩乃

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０６９５９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－００２３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３３６０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１３０２３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｆ１６Ｌ ３９／００

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ１０Ｋ ５０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成膜室において被成膜物に成膜を行う成膜装置であって、
被成膜物を支持する被成膜物支持部と、
前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部と、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部と、を有するロータリージョイントと、
を備え、
前記固定部は、液体が供給される供給口と、液体が排出される排出口と、を有し、
前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路と、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路と、を有し、
前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成される成膜装置において、
前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経路と、
前記固定部に設けられたドレイン口と、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構と、
前記除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給する経路と、
を有することを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記排出口から排出された前記液体は、三方弁を介して、前記ドレイン口から排出された前記ドレイン液が供給される前記経路に合流する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記除去機構から送出された前記ドレイン液は、前記循環経路に合流する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記不純物を除去した前記ドレイン液と前記排出口から排出された前記液体とが合流する箇所に逆方向の流れを規制する逆止弁を備えている
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記除去機構は、前記循環経路に配置されており、
前記排出口から排出された前記液体と、前記ドレイン口から排出された前記ドレイン液は、前記除去機構において合流し、前記不純物を除去されて前記供給口に供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記除去機構は、前記液体の温度を調節する温度調節機構に含まれている
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記除去機構は、前記成膜室のある場所とは別の場所に設置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記除去機構は、前記ドレイン液が収容されるドレイン液容器を有し、
前記ドレイン液容器において、前記液体と前記不純物の比重差に基づいて、前記不純物が前記液体から分離される
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記ドレイン液容器には、前記不純物が分離された前記液体を、再利用のために前記循環経路に送出するための送出口が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記ドレイン液容器には、収容されている前記液体の液面の高さを検知するレベルセンサが設けられており、かつ、吸込口から吸い込んだ前記液体を再利用のために送出するポンプを有しており、
前記除去機構は、前記液面の高さが、前記吸込口の高さから所定の距離だけ高い閾値高さ以下の場合には、前記液体の送出を行わない
ことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記液体は、前記被成膜物の温度を調節するための液体であり、
前記不純物は、前記ロータリージョイントに用いられるグリースの成分である
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項12】

前記グリースの基油として、前記液体に対して不溶性の材料を用いる
ことを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。

【請求項13】

前記液体と前記グリースとの比重が異なる
ことを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。

【請求項14】

前記液体は、フルオロカーボンを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項15】

成膜装置の成膜室において被成膜物に成膜を行う成膜方法であって、
前記成膜装置は、被成膜物を支持する被成膜物支持部、ならびに、前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部、および、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部を有するロータリージョイントを備えており、
前記固定部は、液体が供給される供給口および液体が排出される排出口を有し、前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路、および、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路を有し、前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成されており、
前記成膜装置はさらに、前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経
路、前記固定部に設けられたドレイン口を有しており、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給するステップを含む
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項16】

成膜装置の成膜室において被成膜物に成膜材料が成膜される、電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜装置は、被成膜物を支持する被成膜物支持部、ならびに、前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部、および、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部を有するロータリージョイントを備えており、

前記固定部は、液体が供給される供給口および液体が排出される排出口を有し、前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路、および、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路を有し、前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成されており、
前記成膜装置はさらに、前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経路、前記固定部に設けられたドレイン口を有しており、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給するステップを含む
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイの一種として、有機材料の電界発光を用いた有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置が注目を集めている。かかる有機ＥＬ装置の製造の際には、成膜室を有する成膜装置において、基板上に金属電極材料や有機材料などの成膜材料を付着させて成膜を行う工程がある。

【0003】

成膜装置の成膜室内では、容器内に収容された蒸着材料を加熱したり、ターゲットにスパッタリングを行ったりすることで、成膜材料を飛翔させて基板に付着させて、基板上に膜を形成する。その際、均一な膜を形成する等の目的から、成膜室内で基板を回転させながら成膜を行う場合がある。また、成膜室内が高温となる場合に、成膜室内で基板を支持する部材の内部に冷却液が入る空間を設けておき、当該空間と成膜室の外部の間で冷却液を循環させることで、基板を冷却して成膜材料の品質劣化を防止する場合がある。

【0004】

特許文献１（特開２００６－３３６０３４号公報）には、真空の成膜室内で基板を回転させながら成膜する装置が開示されている。この装置では、成膜室の内部と外部を貫通するように回転体が配置されている。回転体の成膜室内部側の端部には、内部に流体路が形成された基板ホルダが設けられており、回転体の回転に伴って基板を回転させることができる。また回転体は、成膜室の外部に配置され、成膜室に対して固定された外枠部材（筐体）により支持されている。外枠部材には、冷却液の供給口と排出口が設けられており、成膜室外部に配置された恒温槽と接続されている。また、外枠部材と回転体の間には、供給口と排出口にそれぞれ対応する位置に、環状の流体路が設けられている。

