特許 7606834 回転成膜装置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】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】回転成膜装置および電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20241219BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20241219BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20241219BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20241219BHJP

   H01L 21/203 20060101ALI20241219BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 J

C23C14/04 A

H05B33/14 A

H05B33/10

H01L21/203 Z

H01L21/68 N

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020135817

(22)【出願日】2020-08-11

(65)【公開番号】P2022032234

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-07-20

(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】金 栽賢

(72)【発明者】

【氏名】相澤 雄樹

【審査官】安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２７３０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１１７６５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１０４９５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と前記基板の成膜面に重ねられたマスクとを一体的に回転させながら、前記マスクを介して前記基板に成膜材料を成膜する成膜装置において、
前記マスクを保持するマスク保持部と、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に連結され、前記基板と前記マスクの回転中心線に沿って前記基板保持部を移動させるセンターシャフトと、
前記マスク保持部に連結され、前記マスク保持部と前記基板保持部との間で回転トルクを伝達する回転トルク伝達手段と、
前記回転中心線と平行な方向において前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置を変更する位置変更手段と、
回転方向における前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置の変更を規制するガイド手段であって、前記回転中心線と平行に配置されるガイドシャフトと、前記ガイドシャフトに対して相対移動可能に嵌合する嵌合部材と、を有するガイド手段と、を備え、
前記嵌合部材は、前記マスク保持部に装着され、前記嵌合部材に挿通される前記ガイドシャフトの一端が前記基板保持部に固定されており、
前記回転トルク伝達手段は、前記マスク保持部に連結される駆動軸を含み、
前記回転トルク伝達手段の前記駆動軸は中空であり、
前記駆動軸の中空部に前記センターシャフトが挿通されることを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記マスク保持部から、前記ガイド手段を介して、前記基板保持部へ回転トルクを伝達する請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記ガイドシャフトを複数備える請求項１に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記複数のガイドシャフトは、前記回転中心線に対して対称位置に配置されている請求項３に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記ガイドシャフトと前記嵌合部材との少なくともいずれか一方と、前記マスク保持部と前記基板保持部との少なくともいずれか一方との接続箇所に、前記基板保持部の基板保持面と前記マスク保持部のマスク保持面との平行度の調節手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記調節手段はシムであ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】

前記マスク保持部は、
前記マスクが載置されるマスク台と、
前記マスク台の上方に所定間隔を隔てて平行に配置される支持プレートと、
前記マスク台と前記支持プレートとを連結する連結部材と、を有し、
前記マスク台と前記支持プレートの間に前記基板保持部が配置され、
前記嵌合部材は、前記マスク保持部の前記支持プレートに装着されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記マスク保持部は、
前記マスクが載置されるマスク台と、
前記マスク台の上方に所定間隔を隔てて平行に配置される支持プレートと、
前記マスク台と前記支持プレートとを連結する連結部材と、を有し、
前記マスク台と前記支持プレートの間に前記基板保持部が配置され、
前記センターシャフトが、前記マスク保持部の前記支持プレートを貫通して、前記基板保持部に連結され、
前記センターシャフトが、前記位置変更手段として、前記基板保持部を軸方向に移動させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記基板保持部と前記マスク保持部とを、それぞれ、前記回転中心線と直交し、かつ互いに直交する２つの方向に移動させるアライメント手段を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記位置変更手段が、前記マスクと前記基板とが離間するように前記マスク保持部と前記基板保持部との相対位置を変更した状態で、前記アライメント手段が前記基板と前記マスクとのアライメントを行う請求項９に記載の成膜装置。

【請求項11】

基板と前記基板の成膜面に重ねられたマスクとを一体的に回転させながら、前記マスクを介して前記基板に成膜材料を成膜する成膜装置において、
前記マスクを保持するマスク保持部と、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に連結され、前記基板と前記マスクの回転中心線に沿って前記基板保持部を移動させるセンターシャフトと、
前記マスク保持部に連結され、前記マスク保持部と前記基板保持部との間で回転トルクを伝達する回転トルク伝達手段と、
回転方向においては前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置の変化を規制し、前記回転中心線と平行な方向においては前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置の変化を許容するガイド手段と、を備え、
前記ガイド手段は、
前記回転中心線と平行に配置されるガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトに対して相対移動可能に嵌合する嵌合部材と、を有し、
前記嵌合部材は、前記マスク保持部に装着され、前記嵌合部材に挿通される前記ガイドシャフトの一端が前記基板保持部に固定されており、
前記回転トルク伝達手段は、前記マスク保持部に連結される駆動軸を含み、
前記回転トルク伝達手段の前記駆動軸は中空であり、
前記駆動軸の中空部に前記センターシャフトが挿通される
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項12】

