JP2024142950A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とマスクとのアライメント精度に対する真空チャンバの変形の影響を比較的簡素な構造で低減すること。
【解決手段】マスクを介して基板に材料を成膜する成膜装置であって、前記基板と前記マスクを収容する真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられ、前記マスクに対する前記基板の位置を調整する位置調整手段と、を備え、前記真空チャンバは、複数の側壁部と該複数の側壁部に接続された天壁部とを有し、前記位置調整手段は、前記天壁部の周縁部に接続され、該位置調整手段を前記真空チャンバに固定する固定部材を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は成膜装置に関する。

有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、マスクを用いて基板上に蒸着物質が成膜される。成膜の前処理としてマスクと基板とのアライメントが行われ、両者が重ね合わされる。アライメントにおいては、真空チャンバ内において基板とマスクの位置ずれの計測と、計測結果に基づく基板とマスクとの相対位置の調整とが行われる。真空チャンバはその内部の負圧によって部分的に変形する場合がある。特許文献１には、アライメントステージ機構を載置する支持板と、真空チャンバの天板とを分離する構造をとっている。これにより真空チャンバの変形がアライメントに与える影響を低減している。

特開２０２１－８０５６１号公報

しかし、特許文献１の装置は、構造の簡素化の点で改善の余地がある。

本発明は、基板とマスクとのアライメント精度に対する真空チャンバの変形の影響を比較的簡素な構造で低減することにある。

本発明によれば、
マスクを介して基板に材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板と前記マスクを収容する真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に設けられ、前記マスクに対する前記基板の位置を調整する位置調整手段と、を備え、
前記真空チャンバは、複数の側壁部と該複数の側壁部に接続された天壁部とを有し、
前記位置調整手段は、
前記天壁部の周縁部に接続され、該位置調整手段を前記真空チャンバに固定する固定部材を備える、
ことを特徴とする成膜装置が提供される。

本発明によれば、基板とマスクとのアライメント精度に対する真空チャンバの変形の影響を比較的簡素な構造で低減することができる。

本発明の一実施形態に係る成膜装置の概略図。 保持ユニット付近の拡大図。 （Ａ）は保持ユニット等の平面図、（Ｂ）は保持ユニット付近の構成の斜視図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の成膜装置の動作説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の成膜装置の動作説明図。 （Ａ）は固定部材の平面図、（Ｂ）はチャンバの変形例を示す図。 （Ａ）及び（Ｂ）は固定部材の他の例を示す図。 接続部位の例を示す説明図。 （Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第一実施形態＞
＜成膜装置の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。成膜装置１は、基板１００に蒸着物質の膜を成膜する装置であり、マスク１０１を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を基板１００に形成する。成膜装置１で成膜が行われる基板１００の材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。以下の説明においては成膜装置１が真空蒸着によって基板１００に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ等の各種成膜方法を適用可能である。なお、各図において矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。

成膜装置１は、内部を真空に保持可能な箱型の真空チャンバ２（単にチャンバ２と呼ぶ場合がある）を有する。チャンバ２の内部空間は、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。本実施形態では、チャンバ２は不図示の真空ポンプに接続されている。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。

チャンバ２は、水平な壁体である天壁部２１及び底壁部２３と、垂直な壁体である複数の側壁部２２とを有する。本実施形態の場合、側壁部２２は４つ設けられており、４つの側壁部２２によって四角形の筒が形成され、その上端部及び下端部に天壁部２１と底壁部２３とが接続されている。こうした壁部によって画定されるチャンバ２の内部空間には、マスク１０１に対する基板１００の位置を調整する位置調整ユニット３、プレートユニット４、蒸着ユニット９及びシャッタ１０が設けられている。また、成膜装置１はマスク支持ユニット５を備え、マスク支持ユニット５のマスク台５１も、チャンバ２の内部空間に配置されている。

マスク１０１は、例えば、基板１００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り、マスク台５１の上に載置されている。マスク１０１としては、枠状のマスクフレームに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔が溶接固定された構造を有するマスクを用いることができる。マスク１０１の材質は特に限定はされないが、インバー材などの熱膨張係数の小さい金属を用いることが好ましい。成膜処理は、基板１００がマスク１０１の上に載置され、基板１００とマスク１０１とが互いに重ね合わされた状態で行われる。