【0005】

特許文献１では、このようなロータリージョイント構成により、回転体が回転しながらでも、成膜室外部の恒温槽と基板ホルダ内部の流体路の間での冷却液の循環が可能となっている。すなわち、恒温槽から外枠部材の供給口に供給された冷却液は、環状流体路を経て回転体内部の供給路に流入し、基板ホルダ内の流体路まで到達する。続いて冷却液は、基板ホルダ内の流体路から回転体内部の排出路に流入し、環状流体路を経て外枠部材の排出口から排出されたのち、再び恒温槽に到達する。このように、基板ホルダ内の流体路には常に温度調節された冷却液が循環しているので、成膜に好ましい基板温度を維持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－３３６０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、このような成膜装置においては、成膜を行っている間は基本的に、常時冷却液を循環させる必要がある。その結果、ロータリージョイントにおける各部材の接続部分において（特に回転力が作用する回転体と筐体の間から）、冷却液が漏出するという問題がある。かかる冷却液の漏れは、回転体と筐体の間に磁気シールやＯリングなどのシール部材を配置したとしても、ある程度発生してしまう。冷却液としてフッ素系不活性液体などの比較的高価な材料を用いた場合、漏出による損失がコスト面に及ぼす影響が大きい。

【0008】

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、成膜装置のロータリージョイントに用いる液体を有効に利用するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
成膜室において被成膜物に成膜を行う成膜装置であって、
被成膜物を支持する被成膜物支持部と、
前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部と、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部と、を有するロータリージョイントと、
を備え、
前記固定部は、液体が供給される供給口と、液体が排出される排出口と、を有し、
前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路と、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路と、を有し、
前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成される成膜装置において、
前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経路と、
前記固定部に設けられたドレイン口と、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構と、
前記除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給する経路と、
を有することを特徴とする成膜装置である。

【0010】

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置の成膜室において被成膜物に成膜を行う成膜方法であって、
前記成膜装置は、被成膜物を支持する被成膜物支持部、ならびに、前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部、および、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部を有するロータリージョイントを備えており、
前記固定部は、液体が供給される供給口および液体が排出される排出口を有し、前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路、および、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路を有し、前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成されており、
前記成膜装置はさらに、前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経路、前記固定部に設けられたドレイン口を有しており、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給するステップを含む
ことを特徴とする成膜方法である。

【0011】

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置の成膜室において被成膜物に成膜材料が成膜される、電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜装置は、被成膜物を支持する被成膜物支持部、ならびに、前記被成膜物支持部と接続されて回転する回転部、および、前記回転部の周囲に設けられ前記成膜室に固定された固定部を有するロータリージョイントを備えており、
前記固定部は、液体が供給される供給口および液体が排出される排出口を有し、前記回転部は、前記供給口から供給された液体を前記被成膜物支持部へ供給する供給流路、および、前記被成膜物支持部から排出された液体を前記排出口へ排出する排出流路を有し、前記供給口、前記供給流路、前記被成膜物支持部、前記排出流路、前記排出口の順に液体が流れる液体流路が構成されており、
前記成膜装置はさらに、前記排出口から排出された液体を前記供給口に供給する循環経路、前記固定部に設けられたドレイン口を有しており、
前記ドレイン口から排出されたドレイン液から不純物を除去する除去機構から送出された前記ドレイン液を前記供給口まで供給するステップを含む
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、成膜装置のロータリージョイントに用いる液体を有効に利用するための技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態１の成膜装置の概略構成を示すブロック図

【図2】成膜装置に用いるロータリージョイントの構成を示す模式断面図

【図3】実施形態２の成膜装置の概略構成を示すブロック図

【図4】実施形態３の成膜装置の概略構成を示すブロック図

【図5】背景となる技術にかかる成膜装置の概略構成を示すブロック図

【図6】成膜装置を含む、有機電子デバイスの製造システムを示す図

【図7】有機電子デバイスの製造方法を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0014】

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、本発明の範囲をそれらの構成に限定するものではない。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。

【0015】

本発明は、蒸着やスパッタリングにより被成膜物に蒸着材料の膜を形成するための、成膜装置および成膜方法、蒸着装置および蒸着方法、ならびに、電子デバイスの製造方法、などに、好ましく適用される。本発明はまた、成膜方法、蒸着方法、成膜装置または蒸着装置の制御方法や、これらの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。