前記マスク保持部から、前記ガイド手段を介して、前記基板保持部へ回転トルクを伝達する請求項１１に記載の成膜装置。

【請求項13】

前記ガイドシャフトを複数備える請求項１１に記載の成膜装置。

【請求項14】

前記ガイドシャフトと前記嵌合部材との少なくともいずれか一方と、前記マスク保持部と前記基板保持部との少なくともいずれか一方との接続箇所に、前記基板保持部の基板保持面と前記マスク保持部のマスク保持面との平行度の調節手段を備えることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項15】

前記センターシャフトが、前記基板保持部の位置を変更することにより、前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置を変更する請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項16】

前記マスク保持部は、
前記マスクが載置されるマスク台と、
前記マスク台の上方に所定間隔を隔てて平行に配置される支持プレートと、
前記マスク台と前記支持プレートとを連結する連結部材と、を有し、
前記マスク台と前記支持プレートの間に前記基板保持部が配置され、
前記センターシャフトが、前記マスク保持部の前記支持プレートを貫通して、前記基板保持部に連結される請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項17】

前記基板保持部と前記マスク保持部とを、それぞれ、前記回転中心線と直交し、かつ互いに直交する２つの方向に移動させるアライメント手段を備える請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項18】

前記回転中心線と平行な方向において前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置を変更する位置変更手段を備え、
前記位置変更手段が、前記マスクと前記基板とが離間するように前記マスク保持部と前記基板保持部との相対位置を変更した状態で、前記アライメント手段が前記基板と前記マスクとのアライメントを行う請求項１７に記載の成膜装置。

【請求項19】

電子デバイスの製造方法であって、
請求項１乃至１８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、成膜源に対して基板及びマスクが一体的に回転する回転成膜装置および電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、フラットパネルディスプレイとして有機電界発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）が脚光を浴びている。有機電界発光ディスプレイは自発光ディスプレイで、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種の携帯端末などで、既存の液晶パネルディスプレイを急速に代替している。また、自動車用のディスプレイ等にも、その応用分野が広がっている。

【0003】

従来の回転成膜装置としては、たとえば、特許文献１に記載のようなマスク蒸着装置（成膜装置）が知られている。このマスク蒸着装置は、真空チャンバを有し、真空チャンバの内部に、成膜対象物（基板）と、蒸着マスク（マスク）と、成膜対象物に蒸着分子蒸発源子を供給する蒸発源とが配置されている。成膜対象物とマスクは、回転軸を備えた回転機構に支持された磁石ユニット（基板支持部材）に保持されており、蒸着時に、回転機構によって、磁石ユニット、成膜対象物およびマスクを、回転軸を中心に一体として回転させるように構成されている。

【0004】

しかし、近年の基板の大型化に伴い、回転をさらに安定化させる要請が高まっている。大型化すると、基板とマスクの水平度が低下して回転が不安定となる。マスクや基板の撓みを小さくするためには、各構造部分を高剛性にする必要があるが、剛性を高めると、大型化し、重量も増大してしまう。

【0005】

一方、特許文献２には、真空チャンバ内に、基板とマスクとを位置合わせするアライメントユニットと、アライメントユニットから基板とマスクとを受け取る搬送用トレイと、この搬送用トレイの搬送経路に沿って配置される蒸発源やスパッタターゲット等の成膜手段とを備えた成膜装置が記載されている。アライメントユニットは、基板を保持する基板保持ユニットと、マスクを支持するマスクホルダ（マスク保持部材）を有し、マスクホルダは、支軸(センターシャフトに相当)に、ガイドブッシュ付きガイドロッドを介して連結されている。支軸は、モータによって回転可能で、Ｘ－Ｙ方向移動部によって、支軸と直交するＸ－Ｙ方向に移動可能となっている。マスクホルダも、支軸と同期して回転し、また、Ｘ－Ｙ方向へ移動することによって、静止した基板に対してアライメントを行うようになっている。アライメント後に、マスクと基板を下降させ、搬送トレイ上に載置されるが、マスクホルダは、ガイドロッドによるガイド作用を得て下降し、所定のアライメント精度を確保している。