プレートユニット４は、冷却プレート４ａと磁石プレート４ｂとを備える。冷却プレート４ａは磁石プレート４ｂの下に配置されている。冷却プレート４ａは、成膜時に基板１００を冷却する機能を有する。磁石プレート４ｂは、磁力によってマスク１０１を引き寄せるプレートである。プレートユニット４が基板１００の上面に載置されると、磁石プレート４ｂの磁力によって基板１００とマスク１０１の密着性を向上する。

プレートユニット４は昇降ユニット６によってＺ方向に昇降する。昇降ユニット６は、Ｚ方向に延びる昇降軸６１と、昇降軸６１をＺ方向に移動する駆動ユニット６２とを含む。昇降軸６１は、天壁部２１と、後述する支持部材５４とをＺ方向に通過しており、プレートユニット４は昇降軸６１の下端部に固定されている。チャンバ２の気密性を維持するため、天壁部２１と支持部材５４との間には伸縮可能な筒状の気密部材６３が設けられており、昇降軸６１は気密部材６３を挿通している。駆動ユニット６２は例えば電動シリンダである。

蒸着ユニット９は、ヒータ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成され、蒸着物質を基板１００に蒸着する蒸着源である。蒸着ユニット９は例えば複数のノズルが列状に並んで配置され、それぞれのノズルから蒸着材料が放出されるリニア蒸発源である。シャッタ１０は、蒸着ユニット９と、マスク１０１及び基板１００との間に、開閉自在（スライド自在）に設けられている。シャッタ１０は、その閉時には蒸着ユニット９と、マスク１０１及び基板１００との間に介在して、蒸着物質がマスク１０１及び基板１００に到達することを防止する。シャッタ１０は、その開時には蒸着ユニット９と、マスク１０１及び基板１００との間から退避して、蒸着物質がマスク１０１及び基板１００に到達することを許容する。

位置調整ユニット３は、基板１００とマスク１０１とのアライメント機能を有している。位置調整ユニット３は、基板１００を保持する保持ユニット３０と、保持ユニット３０を浮上状態で支持する支持ユニット３４と、浮上状態の保持ユニット３０を変位する変位ユニット３３と、位置調整ユニット３をチャンバ２に固定する固定部材３５とを備える。図１に加えて図２及び図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して位置調整ユニット３について説明する。図２は保持ユニット３０付近の拡大図である。図３（Ａ）は図２のＢ－Ｂ線断面図であり、保持ユニット３０等の平面図である。図３（Ｂ）は保持ユニット３０付近の構成の斜視図である。

保持ユニット３０は、本体部３１と、保持部３２とを有する。本体部３１は保持部６を支持する矩形のプレート部材であり、その中央にはプレートユニット４が進入可能な円形の開口部３１ａが形成されている。保持部３２は本体部３１の下面において、開口部３１ａを塞ぐように本体部３１に固定されている。成膜時にプレートユニット４は開口部３１ａに進入して保持部３２に接近し、冷却プレート４ａは保持部３２を介して基板１００を冷却する。

保持部３２は、例えば、基板１００を静電気力によって吸着する静電チャックである。静電チャックは、例えば、セラミックス材質のマトリックス（基体とも呼ばれる）の内部に金属電極などの電気回路が埋め込まれた構造を有する。金属電極にプラス（＋）及びマイナス（－）電圧が印加されると、セラミックスマトリックスを通じて基板１００に分極電荷が誘導され、基板１００と保持部３２との間の静電気的な引力（静電気力）により、基板１００が保持部３２の吸着面（下面）に固定される。

支持ユニット３４は、磁力により保持ユニット３０を浮上状態で支持する。支持ユニット３４は、保持ユニット３０と固定部材３５との間に設けられており、本体部５に設けられた磁力発生部３４ａと、固定部材３５に設けられた磁力発生部３４ｂを含む。磁力発生部３４ａ及び３４ｂは永久磁石である。磁力発生部３４ａと磁力発生部３４ｂとの間の磁気吸引力（又は磁気排斥力）によって、保持ユニット３０を固定部材３５に対して保持ユニット３０自重相当の推力を発生させて自重をキャンセルし、磁気浮上させて非接触で支持することができる。