【0016】

本発明は、例えば、被成膜物である基板の表面や、基板表面に形成された別の材料の膜の上に、所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する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、金属などの任意の材料を選択できる。なお、被成膜物は、平板状の基板に限られない。例えば、凹凸や開口のある機械部品に成膜してもよい。また、成膜材料として、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択できる。有機膜だけではなく金属膜を成膜することも可能である。本発明の技術は、例えば、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ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。

【0017】

以下の実施形態では、成膜装置の一例として、成膜材料として蒸発源の容器に収容された有機材料を用いる蒸着装置を挙げて説明する。

【0018】

［従来の漏出液の処理］
まず、図５のブロック図を参照して、本発明の背景となる成膜装置の構成と、従来の漏出液処理方法について説明する。
成膜装置１００は、概略、成膜室１、それに接続されたロータリージョイント１１、冷却液８０を循環させるポンプ５０、ドレイン液容器７０、および制御部１１０を備える。
詳しくは後述するが、ポンプ５０は、冷却液８０を循環経路５１（５１ａ）に送出し、
ロータリージョイント１１の供給口３１に供給する。供給された冷却液８０は、回転体内部の供給流路を経由して成膜室内部に配置された基板ホルダ内に到達し、該基板ホルダ内の流路を通りながら基板を冷却する。冷却液８０は、続いて、回転体内部の排出流路を経由してロータリージョイント１１の排出口３３から排出される。そして、循環経路５１（５１ｂ）を介してポンプ５０に戻る。

【0019】

一方、ロータリージョイント１１の各部材の接続部分、特に回転体と筐体の接続部分から漏出した冷却液８０は、筐体に設けられたドレイン口３７から排出され、ドレイン液８１としてドレイン経路７１に流出する。ドレイン液８１はドレイン液容器７０に収容され、適切なタイミングで回収される。このように従来、ロータリージョイントを用いる成膜装置においては、冷却液の循環経路とドレイン液の排出経路が別れており、タンクに収容されたドレイン液は別途回収されていた。

【0020】

［実施形態１］
＜成膜装置の構成＞
図１および図２を参照しつつ、本実施形態にかかる成膜装置の構成を説明する。図１は、成膜装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、成膜装置に用いるロータリージョイントの構成と、成膜室内部の構成を示す模式断面図である。

【0021】

成膜装置１００は、概略、成膜室１、それに接続されたロータリージョイント１１、冷却液８０を循環させるポンプ５０、ドレイン液容器７０、および制御部１１０を備える。ドレイン液容器７０は、ドレイン液８１を回収し収容するタンクである。

【0022】

成膜室１の内部は真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。成膜室１の内部には基板ホルダ３（被成膜物支持部）と蒸発源２が配置されている。基板ホルダ３は、搬送ロボットにより成膜室内部に搬入された基板５（被成膜物）を、マスク６とともに支持する。基板ホルダ３は、搬入された基板５およびマスク６を水平に保持する。基板ホルダ３は、基板５やマスク６を挟持するためのクランプ機構や、載置するための受け爪などの支持具を備えていることが好ましい。さらに成膜装置１００は、基板５とマスク６を位置合わせして基板ホルダ３に支持させるためのアライメント機構を設けてもよい。アライメント機構としては、成膜室内部に設けられたクランプ機構や支持機構と、成膜室外部に設けられたＸＹθアクチュエータなどの駆動機構を用いるとよい。

【0023】

上述した通り、基板５としてはガラス、樹脂、金属などの任意の材料を使用できる。マスク６は、基板上に（または、先に基板５に形成された膜の上に）形成される所定の薄膜パターンに対応する開口パターンをもつマスクである。ただし、形成する膜の種類によっては、必ずしもマスク６は必要ない。成膜室内部には他に、成膜の状況を確認するための蒸着モニタを設けてもよい。

【0024】

本実施形態では、成膜源として蒸発源２を用いる。蒸発源２は、内部に蒸着材料を収容するための坩堝等の容器と、ヒータ等の加熱装置を備える。ヒータによって加熱された蒸着材料が飛翔して、マスク６を介して基板５に到達して堆積することにより、所定のパターンに応じた層が形成される。蒸発源２は、成膜の内容に応じて選択できる。例えば、ノズルの有無、点状や線状など蒸発源の種類、基板５と平行な面内で蒸発源を移動させる移動機構の有無など、任意のものを利用してよい。

【0025】

なお、スパッタ法により成膜を行う場合、成膜源として、ターゲットと磁石を含み、電圧印加に応じてターゲットから成膜材料を飛翔させる磁石ユニットを用いてもよい。
図示例での基板５は、成膜室１の上部に、被成膜面が重力方向に垂直となるように配置されている。そして、蒸発源２から蒸着材料が上方に飛翔する、いわゆるデポアップの構
成となっている。しかし、基板５が下方に配置されるデポダウンの構成でもよいし、基板５の被成膜面が重力方向と平行な構成でもよい。

