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(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】2024-06-19
(45)【発行日】2024-06-27
(54)【発明の名称】搬送装置及び成膜装置
(51)【国際特許分類】
   C23C 14/50 20060101AFI20240620BHJP
   C23C 14/04 20060101ALI20240620BHJP
   H10K 50/10 20230101ALI20240620BHJP
   H05B 33/02 20060101ALI20240620BHJP
   H01L 21/677 20060101ALI20240620BHJP
【FI】
C23C14/50 K
C23C14/50 F
C23C14/04 A
H05B33/14 A
H05B33/02
H01L21/68 A
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2022009182
(22)【出願日】2022-01-25
(65)【公開番号】P2023108195
(43)【公開日】2023-08-04
【審査請求日】2022-11-01
(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】住川 謙
【審査官】今井 淳一
(56)【参考文献】
【文献】特開2020-065005(JP,A)
【文献】特開2019-026931(JP,A)
【文献】特開2014-060373(JP,A)
【文献】特開2021-145091(JP,A)
【文献】特表2011-518252(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C23C 14/50
C23C 14/04
H10K 50/10
H05B 33/02
H01L 21/677
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され
前記回転台の回転速度は、回動が開始したのち、加速段階、定速段階、減速段階の順に制御され、
前記定速段階における回転速度は、前記回転台に前記搬送体が載置されているときよりも載置されていないときの方が遅い
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項2】
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記基板キャリアを保持して、前記マスクから離間させる基板キャリア保持手段をさらに備え、
前記複数の搬送ローラは、前記マスクを搬送するものであり、
前記基板キャリア保持手段によって前記マスクから離間された前記基板キャリアを搬送する第2の搬送ローラをさらに備え、
前記第2の搬送ローラは、当該第2の搬送ローラの回転軸の方向に沿って位置を変更することが可能である
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項3】
前記第2の搬送ローラは、前記複数の搬送ローラとは別の高さに配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。
【請求項4】
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記回動手段は、前記基板キャリアが前記マスクから離間した後に、前記マスクを前記複数の搬送ローラに載置した状態で、前記回転台を回動する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項5】
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記回動手段は、前記基板キャリアと前記マスクとの積層体を前記複数の搬送ローラに載置した状態で、前記回転台を回動する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項6】
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
前記回転台に連結された中空のシャフトと、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記中空のシャフトには、前記駆動手段に接続されたケーブルが挿通される
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項7】
前記搬送装置は、チャンバの内部に配置されるものであり、
前記チャンバの天面に配置された複数の撮影手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の搬送装置。
【請求項8】
前記撮影手段により撮像された画像に基づいて、前記回動手段により前記回転台が回動されたあとの前記搬送体の位置ずれを制御する制御手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項に記載の搬送装置。
【請求項9】
前記チャンバの内部には、前記複数の搬送ローラが前記第1方向に沿って並ぶ状態となったときと、前記第2方向に沿って並ぶ状態となったときの少なくともいずれかにおいて、前記複数の搬送ローラの延長線上に配置されるように、固定されたローラが設けられている
ことを特徴とする請求項またはに記載の搬送装置。
【請求項10】
基板を保持する基板キャリアと、マスクと、を搬送する搬送装置と、前記基板に前記マスクを介して成膜を行う成膜源と、を備え、複数のチャンバの内部を、前記基板キャリアおよび前記マスクが前記搬送装置により搬送される成膜装置であって、
前記搬送装置は、請求項1からのいずれか1項に記載の搬送装置であることを特徴とする、成膜装置。
【請求項11】
前記複数のチャンバは、第1の向きに搬入された前記基板キャリアが載置された前記マスクを第1の回転方向に回転して搬出する第1の回転室と、前記第1の回転室から搬出された前記基板キャリアが載置された前記マスクを前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転して前記第1の向きとは異なる第2の向きに搬出する第2の回転室と、を含む
ことを特徴とする請求項10に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送装置及びその搬送装置を使用した成膜装置に関する。
