成膜装置
【課題】成膜装置に設けられ基板と成膜用マスクとの位置合わせをするアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、位置ずれを抑制することができる成膜装置を提供する。
【解決手段】基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、前記成膜室の室外に設けられている支持体と、前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【解決手段】基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、前記成膜室の室外に設けられている支持体と、前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、特に、成膜用マスクを基板に密着するように配置して行うマスク成膜法に用いる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置を製造する方法として、従来から、成膜用マスクを基板に密着するように配置して行うマスク成膜法が多く採用されている。このマスク成膜法の一例としてはマスク蒸着法がある。このマスク蒸着法を採用することにより、有機ＥＬ装置を構成する有機化合物層を蒸着法あるいは昇華法により形成する際に、所定の位置に高い精度でパターニングを行うことができる。
【０００３】
近年、有機ＥＬ装置の高解像化に伴い、パターニングの微細化がより一層進んでいる。例えば有機ＥＬ表示装置の場合、基板上の表示面に繰り返し配置された赤色、緑色、青色の副画素のサイズが微細化しており、特定の画素、例えば、赤色画素に含まれる赤色発光層をパターニング形成するためにはより高い位置精度が要求されるようになっている。仮に、赤色発光層の成膜位置が所定の位置から面方向にずれてしまうと、隣接して配置されている緑色画素あるいは青色画素を設ける領域に赤色発光層の一部が形成されてしまうため、混色欠陥等の表示欠陥を生じてしまう。つまり、基板上に配置された画素パターンと成膜用マスクの開口パターンとの間でわずかでも位置ずれが生じると有機ＥＬ装置の品質が低下することがある。
【０００４】
図５は、従来の成膜装置を示す断面模式図である。図５に示される成膜装置１００に搭載されている基板１１１と成膜用マスク１１３との位置合わせを行なうためのカメラ１３２や駆動機構（駆動ステージ１３２）等を備えたアライメント機構１３０は、成膜装置１００の天板１１０ａ上に設置されている。このため、成膜装置１００の内外の圧力差によって成膜室の天井を含む壁面が変形すると、アライメント機構１３０のゆがみが発生し、基板１１１とマスク１１３との位置ずれを引き起こし易くなることが知られている。尚、ここで説明するアライメント機構１３０のゆがみとは、例えば、アライメント用のカメラ１３２の光軸がずれる、あるいは基板支持体１１２の動作位置の繰り返し再現性が悪化する等を意味している。このようなアライメント機構１３０のゆがみが生じると、基板１１１と成膜用マスク１１３の位置合わせ精度が低下してしまい、上述の如く有機ＥＬ装置の品質低下に直結する不具合を生じるリスクが高くなってくる。
【０００５】
このような成膜装置内外の圧力差に伴う位置ずれの問題を解決するために、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、基板とマスクの位置合わせをおこなうアライメント機構を成膜装置（真空チャンバ）の天板上に近接して直接固定された支持プレート上に配置する装置構成が提案されている。この構成により成膜装置内外の圧力差による天板部の変形は支持板を介して間接的にアライメント機構に伝わるようになり、天板部の変形によるアライメント機構の動作への影響を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
しかしながらアライメント機構に伝わる振動によっても、基板とマスクとの位置ずれが生じることがある。特に、成膜装置の外に設置されている周辺装置等が発する振動や、成膜室内の搬送ロボット動作や各部品の接触や衝突動作に伴う振動が、アライメント機構に伝わることで基板とマスクとのアライメント精度に影響が及ぼすことが懸念される。
【０００８】
