特許 7362693 成膜装置及び電子デバイスの製造装置

(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】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】成膜装置及び電子デバイスの製造装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/56 20060101AFI20231010BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20231010BHJP

   C23C 16/04 20060101ALI20231010BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20231010BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20231010BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20231010BHJP

   H01L 21/673 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

C23C14/56 J

C23C14/04 A

C23C14/56 G

C23C16/04

C23C16/44 F

H05B33/14 A

H05B33/10

H01L21/68 U

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021092524

(22)【出願日】2021-06-01

(65)【公開番号】P2022184582

(43)【公開日】2022-12-13

【審査請求日】2022-03-01

(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】姫路 俊明

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８９９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５６９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９４２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４１７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８３３１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが基板を保持する複数の基板キャリアと複数のマスクとを搬送して成膜を行うインライン式の成膜装置であって、
前記複数の基板キャリアのうちの特定の基板キャリアと前記複数のマスクのうちの特定のマスクとを積層する、または、前記特定の基板キャリアを前記特定のマスクに載置する合体室と、
前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとを積層または載置した際の位置ずれ量を記録する記録部と、
前記記録部に記録された前記位置ずれ量を用いて前記合体室における前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記特定の基板キャリアに保持され前記特定のマスクに積層または載置された基板に前記特定のマスクを介して材料を堆積させて成膜する成膜室と、
前記成膜室から搬送された前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとを離間させる離間室と、
前記離間室にて離間された前記特定のマスクを一時的に保管するマスク保管室と、
前記離間室において互いに離間された前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとが前記合体室において再び積層または載置されるように、前記複数の基板キャリア及び前記複数のマスクの少なくとも一方の搬送を制御する制御部と、
を有することを特徴とするインライン式の成膜装置。

【請求項2】

前記マスク保管室は、前記離間室から前記合体室に向かう経路上に配される
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記マスク保管室は、前記離間室から前記合体室に向かう経路に沿って配される
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記マスク保管室は、それぞれが前記複数のマスクのいずれかを支持する複数のマスク支持部を有し、
前記複数のマスク支持部は鉛直方向に沿って配列される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記マスク保管室は、
それぞれが前記複数のマスクのいずれかを支持し、鉛直方向に沿って配列された複数のマスク支持部を有するカセットと、
前記カセットを昇降させる昇降手段と、を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記位置合わせ部は、前記基板キャリアに保持される前記基板に平行な平面内で、前記基板キャリアまたは前記マスクの少なくとも一方を移動させる面内移動手段と、前記基板キャリアと前記マスクの相対距離を変化させる距離変化手段とを有し、
前記面内移動手段は、前記記録部に記録された前記位置ずれ量に基づくオフセット量を含めて前記移動を行う
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記記録部は、前記位置ずれ量を、前記基板キャリアを識別するための基板キャリア識別情報に紐付けて記録する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記記録部は、前記位置ずれ量を、前記マスクを識別するためのマスク識別情報に紐づけて記録する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記記録部は、前記位置ずれ量を、前記基板キャリアを識別するための基板キャリア識別情報と、前記マスクを識別するためのマスク識別情報と、に紐づけて記録する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記合体室における前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクの組み合わせが、前記記録部に前記位置ずれ量が記録されている組み合わせとなるように、前記マスク保管室から前記特定のマスクを搬出する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の成膜装置を用いて電子デバイスを製造する電子デバイスの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置及び電子デバイスの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガラス等の基板に蒸着材料を蒸着して成膜を行う成膜装置が知られており、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの電子デバイスの製造に用いられる。成膜装置として、基板に成膜が行われる複数のチャンバがクラスタ状に配置されたクラスタ型のものや、基板が搬送経路に沿って搬送されながら成膜処理を受けるインライン式のものが知られている。特許文献１（特開２０２０－０９４２６１号公報）には、基板キャリアに保持された基板が搬送されながら、マスクとのアライメント処理や複数のチャンバにおける成膜処理を受けることで、複数の成層が行われてディスプレイが製造される、インライン式の成膜装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０９４２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の成膜装置内には複数の基板キャリアおよび複数のマスクが循環しており、成膜装置に順次搬入される基板は、基板キャリアにより保持されて搬送経路上を移動し、マスクとの位置合わせと取り付けを経て成膜処理を受ける。ここで、成膜装置内に搬入された基板は基板キャリアに保持された状態でアライメント室に移動し、基板キャリアごとマスクとの間で位置合わせされ、マスクと合体される。そして、基板キャリアが基板とマスクをともに保持しながら成膜室に移動し、搬送されながら成膜を受ける。成膜完了後、次の基板の成膜に用いるために基板キャリアからマスクが取り外される。そして、成膜済みの基板がキャリアから取り外され、成膜装置外に搬出される。

【0005】

しかしながら、インライン式の成膜装置内で、基板キャリアから取り外された後の複数のマスクを後の基板の成膜に用いるために保管する方法については、十分な検討がなされていなかった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インライン式の成膜装置においてマスクを好適に保管する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
それぞれが基板を保持する複数の基板キャリアと複数のマスクとを搬送して成膜を行うインライン式の成膜装置であって、
前記複数の基板キャリアのうちの特定の基板キャリアと前記複数のマスクのうちの特定のマスクとを積層する、または、前記特定の基板キャリアを前記特定のママスクに載置する合体室と、
前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとを積層または載置した際の位置ずれ量を
記録する記録部と、
前記記録部に記録された前記位置ずれ量を用いて前記合体室における前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記特定の基板キャリアに保持され前記特定のマスクに積層または載置された基板に前記特定のマスクを介して材料を堆積させて成膜する成膜室と、
前記成膜室から搬送された前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとを離間させる離間室と、
前記離間室にて離間された前記特定のマスクを一時的に保管するマスク保管室と、
前記離間室において互いに離間された前記特定の基板キャリアと前記特定のマスクとが前記合体室において再び積層または載置されるように、前記複数の基板キャリア及び前記複数のマスクの少なくとも一方の搬送を制御する制御部と、
を有することを特徴とするインライン式の成膜装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、インライン式の成膜装置においてマスクを好適に保管する技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の成膜装置の構成を示す模式図