【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表示装置は、2つの向かい合う電極の間に、発光を起こす有機物層である発光層を有する機能層が形成された、多層構成の有機EL素子を含んでいる。有機EL素子の機能層や電極層は、成膜装置のチャンバ内で、ガラスなどの基板にマスクを介して成膜材料を付着させることで形成される。成膜装置の一例として、インライン型の成膜装置がある。インライン型の成膜装置は、複数のチャンバが真空一貫に連結され、基板がチャンバ間を移動しながら成膜される装置である。インライン型の成膜装置に複数の成膜チャンバを設けることにより、基板上に順次成膜を行い、多層構造の有機EL素子を作成することが可能となる。
【0003】
特許文献1(特開2020-094263号公報)では、インライン型の構成を持つ成膜装置が開示されている。特許文献1の装置は、マスクや基板キャリアなどの搬送体を搬送ローラにより搬送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2020-094263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、搬送経路において搬送体の方向転換が起こる場合に、どのように搬送体を移動させるのかの具体例が開示されていない。
【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、インライン型の成膜装置に用いられる搬送装置において、搬送経路に方向転換がある場合でも搬送体を移動可能と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】
【0007】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記回転台の回転速度は、回動が開始したのち、加速段階、定速段階、減速段階の順に制御され、
前記定速段階における回転速度は、前記回転台に前記搬送体が載置されているときよりも載置されていないときの方が遅い
ことを特徴とする搬送装置である。
【0008】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記基板キャリアを保持して、前記マスクから離間させる基板キャリア保持手段をさらに備え、
前記複数の搬送ローラは、前記マスクを搬送するものであり、
前記基板キャリア保持手段によって前記マスクから離間された前記基板キャリアを搬送する第2の搬送ローラをさらに備え、
前記第2の搬送ローラは、当該第2の搬送ローラの回転軸の方向に沿って位置を変更することが可能である
ことを特徴とする搬送装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記回動手段は、前記基板キャリアが前記マスクから離間した後に、前記マスクを前記複数の搬送ローラに載置した状態で、前記回転台を回動する
ことを特徴とする搬送装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動
させる回動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記搬送体は、基板を保持する基板キャリアと、前記基板に成膜が行われるときに用いられるマスクとの積層体であり、
前記回動手段は、前記基板キャリアと前記マスクとの積層体を前記複数の搬送ローラに載置した状態で、前記回転台を回動する
ことを特徴とする搬送装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
搬送体を搬送する搬送装置であって、
搬送体を搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラを駆動する駆動手段と、
前記複数の搬送ローラと前記駆動手段が設けられた回転台と、
前記複数の搬送ローラが第1方向に沿って並ぶ状態と、前記複数の搬送ローラが前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ状態と、を切り替えるように、前記回転台を回動させる回動手段と、
前記回転台に連結された中空のシャフトと、を備え、
前記駆動手段は、前記回転台に設けられた大気ボックスの内部に配置され、
前記中空のシャフトには、前記駆動手段に接続されたケーブルが挿通される
ことを特徴とする搬送装置である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、インライン型の成膜装置に用いられる搬送装置において、搬送経路に方向転換がある場合でも搬送体を移動可能と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】
【0010】
図1】成膜装置の構成を示す模式的な平面図
図2】基板キャリアによる基板の支持について説明する図
図3】基板キャリアとマスクの取り付けについて説明する図
図4】回転台を有するチャンバの構成を示す模式的な断面図
図5】回転台を有するチャンバの構成を示す模式的な平面図
図6】回転台の回転後のチャンバの構成を示す模式的な平面図
図7】回転台の回転速度制御を説明するグラフ
図8】搬送体のチャンバ間の移動および回転を説明する図
図9】搬送体のチャンバ間の移動および回転を説明する別の図
図10】基板キャリアとマスクの搬出入を説明する断面図
図11】基板キャリアとマスクの搬出入を説明する断面図の続き
図12】基板キャリアとマスクの搬出入を説明する断面図の続き
図13】大気ボックスの内部構成を示す断面図
図14】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】
【0011】
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。
【0012】
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、搬送ローラにより搬送される搬送体の方向を転換したり、搬送体の搬送経路を分岐させたりする際に好適である。本発明は、搬送装置、搬送方法、搬送装置の制御方法、成膜装置、成膜方法、成膜装置の制御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、成膜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。
【0013】
本発明は、被成膜対象である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。ただし本発明の適用対象はこれに限られず、真空チャンバに大気ボックスが設置される装置に広く利用できる。