例えば、マスク、基板、あるいはこれらを支持する構造物に対して０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ／ｓ2の加速度を持った振動が加わった場合、マスクと基板の相対位置は約０．１μｍ〜１０μｍのずれが生じてしまうことがある。高精細、高解像度な有機ＥＬ装置に許容される位置合わせ精度は１μｍ〜２０μｍの範囲（好ましくは、１μｍ〜１０μｍの範囲）であることから、上記振動によるずれの大きさは無視できないものになる。例えば、３インチの表示エリアを有する有機ＥＬ表示装置において、ＶＧＡの解像度を有する場合の画素サイズは約９６μｍである。このような表示装置において、例えば、発光領域の面積率（画素開口率）を２５％の場合、異色画素間に設けられる非発光部の幅はおよそ１０〜２５μｍの範囲で設定されることが多い。非発光部の幅の１／２倍がマスクと基板の位置合わせ精度に相当する。
【０００９】
尚、上記のような加速度をもった振動は、我々の所有する有機ＥＬ蒸着装置に設置されたマスク支持機構の通常の昇降動作において発生する程度の加速度であり、特別大きな振動ではない。ただし、装置の形態や材料、又は装置構成物の移動速度や加速度等の運用条件によって違いが生じる可能性はある。
【００１０】
ここで特許文献１に記載の構成では、成膜装置の天板部と支持板とが直接固定され、一体化した構成であるため、成膜装置の内外で発生した振動が成膜室の天板部及びこの天板部に固定された支持板を介して、アライメント機構に伝達するおそれがある。また成膜装置の天板部と支持板との固定位置によっては、振動だけでなく成膜室で発生する僅かな変形も支持板を介してアライメント機構に伝達するおそれがある。その結果、アライメント機構に伝わる振動や変形によって基板と成膜用マスクの位置合わせ精度が低下してしまい、有機ＥＬ装置の品質低下に直結する不具合を生じるリスクが高くなってくる。また振動による影響によりアライメントカメラで認識するアライメントマークの精度が低下してしまいリトライ回数が増えることから、所定の精度に追い込むまでに要するアライメント時間が長くなる問題も抱えていた。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、成膜装置に設けられ基板と成膜用マスクとの位置合わせをするアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、位置ずれをより一層抑制することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の成膜装置は、基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、
前記成膜室の室外に設けられている支持体と、
前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、
前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、
前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、
前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成膜装置に設けられ基板と成膜用マスクとの位置合わせをするアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、位置ずれをより一層抑制することができる成膜装置を提供することができる。即ち、本発明の成膜装置は、支持板の少なくとも一部を、支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換することにより制振可能な制振材料で構成されている。こうすることで、成膜装置に供えられたアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、基板と成膜用マスクとの位置ずれを抑制することができる。
【００１４】
従って、本発明の成膜装置は、基板上に配置された画素パターンとの面方向のずれが少なく、かつ寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子や有機ＥＬ装置の製造を可能にする。具体的には、アライメント工程で追い込める位置精度が向上すると共に、アライメント工程段階の位置精度と蒸着工程後に形成されたパターンの位置精度とをほぼ一致させることができる。またアライメントカメラのマーク認識率が改善されることで、リトライ数を低減できるためアライメント時間を短縮化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の成膜装置における第１の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明の成膜装置における第２の実施形態を示す断面模式図である。