【図2】実施例１のアライメント装置の構成を示す断面図

【図3】実施例１のアライメント装置の構成を示す斜視図

【図4】実施例１の基板キャリアを説明するための図

【図5】実施例１の基板キャリアとマスクの取り付けを説明するための図

【図6】実施例１のアライメントにおける撮像を説明するための図

【図7】実施例１の基板キャリアとマスクの位置ずれを説明するための図

【図8】実施例１のマスク保管装置の構成を示す断面図

【図9】実施例１の基板キャリアとマスクの組み合わせを示すタイミング図

【図10】実施例２の成膜装置の構成を示す模式図

【図11】実施例３の成膜装置の構成を示す模式図

【図12】有機ＥＬ表示装置の説明図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない限りは、この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。

【0012】

以下の説明においては、電子デバイスを製造するインライン式成膜装置を例にして説明する。以下の説明における成膜方法は真空蒸着法とするが、成膜方法としてスパッタリング法など別の方法を採用してもよい。本発明に適用される基板としては、ガラスの他、シリコン等を用いる半導体、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る。なお、基板上に複数の層を形成する場合、一つ前の工程までに既に形成されている層も含めて「基板」と称する。以下で説明する装置の構成要素について、同一もしくは対応する部材を複数有する場合には、図面中にａ、ｂなどの添え字を付与して示す。ただし、複数の部材を区別する必要がない場合には、添え字を省略して記述する。

【0013】

本発明は、基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置もしくはそれを用いた蒸着方法、または、基板に材料を堆積させて膜を形成する成膜装置もしくはそれを用いた成膜方法として捉えることができる。本発明はまた、基板に成膜を行うことで電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造装置や製造方法として捉えることができる。本発明はまた、上記の各
種装置を制御する制御方法として捉えることができる。本発明はまた、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。

【0014】

［実施例１］
（成膜装置の構成）
図１は、本実施例に係る、有機ＥＬディスプレイを製造するインライン式の成膜装置３００の模式的な構成図である。有機ＥＬディスプレイは、一般的に、回路素子を形成する回路素子形成工程と、基板上に有機発光素子を形成する有機発光素子形成工程と、形成した有機発光層上に保護層を形成する封止工程と、を経て製造される。本実施例に係る成膜装置３００は有機発光素子形成工程を主に行う。

【0015】

成膜装置３００は、概略、マスク搬入室９０と、アライメント室１００と、複数の成膜室１１０ａ、１１０ｂと、反転室１１１ａ、１１１ｂと、搬送室１１２と、マスク分離室１１３と、基板分離室１１４と、キャリア搬送室１１５と、マスク搬送室１１６と、基板搬入室１１７と、を有する。

【0016】

成膜装置３００はさらに、基板キャリア９を搬送する搬送手段（後述）を有する。基板キャリア９は、成膜装置３００の有する各チャンバ内を通る所定の搬送経路に沿って搬送される。具体的には、基板キャリア９は、基板搬入室１１７、反転室１１１ａ、マスク搬入室９０、アライメント室１００、複数の成膜室１１０ａ、１１０ｂ、搬送室１１２、マスク分離室１１３、反転室１１１ｂ、基板分離室１１４、キャリア搬送室１１５、の順に搬送され、再度、基板搬入室１１７に戻る。

【0017】

一方、マスク６は、マスク搬入室９０、アライメント室１００、複数の成膜室１１０ａ、１１０ｂ、搬送室１１２、マスク分離室１１３、マスク搬送室１１６、の順に搬送され、再度、マスク搬入室９０に戻る。このように、基板キャリア９とマスク６は、それぞれ所定の搬送経路に沿って循環して搬送される。以下、各チャンバについて説明する。

【0018】

未成膜の基板５は、まず基板搬入室１１７に搬入され、基板キャリア９に取り付けられる。具体的には、基板５は、被成膜面が鉛直方向上を向いた状態で基板搬入室１１７に搬入される。基板搬入室１１７内では、基板キャリア９が保持面が鉛直方向上を向いた状態で配置されている。基板搬入室１１７に搬入された基板５は、基板キャリア９の保持面の上に載置され、基板キャリア９によって保持される。

【0019】

基板５を保持する基板キャリア９は反転室１１１ａに移動する。ここで、反転室１１１ａ、１１１ｂには基板キャリア９の基板保持面の向きを鉛直方向上向きから鉛直方向下向きに、または、鉛直方向下向きから鉛直方向上向きに反転させる反転機構１２０ａ、１２０ｂが備えられている。反転機構１２０ａ、１２０ｂとしては、基板キャリア９を把持等して姿勢（向き）を変化させることができる既知の機構を適宜採用してよい。反転機構１２０ａが作動することで、基板キャリア９が基板５ごと反転され、基板５の被成膜面が鉛直方向下を向いた状態になる。

【0020】

一方、後述する基板５への成膜完了後に、基板キャリア９がマスク分離室１１３から反転室１１１ｂに搬入される際には、基板５の被成膜面が鉛直方向下を向いた状態で搬入されてくる。そこで反転機構１２０ｂは、基板キャリア９を基板５ごと反転して、基板５の被成膜面が鉛直方向上を向いた状態とする。

【0021】

なお、本発明は、本実施例のようなデポアップの構成（成膜時に基板５の被成膜面が鉛
直方向下側を向くような構成）に限られない。デポダウンの構成（成膜時に基板５の被成膜面が鉛直方向上方を向くような構成）や、サイドデポの構成（成膜時に基板５が垂直に立てられる構成）でもよい。本発明は、基板キャリア９をマスク６に載置する構成や、マスク６を基板キャリア９に載置する構成だけでなく、基板キャリア９とマスク６を積層する構成であれば適用可能である。