【0014】
[装置構成]
(成膜装置)
図1は、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500の構成を示す模式的な平面図である。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。実施例に係る成膜装置500は有機発光素子形成工程を主に行う。
【0015】
成膜装置500は、基板搬入室501、キャリア搬入室502、合流室503、パス室504、反転室505、マスク組込室510、アライメント室511、バッファ室512、成膜室520、バッファ室521、回転室522、バッファ室523、回転室524、バッファ室525、成膜室526、バッファ室530、キャリア分離室531、キャリア分離室532、マスク搬出室533、マスク搬入室534、マスク受渡室535、反転室540、パス室541、基板分離室542、キャリア受渡室543、キャリア搬出室544、基板搬出室545、の各チャンバを備える。
【0016】
成膜時にチャンバ空間内に不純物が存在すると成膜不良が起きる可能性が高まり、パネルの不具合を起こすおそれがある。そこで成膜時には、成膜装置のチャンバ内部は真空に排気される。そこで、各チャンバは真空チャンバとして構成されている。また、成膜の精度を良好にするために、成膜装置の複数のチャンバは真空一貫に連結されており、基板は真空に排気されたチャンバ間を移動することが好ましい。なお、実施例における真空とは、通常の大気圧(1013hPa)より低い圧力の気体で満たされた空間の状態を意味する。
【0017】
各バッファ室512、521、523、525、530では、複数の基板キャリアCを用いて成膜を行う場合の進行調整や速度調整を行う。マスク受渡室535は、複数のマスクMを用いる場合の、マスクMを保管するストッカとしての機能や、マスクMの速度調整の機能を有していてもよい。これにより所望の成膜に応じたマスクMを選択可能になる。キャリア受渡室543は、複数の基板キャリアCを用いる場合の、基板キャリアCを保管するストッカとしての機能や、基板キャリアCの速度調整の機能を有していてもよい。上述の速度調整により、所定の間隔で基板キャリアCを搬送することができる。
【0018】
成膜装置500はまた、基板キャリアCを搬送する搬送手段を有する(後述)。基板キャリアCは、成膜装置500の有する各々の真空チャンバ内を通る所定の搬送経路に沿って搬送される。すなわち基板キャリアCは、実線の矢印で示すように、キャリア搬入室502から搬入され、合流室503で基板Sと合流する。合流室503では、基板キャリアCの基板保持面が鉛直方向上を向いた状態となっている。基板Sは、被成膜面が鉛直方向上を向いた状態で基板キャリアCに取り付けられる。
【0019】
続いて、基板Sを保持した基板キャリアCは、パス室504を通過し、反転室505で上下反転する。反転室505には、基板キャリアCの基板保持面の向きを鉛直方向において上下反転させる反転機構が設けられている。反転機構としては、基板キャリアCを把持等して姿勢(向き)を変化させる既知の機構を採用してよい。反転室505において、基板キャリアCが基板Sごと反転されて、基板Sの被成膜面が鉛直方向下を向いた状態になる。
【0020】
基板キャリアCは、マスク組込室510でマスクMと合流し、アライメント室511でマスクMとアライメントされる。アライメント室511にはアライメント装置が配置されている。アライメント装置は、基板キャリアC(およびそれが保持する基板S)と、マスクMとを位置合わせし、マスクMに基板キャリアC(基板S)を載置する。
【0021】
続いて、基板Sを保持しマスクMと位置合わせされた基板キャリアCは、バッファ室512を通過し、成膜室520(520a~520d)で基板Sへの成膜を受け、回転室522(第1の回転室)で90度回転し、バッファ室523を通過し、回転室524(第2の回転室)で90度回転し、成膜室526(526a~526d)で基板Sへの成膜を受け、バッファ室530を通過する。成膜室520、526には、鉛直方向上に向けて蒸着材料を放出する蒸発源(成膜手段)が配置されている。成膜室520、526において、被成膜面が鉛直方向下を向いた状態で基板キャリアCに保持された基板Sが、蒸発源上を通過することで、マスクMによって遮られる個所以外の被成膜面が成膜される。
【0022】
続いて、基板キャリアCは、キャリア分離室531(第1の分離室)、キャリア分離室532(第2の分離室)を搬送される間にマスクMを分離される。ここでの処理については後述する。続いて、基板Sを保持した基板キャリアCは、反転室540で上下反転し、パス室541を通過して、基板分離室542で基板Sを分離される。続いて、基板キャリアCは、キャリア搬出室544から成膜装置外に搬出されるか、キャリア受渡室543を経由して成膜に再利用される。
【0023】
基板Sは、破線の矢印で示すように、基板搬入室501から搬入され、合流室503で基板キャリアCに保持される。その後は基板キャリアCとともに移動した後、基板分離室542で基板キャリアCから分離され、基板搬出室545から成膜装置外に搬出される。
【0024】
成膜装置500はまた、マスクMを搬送する搬送手段を有する(後述)。マスクMは、点線の矢印で示すように、マスク搬入室534から搬入され、キャリア分離室532、マスク受渡室535を通過して、マスク組込室510で基板キャリアCと合流する。その後は基板キャリアCを載置しながら移動した後、キャリア分離室531で基板キャリアCから分離してマスク搬出室533から成膜装置外に搬出されるか、キャリア分離室532で基板キャリアCから分離してマスク受渡室535を経由して成膜に再利用される。
【0025】
制御部550は、成膜装置500の様々な動作を制御する。制御部550は、不図示の制御線や無線通信により、各チャンバの構成物や、搬送体(基板、基板キャリア、基板キャリアと基板の積層体、マスクなど)を搬送する搬送手段との間で相互に情報を送受信する。制御部550としては、プロセッサ、メモリ、通信手段などを有する情報処理装置(例えばコンピュータや処理回路)を利用できる。なお、制御部550は、複数の情報処理装置が連携して動作するものであってもよい。例えばチャンバごとに制御部を設けてもよい。
【0026】
搬送手段としての搬送ローラは、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、駆動手段としてのACサーボモータ等の駆動機構により回転することで、基板キャリアCやマスクMを搬送する。チャンバによっては、マスクMと基板キャリアCを別々に搬送するために、マスク用の搬送ローラと、基板キャリア用の第2の搬送ローラを設けてもよい。その場合、マスク用の搬送ローラと、基板キャリア用の第2の搬送ローラとは別の高さに設けられ、本実施例では第2の搬送ローラのほうが高い位置に設けられている。