【0026】

冷却液８０は、基板５を冷却するための液体である。ここでは冷却液と呼んでいるが、本発明の構成は、冷却の場合に限られず、温度維持や加熱など、液体の温度調整全般に適用できる。蒸着材料の種類にもよるが、成膜室内部は非常に高温となるため、冷却液８０としては反応性が低く化学的に不活性な材料が好ましい。例えば、フルオロカーボンとも呼ばれる、炭素－フッ素結合を持つ有機フッ素化合物を好適に使用できる。有機フッ素化合物の例として、３Ｍ社のフロリナート（商標）や、ソルベイ社のガルデン（商標）などが挙げられる。ただしこれらの液体には限定されない。

【0027】

制御部１１０は、成膜装置１００の制御、例えば基板５やマスク６の搬出入およびアライメント、成膜の開始や終了のタイミング制御、温度制御を行う。本実施形態の制御部１１０は、流路のポンプや弁を制御することにより、冷却液の流量、流速、経路などを制御してもよい。なお、複数の制御手段を組み合わせて制御部１１０を構成してもよい。複数の制御手段とは、蒸発源の加熱制御手段、アライメント制御手段、搬出入制御手段などである。制御部１１０は、不図示の制御線により他のブロックと接続され、情報通信が可能となっている。

【0028】

制御部１１０は、例えば、プロセッサ、メモリ、入出力手段（Ｉ／Ｏ）、ＵＩなどを有するコンピュータにより構成される。この場合、制御部１１０の機能は、メモリに保存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１１０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。
本実施形態の成膜装置１００が、成膜システムに含まれる複数の成膜装置の一つである場合、成膜装置ごとに制御部を設けてもよいし、単一の制御部が成膜システム全体を制御してもよい。

【0029】

＜ロータリージョイントの構成＞
図２に示すように、ロータリージョイント１１は概略、筐体３０、筐体３０によって外周を支持された回転体２０（回転部）、成膜室内部において基板５を支持する基板ホルダ３を有する。回転体２０は、成膜室１の上壁に設けられた貫通孔に挿通されており、その下端部は成膜室内部の基板ホルダ３に接続されている。回転体２０は、筐体３０に対して軸回りに回転可能である。成膜中に回転体２０が回転することにより、共に基板ホルダ３も回転し、基板５への均一な成膜が可能になる。

【0030】

一方、筐体３０（固定部）は成膜室１に対して位置関係が固定されているため、回転体２０とその周囲の筐体３０の間にベアリング４０を設けることで、回転体２０がスムーズに回転するようにしている。通常、ベアリング４０には潤滑性向上や摩擦防止のために、潤滑剤（グリース）が用いられている。詳しくは後述するが、グリースの材質としては、冷却液８０との反応性が低いものが好ましい。これは、摺動部で漏出した冷却液８０は、増ちょう剤と分離したグリースの基油（ベースオイル）と混ざってドレイン液８１となるが、このドレイン液８１からグリースに由来する成分を容易に除去可能とするためである。すなわち、グリースの基油は、冷却液８０と接触反応を起こさず、溶け合わない、不溶性のものを用いる。例えば冷却液８０が有機フッ素化合物である場合、グリースを選定する際に、基油がフッ素系のものを避けて、鉱油系のもの等を用いるとよい。また、比重差に基づいて冷却液と基油を分離する場合、両者の比重が異なるようにする。

【0031】

筐体３０には、冷却液８０の供給口３１と、環状供給流路３２が設けられている。供給
口３１は外部から冷却液８０を導入するポートである。環状供給流路３２は、筐体３０の内周面に回転体２０と対向するように設けられた環状の流路である。環状供給流路３２は、回転体内部の供給流路２２に接続されている。なお、環状供給流路３２を回転体２０の側に設けても構わない。かかる構成により、回転体２０が回転しながらでも、供給口３１から導入された冷却液８０が、環状供給流路３２と供給流路２２を介して基板ホルダ内の流路４に到達することができる。

【0032】

筐体３０にはまた、冷却液８０の排出口３３と、環状排出流路３４が設けられている。排出口３３は外部に冷却液８０を排出するポートである。環状排出流路３４は、筐体３０の内周面に回転体２０と対向するように設けられた環状の流路である。環状排出流路３４は、回転体内部の排出流路２３に接続されている。なお、環状排出流路３４を回転体２０の側に設けても構わない。かかる構成により、回転体２０が回転しながらでも、基板ホルダ内の流路４から流れてきた冷却液８０が、排出流路２３と環状排出流路３４を介して排出口３３に到達することができる。環状供給流路３２、供給流路２２、基板ホルダ内の流路４、排出流路２３、および環状排出流路３４は、まとめて、液体を供給口から排出口まで導く液体流路であると言える。