【0022】

反転室１１１ａにおける反転を経て、基板キャリア９はマスク搬入室９０に搬入される。それに合わせて、マスク６もマスク搬入室９０に搬入される。そして、基板５を保持する基板キャリア９と、マスク６とは、アライメント室１００に搬入される。アライメント室１００は、マスク６と基板キャリア９との合体が行われる合体室とも呼べる。ここでの基板キャリア９とマスク６の組み合わせや、マスク６の運搬および保管方法については後述する。

【0023】

アライメント室１００には、アライメント装置１が搭載されている。アライメント装置１は、基板キャリア９（およびそれが保持する基板５）と、マスク６とを位置合わせし、マスク６に基板キャリア９（基板５）を載置する。アライメント装置１はその後、基板キャリア９が載置されたマスク６を搬送ローラ１５に受け渡し、次工程に向けて搬送を開始する。図２、図３に示すように、搬送手段としての搬送ローラ１５は、搬送経路の両脇に搬送方向に沿って複数配置されており、それぞれ不図示のＡＣサーボモータの駆動力により回転することで、基板キャリア９やマスク６を搬送する。なお、アライメント室１００と成膜室１１０ａの間や、成膜室１１０ａと成膜室１１０ｂの間に、基板キャリア９の速度を調整する速度調整室を設けてもよい。速度調整により、成膜室１１０において複数の基板キャリア９が所定の間隔を空けて搬送される。

【0024】

成膜室１１０には、鉛直方向上に向けて蒸着材料を放出する蒸発源７が配置されている。成膜室１１０に、基板キャリアに保持されつつ、被成膜面が鉛直方向下を向いた状態で搬入されてきた基板５が蒸発源７上を通過することで、マスク６によって遮られる個所以外の被成膜面が成膜される。成膜室１１０のチャンバ内部は、真空ポンプや室圧計を備えた室圧制御部（不図示）により内圧を調整され、成膜空間が形成される。蒸発源７は、蒸着材料を収容する坩堝などの材料収容部と、蒸着材料を加熱するシースヒータなどの加熱手段を備える。なお蒸発源７は、基板キャリア９（基板５）およびマスク６と略平行な平面内で材料収容部を移動させる機構や、蒸発源全体を移動させる機構を備えていてもよい。これにより、蒸着材料を射出する射出口の位置をチャンバ４内で基板５に対して相対的に変位させ、基板５上への成膜を均一化できる。

【0025】

成膜室１１０での成膜完了後、基板キャリア９とマスク６は、マスク分離室１１３に到達し、マスク分離室１１３にて互いに分離される。マスク分離室１１３は、基板キャリア９とマスク６とが離間される離間室とも呼べる。基板キャリア９から分離したマスク６は、マスク搬送室１１６へ搬送され、新たな基板５の成膜工程に回される。後述するが、本実施例のマスク搬送室１１６にはマスク保管装置３１０が配置されており、成膜装置内を循環する複数のマスク６の保管や、基板キャリア９に応じたマスクの選択的搬出を行う。マスク搬送室１１６は、マスクを保管する機能に着目するとマスク保管室とも呼べる。あるいは、マスク搬送室１１６は、マスクが待機する待機室とも呼べる。

【0026】

一方、基板５を保持した基板キャリア９は、マスク６との分離後に反転室１１１ｂで上下反転され、基板分離室１１４へ搬送される。基板分離室１１４において、成膜が完了した基板５が基板キャリア９から分離され、成膜装置３００から搬出される。基板キャリア９は、キャリア搬送室１１５を経て基板搬入室１１７に搬送され、新たな基板５の保持に用いられる。

【0027】

（基板キャリア）
基板キャリア９の構成を説明する。図４（ａ）は、基板キャリア９の模式的平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ矢視断面図であり、基板保持面が上方（紙面手前方向）を向いた状態を示す。基板キャリア９は、平面視で略矩形の平板状の構造体である。

【0028】

基板キャリア９の搬送時には、基板キャリア９の四辺のうち、搬送方向に沿った、対向する二辺が、搬送ローラ１５によって支持される。搬送ローラ１５は、基板キャリア９の搬送経路の両側に複数配置された搬送回転体により構成される。搬送ローラ１５が回転することにより、基板キャリア９が搬送方向においてガイドされながら移動する。

【0029】

基板キャリア９は、矩形の平板状部材であるキャリア面板３０と、複数のチャック部材３２と、複数の支持体３３と、を有する。基板キャリア９は、キャリア面板３０の保持面３１に基板５を保持する。図中には便宜的に、基板５が保持されたときに基板５の外縁に対応する破線が示されている。破線の内側の領域を基板保持部、外側の領域を外周部とも呼ぶ。基板保持部と外周部は便宜的に規定されるものであり、両者の間に構造の差異がなくてもよい。

【0030】

チャック部材３２は、基板５をチャックするチャック面を有する突起である。本実施例でのチャック面は、粘着性の部材（ＰＳＣ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｔｉｃｋｙ Ｃｈｕｃｋｉｎｇ）によって構成された粘着面であり、物理的な粘着力、あるいは、物理的な吸着力（ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）によって基板５を保持する。複数のチャック部材３２のそれぞれによって基板５をチャックすることで、基板５がキャリア面板３０の保持面３１に沿って保持される。複数のチャック部材３２はそれぞれ、チャック面がキャリア面板３０の保持面３１から所定の距離だけ飛び出た状態に配置されている。

【0031】

チャック部材３２は、マスク６の形状に応じて配置されることが好ましく、マスク６の基板５の被成膜領域を区画するための境界部（桟の部分）に対応して配置されていることがより好ましい。これにより、チャック部材３２が基板５と接触することによる基板５の成膜エリアの温度分布への影響を抑制できる。また、チャック部材３２は、ディスプレイのアクティブエリアの外に配置されることが好ましい。これは、チャック部材３２による吸着による応力が基板５を歪ませる懸念、あるいは成膜時の温度分布に影響を及ぼす懸念があるためである。