【0027】
なお、本発明は、上記のようなデポアップの構成(成膜時に基板S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S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Sが垂直に立てられる構成)でもよい。
【0028】
(基板キャリアと基板)
基板キャリアCの構成と基板Sの保持について説明する。図2(a)は基板キャリアCの模式的平面図である。基板キャリアCは、平面視で略矩形の平板状の構造体である。ここで、成膜装置内には、キャリア搬送経路の両側に沿ってキャリア搬送ローラが複数配置されている。基板キャリアCの搬送時には、基板キャリアCの四辺のうち、搬送方向に沿った対向する二辺がキャリア搬送ローラによって支持される。キャリア搬送ローラが回転することにより、基板キャリアCが搬送方向に移動する。
【0029】
基板キャリアCは、矩形の平板状部材であるキャリア面板401と、複数のチャック部材402と、複数の支持体403を有する。基板Sは、基板キャリアCのキャリア面板401の保持面405と対向するように保持される。図中には便宜的に、基板Sが保持されたときに基板S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。キャリア面板401は、金属等で構成された板状部材であり、ある程度の剛性(少なくとも基板Sよりも高い剛性)を有している。キャリア面板401が保持面405により基板Sを保持することで、基板Sの撓みを抑制する。
【0030】
チャック部材402は、基板Sをチャックするチャック面を有する突起である。チャック面は、粘着性の部材(PSC:Physical Sticky Chucking)によって構成され、物理的な粘着力や吸着力によって基板Sを保持する。複数のチャック部材402のそれぞれが基板Sをチャックすることで、基板Sがキャリア面板401の保持面405に沿って保持される。複数のチャック部材402はそれぞれ、チャック面がキャリア面板401の保持面405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402は、マスクMの形状に応じて配置されることが好ましく、マスクMの基板S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402が基板Sと接触することによる基板S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402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402による吸着による応力が基板S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】
図2(b)は図2(a)のA矢視断面図であり、保持面405が上方を向いた状態を示す。基板Sを保持するキャリア面板401の保持面405が下方を向くよう基板キャリアCが反転されてマスク上に載置される際に、支持体403がマスクMに対して基板キャリアCを支持する。なお、支持体403がキャリア面板401の保持面405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Sの全体がマスクMに密着するような構成でもよい。また、少なくとも支持体403の近傍においては、基板キャリアCに保持された基板Sと、マスクMとが離間するように、支持体403が基板キャリアCを支持する構成でもよい。
【0033】
なお、基板キャリアCが基板Sを保持するための機構はチャック部材に限定されず、搬送や上下反転において基板Sを安定して保持できる機構であればよい。例えば、基板キャリアCが基板Sを保持するクランプ機構を備えてもよい。また、キャリア面板401の内部、または、キャリア面板401の保持面405とは反対側の面に、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Sを保持する静電チャックを配置してもよい。
【0034】
基板キャリアCは、さらに、保持した基板Sを介してマスクMを磁力によって引き付けるための磁力発生手段を有していてもよい。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使用することができる。また、基板キャリアCが静電チャックを備える場合、静電チャックが基板Sに加えてマスクMを吸着するようにしてもよい。
【0035】
(基板キャリアとマスク)
図3は、基板Sを基板キャリアCに取り付け、その基板キャリアCを反転してマスクMへ載置するまでの様子を示す模式的断面図である。図3(a)は、合流室503等において行われる、保持面405が上方を向いた基板キャリアCにより基板Sが支持される様子を示す。基板Sがキャリア面板401の保持面405に向かって下降していき、図3(b)に示すようにチャック部材402によって保持された状態となる。
【0036】
図3(b)から図3(c)にかけて、反転室505等において基板キャリアCが基板Sごと上下反転される様子を示す。これにより基板キャリアCの保持面405が下方を向く姿勢となる。このとき基板Sは、チャック部材402の保持力によって保持面405に下方から張り付き、被成膜面が下方を向く状態となる。この状態の基板キャリアCがマスク組込室510に搬入され、マスクMの上方に移動する。
【0037】
その後、基板Sを保持している基板キャリアCと、マスクMとが、アライメント室511に移動する。アライメント室511に配置されたアライメント装置は、基板キャリアCとマスクMを位置合わせしたのち、基板キャリアCをマスクMに載置する。これにより図3(d)の状態となる。なお、基板SとマスクMは密着していてもよい。また、基板SとマスクMの少なくとも一部が密着していてもよい。
【0038】
アライメント室511には、チャンバ天井から基板キャリアCを見下ろすように撮像を行う撮影手段が配置されている。アライメント装置の制御部は、撮影手段により基板上の基板アライメントマークとマスク上のマスクアライメントマークを撮像し、基板アライメントマークとマスクアライメントマークが所定の位置関係になるように、基板キャリアCとマスクMを相対的にXY平面内で移動させる。そして、所定の位置関係になった時点で基板キャリアCとマスクMの少なくともいずれか一方をZ方向に移動させて、マスクMに基板キャリアCを載置する。そして、図3(d)のように基板キャリアCを載せた状態のマスクMが、マスク搬送ローラによって成膜システム内を移動しながら、成膜を受ける。