【図３】図１の成膜装置の構成部材である天板を示す模式図であり、（ａ）は、平面側の模式図であり、（ｂ）は、底面側の模式図である。
【図４】本発明の成膜装置における第３の実施形態を示す断面模式図である。
【図５】従来の成膜装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の成膜装置は、成膜室と、支持体と、アライメント機構と、から構成される。ここで成膜室は、室内に、基板支持体と、マスク支持体と、を備えている。尚、成膜室の室内には、基板支持体やマスク支持体のほかに、例えば成膜用の蒸発源が所定の位置に配置されている。また支持体は、成膜室の室外に設けられている部材である。さらに、アライメント機構は、支持体上に設けられる部材であって、基板支持体の位置調整手段及びマスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えている。
【００１７】
本発明の成膜装置において、成膜装置を構成する支持体は、アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有している。ここで支持体に含まれる支持板は、上記脚部により成膜室の天板と離間して設けられている。即ち、支持体に脚部が設けられることにより、減圧雰囲気の成膜室の内外圧力差による変形や振動を生じた場合においても、支持板は成膜室の天板に対して確実に離間される状態になる。また支持体に含まれる脚部は、成膜装置の外周近傍に設けられている。これにより成膜室の天板部の変形に伴う基板と成膜マスクとの位置ずれを効果的に低減できるようになる。
【００１８】
本発明の成膜装置において、上記支持板のうち少なくともその一部は、支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されている。
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の成膜装置について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の成膜装置における第１の実施形態を示す断面模式図である。尚、図１の成膜装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置の製造に用いられる成膜装置として使用されるものである。
【００２１】
図１の成膜装置１の構成部材である成膜室１０は、室内に、基板１１を支持するための基板支持体１２と、マスク１３を支持するためのマスク支持体１４と、有機材料を蒸発させるための蒸着源１５と、を備えている。ここで、成膜室１０の室内に備えられている基板支持体１２及びマスク支持体１４は、ベローズ等の真空シール部材（不図示）を介して、成膜室１０外に設けられたアライメント機構（不図示）と連結されている。
【００２２】
ところで、マスク１３を支持するためのマスク支持体１４に連結されるアライメント機構は、例えば、図１に示されるように成膜室１０の上方、言い換えると、天板１０ａ側に設けてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、本発明の成膜装置における第２の実施形態を示す断面模式図である。図２の成膜装置２は、マスク支持体１４とアライメント機構（不図示）との連結態様が異なることを除き、他の構成・態様が図１の成膜装置１と共通している。ここで図２の成膜装置２は、マスク１２の位置を制御するアライメント機構が成膜室１０の下方側に設けられている。
【００２３】
またアライメントカメラ３２の光軸上（図中破線方向）にはビューポート３３が設けられている。このビューポート３３は、成膜室１０の室内を成膜室１０の外部から覗くための窓であり、減圧下に耐えることが可能な材料で構成されている。
【００２４】
以上より、図１の成膜装置１は、基板支持体１２やマスク支持体１４が可動した場合においても成膜室１０内の機密性は保持され、成膜室１０内の圧力は一定に保持することが可能な構成となっている。
【００２５】
マスク支持体１４で支持されるマスク１３は、一部又は全部が開口を有する薄板形状の部材である。より精細なパターンが要求される蒸着工程においては、マスク部分の厚さは１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下とするのがよい。
【００２６】