【0033】

環状供給流路３２および環状排出流路３４が位置するのは、それぞれ別の部材である筐体３０と回転体２０の摺動面であるため、冷却液８０が摺動面に漏れ出す場合がある。筐体３０と回転体２０の接する面には、磁気シールやＯリングなどのシール部材３９が設けられているが、冷却液８０の漏出を完全に防止することは難しい。
そこで、ロータリージョイント１１の高さ方向における適当な位置に、ドレイン口３５，３７と、環状ドレイン流路３６，３８が設けられている。ここでは２つのドレイン口を設けたが、数はこれには限定されない。これにより、摺動面から漏出したドレイン液８１が、ドレイン口３５，３７から外部に排出される。

【0034】

なお図１では、簡潔化のために、一方のドレイン口３７のみを示した。しかし、ドレイン口３５からのドレイン液８１をドレイン液容器７０まで輸送する別の経路があると考えても良い。あるいは、ドレイン口３５からのドレイン液８１が、ドレイン口３７からのドレイン経路に合流すると考えても良い。

【0035】

＜本実施形態での冷却液とドレイン液の経路＞
図１を参照して、本実施形態に特徴的な冷却液とドレイン液の移動について説明する。成膜装置１００の動作が開始されると、制御部１１０は、成膜室１に基板５とマスク６を搬入してアライメントを行い、ヒータに蒸発源２を加熱させる。そして、ポンプ５０を駆動して冷却液８０を循環させる。

【0036】

ポンプ５０から循環経路５１（５１ａ）に送出された冷却液８０（８０ａ）は、供給口３１に導入される。上述したように、ロータリージョイント１１内部において、冷却液８０は基板５の冷却に用いられる。そして、排出口３３から循環経路５１（５１ｂ）に冷却液８０（８０ｂ）が送出される。なお、循環経路上に、冷却液８０の温度を維持するための温調機構や恒温槽を設けてもよい。このように、通常、冷却液８０は循環経路上で循環しながら移動している。

【0037】

一方、筐体３０と回転体２０の摺動面などから漏出した冷却液８０は、ドレイン口３７から排出され、ドレイン経路７１（７１ａ）に流入してドレイン液８１となる。ドレイン液８１には、冷却液８０の成分と不純物成分が含まれている。不純物の成分として例えば、ベアリング４０などに用いられるグリースから分離した基油が挙げられる。ドレイン液８１は、ドレイン液容器７０に収容される。
ドレイン液８１の収容をスムーズに行うために、ドレイン液容器７０への流入口を、ド
レイン口３７よりも垂直方向において低い位置に設けて重力による流入を可能にしてもよい。あるいは、ドレイン経路７１（７１ａ）にポンプ等の輸送機構を設けてもよい。なお、図１には示していないものの、ドレイン口３５から排出されたドレイン液もドレイン液容器７０に流入している。

【0038】

＜ドレイン液からの不純物の除去と冷却液の再利用＞
本実施形態では、ドレイン液容器７０は、ドレイン液８１から不純物を除去する除去機構としても機能する。不純物８２は、例えば、ロータリージョイント１１のベアリング４０に用いられるグリースの基油である。本実施形態のドレイン液容器７０は、ドレイン液８１に含まれる冷却液８０と不純物８２の比重差を利用して、両者を垂直方向で上下に分離する。
なお、ドレイン液８１から不純物８２を取り除けるのであれば、その方法は問わない。例えば遠心分離により短時間で不純物８２を除去してもよい。また、フィルタ等を用いた濾過分離を行っても良い。また、ドレイン液８１中に、不純物８２とは反応するが冷却液８０とは反応しない成分を混合し、反応生成物を比重差やフィルタを利用して取り除いてもよい。

【0039】

そしてドレイン液容器７０は、容器の下方に分離された冷却液８０（８０ｃ）を、再利用送出口７２からドレイン経路７１（７１ｂ）に送出する。このときも、液体が重力により送出されるように再利用送出口７２とドレイン経路７１（７１ｂ）の位置関係を決定すると良い。あるいは、液体送出用のポンプを設けてもよい。また、再利用送出口７２からの液体送出状態を制御するためのシャッタや流量制御弁を設けてもよい。制御部１１０が、ドレイン液容器７０の内部状態や循環経路５１における液流の状態に基づいて、シャッタの開閉や流量制御弁の開度を制御することも好ましい。