【0006】

しかし、このマスクホルダは、アライメント用にマスクを回転させるもので、成膜時には、アライメントユニットから搬送トレイに移載されており、成膜工程で回転する構造とはなっておらず、回転成膜装置に適用することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１０－１８５１０７号公報

【文献】特開２００５－２４８２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、基板とマスクの回転をより安定化させ、より高精細の成膜を可能とする回転成膜装置および電子デバイスの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の成膜装置は、
基板と前記基板の成膜面に重ねられたマスクとを一体的に回転させながら、前記マスクを介して前記基板に成膜材料を成膜する成膜装置において、
前記マスクを保持するマスク保持部と、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に連結され、前記基板と前記マスクの回転中心線に沿って前記基板保持部を移動させるセンターシャフトと、
前記マスク保持部に連結され、前記マスク保持部と前記基板保持部との間で回転トルクを伝達する回転トルク伝達手段と、
前記回転中心線と平行な方向において前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置を変更する位置変更手段と、
回転方向における前記マスク保持部と前記基板保持部との相対的な位置の変更を規制するガイド手段であって、前記回転中心線と平行に配置されるガイドシャフトと、前記ガイドシャフトに対して相対移動可能に嵌合する嵌合部材と、を有するガイド手段と、を備え、
前記嵌合部材は、前記マスク保持部に装着され、前記嵌合部材に挿通される前記ガイドシャフトの一端が前記基板保持部に固定されており、
前記回転トルク伝達手段は、前記マスク保持部に連結される駆動軸を含み、
前記回転トルク伝達手段の前記駆動軸は中空であり、
前記駆動軸の中空部に前記センターシャフトが挿通されることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の電子デバイスの製造方法は、
上記回転成膜装置を用いて電子デバイスを製造することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、基板とマスクの水平度が向上し、回転を安定させることができ、高精細の成膜が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電子デバイス製造装置の一部の模式図である。

【図2】実施形態に係る回転成膜装置の成膜時の模式的構成図である。

【図3】図２の成膜前の状態の模式的構成図である。

【図4】（Ａ）は、図２のセンターシャフトの取付部の部分拡大断面図、（Ｂ）は、図２のガイドシャフトの部分の部分拡大断面図である。

【図5】（Ａ）は、ガイドブッシュの接続部にシムを挿入した状態の部分断面図、（Ｂ）はシムの接触状態を模式的に示す平面図である。

【図6】図２のマスク保持ユニットと基板保持ユニットの構成を示す斜視図である。

【図7】図２の成膜装置のアライメント工程、成膜工程の説明図である。

【図8】本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ表示装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。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、本発明の範囲は、これらの構成に限定されない。また、以下の説明において、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理の流れ、製造条件、大きさ、材質、形状等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。

【0014】

＜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構成の一部を模式的に示す上視図である。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、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍ、厚み約０．５ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルが作製される。
電子デバイスの製造装置は、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１１、１１２と、搬送室１１０と、を有する。搬送室１１０内には、基板３を保持し搬送する搬送ロボット１１９が設けられている。搬送ロボット１１９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、各成膜室への基板３の搬入／搬出を行う。
各成膜室１１１、１１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置ともよぶ）が設けられている。搬送ロボット１１９との基板３の受け渡し、基板３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３の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。

【0015】

以下、成膜室に設けられる成膜装置の構成について説明する。
＜成膜装置＞
図２は、本発明の実施形態に係る回転成膜装置１の成膜時の構成を模式的に示す構成図、図３は、成膜前の状態を模式的に示す構成図である。
以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交し、かつ互いに直交する方向をＸＹ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。成膜時に基板は水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定されるものとし、このときの基板の短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向とする。またＺ軸まわりの回転角をθで表す。