変位ユニット３３は、磁力により保持ユニット３０を変位するユニットであり、例えば、リニアモータである。変位ユニット３３は、保持ユニット３０と固定部材３５との間に設けられており、本体部３１に設けられた磁力発生部３３ａと、固定部材３５に設けられた磁力発生部３３ｂとを有する。磁力発生部３３ａ及び３３ｂの一方は永久磁石であり、他方は電磁石である。変位ユニット３３は複数組設けられており、保持ユニット３をＸＹＺ方向の並進方向の変位と、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸周りの回転方向の変位と、姿勢の調整（水平方向に対する傾き）とを行える。

成膜装置１は、複数の位置測定ユニット８を備える。複数の位置測定ユニット８は、保持ユニット３０のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置を測定するよう、マスク台５１に複数配置され、保持ユニット３０とマスク台５１との相対位置を計測する。位置測定ユニット８が測定する保持ユニット３０の各方向における位置情報を基に、保持ユニット３０の浮上姿勢（例えばＸ－Ｙ平面に対する傾き）及び浮上位置（例えばＺ方向の位置）を調整することができる。位置測定ユニット８は、例えば、非接触で対象物までの距離を測定するレーザ変位計を用いてもよい。

また、成膜装置１は計測ユニット７を備える。計測ユニット７は、保持ユニット３０に保持された基板１００とマスク２００の位置ずれを計測する。計測ユニット７は、チャンバ２の外部に配置されており、支持部材５４、天壁部２１等に設けた窓部（不図示）を介して基板１００とマスク１０１とにそれぞれ設けたアライメントマークを撮影する。計測ユニット７の計測結果に基づいて、アライメントマークの位置のずれを解消するように保持ユニット３０が変位ユニット３３によって変位される。すなわち、マスク１０１に対する基板１００の位置が調整される。

計測ユニット７は、例えば、相対的に視野が広いが低い解像度を有する低倍率ＣＣＤカメラ（ラフカメラ）や、相対的に視野が狭いが高い解像度（例えば数μｍのオーダ）を有する高倍率ＣＣＤカメラ（ファインカメラ）などの複数の種類のアライメントカメラを用いることができる。これによって、基板１００とマスク１０１との大まかな位置ずれを計測しつつ、基板１とマスク２との位置ずれを高精度で計測することができる。

マスク支持ユニット５は、マスク台５１と、マスク台５１を支持する複数の支持軸５２と、複数の支持軸５２を支持する軸支持ユニット５３とを備える。各支持軸５２は、Ｚ方向に延設された軸部材であり、マスク台５１から天壁部２１を通過してチャンバ２外に延設されている。マスク台５１は支持軸５２の下端部に固定されている。支持軸５２は、天壁部２１及び支持部材５４にそれぞれ設けられた貫通孔を通過している。チャンバ２の気密性を維持するため、天壁部２１と支持部材５４との間には伸縮可能な筒状の気密部材５６が設けられており、支持軸５２は気密部材５６を挿通している。

軸支持ユニット５３は、複数の除振台１１を介して天壁部２１上に搭載されている。本実施形態の軸支持ユニット５３は支持軸５２をＺ方向に変位してマスク台５１を昇降する機能を有しているが、昇降機能を有していない構成であってもよい。

軸支持ユニット５３は、支持部材５４と、支持部材５４に搭載された駆動ユニット５５とを含む。支持部材５４は、矩形のプレート部材であり、天壁部２１の四隅に配置された合計４つの除振台１１上に搭載されている。除振台１１は、軸支持ユニット５３とチャンバ２との間での振動の伝達を抑制し、特に、チャンバ２を介して伝達する外乱振動が軸支持ユニット５３に伝達することを抑制することができる。これにより、外乱振動によりマスク１０１が微動することを防止できる。駆動ユニット５５は支持軸５２をＺ方向に移動する機構であり、例えば電動シリンダである。駆動ユニット５５は支持軸５２毎に設けられている。

制御装置１２は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置１２は、例えば、処理部、記憶部、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）及び通信部を備える。処理部は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部に記憶されたプログラムを実行して成膜装置１を制御する。記憶部は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部が実行するプログラムの他、各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏは、処理部と外部デバイスとの間の信号を送受信するインタフェースである。通信部は通信回線を介して上記装置又は他の制御装置等と通信を行う通信デバイスである。