【0032】

後述するように、基板５を保持するキャリア面板３０の保持面３１が下方を向くよう基板キャリア９が反転され、マスク６上に載置される際に、支持体３３がマスク６に対して基板キャリア９を支持する。いくつかの実施形態では、支持体３３がキャリア面板３０の保持面３１から突出した凸部として構成されているものの、反転後には基板５の全体がマスク６に密着している。別の実施形態では、少なくとも支持体３３の近傍においては、基板キャリア９に保持された基板５と、マスク６とが離間するように、支持体３３が基板キャリア９を支持する。

【0033】

（アライメント装置）
図２は、成膜装置３００のアライメントのための構成を示す模式的な断面図であり、図１のＢＢ矢視に対応する。アライメント装置１は、アライメント室１００に配置され、基板キャリア９に保持された基板５と、マスク６との相対位置合わせを行う。

【0034】

アライメント装置１は、内部を真空雰囲気や不活性ガス雰囲気に維持されるチャンバ４を備える。チャンバ４は、上部隔壁４ａ、側壁４ｂ、底壁４ｃを有している。上部隔壁４ａの上には、基板キャリア９を駆動してマスク６との位置を相対的に合わせる位置合わせ機構６０（位置合わせ部）が配置されている。可動部を多く含む位置合わせ機構６０をチ
ャンバ外に配置することで、チャンバ内での発塵を抑制できる。アライメント装置１はさらに、基板キャリア９を保持するキャリア支持部８と、マスク６を保持するマスク受け台１６と、搬送ローラ１５と、を有している。

【0035】

位置合わせ機構６０は、基板キャリア９（基板５）とマスク６の相対的な位置関係を変化させたり安定的に保持したりする。位置合わせ機構６０は、面内移動手段１１と、Ｚ昇降ベース１３と、Ｚ昇降スライダ１０を含む。面内移動手段１１は、チャンバ４の上部隔壁４ａに接続され、Ｚ昇降ベース１３をＸＹθ方向に駆動する。Ｚ昇降ベース１３は、面内移動手段１１に接続され、基板キャリア９がＺ方向に移動するときのベースとなる。Ｚ昇降スライダ１０は、Ｚガイド１８（１８ａ～１８ｄ）に沿ってＺ方向に移動可能な部材である。Ｚ昇降スライダは、キャリア保持シャフト１２を介してキャリア支持部８に接続されている。

【0036】

基板キャリア９（基板５）を基板５に平行な平面内でＸＹθ移動させるときには、Ｚ昇降ベース１３、Ｚ昇降スライダ１０およびキャリア保持シャフト１２が一体として駆動し、キャリア支持部８に駆動力を伝達する。そのための面内移動手段１１としては例えば、互いに異なる方向に駆動力を発生させる複数の駆動ユニットを用いることができる。各駆動ユニットが移動量に応じた駆動力を発生させることにより、Ｚ昇降ベース１３のＸＹθ方向における位置を制御可能である。

【0037】

また、基板キャリア９（基板５）をＺ移動させるときには、Ｚ昇降スライダ１０がＺ昇降ベース１３に対してＺ方向に駆動する。このとき、駆動力は、キャリア保持シャフト１２（１２ａ～１２ｄ）を介してキャリア支持部８に伝達される。このようにＺ昇降スライダ等が距離変化手段として機能することにより、基板キャリア９とマスク６の相対距離が変化する。

【0038】

なお、本実施例のように位置合わせ機構６０が基板５を移動させる構成には限定されず、位置合わせ機構６０がマスク６を移動させてもよいし、基板５とマスク６の両方を移動させてもよい。すなわち、位置合わせ機構６０は基板５およびマスク６の少なくとも一方を移動させることにより、基板５とマスク６の相対的な位置を合わせる機構である。

【0039】

図３は、アライメント装置１の一形態を示す斜視図である。マスク受け台１６は、マスク台ベース１９上に載置された昇降台ガイド３４に沿って上下に昇降する。また、マスク６の搬送方向に沿った辺の下部には搬送ローラ１５が載置されており、マスク６はマスク受け台１６が下降することによって搬送ローラ１５に受け渡される。例えば有機ＥＬディスプレイの製造に用いられるマスクは、成膜パターンに応じた開口を有するマスク箔６ｂが高剛性のマスクフレーム６ａに架張された状態で固定された構成を有している。この構成により、マスク受け部はマスク箔６ｂの撓みを低減した状態で保持することができる。

【0040】

キャリア保持シャフト１２は、チャンバ４の上部隔壁４ａに設けられた貫通孔を通って、チャンバ４の外部と内部にわたって設けられている。キャリア保持シャフト１２の下部にはキャリア支持部８が設けられ、基板キャリア９を介して基板５を保持可能となっている。キャリア保持シャフト１２のうち貫通孔からＺ昇降スライダ１０への固定部分までの区間（貫通孔より上方の部分）は、Ｚ昇降スライダ１０と上部隔壁４ａとに固定されたベローズ４０によって覆われる。これにより、キャリア保持シャフト１２全体を成膜空間２と同じ真空状態に維持できる。

【0041】

Ｚ昇降ベース１３の側面には、Ｚ昇降スライダ１０を鉛直Ｚ方向に案内するための４本のＺガイド１８ａ～１８ｄが固定されている。Ｚ昇降スライダ中央に配置されたボールネジ２７は、Ｚ昇降ベース１３に固定されたモータ２６から伝達される駆動力をＺ昇降スラ
イダ１０に伝達する。モータ２６が内蔵する不図示の回転エンコーダの回転数により、Ｚ昇降スライダ１０のＺ方向位置が計測可能である。なお、Ｚ昇降スライダ１０の昇降機構は、ボールネジ２７と回転エンコーダに限定されるものではなく、リニアモータとリニアエンコーダの組み合わせなど、任意の機構を採用することができる。

【0042】

アライメント装置１による各種の動作（面内移動手段１１によるアライメント、Ｚ昇降スライダ１０の昇降、キャリア支持部８による基板保持、蒸発源７による蒸着など）は、制御部７０によって制御される。制御部７０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７０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７０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、成膜装置３００のチャンバごとに制御部７０が設けられていてもよいし、１つの制御部７０が複数のチャンバあるいは成膜装置全体を制御してもよい。記録部７１は、制御部７０が情報を記録し、読み出すためのメモリである。記録部７１として制御部７０内蔵メモリを用いてもよい。