【0016】

成膜装置１は、真空チャンバ１００を有している。真空チャンバ１００の内部は真空などの減圧雰囲気、或い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１００の内部の上部空間には、マスク２を保持するマスク保持ユニット(マスク保持部)２０と、マスク２に重ねられた成膜対象物である基板３を保持する基板保持ユニット(基板保
持部)３０と、が配置されている。
基板保持ユニット３０にはセンターシャフト３２が連結され、マスク保持ユニット２０には回転トルク伝達手段としての中空回転軸（駆動軸）１５が連結されている。センターシャフト３２は、中空回転軸１５の内周に摺動自在に挿入されている。
また、マスク保持ユニット２０と基板保持ユニット３０とを、回転方向においては相対的な位置を変更することなく、回転中心線と平行な方向においては相対的に移動可能に支持するガイド機構１０が設けられている。このガイド機構１０を介して、中空回転軸１５から伝達される回転トルクが、マスク保持ユニット２０から基板保持ユニット３０に伝達され、マスク保持ユニット２０と基板保持ユニット３０を一体的に回転させるようになっている。
一方、真空チャンバ１００の内部の下部空間には蒸発源５０が設置され、基板３に対してマスクを介して成膜材料を蒸着する。蒸発源５０は、蒸着材料が収納される坩堝、ヒータ、シャッタ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される（いずれも不図示）。シャッタは、基板３に対する成膜時以外においては基板３を覆い、蒸発源５０から蒸発された蒸着材料が基板３に堆積することを抑止する。

【0017】

また、マスク保持ユニット２０、基板保持ユニット３０とは別に、上記した搬送室１１０の搬送ロボット１１９から基板３を受け取る支持具４１を備え、マスク保持ユニットに保持されたマスク２上に搬送して、マスク上に重ねて載置する基板昇降ユニット４０が設けられている。

【0018】

以下、各部の構成について詳細に説明する。
マスク保持ユニット２０の構成
マスク保持ユニット２０は、マスク２が載置されるマスク台２１と、マスク台２１の上方に所定間隔を隔てて平行に配置される支持プレート２２と、マスク台２１と支持プレート２２とを連結する連結部材２３と、を有するフレーム構造の構造体である。マスク２は
、基板３上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンをもつメタルマスクである。マスク台２１は、マスク２の周縁を保持する枠体構成であり、成膜時にはマスク２の上に基板３が載置される。したがってマスク２は基板３を載置する載置体としての役割も担う。
このマスク保持ユニット２０に、中空回転軸１５が連結されている。中空回転軸１５は、真空チャンバ１００の外部から挿入され、マスク保持ユニット２０に回転トルクを伝達するもので、中空回転軸１５の端部が支持プレート２２の中央に連結固定されている。

【0019】

基板保持ユニット３０の構成
基板保持ユニット３０は、マスク保持ユニット２０のマスク台２１と支持プレート２２の間に配置される。
図４（Ａ）は、基板保持ユニット３０の一例を示す部分構成図である。
すなわち、基板保持ユニット３０は、冷却板３１と、マグネット３３ａと、マグネット３３ａを支持するヨーク板３３と、固定プレート３４を有する積層ユニットで、冷却板ユニットとも呼ばれる。冷却板３１は、マスク台２１に対向して配置され、成膜時に基板３（マスク２とは反対側の面）に密着し、基板３の温度上昇を抑える部材である。また、ヨーク板３３は、冷却板３１に重ねてマグネット３３ａを支持するヨーク板３３が積層され、磁力によってマスク２を磁気吸引することで、成膜時において基板３とマスク２の密着性を高めている。さらに、なお、冷却板３１がマグネットあるいはヨーク板を兼ねていてもよい。固定プレート３４は、基板保持ユニット３０のベースプレートで、この固定プレート３４に対して、ヨーク板３３、マグネット３３ａ、冷却板３１が積層して固定される。
この固定プレート３４の中央に、マスク保持ユニット２０の支持プレート２２を貫通し、中空回転軸１５の内周に摺動自在に挿入されるセンターシャフト３２の一端が連結されている。このセンターシャフト３２は、基板保持ユニット３０をＺ軸方向に昇降させる。