＜成膜装置の動作例＞
成膜装置１の動作例について図４（Ａ）～図５（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）～図５（Ｂ）は、基板１００がチャンバ２の内部に搬入され、基板１００とマスク１０１とのアライメント後に、基板１００に蒸着物質の成膜が行われる際の成膜装置１の状態の一例を示す。

図４（Ａ）は、搬送ロボットのハンド２００によって基板１００がチャンバ２の内部空間に搬入される段階の成膜装置１００の状態の一例を示している。マスク台５１は駆動ユニット５５によって下降される。図４（Ａ）の状態から、ハンド２００によって基板１００が保持ユニット３０の保持部３２に押し上げられ、保持部３２に基板１００が保持される。

図４（Ｂ）は、マスク台５１を駆動ユニット５５によって上昇した段階を示している。マスク台５１は、基板１００とマスク１０１とをアライメントするアライメント位置まで上昇される。基板１００とマスク１０１のアライメントは、基板１００とマスク１０１が極僅かに離れた状態で行われる。図４（Ｂ）及び後述する図５（Ａ）では、動作を分かり易くするため基板１００とマスク１０１との隙間を誇張して表している。

アライメント動作においては、まず、マスク台５１に設けられた位置測定ユニット８によって、保持ユニット３０とマスク台５１との相対位置が測定され、保持ユニット３０の浮上位置が測定される。位置測定ユニット８が測定した情報を基に、保持ユニット３０の６自由度（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ方向、θＹ方向、θＺ方向）の位置情報が演算される。保持ユニット３０の６自由度の位置情報に基づいて、変位ユニット３３の制御を行う。変位ユニット３３によって保持ユニット３０の浮上姿勢は、水平に維持される。このようにして、保持ユニット３０の浮上姿勢が水平に調整されることで、高精度なアライメント動作を行うことができる。

次に、図５（Ａ）に示すように、計測ユニット７が基板１００とマスク１０１に設けられたアライメントマークを撮影して、基板１００とマスク１０１との位置ずれ量を計測する。「位置ずれ量」とは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りのθ方向の基板１マスク２との相対的なずれの量である。そして、位置ずれ量が小さくなるように変位ユニット３３が制御され、保持ユニット３０の位置調整が行われる。位置ずれ量が許容範囲内になるまで計測と位置調整を繰り返す。これによって、マスク１０１に対する基板１００の相対位置が調整される。

アライメント動作が完了すると、基板１００をマスク１０１上に載置する。図５（Ｂ）に示すように本体部５の開口部３１ａにプレートユニット４の冷却プレート４ａ及び磁石プレート４ｂが降下される。磁石プレート４ｂの磁力によって、マスク１０１が引き寄せられ、マスク１０１と基板１００とを全体的に密着させることができる。冷却プレート４ａにより保持部３２を冷却することができる。続いて、蒸着ユニット９から、マスク１０１を介して基板１００に蒸着物質を放出する成膜処理を行う。基板１００に蒸着物質の薄膜が成膜される。

＜固定部材の構造と接続部位＞
チャンバ２は、その内部空間が負圧にされることで変形する場合がある。チャンバ２が変形すると、チャンバ２に固定されている位置調整ユニット３がその影響を受け、基板１００の位置調整の精度が低下する場合がある。本実施形態では、位置調整ユニット３を、チャンバ２の中で変形が小さい部位に接続して支持することで、基板１００とマスク１０１とのアライメント精度に対する真空チャンバ２の変形の影響を比較的簡素な構造で低減する。

図６（Ａ）は図１のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、固定部材３５の平面図である。本実施形態の場合、固定部材３５は天壁部２１に接続されている。固定部材３５の外形は、天壁部２１の外形に沿った矩形状である。固定部材３５は、その中心部の支持部３５０と、支持部３５０からからチャンバ２の角部に延びる４つの梁部３５２と、４つの梁部３５２を繋ぐ矩形の枠部３５３と、天壁部２１に固定される４つの接続部３５４とを有する。