マスク１３の素材としては、銅、ニッケル、ステンレス等の金属材料を用いることができる。またこれら金属材料に換えて、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−鉄合金であるインバー材、ニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のニッケル合金を用いて電鋳製法でマスク部を作製してもよい。特に、インバー材、スーパーインバー材の熱膨張係数は０．５〜２．０×１０-6／℃と他の金属に比べて小さいので、蒸着時における熱膨張によるマスクの変形を抑えることができる。
【００２７】
また、大型基板向けのマスクは、大面積で開口の寸法精度を実現するのが難しいため、インバー等で剛性の高い枠部材の部分を作製し、枠部材に囲まれた領域に薄膜のマスクを形成した形態も好適に用いられる。
【００２８】
基板支持体１２で支持される基板１１は、目的に応じてシリコン基板やガラス基板あるいはプラスチック基板等を用いることができる。大型ディスプレイ向けとしては、無アルカリガラス上に予め駆動回路や画素電極を形成した基板が好ましく用いられる。
【００２９】
図１の成膜装置の構成部材である支持体２０は、後述するアライメント機構を設置するための支持板２１と、支持体２０を接地するため脚部２２と、を有している。尚、支持板２１及び脚部２２の設置位置については後述する。
【００３０】
図１の成膜装置の構成部材であるアライメント機構は、基板１１及びマスク１３の平面位置を確認するためのアライメント用のカメラ３２を有している。尚、図示していないが、図１に示されるアライメント機構は、基板支持体１２の位置の微調整を行う位置調整手段や、図１のマスク支持体１４の位置の調整を行う位置調整手段も有している。
【００３１】
ところで基板１１とマスク１３にはそれぞれ位置合わせのためのアライメントマーク（不図示）が設けられている。カメラ３２は、位置合わせを行う際に基板１１及びマスク１３のアライメントマークをビューポート３３から観察できるようにアライメントマークの位置の上方に配置されている。基板１１とマスク１３の位置合わせは、図１に示すように、基板１１とマスク１３が離れている状態で基板１１とマスク１３にそれぞれ形成されたアライメントマークの相対的な位置関係を調整することで行う。
【００３２】
尚、アライメントの具体的な方法として、マスク１３を所定位置に静置し、基板駆動ステージ（不図示）によって基板１１を移動させる方法がある。これにより、基板１１とマスク１３との相対的な位置関係を調整することができる。また、基板１１を所定位置に静置し、マスク１３をマスク駆動ステージ（不図示）によって移動させることで位置合わせを行う構成であってもよいし、基板１１及びマスク１３の両方を移動させるための駆動ステージを備えていてもよい。
【００３３】
例えば、基板に比べてマスクの重量が大きい場合には、基板を移動させることでアライメント精度を高められる場合がある。また基板とマスクの両方を移動させて相対的な位置関係を調整することで、アライメント時間を短縮することができる場合がある。このように移動させる物体の選択は、装置の形態や目的に応じて任意に設計することが可能である。
【００３４】
また基板１１に有機材料を成膜する場合に、基板１１と蒸着源１５との位置は互いに固定していてもよいし、相対的に移動する形態であってもよい。また蒸着源の形態は、単一の蒸着源であっても、複数の蒸着源を配列していてもよい。また図示していないが、成膜室内には蒸着源からの蒸発レートを管理あるいは制御することを目的としたレート管理センサーも配置することができる。
【００３５】
また図１においては、基板１１の被成膜面を下向きにする目的で、マスク１３を基板１１の下側に配置させているが、成膜物質が基板１１の被成膜面上にパターニングできれば基板とマスクとの互いの姿勢はこの限りではない。例えば、基板１１とマスク１３とを縦置きにした状態で配置してもよいし、あるいは基板１１の被成膜面を上向きにしてもよい。
【００３６】
また、本発明にかかる第２の実施形態の断面図を図２に示す。図２の成膜装置２は、成膜室１０が、アライメントをするためのチャンバーと、成膜をするためのチャンバー（不図示）と、から構成されている。ここで図２の成膜装置２において、アライメントをするためのチャンバーと成膜をするためのチャンバーとは、分けて設けられている。アライメント用のチャンバーと成膜用のチャンバーとは、真空一貫で連結されていることが好ましい。尚、アライメント用のチャンバーと、成膜用のチャンバーと、は同一の空間であってもよいし、チャンバー間をバルブで区切ることができる形態であってもよい。このようにチャンバーを機能で分離することにより、アライメント機構を搭載したチャンバーのサイズを小さくすることができるため、チャンバー内外の圧力差による変形量を低減することができるようになる。また図２で示されるように、マスク支持体１４を天板と対向する側に配置することで、支持板に要求される耐加重を低減できるため、構造的あるいは材料選択に対する成約を緩和することが可能になる。