【0020】

ガイド機構１０の構成
ガイド機構１０は、図２および図３に示すように、基板保持ユニット３０とマスク保持ユニット２０の回転中心線Ｎと平行に配置されるガイドシャフト１１と、ガイドシャフト１１に対して相対移動可能に嵌合する嵌合部材としてのガイドブッシュ１２と、を備えている。ガイドブッシュ１２は、マスク保持ユニット２０の支持プレート２２に装着され、ガイドブッシュ１２に挿通されるガイドシャフト１１の一端が基板保持ユニット３０に固定されている。
図４（Ｂ）は、ガイドシャフト１１と基板保持ユニット３０の固定状態を示す図である。
ガイドシャフト１１の端部は、基板保持ユニット３０の固定プレート３４に設けられた断面ハット形状の受具１３に挿入され、その底面にボルトによって固定されている。受具１３には、ガイドブッシュ１２の先端も挿入可能で、ガイドブッシュの端部は底面に当接して基板保持ユニット３０の上方の移動は規制される。
次に、このガイド機構１０を図６を参照して説明する。
図６は、マスク保持ユニットと基板保持ユニットを示す斜視図である。
図６に示すように、ガイドシャフト１１を複数備えており、ガイドシャフト１１とガイドブッシュ１２は、複数組、この例では4組設けられている。複数のガイドシャフト１１
は、回転中心線Ｎに対して互いに対称位置に配置されている。この例では、マスク保持ユニット２０の支持プレート２２は、矩形状の板状部材で、４つの角部の位置に配置されている。ガイドシャフト１１は、センターシャフト３２と互いに平行に配置され、一方、ガイドブッシュ１２の中心線も、回転中心線Ｎに対して平行となるように組付けられる。

【0021】

＜シムによるガイドシャフトの傾き調整＞
次に、図５を参照して、各ガイドシャフト１１の傾き調整について説明する。
図５（Ａ）は、ガイドブッシュの接続部にシムを挿入した状態の部分断面図、（Ｂ）はシムの接触状態を模式的に示す平面図である。
この実施形態では、ガイドブッシュ１２とマスク保持ユニット２０の支持プレート２２との4箇所の接続箇所(Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ)に、ガイドシャフト１１の傾きを調整する調節手段としてのシム１８が介挿されている。すなわち、ガイドブッシュ１２の固定フランジ１２ａが、周方向４箇所でボルト１３によって固定されている。この４箇所の隙間をシム１８で調節することで、ガイドブッシュ１２の中心軸線を、Ｚ軸方向に対して、ＸＹ軸方向のあらゆる方向へ傾けることができ、これに嵌合するガイドシャフト１１の傾き調整が可能となる。シム１８の挿入箇所としては、ガイドシャフト１１と基板保持ユニット３０との接続箇所に設けてもよいし、ガイドシャフト１１とガイドブッシュ１２の接続箇所の両方に設けてもよい。
ガイドシャフト１１の傾き調整の方法としては、シム１８の挿入による方法の他に、傾き調整ねじを設けて接続箇所の傾きを調整してもよく、シム１８の挿入に限定されない。

【0022】

真空チャンバ１００の上部（外側）構造について
次に、図２および図３に戻って、真空チャンバ１００の上部（外側）構造について説明する。
真空チャンバ１００の外側上部には、ロータリージョイント１２０、磁気シール１２５、中空回転軸１５をＸＹ方向に移動させるＸアクチュエータ１３０ＸおよびＹアクチュエータ１３０Ｙおよび回転させるθアクチュエータ１３０θ、さらに、センターシャフト３２を介して基板保持ユニットをＺ軸方向に移動させるＺアクチュエータ１３０Ｚが設けられている。

【0023】

Ｘアクチュエータ１３０Ｘ及びＹアクチュエータ１３０Ｙは、真空チャンバ１００に対して第１ステージ１４１をＸＹ方向に移動させるもので、この第１ステージ１４１に、磁気シール１２５を介して中空回転軸１５が支持されている。さらに第１ステージ１４１上には、支柱１４２ａを介して固定される第２ステージ１４２が設けられ、この第２ステージ１４２にロータリージョイント１２０が固定されている。また、この第２ステージ１４２にθアクチュエータ１３０θが装着され、ギア等の駆動伝達部材１３５を介して中空回転軸１５を回転駆動するようになっている。
また、第２ステージ１４２の上方には、さらに支柱１４３ａを介して第３ステージ１４３が設けられ、この第３ステージ１４３にＺアクチュエータ１３０Ｚが設けられ、センターシャフト３２をＺ軸方向に移動させる。