【0043】

アライメント時に基板５とマスク６との位置を検出するために、撮像装置１４（１４ａ～１４ｄ）が用いられる。チャンバ４の上部隔壁４ａの外側には、マスク６上のアライメントマークおよび基板５上のアライメントマークの位置を取得するための撮像装置１４が配置されている。上部隔壁４ａには、撮像装置１４がチャンバ内部を撮像できるように、撮像装置１４のカメラ光軸上に撮像用貫通孔が設けられている。撮像用貫通孔には、チャンバ内部の気圧を維持するために窓ガラス１７（１７ａ～１７ｄ）がはめ込まれる。

【0044】

（基板とマスクの取り付け）
図５は、基板５を基板キャリア９に取り付け、その基板キャリア９を反転してマスク６へ載置するまでの様子を示す模式的断面図である。基板キャリア９のキャリア面板３０は、金属等で構成された板状部材であり、保持面３１により基板５を保持する。キャリア面板３０は、ある程度の剛性（少なくとも基板５よりも高い剛性）を有しており、基板５を保持面３１に沿って保持することで、基板５の撓みを抑制する。図５（ａ）は基板搬入室１１７において、保持面３１が上方を向いた基板キャリア９の上に、基板５が載置される様子を示す。

【0045】

反転室１１１ａにおいて、基板キャリア９が基板５ごと上下反転されることにより、図５（ｂ）の状態から図５（ｃ）の状態になる。基板キャリア９は、保持面３１が下方を向く姿勢となり、基板５は、チャック部材３２の保持力によって保持面３１に下方から張り付き、被成膜面が下方を向く状態となる。そして、図５（ｃ）の状態で、基板キャリア９がアライメント室１００に搬入され、マスク６の上方に移動する。

【0046】

その後、図５（ｄ）に示すように、基板キャリア９がマスク６上に載置される。複数の支持体３３が、キャリア面板３０の外周部に、保持面３１及びチャック部材３２よりも突出して配置されている。支持体３３は、基板５が基板キャリア９に保持された状態で、基板５よりもマスク６側に突出するように設けられている。基板キャリア９は、支持体３３を介してマスクフレーム６ａの外周フレーム上に、アライメント動作を経て着座する。この時、基板５の全部がマスク６と接触している。このような構成により、成膜時にマスクと基板の間への材料の回り込みが低減できる。

【0047】

別の実施形態では、図５（ｅ）に示すように、基板キャリア９が支持体３３を介してマスクフレーム６ａの外周フレーム上に着座した時、少なくとも支持体３３の近傍では、基
板５とマスク６が離間する。このような構成により、アライメントの精度を向上させることができる。ここでの「近傍」とは、基板５の一部がマスク６と接触しているときに、基板５の接触している部分よりも支持体３３に近い基板５のいずれかの部分を指す。図５（ｅ）では、基板５の全体がマスク６と離間している。この場合、当然に支持体３３の近傍でも基板５とマスク６とが離間している。なお、基板５の撓みによって、基板５の一部がマスク６と接触してもよいし、あるいは、基板５の全部がマスク６と接触してもよい。

【0048】

基板キャリア９は、さらに、保持した基板５を介してマスク６を磁力によって引き付けるための磁力発生手段（不図示）を有してよい。磁力発生手段としては、永久磁石や電磁石、永電磁石を備えた磁石プレートを用いることができる。また、磁力発生手段は、キャリア面板３０に対して相対移動可能に設けられていてもよい。より具体的には、磁力発生手段は、キャリア面板３０との間の距離を変更可能に設けられてもよい。

【0049】

なお、基板キャリア９が基板５を保持するための構成はチャック部材３２に限定されない。例えば、反転時において構造的に基板５を下方から支持する支持部を備えた基板キャリア９を用いてもよい。あるいは、キャリア面板３０の内部に設けられた電極への電圧印加により生成される静電気力によって基板５を保持する、静電チャックを用いてもよい。また、基板５とマスク６を共に挟持するクランプ機構を用いてもよい。

【0050】

（マスクの構成）
図６（ｂ）に示すように、マスク６は枠状のマスクフレーム６ａに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔６ｂが溶接固定された構造を有する。マスクフレーム６ａは、マスク箔６ｂが撓まないように、マスク箔６ｂをその面方向に引っ張った状態で支持する。マスク箔６ｂは、基板の被成膜領域を区画するための境界部を含む。マスク箔６ｂの有する境界部は基板５にマスク６を装着したときに基板５に密着し、成膜材料を遮蔽する。なお、マスク６はマスク箔６ｂが境界部のみを有するオープンマスクであってもよいし、境界部以外の部分、すなわち基板の被成膜領域に対応する部分に、画素または副画素に対応する微細な開口が形成されたファインマスクであってもよい。基板５としてガラス基板またはガラス基板上にポリイミド等の樹脂製のフィルムが形成された基板を用いる場合、マスクフレーム６ａおよびマスク箔６ｂの主要な材料としては、鉄合金を用いることができ、ニッケルを含む鉄合金を用いることが好ましい。

【0051】

（アライメント）
図６（ａ）～図６（ｃ）を参照して、撮像装置１４を用いて基板マーク３７とマスクマーク３８の位置を計測する方法を説明する。図６（ａ）は、キャリア支持部８に保持されている状態のキャリア面板３０上の基板５を上から見た図である。説明のため、キャリア面板３０は点線で、透過されたように図示する。基板５の四隅には、基板マーク３７ａ～３７ｄが形成されている。撮像装置１４ａ～１４ｄは基板マーク３７ａ～３７ｄを同時計測する。制御部７０は、各基板マーク３７ａ～３７ｄの中心位置４点の位置関係から、基板５のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量、回転量を算出することにより、基板５の位置情報を取得できる。