【0039】
なお、成膜が完了した後に、キャリア分離室において基板キャリアCがマスクMから分離されると、再び図3(c)のような分離状態となる。この状態で基板キャリアCの周辺部の下に基板搬送ローラを移動させることにより、基板キャリアCとマスクMを個別に搬送できるようになる。
【0040】
(大気ボックスを含むチャンバ)
真空チャンバの内部に、内部空間が大気環境に保たれた大気ボックスと呼ばれる構造物を配置する場合がある。大気ボックスの内部空間はチャンバの外側と連通している。大気ボックスとチャンバの外側の間には、信号線やチューブなどが配置され、情報や物質のやり取りに利用される。内部が大気環境である大気ボックスと、真空に排気される必要があるチャンバ空間とは、気密を保つように隔てられている。
【0041】
大気ボックスを利用する装置の一例として、インライン型の成膜装置がある。インライン型の成膜装置は、複数のチャンバが真空一貫に連結され、基板がチャンバ間を移動しながら成膜される装置である。インライン型の成膜装置に複数の成膜チャンバを設けることにより、基板上に順次成膜を行い、多層構造の有機EL素子を作成することが可能となる
。このようなインライン型成膜装置のチャンバ内部には、基板を移動させるための搬送ローラが備えられている。そしてチャンバ内部の大気ボックスには、搬送ローラを駆動するためのモータ等の駆動機構が格納されている。駆動機構は、チャンバ外部から信号線を介して電力や制御信号を受け取り、大気ボックスに開けられた穴に挿通された軸を介して搬送ローラに動力を伝達する。
【0042】
大気ボックスとチャンバとの間の気密を保つために、軸挿通穴はシール部材やグリスによりシールされるが、経年変化などによりリークが発生して気密性が低下する場合がある。かかるリークは、成膜時のチャンバ内の真空度を低下させて成膜不良を引き起こすおそれがある。そこで、装置のメンテナンス時に、大気ボックスに設けられた穴からリークが発生していないか検出する必要がある。
【0043】
大気ボックスにおいてリーク発生箇所の候補となる開口(例えば軸を挿通する穴)が一つであれば、ヘリウムディテクタなどの既存の装置を用いてリークを検出できる。しかし大気ボックスに複数の開口がある場合、大気ボックスからリークが起こっていることを検出できたとしても、何れの開口でリークが起こっているかを検出することは困難である。
【0044】
図4を参照して、大気ボックスおよび回転台を含むチャンバの構成の一例を説明する。図4は、キャリア分離室531(第1の分離室)のチャンバの内部の断面図であり、基板キャリアCを載置した状態のマスクMがチャンバ内に搬入されている状態を示す。
【0045】
チャンバ内でのマスクMは、対向する二辺をマスク搬送ローラ210により支持されている。マスク搬送ローラ210は駆動軸部211により支持されている。駆動軸部211は、大気ボックス201内部に格納されたモータ等の駆動機構と接続され、モータからの動力を伝達することによりマスク搬送ローラ210を回転させる。駆動軸部211と大気ボックス201の間には、大気ボックス内部からチャンバ内へのリークを防ぐための、気密保持用のシール部202が設けられている。シール部としてはメカニカルシール、シールリングなど任意の機構を利用してよい。
【0046】
複数の大気ボックス201が、シャフト240に支えられた回転台245の上に設置されている。回転台245およびシャフト240は、モータ等の回転機構を備える回転駆動部241(回動手段)に駆動されて、XY平面内で回転軸244を中心として回転する。シャフト240とチャンバ壁の間は、チャンバ内部の真空を保つように磁性流体シールなどで封止されている。回転駆動部241の回転に伴って、大気ボックスに接続されているマスク搬送ローラ210と、マスク搬送ローラ210に支持されているマスクMも、XY平面内で回転する。回転台245としては既存のターンテーブルなどを利用できる。また、チャンバ内に固定されたベース246を配置し、回転台245を安定して支持することも好ましい。また、ベース246に溝状のガイドを設けておき、回転台245の突出部と組み合わせることで、回転動作を安定させることも好ましい。
【0047】
チャンバにはさらに、キャリア支持部230(基板キャリア保持手段)、キャリア駆動軸232、キャリア搬送ローラ220、キャリア搬送ローラの駆動軸221、および、キャリア搬送ローラの駆動部222が配置されている。またチャンバの上部壁の上には、キャリアZ駆動部231が配置されている。本実施例において、搬送体を搬送する搬送装置には少なくとも、搬送体を搬送するための機構と、搬送体を回動させる機構が含まれる。搬送体を搬送する機構には、少なくとも大気ボックス内の駆動手段と、マスク搬送ローラ210が含まれる。搬送帯を回動させる機構には少なくとも、回転駆動部241と回転台245が含まれる。搬送装置にはさらに、基板キャリアを保持する機構であるキャリア支持部や、基板キャリアを搬送する機構であるキャリア搬送ローラなどを含んでもよい。
【0048】
キャリア支持部230は、キャリア駆動軸232を介してキャリアZ駆動部231に接続されている。キャリア支持部230aが有する突出部が紙面左側から、キャリア支持部230bが有する突出部が紙面右側から、それぞれ基板キャリアCの外周部に設けられた溝部と噛み合うことにより、基板キャリアCが支持される。キャリア支持部230が基板キャリアCを支持した後、キャリアZ駆動部231はキャリア駆動軸232をZ方向において上方に移動させる。これにより、キャリア支持部230に支持された基板キャリアCがZ方向で上に移動し、マスクMから分離する。なお、キャリア支持部230とキャリア駆動軸232は一体であってもよい。
【0049】
キャリア搬送ローラ220は、駆動軸221を介して駆動部222に接続されており、マスク搬送ローラ210よりもZ方向で上方に配置されている。駆動部222は、キャリア搬送ローラ220をXY平面内で(図4ではY方向に)移動させることができる。具体的には、駆動部222aはキャリア搬送ローラ220aをY方向の正の向きに移動させ、駆動部222bはキャリア搬送ローラ220bをY方向の負の向きに移動させる。これにより、キャリア搬送ローラ220aとキャリア搬送ローラ220bが、退避位置からキャリア支持位置に移動する。退避位置とは、Y方向において、キャリア搬送ローラ220aとキャリア搬送ローラ220bの間の距離が、基板キャリアCの幅よりも広く、基板キャリアCを自由に上下移動させることが可能な位置である。またキャリア支持位置とは、Y方向において、キャリア搬送ローラ220aとキャリア搬送ローラ220bの間の距離が、基板キャリアCの幅と同じか、より広い位置であり、基板キャリアCを支持可能な位置である。