【0024】

ロータリージョイント１２０は、基板保持ユニット３０の冷却板３１に冷却媒体を循環させるもので、中空回転軸１５に、供給路及び排出路が設けられ、供給路及び排出路のポートに対して環状流路を介して、ロータリージョイントに設けた供給ポート、排出ポートに接続するように構成される。

【0025】

磁気シール１２５は、磁性流体シールであり、中空回転軸１５と共に回転する回転リングと、第１ステージに固定される固定リングの間に設けられた隙間に、マグネットによって磁性流体を吸着して真空チャンバ１００を封止する。
また、磁気シール１２５と、真空チャンバ１００の上壁１０１に設けられた中空回転軸１５の挿通孔１０２との間は、変形自在のベローズ１５０によってシールされる。

【0026】

また、基板昇降ユニット４０を駆動するための、基板昇降アクチュエータ１６０は、真空チャンバ１００の上壁１０１に別途設けられている。
Ｘアクチュエータ１３０Ｘ、Ｙアクチュエータ１３０Ｙ、θアクチュエータ１３０θは、中空回転軸１５を介して、マスク保持ユニット２０を、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、θ方向に回転させ、アライメント時には、静止した基板３に対してマスク２を移動させること
で、基板３とマスク２のアライメント調整を行う。成膜時においては、中空回転軸１５を、θアクチュエータ１３０θで回転駆動することで、マスク保持ユニット２０、ガイド機構１０を介して、駆動トルクを基板保持ユニット３０に伝達し、マスク保持ユニット２０と基板保持ユニット３０全体を、一体的に回転駆動するようになっている。

【0027】

真空チャンバ１００の上（外側）には、基板３とマスク２のアライメント調整のために、基板３及びマスク２それぞれの位置を測定する不図示のカメラが設けられている。カメラは、真空チャンバ１００に設けられた窓を通して、基板３とマスク２を撮影する。その画像から基板３上のアライメントマーク及びマスク２上のアライメントマークを認識することで、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ズレを計測することができる。

【0028】

成膜装置１は、制御部１７０を有する。制御部１７０は、Ｘアクチュエータ１３０Ｘ、Ｙアクチュエータ１３０Ｙ、Ｚアクチュエータ１３０Ｚ、θアクチュエータ１３０θ、基板昇降アクチュエータ１６０、及びカメラ(不図示)、蒸発源５０等を制御し、基板３の搬送、アライメント工程、成膜工程の一連の工程を実行する。制御部１７０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１７０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１７０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、成膜装置ごとに制御部１７０が設けられていてもよいし、１つの制御部１７０が複数の成膜装置を制御してもよい。

【0029】

次に、成膜の基本的な手順について、図７を参照して説明する。
図７は、図２の成膜装置のアライメント工程、成膜工程の説明図である。
アライメント工程
成膜時前には、図７（Ａ）に示すように、基板昇降ユニット４０の支持具４１によって基板３が所定位置に支持される。この基板３の位置は、マスク台２１と基板保持ユニット３０の間の位置にある。この位置で、Ｘアクチュエータ１３０Ｘ及びＹアクチュエータ１３０Ｙ及びθアクチュエータ１３０θによって、中空回転軸１５をＸＹ方向に移動させると共に、回転中心線Ｎに対してθ方向に回転させ、中空回転軸１５に連結されているマスク保持ユニット２０に保持されているマスク２を、基板３に対して相対移動させ、アライメント調整を行う。
この時、マスク保持ユニット２０にガイド機構１０を介して連結されている基板保持ユニット３０も、マスク保持ユニット２０と同期して移動する。

【0030】

アライメント調整後、図７（Ｂ）に示すように、基板昇降ユニット４０によって、基板３を下降させ、マスク台２１に支持されたマスク２上に載置し、支持具４１は不図示のアクチュエータによって基板３から退避する。
次に、図７（Ｃ）に示すように、Ｚアクチュエータ１３０Ｚ（図２、図３参照）によって、センターシャフト３２を介して、基板保持ユニット３０を下降させ、冷却板３１を、基板３の、マスク２とは反対側の面に当接させる。基板保持ユニット３０に設けられたマグネット３３ａによってマスク２は、基板３に密着するように吸引される。