支持部３５０には、磁力発生部３３ａ及び３４ａが支持される。支持部３５０の中央部には、プレートユニット４が通過可能な開口部３５１が形成されている。支持部３５０、梁部３５２及び枠部３５３は、一枚の板部材であり、接続部３５４はこの板部材を厚くしたブロック形状を有している。固定部材３５は、支持部３５０、梁部３５２及び枠部３５３で囲まれる開口部３５６を有しており、この開口部３５６を支持軸５２が通過している。開口部３５６によって支持軸５２のレイアウトの自由度を向上し、また、固定部材３５の上下の各空間で圧力差が生じることを防止することもできる。

接続部３５４には、固定部材３５を天壁部２１に接続するための取付孔３５５が形成されている。取付孔３５５は例えばねじ孔であり、天壁部２１と固定部材３５とはボルトによって締結される。固定部材３５は、接続部３５４においてのみ天壁部２１に接続されており、他の部位（支持部３５０、３５２及び枠部３５３）は天壁部２１から離間している。

４つの接続部３５４は、天壁部２１の周縁部に位置しており、したがって、天壁部２１と側壁部２２との接合部に近い位置に位置している。ここで、天壁部２１の周縁部は、天壁部２１の中心よりも天壁部２１と側壁部２２との接合部に近い天壁部２１の部位であり、天壁部２１の中心よりも剛性が高く、チャンバ２の内部を真空状態としたときの変形が小さい。本実施形態のチャンバ２のように、６面体形状のチャンバでは、一般に、内部が真空状態になった場合、各壁部の締結部（角部）の変形は小さく、中央部に近づくにしたがって変形量が増大する傾向がある。天壁部２１のうち、天壁部２１と側壁部２２との接合部はその剛性が高く、側壁部２２の拘束によって天壁部２１の変形が抑制される。

特に、本実施形態では、４つの接続部３５４が、矩形の天壁部２１の角部に近い位置に位置している。各角部では、天壁部２１と２つの側壁部２２とが接合されるので、天壁部２１の周縁部のうち、角部と角部との間の中間部よりも更に剛性が高い。

しかも、矩形の天壁部２１の角部近傍には、除振台１１が設置されており、本実施形態の接続部３５４は、除振台１１とＺ方向に重なる位置に位置している。除振台１１により、接続部位の剛性向上を見込める他、除振台１１として、一般的な構造である柔軟なゴムベローズを使った空気ばねを用いた場合、低いバネ定数を有するため、天壁部２１の変形をかわす効果もある。

このように、天壁部２１のうち、変形が最も小さい部位に接続部３５４が接続されている。したがって、本実施形態の固定部材３５によれば、チャンバ２の内部が真空状態になったとしても、チャンバ２の変形の影響が最小限となる。図６（Ｂ）はその説明図である。チャンバ２の内部が真空状態となり、天壁部２１の中央部が下方へ湾曲している状態を誇張して示している。このようなチャンバ２の変形が生じても、固定部材３５の接続部３５４においてチャンバ２の変形がほとんどなく、したがって、固定部材３５全体として、すなわち、位置調整ユニット３全体として、チャンバ２の変形の影響がほとんどない。これにより、支持ユニット３４と磁力発生部３３の、チャンバ変形の影響による接触か抑制され、基板１００の位置調整の精度が低下することを防止できる。また、固定部材３５の使用と、チャンバ２に対する接続部位の工夫によって、比較的簡素な構造でチャンバ２の変形の影響を低減することができる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、天壁部２１に固定部材３５を接続したが、側壁部２２に固定部材３５を接続してもよい。図７（Ａ）はその一例を示す。図示の例では、接続部３５４に代わる接続部３５４１を固定部材３５が有している。接続部３５４１は枠部３５３よりも外方に突出した部分を含み、この部分が側壁部２２に形成した横穴に挿入され、固定されている。接続部３５４１は側壁部２２の上端部に接続されている。側壁部２２の上端部は側壁部２２の中心よりも天壁部２１と側壁部２２との接合部に近い部位であり、側壁部２２の中心よりも剛性が高く、チャンバ２の内部を真空状態としたときの変形が小さい。したがって、第一実施形態と同様に比較的簡素な構造でチャンバ２の変形の影響を低減することができる。

固定部材３５を側壁部２２に接続する構成の場合、４つ全ての側壁部２２に固定部材３５を接続する構成であってもよいし、４つの側壁部２２のうち、対向する２つの側壁部２２に固定部材３５を接続する構成であってもよい。また、２つの側壁部２２が接合された部位（角部）に、これら２つの側壁部２２の双方に接続部３５４１を接続してもよい。