【0040】

送出された冷却液８０（８０ｃ）は、ドレイン経路７１（７１ｂ）から三方弁７５を介して循環経路５１（５１ａ）に合流する。制御部１１０が三方弁７５の開閉や開度を制御して、循環する冷却液（８０ａ，８０ｂ）と再利用される冷却液８０ｃの比率を変更したり、ロータリージョイント１１に流入する液量を調整したりすることも好ましい。

【0041】

以上述べたように、図１の構成を持つ成膜装置１００によれば、ロータリージョイント１１から漏出したドレイン液８１を回収し、ドレイン液８１から不純物を除去して冷却液８０（８０ｃ）を生成できる。そのため、漏出した冷却液８０を有効な再利用が可能になるため、成膜装置１００の運用コストを低減できる。

【0042】

［実施形態２］
図３を参照しながら、実施形態２について説明する。本実施形態では、循環する冷却液８０とドレイン液８１の合流に関する構成が実施形態１と異なる。付加的に、成膜装置１００の各ブロックの配置や、冷却液８０の温度維持のための構成のバリエーションについても説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同じ符号を付し、説明を簡略化する。

【0043】

図３の構成では、成膜室１とチラー９０が別のフロアに設置されている。成膜装置１００は実施形態１と同様の構成と機能を有する。成膜装置１００は装置フロアに設置されており、装置フロア床部１２１に固定されている。なお、本実施形態でも簡略化のためにドレイン口３５を省略している。ドレイン口３５からのドレイン経路は、ドレイン口３７からのドレイン経路に合流しても良いし、ドレイン液容器７０に接続してもよい。

【0044】

チラー９０は、冷却液８０の温度を管理しながら循環させるための機構であり、ポンプ５０とドレイン液容器７０を含んでいる。本実施形態のドレイン液容器７０は、温度セン
サおよび熱交換機構を含む、温度調節機構を備えている。温度調節機構が温度センサの検出値に基づいて熱交換機構を制御することで、冷却液８０の温度が一定に維持される。本実施形態では、チラー９０は、装置フロアより下の設備フロアに設置されており、設備フロア床部１２２に固定されている。この構成により、冷却液８０（８０ｂ）やドレイン液８１がスムーズに下方のチラー９０に移動できる。
なお、ドレイン液容器７０とは別に恒温槽を設けてもよい。また、本実施形態では基板５の温度の過剰上昇を抑制する目的で冷却液８０を用いているため「チラー（ｃｈｉｌｌｅｒ）」と称呼しているが、温度調節機構の目的は冷却に限られない。

【0045】

＜本実施形態での冷却液とドレイン液の経路＞
本実施形態での各液体の移動について、実施形態１との相違点を中心に説明する。
成膜装置１００の動作が開始されると、制御部１１０はチラー９０のポンプ５０を駆動して冷却液８０の循環を開始させる。冷却液８０（８０ａ）は、循環経路５１（５１ａ）を介して供給口３１に導入される。続いて冷却液８０は、基板５を冷却した後、排出口３３から循環経路５１（５１ｂ）に流出する。そして、ドレイン液容器７０に収容される。

【0046】

一方、漏出した冷却液８０と不純物８２が混ざったドレイン液８１は、ドレイン経路７１（７１ａ）を経由してドレイン液容器７０に収容される。
図３ではドレイン液８１を容器内の液面の上方から流入させており、これにより不純物８２を上澄みとして分離しやすくしている。一方、冷却液８０（８０ｂ）の導入口は、容器の下方に設けている。これにより、上澄みの不純物８２との混合を避けている。

【0047】

＜不純物の除去＞
本実施形態では、チラー９０内部の容器において、循環する冷却液８０（８０ｂ）とドレイン液８１が合流する。容器内で冷却液８０と不純物８２が比重に基づいて分離され、循環経路５１（５１ｃ）に流入して、再利用される冷却液８０（８０ｃ）となる。これ以降は循環経路５１に復帰する。

【0048】

本実施形態にかかる成膜装置１００によれば、ロータリージョイント１１から漏出したドレイン液中の冷却液８０を再利用し、コストを低減するという、実施形態１と同様のメリットを享受できる。さらに、成膜装置１００に設けられているチラー９０の構成を利用して不純物除去を実施できる。

【0049】

［実施形態３］
図４を参照しながら、実施形態３について説明する。上記実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、説明を簡略化する。本実施形態では、ドレイン液８１からの不純物の除去工程に特徴がある。