【0052】

図６（ｂ）は、マスクフレーム６ａを上面から見た図であり、四隅にマスクマーク３８ａ～３８ｄが形成されている。撮像装置１４ａ～１４ｄがマスクマーク３８ａ～３８ｄを同時計測する。制御部７０は、各マスクマーク３８ａ～３８ｄの中心位置４点の位置関係からマスク６のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量、回転量などを算出することにより、マスク６の位置情報を取得できる。

【0053】

図６（ｃ）は、マスクマーク３８および基板マーク３７の４つの組の中の１組を、撮像装置１４によって計測した際の、撮像画像の視野４４を模式的に示した図である。この例
では、撮像装置１４の視野４４内において、基板マーク３７とマスクマーク３８が同時に計測されているので、マーク中心同士の相対的な位置を測定することが可能である。なお、マスクマーク３８および基板マーク３７の形状は図示例に限られないが、中心位置を算出しやすく対称性を有する形状が好ましい。

【0054】

精度の高いアライメントが求められる場合、撮像装置１４として数μｍのオーダーの高解像度を有する高倍率ＣＣＤカメラが用いられる。このような高倍率ＣＣＤカメラは、視野の径が数ｍｍと狭いため、基板キャリア９をキャリア受け爪に載置した際の位置ズレが大きいと、基板マーク３７が視野から外れてしまい、計測不可能となる。そこで、撮像装置１４として、高倍率ＣＣＤカメラと併せて広い視野をもつ低倍率ＣＣＤカメラを併設するのが好ましい。その場合、二段階アライメントを行ってもよい。すなわち、マスクマーク３８と基板マーク３７が同時に高倍率ＣＣＤカメラの視野に収まるよう、低倍率ＣＣＤカメラを用いて大まかなアライメント（ラフアライメント）を行った後、高倍率ＣＣＤカメラを用いてマスクマーク３８と基板マーク３７の位置計測を行い、高精度なアライメント（ファインアライメント）を行う。

【0055】

撮像装置１４によって取得したマスクフレーム６ａの位置情報および基板５の位置情報から、マスクフレーム６ａと基板５との相対位置情報を取得することができる。この相対位置情報を、アライメント装置の制御部７０にフィードバックし、昇降スライダ１０、面内移動手段１１、キャリア支持部８など、それぞれの駆動部の駆動量を制御する。

【0056】

かかる撮像装置１４の撮像画像を用いて、アライメント装置１は、基板キャリア９上の基板５とマスク６とをアライメントし、基板キャリア９（基板５）をマスク６上に載置する。その際まず、チャンバ４内に基板キャリア９が搬入され、キャリア支持部８の両側のキャリア受け爪上に載置される。

【0057】

続いて、基板キャリア９を下降させ、アライメント高さまで移動させる。そして撮像装置１４が撮像を行い、基板マーク３７とマスクマーク３８の位置情報を取得する。制御部７０は、基板マーク３７とマスクマーク３８が所定の位置関係の範囲内に接近するまで、基板キャリア９の面内移動と、撮像とを繰り返す。制御部７０は、アライメントマークの撮像画像に基づき、基板５とマスク６の位置ずれ量が所定の閾値以下となった場合に、アライメント完了と判断する。そして、制御部は、基板キャリア９をマスク６に載置する。

【0058】

（基板キャリアとマスクの位置ずれ）
ここで、基板キャリア９（基板５）とマスク６の組み合わせがアライメント精度に与える影響を説明する。図７（ａ）～図７（ｃ）は、アライメント装置１の内部において、マスク６の上に基板キャリア９（基板５）を載置する様子を示す模式図である。便宜上、図面を簡略化するために、キャリア支持部８や、基板キャリア９のチャック部材３２や支持体３３などは省略している。

【0059】

図７（ａ）は、基板キャリア９により保持された基板５をマスク６と位置合わせするときの断面図であり、制御部７０が、キャリア支持部８により基板キャリア９をＺ方向におけるアライメント高さに移動させた状態を示す。制御部７０は、面内移動手段１１により基板キャリア９を移動させて、撮像装置１４の視野４４において基板マーク３７とマスクマーク３８を所定の位置関係とすることで、図７（ｂ）の平面図に示すように基板５をマスク６に位置合わせする。

【0060】

続いて制御部７０は、Ｚ昇降スライダ１０を制御して基板キャリア９を下降させて、マスク６に載置する。しかしこの例においては、図７（ｃ）に示すように、載置のときに基板キャリア９とマスク６の位置ずれが発生し、基板キャリア９が矢印Ａの方向にずれてし
まう。この位置ずれが許容範囲を超えた場合、基板キャリア９を再度上昇させてから面内移動手段１１による面内移動を行う必要があり、成膜に要する時間が長くなってしまう。あるいは、位置ずれの結果としてアライメント精度が低下し、成膜の品質が低下するおそれがある。

【0061】

このような位置ずれは、主として基板キャリア９とマスク６それぞれの加工精度の限界に由来する個体差が原因となって発生する。したがって、位置ずれ量は、基板キャリア９とマスク６の組み合わせごとに変化する。しかし従来の成膜方法によれば、ある基板５の成膜に利用される基板キャリア９とマスク６の組み合わせは一定ではなかったため、基板５ごとにランダムな位置ずれが発生していた。そこで以下に、本願発明者らの検討にかかる、基板キャリア９とマスク６を合体するときの、上記個体差に起因する位置ずれを低減する方法を説明する。

【0062】

（マスク保管と運搬）
図８は、本実施例の成膜装置３００が備えるチャンバの一つであるマスク搬送室１１６に配置される、マスク保管装置３１０の構成を示す断面図である。

【0063】

マスク保管装置３１０は概略、筐体３１１の内部にマスクストッカ３１２（カセットとも呼ぶ）が配置されて構成される。駆動機構３１４および直動機構３１５は、マスクストッカ３１２の昇降機構（昇降手段）である。すなわちマスクストッカ３１２は、制御部７０の指示に従って駆動機構３１４が動作することにより、ボールねじ等を備える直動機構３１５に沿って上下方向に移動する。図示例のマスクストッカ３１２は、複数組の搬送保持機構３１３により、複数のマスク６を上下方向に並べた状態で保持できる。マスクストッカ３１２がマスク６を保持する位置をスロットとも呼び、図示例のマスクストッカ３１２は、上下方向にスロットを複数有する（この例では８個）。マスクストッカ３１２のスロットは、保管中のマスクを支持するマスク支持部とも呼べる。