＜第三実施形態＞
天壁部２１と側壁部２２との接合部において、これら双方に固定部材３５を接続してもよい。図７（Ｂ）はその一例を示す。図示の例では、接続部３５４に代わる接続部３５４２を固定部材３５が有している。接続部３５４２は、天壁部２１と側壁部２２との接合部において、天壁部２１の周縁部と側壁部２２の上端部とに接続されるハンチ部を構成している。接続部３５４２は溶接によって天壁部２１及び側壁部２２に接続されてもよい。天壁部２１の周縁部及び側壁部２２の上端部は、それぞれ、剛性が高く、チャンバ２の内部を真空状態としたときの変形が小さい。したがって、第一実施形態や第二実施形態と同様に比較的簡素な構造でチャンバ２の変形の影響を低減することができる。

固定部材３５を天壁部２１及び側壁部２２に接続する構成の場合、４つ全ての側壁部２２に固定部材３５を接続する構成であってもよいし、４つの側壁部２２のうち、対向する２つの側壁部２２に固定部材３５を接続する構成であってもよい。また、２つの側壁部２２が接合された部位（角部）に、これら２つの側壁部２２の双方と天壁部２１とに接続部３５４２を接続してもよい。

＜第四実施形態＞
チャンバ２に対する固定部材３５の接続部位の範囲の例について説明する。接続部位の範囲は、例えば、磁力発生部３３ａと磁力発生部３３ｂとのギャップ、及び、磁力発生部３４ａと磁力発生部３４ｂとのギャップや、チャンバ２の寸法から決定することができる。一例として、ギャップが１ｍｍ程度、チャンバ２の各壁部の厚みが３５ｍｍ程度、天壁部２１の縦横寸法が数ｍ程度である。図８は接続部位の範囲の例を示している。

天壁部２１に固定部材３５を接続する場合、Ｘ方向の幅Ｌｘ、Ｙ方向の幅Ｌｙについて、端部からＬｘ／３の範囲、Ｌｙ／３の範囲が好ましく、更に好ましくは、Ｌｘ／５の範囲、Ｌｙ／５の範囲が好ましい。同様に、側壁部２２に固定部材３５を接続する場合、Ｚ方向の高さＬｚについて、上端からＬｚ／３の範囲が好ましく、更に好ましくはＬｚ／５の範囲である。

接続部位の特定は、簡易的な材料力学の平板のたわみ計算によって導出することもできる。また、実際のチャンバ形状や装置構成は複雑なので、実際の設計においてはＦＥＭ解析等によって接続部位を決定してもよい。

＜第五実施形態：電子デバイスの製造方法＞
次に、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。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図９（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５００の全体図、図９（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図９（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５００の表示領域５０１には、発光素子を複数備える画素５０２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５０１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。カラー有機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５０２Ｒ、第２発光素子５０２Ｇ、第３発光素子５０２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５０２が構成されている。画素５０２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５０２は、基板５０３上に、第１の電極（陽極）５０４と、正孔輸送層５０５と、赤色層５０６Ｒ・緑色層５０６Ｇ・青色層５０６Ｂのいずれかと、電子輸送層５０７と、第２の電極（陰極）５０８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５０５、赤色層５０６Ｒ、緑色層５０６Ｇ、青色層５０６Ｂ、電子輸送層５０７が有機層に当たる。赤色層５０６Ｒ、緑色層５０６Ｇ、青色層５０６Ｂ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の電極５０４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５０５と電子輸送層５０７と第２の電極５０８は、複数の発光素子５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図９（Ｂ）に示すように正孔輸送層５０５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５０６Ｒ、緑色層５０６Ｇ、青色層５０６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５０７と第２の電極５０８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

なお、近接した第１の電極５０４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５０４間に絶縁層５０９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６００が設けられている。

図９（Ｂ）では正孔輸送層５０５や電子輸送層５０７が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、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５０４と正孔輸送層５０５との間には第１の電極５０４から正孔輸送層５０５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してもよい。同様に、第２の電極５０８と電子輸送層５０７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層５０６Ｒ、緑色層５０６Ｇ、青色層５０６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５０６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