【0050】
キャリアZ駆動部231がキャリア支持部230を上下に移動させる機構や、キャリア搬送ローラの駆動部222がキャリア搬送ローラ220をローラ回転軸方向(紙面ではY方向)に移動させる機構には、任意の既存の機構を採用できる。例えば、ガイド、ボールねじおよび回転エンコーダを備える装置や、リニアモータとリニアエンコーダを備える装置を用いてもよい。
【0051】
上記の構成を持つキャリアZ駆動部231と駆動部222とが連動して動作することで、マスクMに載置されている基板キャリアCを持ち上げてキャリア搬送ローラ220に載せ替えることが可能になる。その結果、マスクMから基板キャリアCを分離して別々に搬送できるようになる。また、マスクMを回転台245ごと回転させた状態で、マスクMから分離させた基板キャリアCを搬出することにより、マスクMと基板キャリアCを別々の方向に搬出することができる。
【0052】
大気ボックス201には、チャンバ外部から、シャフト240の中空の、回転台245に設けられた開口、および中継ボックス243の内部を経由して、各種の線やケーブルが接続されている。接続されている線として例えば、チャンバ外部から電力を供給する電力線、チャンバ内外で情報を送受信する信号線、チャンバ外部から大気ボックス201に気体を送り込むチューブ等がある。そのため、大気ボックス201の内部はチャンバ外部と同じく大気環境に保たれている。図4ではチューブ250を例示している。ケーブルは、大気ボックス201に内包された機構に接続されている。内包された機構の種類は、大気ボックス201が配置されたチャンバに応じて異なる。例えば、基板キャリアを移動させるチャンバの場合は、キャリア搬送手段(キャリア搬送ローラ)に接続された駆動手段が内包される。また、マスクを移動させるチャンバの場合は、マスク搬送手段(マスク搬送ローラ)に接続された駆動手段が内包される。また、成膜源(蒸発源)を移動させながら成膜を行う成膜室の場合は、成膜源搬送手段に接続された駆動手段が内包される。
【0053】
また、チャンバの天面に、カメラなどの撮影手段252を設けてもよい。制御部550は、撮影手段252を用いた撮像画像を解析して、搬送体の速度や位置を調整する搬送制
御に利用できる。例えば制御部550は、撮影手段252が回転後の回転台245を撮像して得られた画像を解析して、回転台245が所定の位置に収まったかどうかを判定することができる。これにより、マスク搬送ローラ210の搬送方向がずれていても、正しい方向に修正することができる。撮影手段252を複数設けることで、より精度良く位置ずれを検出して制御することができる。
【0054】
また、チャンバ内の所望の位置(図示例では上部隔壁)に、ヘリウムディテクタのプローブ270を設置してもよい。プローブ270は、チャンバ外のヘリウムディテクタ本体に接続されており、ヘリウム検出に用いるために周囲のガスを吸引して本体に送る。
【0055】
図5および図6は、キャリア分離室531のチャンバ内部を上から見た平面図であり、マスクMおよび基板キャリアCは搬入されていない状態を示す。図示されるように、回転台245の上には4個ずつ2列、合計8個の大気ボックス201が設けられており、それぞれの大気ボックス201はマスク搬送ローラ210を2つずつ支持している。ただし、大気ボックスの数や配置はこれに限定されない。図5では、マスク搬送ローラ210は紙面上で左右方向に連なっている。これは、紙面上で右側のバッファ室530からマスクMの搬入を受け、紙面上で左側のキャリア分離室532(第2の分離室)にマスクMを搬出する方向である。
【0056】
図5では、マスク搬送ローラ210が連続する方向(紙面でX方向)において、マスク搬送ローラ210の延長線上に、固定搬送ローラ260および固定従動ローラ263が配置されている。固定搬送ローラ260は、固定搬送ローラの駆動軸261を介して固定搬送ローラの駆動部262からの動力を受けて、マスクMをX方向に搬送する。固定従動ローラ263は、マスクMを支持可能なローラであり、固定搬送ローラ260およびマスク搬送ローラ210がマスクMを搬送するときに従動回転する。固定搬送ローラ260および固定従動ローラ263は、チャンバ内での位置が固定されている。
【0057】
図6は、回転駆動部241が、回転台245を、回転軸244を中心としてXY平面内で90度回転させた状態を示す平面図である。ここで、図5においてマスク搬送ローラ210が並ぶ方向を第1方向とすると、方向の切り替え後の図6におけるマスク搬送ローラ210は、第1方向と交差する第2方向に並んでいる。ここでは第1方向と第2方向が直交しているが、搬送経路を変更する方向に応じて交差角度は任意に変更できる。図6では、マスク搬送ローラ210は紙面上で上下方向に連なっている。これは、キャリア分離室531から、紙面上で下側のマスク搬出室533にマスクMを搬出できる方向である。図6の状態では固定搬送ローラ260および固定従動ローラ263はマスクMの搬送に利用できないが、チャンバ内の上下方向の幅が左右方向の幅よりも狭いため、マスクMの搬送時の安定性に問題は生じない。なお、固定搬送ローラ260や固定従動ローラ263の配置場所や数は、チャンバの形状や、搬送対象物のサイズや強度に応じて、適宜定めればよい。例えば、固定搬送ローラ260や固定従動ローラ263を、マスク搬送ローラ210が方向転換によって取る両方の方向に設けてもよい。また、必要がなければ、固定搬送ローラ260や固定従動ローラ263を設けなくてもよい。
【0058】
また、制御部550は、回転台245を一定速度で回転させてもよいが、タイミングや状態に応じて回転速度を変化させてもよい。図7は、回転台245の回転速度を制御する方法の一例を示したグラフである。横軸は回転台245が90度回転するときの角度を示し、縦軸は回転速度の相対値を示しており、マスクを載置している状態での最も速い速度を100としている。図7の例では、制御部550は、回転台245を、回転の開始(0度)から回転の途中のタイミングt1までの加速段階では徐々に加速し、タイミングt1からタイミングt2までの定速段階では一定速度で回転させ、タイミングt2から回転の終了(90度)までの減速段階では減速する。このような台形型の速度プロファイルで制
御を行うことにより、回転台245の動作を滑らかにしてマスクMの安定を保ちつつ、できるだけ早く回転を完了させることができる。なお、制御プロファイルは台形に限定されず、加速-定速-減速の順に制御されるものであればよい。例えば、加速開始時や定速への移行時には緩やかに速度が変化するS字制御でもよい。