【0064】

マスク分離室１１３において基板キャリア９から分離されたマスク６が、搬送ローラ１５によりマスク搬送室１１６に搬送されてくると、制御部７０は、マスク６が保持されていない空きスロットを調べる。制御部７０が空きスロットを調べる方法として例えば、予め全ての基板キャリア９の位置を常時記録しておき、それを参照してもよい。あるいは、スロットごとに重量センサや光学センサ、接触センサ等のセンサを設けてもよい。そして制御部７０は、空きスロットの高さが搬送ローラ１５によるマスク６の搬送高さに一致するように、駆動機構３１４を制御してマスクストッカ３１２の高さを変える。これにより、マスク６が、搬送ローラ１５から空きスロットの搬送保持機構３１３に受け渡される。

【0065】

マスク保管装置３１０が保管するマスク６の一つを次の成膜工程で用いる場合、マスク搬送室１１６からマスク搬入室９０にマスク６を受け渡す。この場合、制御部７０が、マスクストッカ３１２に保持される複数のマスク６の中からマスク６を選択する。そして、選択されたマスク６が保持されているスロットをマスク搬入室９０の搬送ローラ１５の高さに合わせるように、駆動機構３１４を制御する。そして搬送保持機構３１３が選択されたマスク６を搬出する。

【0066】

このように、マスク搬送室１１６に複数のマスク６を保持可能なマスク保管装置３１０を配置することにより、インライン式の成膜装置においてマスク６を一時的に保管することが可能になる。その結果、マスク６の循環が停滞することを防止できる。さらに、複数のマスク６の中から任意のマスク６を選択的に搬出することが可能になる。したがって、基板キャリア９に応じたマスクの利用が可能になる。なお、マスク６の保持や受け渡しに用いる機構は、図示例に限定されない。例えばマスク６を保持するスロットの配列方向は上下方向（鉛直方向）でなくてもよいし、マスク６の受け渡しにロボットハンド等の移動
手段を用いてもよい。

【0067】

（組み合わせの例）
マスク保管装置３１０を用いた基板キャリア９とマスク６の組み合わせ制御例について説明する。図９は、縦軸に示す各々の基板搬入タイミングでの、成膜装置３００の各チャンバにおける基板キャリア９、基板５およびマスク６の組み合わせを示す。図中、基板５は、成膜装置３００に搬入される順に（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…）と示す。また、搬送経路内を循環する基板キャリア９は、（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…）と符号を付して区別する。また、同様に搬送経路内を循環するマスク６は、（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…）と符号を付して区別する。

【0068】

１枚目の基板Ｓ１が搬入されると、基板搬入室１１７において１つ目の基板キャリアＣ１に保持される（丸数字１）。その後、マスク搬入室９０において１つ目のマスクＭ１に取り付けられる（丸数字２）。その後、アライメントと成膜を経て、マスク分離室１１３にてマスクＭ１が分離され、マスク搬送室１１６内のマスク保管装置３１０に保持される（丸数字３）。一方、基板キャリアＣ１は基板分離室１１４で基板Ｓ１を分離したのち、再び基板搬入室１１７に移動し、１１枚目の基板Ｓ１１を保持する（丸数字５）。

【0069】

上述したように、本実施例では基板キャリア９とマスク６を特定の組み合わせとする。そこで、基板キャリアＣ１にマスクＭ１を組み合わせるために、基板キャリアＣ１がマスク搬入室９０に入るタイミング（丸数字６）に合わせて、制御部７０がマスク搬送室１１６からマスク搬入室９０にマスクＭ１を移動させる。ここで、基板Ｓ１１に組み合わされる基板キャリアとマスクの組み合わせは、前回の成膜完了後にマスクが取り外される前の組み合わせと同一である。このとき、マスク搬送室１１６にはマスクＭ２～Ｍ５が保管された状態となる（丸数字７）。他の基板搬入時にも同様の処理を行うことで、特定の基板キャリア９と特定のマスク６の組み合わせが実現される。

【0070】

（組み合わせに応じた位置合わせ）
基板キャリア９とマスク６の組み合わせに応じた制御をするために、制御部７０は予め、載置時の位置ずれ量（位置ずれの方向と距離）を計測し、メモリ（例えば記録部７１）に記録しておく。その際、後述する基板キャリア識別情報や、マスク識別情報と紐付けて位置ずれ量を記録するとよい。また、基板キャリア９とマスク６の組み合わせごとに、基板キャリア識別情報とマスク識別情報を位置ずれ量に紐付けて記録してもよい。なお、位置ずれを打ち消すようなオフセット量を算出してメモリに保存しておいてもよい。例えば、アライメント時の基板マーク３７とマスクマーク３８の位置関係が、図７（ｂ）に示すように所定の基準範囲内であり、載置後の位置関係が、図７（ｄ）に示すように基準範囲外であった場合、マークの位置関係の変化に基づいて位置ずれ量を算出する。このような位置ずれの計測は、成膜装置３００の設置時や定期検査時などのメンテナンスモードにおいて行ってもよい。

【0071】

そして制御部７０は、実際の成膜時のアライメントにおいて、基板キャリア９を載置するよりも前のタイミングで、基板キャリア９とマスク６の組み合わせに応じた位置ずれの量をメモリから取得する。そして、面内移動手段１１を用いて、位置ずれを打ち消すようなオフセット量の分だけ基板キャリア９を移動させておく。これにより合体時の位置ずれを補正できるため、アライメントに要する時間を短縮することができる。