【0050】

図４の構成では、成膜室１とドレイン液容器７０が同じ装置フロアに設置され、ドレイン液容器７０からの再利用のための冷却液８０ｃと、循環する冷却液８０ｂが、途中で合流しつつ下方の設備フロアに配置されたチラー９０に導入される。ただし、各ブロックの配置はこれに限定されない。チラー９０は実施形態２と同様に温度調節機構と輸液機構を備える装置である。

【0051】

図４においては、ドレイン液容器７０にはドレイン液８１のみが供給される。ドレイン液容器７０は、レベルセンサ９５と、第２のポンプ９７を有する。レベルセンサ９５は、容器中のドレイン液８１の液面の高さを示す液面情報を検知して制御部１１０に送信する。レベルセンサ９５は液面情報を取得できれば良く、静電容量式、光センサ式、フロート式など方式を問わない。
レベルセンサ９５として、より好ましくは、分離された冷却液８０と不純物の境界面の
高さ情報を取得できるものを用いる。

【0052】

第２のポンプ９７は、不純物８２と分離された冷却液８０（８０ｃ）を容器の下方から汲み出し、ドレイン経路７１（７１ｃ）に送出する。本実施形態では冷却液８０の方が不純物８２よりも比重が大きいことを前提としているため、汲み出し位置を容器の下方としている。しかし、冷却液８０（８０ｃ）を分離状態を維持したまま汲み出せるのであれば、汲み出し位置やポンプの方式を問わない。ドレイン経路７１（７１ｃ）は、循環経路５１（５１ｂ）と合流する。本実施形態ではさらに、合流位置に、ドレイン液容器７０側からチラー９０側への液体の流入と、ロータリージョイント１１側からチラー９０側への液体の流入を可能にし、逆方向の流れを規制する、逆止弁７７を設けている。

【0053】

＜本実施形態での冷却液とドレイン液の経路＞
本実施形態での各液体の移動について、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
制御部１１０は、チラー９０内のポンプを駆動して冷却液８０を循環させる。冷却液８０（８０ａ）は、循環経路５１（５１ａ）を介して供給口３１に導入される。続いて冷却液８０は、基板５を冷却した後、排出口３３から循環経路５１（５１ｂ）に流出し、チラー９０に到達する。

【0054】

一方、漏出した冷却液８０と不純物８２が混ざったドレイン液８１は、ドレイン経路７１（７１ａ）を経由してドレイン液容器７０に収容される。

【0055】

＜不純物の除去＞
ドレイン液容器７０内では、比重差を利用して冷却液８０と不純物８２が分離され、冷却液８０は容器の下方に滞留する。第２のポンプ９７は、冷却液８０を汲み上げてドレイン経路７１（７１ｃ）に送出する。再利用のために送出された冷却液８０（８０ｃ）は、逆止弁７７を介して循環経路中の冷却液８０（８０ｂ）に合流する。

【0056】

ここで、制御部１１０は、レベルセンサ９５が検知した液面情報に基づいて、第２のポンプ９７による液体送出を制御する。具体的には、冷却液８０の送出が続くと第２のポンプ９７の吸込口付近に不純物８２の層が接近し、汲み上げられてしまうおそれがあるため、液面が所定の高さを下回った場合は汲み上げを停止するか、流量を少なくする。

【0057】

ここで、分離された冷却液８０と不純物８２の境界面の高さをＬＢとする。また、不純物８２の液面、すなわちドレイン液８１全体の液面の高さをＬＡとする。
また、容器の底面の高さをｈ０とする。また、第２のポンプ９７の吸込口の高さをｈ１とする。また、吸込口高さｈ１から所定の距離だけ高い閾値高さをｈ２とする。閾値高さｈ２は、ドレイン液８１の流入等の影響で対流や波が発生し、境界面ＬＢが変動した場合でも、第２のポンプ９７の吸込口に不純物８２が流入しない程度の距離とする。

【0058】

制御部１１０による液面制御をより精度良く行うためには、レベルセンサ９５として、分離された冷却液８０と不純物８２の境界面ＬＢの高さを検知可能なものを用いることが好ましい。その場合、制御部は、境界面ＬＢの高さが閾値高さより高い場合に第２のポンプ９７を駆動し、閾値高さ以下となった場合に、第２のポンプ９７の駆動を停止する。これにより、再利用のための冷却液８０（８０ｃ）への不純物８２の混入を防止できる。

【0059】

一方、レベルセンサ９５が、ドレイン液全体の液面高さＬＡのみを測定可能な場合もある。その場合、制御部１１０は液面高さＬＡから境界面高さＬＢを推測し、閾値高さｈ２と比較してポンプ駆動を制御する。推測方法としては、例えば、予め、通常の使用状態において漏出するドレイン液８１の時間あたりの液量と、ドレイン液８１中のグリース由来の基油の割合と、成膜装置１００の処理が開始してからの時間に基づいて、不純物８２の
層の厚さを求める方法がある。
以上の記載は一例であり、レベルセンサ９５の検出値に基づいてポンプ駆動を制御できるのであれば、方法は問わない。