【００３７】
尚、真空度は１×１０-3Ｐａ以下に保たれていることが望ましい。より好ましくは１×１０-4Ｐａ以下である。
【００３８】
次に、支持体２０を構成する部材について説明する。上述したように、支持体２０は、支持板２１と脚部２２とからなる部材である。
【００３９】
図１の成膜装置において、支持板２１は、脚部２２を介して成膜室の天板１０ａと離間して設けられている。このため成膜室１０で発生し得る僅かな変形が支持体２０および支持体に設置されたアライメント機構に伝達することを低減又は遮断することができる。
【００４０】
また以下の二つの理由から、支持体２０に配置されているアライメント機構へ伝わる振動を軽減することができる。
【００４１】
第一の理由は、支持板２１の少なくとも一部が制振材料で構成されているからである。ここで説明する制振材料とは、制振性を有する材料を意味している。具体的には、外部から支持体２０に伝わる振動を熱エネルギーに変換し、この熱エネルギーを発散することで振動を短時間で減衰させることが可能な減衰能の高い材料を意味している。また、支持板２１の少なくとも一部が制振材料で構成されるとは、支持板２１全体が制振材料から構成されている形態だけでなく、支持板２１が制振材料からなる板と他の材料からなる板とを貼り合わせて構成されている形態も本発明に含まれることを意味する。他にも、アライメント機構が設置されている部分のみを制振材料で構成する形態等も本発明に含まれる。
【００４２】
第二の理由は、脚部２２を成膜室１０の外周近傍に配置することで、構造的な耐震性を有するためである。具体的には、成膜室１０の天板１０ａの外周部は、成膜室１０の壁面（側壁）で支持されている。そのため、天板１０ａの垂直方向の剛性は、天板１０ａの外周近傍では強い。このため天板１０ａの外周では天板１０ａに伝わる振動、特に周波数の小さな振動の影響を受けにくくなる。このため成膜装置が設置されている床から発生する振動や、基板１１とマスク１３とのアライメント工程や蒸着工程時に成膜室内から発生する振動が、成膜室１０から支持体２０に直接伝わることを構造的に低減することができる。
【００４３】
これにより基板、ロボットの動作、ドアバルブ開閉等に伴う装置内の振動、また排気装置等の各種機器類が発する振動の影響によって生じる装置外からの振動を抑制あるいは遮断し、アライメント機構に伝わる振動を抑制あるいは遮断できる。この結果、基板とマスクとの位置合わせ誤差を低減できるので、寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子や有機ＥＬ装置を製造することが可能になる。
【００４４】
尚、脚部２２を設ける位置は、支持体２０を支持すると共に強度上の問題がなければ、天板１０ａ上の外周近傍に相当する領域のいずれかでよい。
【００４５】
図１の成膜装置１の構成部材である天板及び脚部を、図３にて説明する。図３（ａ）のように、脚部２２（破線で囲む範囲）を天板１０ａの角部にそれぞれ設置し、支持体２０を支持する構造にしてもよい。尚、図３（ａ）では、マスク支持体１４よりも外側（成膜装置１０の壁面側）に脚部２２が設置されている。
【００４６】
また別の形態として、図３（ｂ）で示すように、支持板２１の辺に沿って成膜装置１の外周に脚部２２を配置してもよい。図３（ｂ）にて示される装置形態では、破線ｂｂ’に沿って成膜室１０の中央から外周に向けて、アライメント用カメラ３２、基板支持体１２、脚部２２が順に配置されている。即ち、基板支持体１４よりも外側（成膜装置１０の壁面側）に脚部２２が設置されている。
【００４７】
このように本発明では、支持体２０を構成する脚部２２を、少なくともマスクあるいは基板を支持する部材の一方よりも外側に配置する。これにより、成膜室１０で発生し得る僅かな変形や振動が支持体２０及び支持体に設置されたアライメント機構（不図示）に伝達することを低減又は遮断することができる。
【００４８】
また支持体２０を構成する脚部２１が、少なくともマスク支持体１４あるいは基板支持体１２の外周よりも外側であって成膜室１０の側壁よりも内側に設けられている態様であっても同様に本発明の効果は発現する。
【００４９】
尚、本発明において、上述した制振材料は、制振材料に含まれる成分同士の摩擦によって生じる摩擦エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金を含んでいるのが好ましい。
【００５０】