【0072】

制御部７０は、基板キャリア９を識別するための固有ＩＤ（基板キャリア識別情報）と、マスク６を識別するための固有ＩＤ（マスク識別情報）をメモリに保存して管理している。制御部７０は、各基板キャリア９および各マスク６の初期位置と、搬送手段を用いた各基板キャリア９およびマスク６の移動情報に基づき、成膜装置内における基板キャリア
９やマスク６の位置を特定することができる。これにより、上述したような特定の基板キャリア９とマスク６の組み合わせ制御を実現できる。ただし位置特定方法はこれに限られず、例えば基板キャリア９やマスク６に無線タグを配置してもよいし、画像認識処理を行ってもよい。

【0073】

制御部７０は、特定の基板キャリア９とマスク６の組み合わせについて、位置ずれ量を記録部７１に記録しておくことが好ましい。その場合、制御部７０は、アライメント室１００における基板キャリア９とマスク６の組み合わせが、記録部７１に位置ずれ量が記録されている組み合わせとなるように、マスク搬送室１１６からマスク６を搬出することができる。これにより、基板キャリア９とマスク６の組み合わせに応じて適切なオフセット量を設定できる。制御部７０は、マスク分離室１１３で互いに離間された一組の基板キャリア９とマスク６とが、同一の組み合わせで、アライメント室１００において再び積層または載置されるように、マスク搬送室１１６からマスク６を搬出することも好ましい。

【0074】

なお、制御部７０は、マスク６と基板キャリア９の少なくとも一方の搬送を制御して、基板キャリア９とマスク６の組み合わせを制御してもよい。したがって制御部７０は、装置内におけるマスク６の循環を一定とし、基板キャリア９の側の搬送をマスク６に合わせて制御してもよい。

【0075】

上述のように、本実施例では、マスク保管装置３１０を設けることによりマスク６の保管と運搬を管理し、基板キャリア９に取り付けるタイミングを調整することができる。その結果、特定の基板キャリア９とマスク６を組み合わせることができるため、アライメント時の位置ずれを考慮したオフセット処理が可能になり、処理時間の短縮やアライメント精度の向上が実現できる。

【0076】

［実施例２］
続いて、実施例２について説明する。実施例１と同じ部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0077】

図１０は本実施例のインライン式の成膜装置３００の模式的な構成図である。実施例１では、マスク保管装置３１０は、マスク６をマスク分離室１１３からマスク搬入室９０に向かう経路上にあるマスク搬送室１１６の内部に配置されていた。一方、本実施例のマスク保管装置３１０は、マスクを搬送する経路に沿って、マスク搬送室１１６と互いに行き来可能に配置されている。かかる構成によれば、マスク搬送室１１６のチャンバの物理的構成や内部空間のサイズにとらわれず、多数のマスク６を保管できるようになる。

【0078】

［実施例３］
続いて、実施例３について説明する。実施例１および実施例２と同じ部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0079】

図１１は本実施例のインライン式の成膜装置３００の模式的な構成図である。マスク保管装置３１０は、実施例１では、マスク分離室１１３からマスク搬入室９０に向かう経路上に配され、実施例２では、マスクを搬送する経路に沿って配されていた。一方、本実施例のマスク保管装置３１０は、マスク搬入室９０に接続され、マスク搬入室９０との間でマスク６を搬出入できる位置に配されている。かかる構成によれば、マスク搬送室１１６のチャンバの物理的構成や内部空間のサイズにとらわれず、多数のマスク６を保管できる。さらに、マスク保管装置３１０がマスク搬入室９０に直結されているため、搬出入に要する時間を短縮できる。

【0080】

＜電子デバイスの製造方法＞
上記の基板処理装置を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスの一例として、有機ＥＬ表示装置のようなディスプレイ装置などに用いられる有機ＥＬ素子の場合を例にして説明する。なお、本発明に係る電子デバイスはこれに限定はされず、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。本実施例においては、上記の成膜方法を用いて、基板５上に有機膜を形成する工程を有する。また、基板５上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成する工程を有する。このような工程により得られる有機ＥＬ表示装置６００の構造について、以下に説明する。

【0081】

図１２（ａ）は有機ＥＬ表示装置６００の全体図、図１２（ｂ）は一つの画素の断面構造を表している。図１２（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６００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。また、各発光素子は複数の発光層が積層されて構成されていてもよい。

【0082】

また、画素６２を同じ発光を示す複数の発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように複数の異なる色変換素子がパターン状に配置されたカラーフィルタを用いて、１つの画素が表示領域６１において所望の色の表示を可能としてもよい。例えば、画素６２を少なくとも３つの白色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、青色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。あるいは、画素６２を少なくとも３つの青色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、無色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。後者の場合には、カラーフィルタを構成する材料として量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ：ＱＤ）材料を用いた量子ドットカラーフィルタ（ＱＤ－ＣＦ）を用いることで、量子ドットカラーフィルタを用いない通常の有機ＥＬ表示装置よりも表示色域を広くすることができる。

【0083】

図１２（ｂ）は、図１２（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、本実施例では、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。なお、上述のようにカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタを用いる場合には、各発光層の光出射側、すなわち、図１２（ｂ）の上部または下部にカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタが配置されるが、図示は省略する。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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やポリイミド等の樹脂層をスピンコートで形成し、樹脂層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。

【0087】

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、上記各実施例のいずれかに記載された成膜装置である。

【0088】

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。

【0089】

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。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのそれぞれは単層であってもよいし、複数の異なる層が積層された層であってもよい。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。本実施例では、電子輸送層６７、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは真空蒸着により成膜される。

【0090】

続いて、電子輸送層６７の上に第２電極６８を成膜する。第２電極は真空蒸着によって形成してもよいし、スパッタリングによって形成してもよい。その後、第２電極６８が形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層Ｐを成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置６００が完成する。なお、ここでは保護層ＰをＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

【0091】

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。

【符号の説明】

【0092】

６：マスク、９：基板キャリア、９０：マスク搬入室、１００：アライメント室、１１０：成膜室、１１３：マスク分離室、３００：成膜装置、３１０：マスク保管装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】