【0060】

本実施形態にかかる成膜装置１００によれば、ロータリージョイント１１から漏出したドレイン液中の冷却液８０を再利用し、コストを低減するという、実施形態１、２と同様のメリットを享受できる。さらに、従来のドレイン液回収タンクにレベルセンサ９５と第２のポンプ９７を付加するという比較的簡易な構成で、循環経路５１に不純物８２を混入させることなく、冷却液８０を再利用できる。

【0061】

［実施形態４］
本実施形態では、有機ＥＬディスプレイ等を製造するための電子デバイス製造装置に、上記各実施形態の成膜装置を適用する方法について説明する。図６は、電子デバイスの製造装置５００の一部を模式的に示す平面図である。電子デバイスの製造装置５００は、電子デバイス製造において、基板の前処理から成膜・封止までの工程を自動で行う。なお、図示したような、搬送室の周囲に複数の処理室を配置したクラスタ型の構成に代えて、複数の処理室を工程順に配置したインライン型の構成を採用してもよい。

【0062】

搬送室５１０の周囲には、前処理室５１１、有機処理室５１２、金属処理室５１３、測定室５１４が放射状に配置されている。なお、図６は簡略化した図であり、処理室の種類や数はこれに限られない。例えば正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの処理室を設けてもよいし、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）などの色ごとに発光層の処理室を設けてもよい。搬送室５１０には、基板５を保持し搬送する搬送ロボット５１９が設けられている。搬送ロボット５１９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、各処理室および測定室への基板の搬入と搬出を行う。

【0063】

電子デバイスの製造プロセスは概略次のとおりである。まず、基板５が前処理室５１１に搬入され、洗浄等の前処理が行われる。その後基板は、成膜材料の種類に応じて、搬送ロボット５１９により有機処理室５１２や金属処理室５１３に搬送される。各処理室では、蒸発源からの蒸着やスパッタリングにより、蒸着材料が基板に付着して膜が形成される。次いで、基板５が測定室５１４に搬入される。測定室内では、膜厚や成膜の均一性などが測定される。

【0064】

成膜を行う各処理室にはそれぞれ成膜装置が設けられている。搬送ロボットとの基板の受け渡し、基板とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板の固定、成膜（蒸着）などの一連のプロセスは、成膜装置によって自動で行われる。また、測定室における測定の工程も自動化が可能である。さらに測定後の処理として、乾燥剤や接着剤を塗布した封止ガラスによる封止処理が行われてもよい。完成したパネルは製造装置から自動搬出され、次の工程（例えばディスプレイパネルのアセンブル工程）へと供給される。ただし、上記の構成は一例であり、本発明の成膜装置やそれを含んだ電子デバイス製造装置の構成を限定するものではない。

【0065】

以上の電子デバイス製造装置や、それを用いた電子デバイス製造方法によれば、成膜装置において基板の温度調節が良好に行われているので、良好に成膜がなされる。その結果、品質の良い電子デバイスを製造可能となる。

【0066】

［実施形態５］
＜有機電子デバイスの製造方法＞
本実施形態では、蒸発源装置を備える成膜装置を用いた有機電子デバイスの製造方法の
一例を説明する。以下、有機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）は一つの画素の断面構造を表している。

【0067】

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。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。本図の有機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。

【0068】

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５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。

【0069】

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Ｐが設けられている。

【0070】

次に、電子デバイスとしての有機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５を準備する。

【0071】

次に、第１電極６４が形成された基板５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。

【0072】

次に、絶縁層６９がパターニングされた基板５を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、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。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各レイヤーの成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施形態のいずれかに記載された成膜装置である。

【0073】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板５を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。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５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。
本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。

【0074】

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の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６５は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。

【0075】

電子輸送層６５までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層Ｐを成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。

【0076】

絶縁層６９がパターニングされた基板５を成膜装置に搬入してから保護層Ｐ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。

【0077】

本実施形態に係る成膜方法または電子デバイスの製造方法によれば、成膜時の温度調節が適切に行われるので、良好な成膜が可能となる。

【符号の説明】

【0078】

１００：成膜装置、１：成膜室、３：基板ホルダ、５：基板、１１：ロータリージョイント、２０：回転体、３０：筐体、３１：供給口，３２：供給流路、３３：排出口，３４：排出流路、３５，３７：ドレイン口、８０：冷却液、８１：ドレイン液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】