【0059】
また制御部550は、回転制御において、マスクMや基板キャリアCなどの搬送体を載置しているときと、載置していないときで、回転速度を変更してもよい。図7の例では搬送体非載置時(実線)の方が、搬送体載置時(破線)よりも、定速での速度が遅くなるように制御している。
【0060】
[実施例1]
本実施例では、成膜装置500内の各チャンバにおける、基板キャリアCとマスクMの取り付け、分離、搬入および搬出のパターンについて、図面を参照しながら説明する。これにより、成膜装置500のチャンバ内におけるマスクMの回転の適用例を説明する。具体的には、基板キャリアCとマスクMの合流が発生するマスク組込室510、基板キャリアCを載置したマスクMが旋回する回転室522(第1の回転室)と524(第2の回転室)、および、基板キャリアCがマスクMから分離され得るキャリア分離室531(第1の分離室)とキャリア分離室532(第2の分離室)における動作説明を行う。
【0061】
図8は、上記各チャンバでの搬送体(基板キャリアCとマスクM)の搬出、搬入および回転についての模式図である。表1は、図8に示す各チャンバでの動作を説明する表である。以下の説明における「上」「下」「左」「右」はいずれも、図示例を説明するための便宜上のものであり、実際の成膜装置におけるチャンバの配置、搬送体の向き、搬送方向を限定するものではない。また、必ずしも各チャンバにおいて搬送体を回転する必要はなく、装置構成やチャンバの接続状態に応じて回転の有無を適宜決定すればよい。
【表1】
【0062】
(1)マスク組込室510
マスク組込室510には、基板キャリアCが左から、マスクMが下からそれぞれ搬入される。マスク組込室510には、キャリア分離室531と同様の回転台が設けられており、回転台がXY平面内で回転することにより、マスクMの向きも90度変化する。基板キャリアCはキャリア搬送ローラにより、マスクMはマスク搬送ローラにより、それぞれ右に搬送される。なお、実施例の構成では、アライメント室511において基板キャリアCがマスクMに載置されるが、マスク組込室510において載置を行ってもよい。
【0063】
(2)回転室522、524
回転室522(第1の回転室)には、基板キャリアCが載置されたマスクMが左から右に(第1の向きに)搬入される。回転室522にも回転台が設けられており、回転台の回転により、マスクMおよび基板キャリアCの向きが90度変化するよう回転して、回転されたマスクMおよび基板キャリアCが回転室522から搬出される。回転室524(第2の回転室)には、基板キャリアCが載置されたマスクMが上から搬入される。回転室524にも回転台が設けられており、回転台の回転により、マスクMおよび基板キャリアCの向きが90度変化するよう回転して、回転されたマスクMおよび基板キャリアCが回転室524から右から左に(第2の向きに)搬出される。
【0064】
(3)キャリア分離室531(第1の分離室)
キャリア分離室531には、基板キャリアCが載置されたマスクMが右から搬入される。キャリア分離室531では、基板キャリアCが、キャリアZ駆動部231の動作によってマスクから分離され、キャリア搬送ローラ220に支持される。
【0065】
(3-1)
キャリア分離室531において、マスクMは2通りの動作を行い得る。まず、マスク交換などの理由でマスクMを成膜装置500から搬出する場合は、キャリア分離室531内の回転台245が回転し、マスクMの向きを90度変化させる。そして、図6のようにマスク搬送ローラ210がY方向に連続した状態になったら、マスクMを下に搬出する。
【0066】
(3-2)
一方、マスクMを次回の成膜に再利用する場合は、回転台245を回転させずに、図5のようにマスク搬送ローラ210がX方向に連続した状態で、マスクMを左に搬出する。なお、(3-1)と(3-2)どちらの場合も、基板キャリアCは基板搬送ローラによって左に搬出される。実施例の構成では、キャリア分離室531で必ず基板キャリアCを分離しているが、本発明はこれに限定されない。(3-2)のようにマスクMを再利用する場合は、マスクMに基板キャリアCを取り付けたまま左に搬出し、キャリア分離室532で分離を行うようにしてもよい。
【0067】
(4)キャリア分離室532(第2の分離室)
(4-1)
マスク交換が発生する場合は、キャリア分離室532には、マスクMが下から搬入される。ここで、キャリア分離室532にも回転台が設けられており、(4-1)の場合は、マスク搬送ローラが上下方向に連続するように制御されている。よって、搬入されたマスクMは向きを変えずにそのまま上に搬出される。
【0068】
(4-2)
一方、マスクMを再利用する場合は、キャリア分離室532には、マスクMが右から搬入される。この場合は、マスク搬送ローラが左右方向に連続するように回転台が制御される。そして、マスクMが搬入された後、回転台が90度回転する。そして、マスクMが上に搬出される。なお、(4-1)と(4-2)どちらの場合も、成膜済みの基板Sを保持している基板キャリアCは、右から搬入されて左に搬出される。したがって(4-1)の場合は、マスクMと基板キャリアCが上下に離間した状態で、それぞれマスク搬送ローラとキャリア搬送ローラに支持されながら搬送されてくる。
【0069】
各チャンバに配置される機構は、上記の表1に基づいて適宜決定される。例えばキャリア分離室531は、マスク搬送ローラと、マスクMから基板キャリアCを持ち上げるZ駆動機構と、持ち上げた基板キャリアCを支持するキャリア搬送ローラと、マスク搬送ローラの向きを変える回転機構と、を備える。一方、キャリア分離室532やマスク組込室510では、マスク搬送ローラ、キャリア搬送ローラ、および回転機構があればよい。また
回転室522、524では、マスク搬送ローラと回転機構があればよい。その他、マスクMと基板キャリアCの分離や載置の有無や、搬送体の移動方向に基づいて定まる回転の必要性の有無に応じて、各チャンバの構成を決定すればよい。
【0070】
(変形例)
図9(a)を参照して、各チャンバでの搬送体の回転についての別の例を説明する。図8と比べると、回転室524での回転方向が異なっている。なお、この例では、右向きの回転方向を第1の回転方向とし、左向きの回転方向を第2の回転方向とする。第2の回転方向は、第1の回転方向とは反対となる。
【0071】
図9(b)は、回転室522に、第1の向き(左から右の向き)に搬入されたマスクMおよび基板キャリアCの回転の様子であり、回転中心を黒丸で示し、回転方向を矢印で示す。「C+M(t1)」は、回転開始前の第1のタイミングt1におけるマスクMおよび基板キャリアCの向きを示す。「C+M(t2)」は、回転完了後の第2のタイミングt2におけるマスクMおよび基板キャリアCの向きを示す。すなわち、図9の回転室522においては、図8と同様に、マスクMおよび基板キャリアCが右向き(第1の回転方向)に90度回転する。