なお、ここでは赤色層５０６Ｒの例を示したが、緑色層５０６Ｇや青色層５０６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

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。ここでは、赤色層５０６Ｒが下側層５０６Ｒ１と上側層５０６Ｒ２の２層からなり、緑色層５０６Ｇと青色層５０６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。

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の電極５０４が形成された基板５０３を準備する。なお、基板５０３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５０３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

第１の電極５０４が形成された基板５０３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５０４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５０９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。

絶縁層５０９がパターニングされた基板５０３を第１の成膜室に搬入し、正孔輸送層５０５を、表示領域の第１電極５０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５０５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５０１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。

次に、正孔輸送層５０５までが形成された基板５０３を第２の成膜室に搬入する。基板５０３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、正孔輸送層５０５の上の、基板５０３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層５０６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５０３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層５０６Ｒは、基板５０３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層５０６Ｒは、基板５０３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。

赤色層５０６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜室において緑色層５０６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜室において青色層５０６Ｂを成膜する。赤色層５０６Ｒ、緑色層５０６Ｇ、青色層５０６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜室において表示領域５０１の全体に電子輸送層５０７を成膜する。電子輸送層５０７は、３色の層５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層５０７までが形成された基板を第６の成膜室に移動し、第２電極５０８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜室～第６の成膜室では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜室における第２電極５０８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２電極６０８まで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６００を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５００が完成する。なお、ここでは保護層６００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。

ここで、第１の成膜室～第６の成膜室での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板５０３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板５０３を載置して成膜が行われる。ここで、各成膜室において行われるアライメント工程は、上述のアライメント工程の通り行われる。

＜他の実施形態＞
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１ 成膜装置、２ 真空チャンバ、２１ 天壁部、３ 位置調整ユニット、３５ 固定部材、１００ 基板、１０１ マスク

Claims (8)

1. マスクを介して基板に膜を成膜する成膜装置であって、
   前記基板と前記マスクを収容する真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内に設けられ、前記マスクに対する前記基板の位置を調整する位置調整手段と、を備え、
   前記真空チャンバは、複数の側壁部と該複数の側壁部に接続された天壁部とを有し、
   前記位置調整手段は、
   前記天壁部の周縁部に接続され、該位置調整手段を前記真空チャンバに固定する固定部材を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
2. マスクを介して基板に材料を成膜する成膜装置であって、
   前記基板と前記マスクを収容する真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内に設けられ、前記マスクに対する前記基板の位置を調整する位置調整手段と、を備え、
   前記真空チャンバは、複数の側壁部と該複数の側壁部に接続された天壁部とを有し、
   前記位置調整手段は、
   前記複数の側壁部の上端部に接続され、該位置調整手段を前記真空チャンバに固定する固定部材を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
3. 請求項１に記載の成膜装置であって、
   前記固定部材は、前記天壁部と前記複数の側壁部との接合部において、前記天壁部と複数の側壁部との双方に接続されている、
   ことを特徴とする成膜装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の成膜装置であって、
   前記マスクを支持するマスク支持手段を備え、
   前記マスク支持手段は、
   前記真空チャンバ内に配置され、前記マスクが搭載されるマスク台と、
   前記マスク台から前記天壁部を通過して前記真空チャンバ外に延設された支持軸と、を含み、
   前記固定部材は、前記支持軸が通過する開口部を有している、
   ことを特徴とする成膜装置。
5. 請求項４に記載の成膜装置であって、
   前記マスク支持手段は、
   前記天壁部の上方に配置され、前記支持軸を支持する軸支持手段を含み、
   前記軸支持手段は、
   前記天壁部の周縁部に配置された除振台に支持されている、
   ことを特徴とする成膜装置。
6. 請求項１に記載の成膜装置であって、
   前記位置調整手段は、
   前記基板を保持する保持手段と、
   前記固定部材と前記保持手段との間に設けられ、前記保持手段を変位する変位手段と、を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
7. 請求項４に記載の成膜装置であって、
   前記位置調整手段は、
   前記基板を保持する保持手段と、
   前記固定部材と前記保持手段との間に設けられ、前記保持手段を磁力により浮上状態で支持する支持手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
8. 請求項７に記載の成膜装置であって、
   前記保持手段と前記マスク台との相対位置を計測する計測手段を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。

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