【0031】

成膜工程
成膜時には、アライメントで使用したθアクチュエータ１３０θによって、中空回転軸１５を介して、マスク保持ユニット２０を回転駆動する。このマスク保持ユニット２０の回転トルクが、ガイド機構１０の４本のガイドシャフト１１及びガイドブッシュ１２を介して基板保持ユニット３０に伝達され、マスク保持ユニット２０と基板保持ユニット３０
が一体的に回転駆動される。
この際に、ガイドシャフト１１およびガイドブッシュ１２によってガイドされているので、安定した回転が維持される。回転は通常は５０ｒｐｍ程度の速度で回転されるが、回転速度は任意である。
これによって、基板３に、均等に成膜材料が蒸着され、均一な膜厚の被膜を生成することができる。

【0032】

なお、上記した実施形態では、中空回転軸１５を回転トルク伝達手段とし、ガイド機構１０を介して、マスク保持ユニット２０から基板保持ユニット３０にトルクを伝達するようになっているが、センターシャフト３２を回転トルク伝達手段とし、ガイド機構１０を介して、基板保持ユニット３０からマスク保持ユニット２０にトルクを伝達するように構成してもよい。たとえば、θアクチュエータ１３０θをセンターシャフト３２側に設ける等、種々の構成を採用することができる。具体的には、アクチュエータ１３０θは、ボールスプライン機構を介してセンターシャフト３２を回転駆動させる構成とし、Ｚアクチュエータ１３０Ｚは、ボールねじ機構を介して回転運動を直線運動に変換させる構成とすればよい。このようにすれば、θアクチュエータ１３０θによってボールスプライン機構を介してセンターシャフト３２を回転させつつ、センターシャフト３２が軸方向に移動しないように、Ｚアクチュエータ１３０Ｚによって、ボールねじ機構のナットも回転させることで、回転運動のみを実現できる。要するに、回転トルク伝達手段からの回転トルクを、ガイド機構を介して、マスク保持部と基板保持部の一方から他方に伝達し、マスク保持部と基板保持部を一体的に回転させる構成とすればよい。
また、ガイド機構１０については、上記実施形態では、ガイドシャフトとガイドブッシュによって構成したが、相対回転不能で、かつ回転中心線と平行方向に直線的に相対移動可能な機構であればよく、たとえば、軌道レールと、軌道レールに沿って移動する摺動台から構成される直線ガイドを用いることもでき、ガイドシャフトとガイドブッシュに限定されない。

【0033】

＜電子デバイスの製造方法の実施例＞
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。

【0034】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図８（Ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図８（Ｂ）は１画素の断面構造を表している。
図８（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。本実施例にかかる有機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。

【0035】

図８（Ｂ）は、図８（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、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。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７０が設けられている。

【0036】

有機ＥＬ層を発光素子単位に形成するためには、マスクを介して成膜する方法が用いられる。近年、表示装置の高精細化が進んでおり、有機ＥＬ層の形成には開口の幅が数十μｍのマスクが用いられる。このようなマスクを用いた成膜の場合、マスクが成膜中に蒸発源から受熱して熱変形するとマスクと基板との位置がずれてしまい、基板上に形成される薄膜のパターンが所望の位置からずれて形成されてしまう。そこで、これら有機ＥＬ層の成膜には本発明にかかる成膜装置（真空蒸着装置）が好適に用いられる。

【0037】

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）および第１電極６４が形成された基板６３を準備する。
第１電極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、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。

【0038】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３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。

【0039】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３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。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。

【0040】

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７０を成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。

【0041】

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。
このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、発光素子ごとに発光層が精度よく形成される。従って、上記製造方法を用いれば、発光層の位置ずれに起因する有機ＥＬ表示装置の不良の発生を抑制することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 回転成膜装置、２ マスク、３ 基板、
１０ ガイド機構、１１ ガイドシャフト、１２ ガイドブッシュ、
１５ 中空回転軸(トルク伝達手段)、
１８ シム、
２０ マスク保持ユニット、２１ マスク台、２２ 支持プレート
２３ 連結部材
３０ 基板保持ユニット、３１ 冷却板、３３ ヨーク板、
３３ａ マグネット
３２ センターシャフト
４０ 基板昇降ユニット、４１ 支持具
５０ 蒸発源
１００ 真空チャンバ
１３０θ θアクチュエータ
１３０Ｚ Ｚアクチュエータ
Ｎ 回転中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】