【0072】
図9(c)は、回転室524における回転の様子を示す。「C+M(t3)」は、回転開始前の第3のタイミングt3におけるマスクMおよび基板キャリアCの向きを示す。「C+M(t4)」は、回転完了後の第4のタイミングt4におけるマスクMおよび基板キャリアCの向きを示す。すなわち、図9の回転室524においては、図8とは異なり、マスクMおよび基板キャリアCが左向き(第2の回転方向)に90度回転する。そして、マスクMは、第1の方向とは異なる第2の向き(右から左の向き)に搬出される。
【0073】
こうすることにより、回転室524~キャリア分離室531の間のマスクMおよび基板キャリアCの向きが、アライメント室511~回転室522におけるマスクMおよび基板キャリアCの向きと一致する。その結果、成膜室520(520a~520d)における基板Sの向きと、成膜室526(526a~526d)における基板Sの向きが一致する。これにより、例えば基板Sのオリフラの向きを変えずに後工程を進めることができるという効果が得られる。
【0074】
(具体例)
続いて、図10図12のチャンバ断面図を参照しつつ、マスクMの回転および搬送の具体的な例を説明する。ここでは、上記(3-1)のように、キャリア分離室531においてマスク交換が発生する場合を例として説明する。各図において、説明に不要な一部の構成要素については、符号を省くか、記載自体を省略している。
【0075】
図10(a)は、キャリア分離室531に、マスクMと、マスクMに載置された基板キャリアCが搬送される様子を示す。このとき、大気ボックス201の内部に配置されたモータから、駆動軸部211を介して伝達された動力がマスク搬送ローラ210を回転させる。その結果、マスク搬送ローラ210に端部を支持されたマスクMがチャンバ内の所定の位置まで移動する。
【0076】
図10(b)は、基板キャリアCがZ方向の上向きに移動し、キャリア搬送ローラ220により支持される様子を示す。まず、キャリア支持部230の突出部が基板キャリアCの溝部と噛み合い、基板キャリアCが支持される。そして、キャリアZ駆動部231がキャリア駆動軸232を介してキャリア支持部230を持ち上げることで、基板キャリアCがマスクMから分離して上昇する。キャリアZ駆動部231は、キャリア搬送ローラ220の設置されている高さよりも上に、基板キャリアCを持ち上げる。続いて、キャリア搬
送ローラの駆動部222a、222bが、キャリア搬送ローラ220a、220bを、ローラの回転軸方向において接近させることで、キャリア搬送ローラ220a、220bが退避位置から支持位置に移動する。続いて、キャリアZ駆動部231が基板キャリアCを下降させてキャリア搬送ローラ220上に載置する。
【0077】
図11(a)は、基板キャリアCがキャリア分離室532に搬送される様子を示す。キャリア支持部230による基板支持が解除されたのち、キャリア搬送ローラの駆動部222が、駆動軸231を介してキャリア搬送ローラ220に動力を伝達する。これによりキャリア搬送ローラ220が回転して基板キャリアCが搬出される。
【0078】
図11(b)は、図10(a)~図11(a)とは90度異なる断面図である。回転駆動部241の駆動により、シャフト240および、マスクMを支持する回転台245が90度回転した状態が図示されている。
【0079】
図12は、マスクMを下方に搬出する様子を示す。マスク搬送ローラ210が大気ボックス内部の駆動手段により駆動されるとともに、固定搬送ローラ260が駆動部262により駆動されることで、マスク搬送ローラ210、固定従動ローラ263および固定搬送ローラ260に支持されているマスクMが移動して搬出される。
【0080】
(大気ボックスの内部構成)
図13(a)は、大気ボックス201の垂直方向における断面図である。大気ボックス201の隔壁には、マスク搬送ローラ210に対応する数(本実施例では2つ)の挿通穴275が設けられている。挿通穴275には駆動軸部211が配置されており、駆動軸部211と挿通穴275の隙間はシール部202により封止されている。大気ボックス201の内部には、チャンバ外部から、挿通穴275ごとに、チューブ250が導入されている。挿通穴275は、大気ボックス201の内部から外部に貫通して配置される部材(ここでは駆動軸部)のための貫通孔であり、本実施例でのリーク箇所の候補に当たる。ただしリーク箇所の候補はこれに限定されない。
【0081】
図13(b)は、大気ボックス201の平面断面図である。駆動軸部は、大気ボックス内部においては駆動手段280に接続され、大気ボックス外部においてはマスク搬送ローラ210に接続されている。本実施例の駆動手段280は、不図示の電力線および信号線を介してチャンバ外部と接続されたモータである。
【0082】
以上のように、実施例の構成によれば、チャンバ内に回転可能な機構を設けることで、マスクなどの搬送体の搬送方向を変化させることが可能になる。その結果、例えば実施例においてキャリア分離室531からのマスクの搬出先を左と下に分岐させたように、搬送体の経路を柔軟に設定できるようになる。
【0083】
<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。
【0084】
まず、製造する有機EL表示装置について説明する。図14(a)は有機EL表示装置700の全体図、図14(b)は1画素の断面構造を表している。
【0085】
図14(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。
【0086】
図14(b)は、図14(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。
【0087】
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。
【0088】
図14(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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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】
【0098】
201:大気ボックス、210:マスク搬送ローラ、241:回転駆動部、245:回転台、280:駆動手段
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