ここで、支持板２１を構成する制振材料として使用される制振合金としては、公知の制振合金を使用することができる。好ましくは、大型構造物への適用しやすい鋳鉄（Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ系合金等）や、減衰能の大きな双晶の移動を利用する部分転移型の制振合金（Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金等）を用いる。例えば、鋳鉄には、ネズミ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、インバー鋳鉄等があり、この中から適宜選択することができる。また双晶型の合金としては、上記以外にもＭｎ−Ｃｕ−Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系合金等があり、この中から適宜選択することができる。尚、鋳鉄に振動が加わった場合には、鋳鉄に含まれる黒鉛と鉄の摩擦によって熱エネルギーに変換することで、振動を抑制することができると考えられている。また部分転移型合金に振動が加わった場合、合金内にいろいろな大きさの双晶が形成され、この双晶の移動によって運動エネルギーが熱エネルギーに変換することで、振動を抑制することができると考えられている。
【００５１】
尚、本発明の成膜装置における基板を支持するための基板支持部、マスクを支持するためのマスク支持部、あるいはアライメント用カメラの個数や配置はこれに限られるものではない。基板の大きさや重さ、マスクの大きさや重さ、アライメントマークの数やレイアウト位置等によって任意に定めることが可能である。
【００５２】
本発明の成膜装置の別の形態として、支持板２１を成膜室の天板１０ａと完全に離間させる形態も好ましい。図４は、本発明の成膜装置における第３の実施形態を示す断面模式図である。図４の成膜装置３は、支持体２０を構成する脚部２２を、成膜室１０から離れた位置、より具体的には、成膜室１０の側壁よりも外側に設けている。この態様であっても本発明の課題を解決できる。
【００５３】
また、本発明の成膜装置は、図４にて図示されるように、脚部２２の下端に防振体２３を設けてもよい。脚部２２の下端に防振体２３を設けることで、アライメント機構に伝わる振動の軽減効果をより高めることができる。具体的には、防振体を設けることによって、支持体２０を設置する床からアライメント機構へ伝わる振動を防振体によって効果的に吸収することが可能になる。
【００５４】
ここで防振体２３は、外部から伝わる振動に対してアライメント機構が共振しない機能を有することが望ましく、振動を軽減できる周波数領域が広いものがより好ましい。また、防振体２３の構成材料としては、硬質ポーラスセラミックス（硬質多孔セラミックス）、高炭素鋳物鉄、表面弾性振動波遮断の目的で側面・表面をゴム等で被覆した硬質ポーラスセラミックス（硬質多孔セラミックス）、高炭素鋳物鉄等を用いることができる。ただし本発明においては、振動を軽減できる機能を有していれば、以上に列挙した材料以外の材料も使用可能である。例えば、支持板２１を構成する制振材料も防振体２３の構成材料として好適に使用することができる。
【００５５】
上述した防振体２３は、他の実施形態として示される成膜装置においても適用することができる。例えば、図１の表示装置１では、天板１０ａの外周部に相当する領域に設置される脚部２２の下端に防振体を設けることは可能である。そしてこの防振体により、図４の成膜装置３と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
以上の説明においては、蒸着装置を主用途とする成膜装置について説明したが、ＣＶＤによって保護膜を成膜するために使用される成膜装置についても同様に本発明を適用できる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例により本発明を説明する。
【００５８】
（実施例１）
図１の成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。まず蒸着源１５中に公知の発光材料を配置し、成膜室１０内には基板１１を成膜面が下向きになるように設置した。
【００５９】
本実施例においては基板１１として、無アルカリガラスの０．５ｍｍ厚でサイズが４００ｍｍ×５００ｍｍのガラス基板を用いた。尚、この基板上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と電極配線とが、定法によりマトリクス状に形成されている。また副画素１個あたりの大きさを３０μｍ×１２０μｍとし、有機ＥＬ素子の形成領域が３５０ｍｍ×４５０ｍｍとなるように形成した。一方、本実施例においてはマスク１３として、厚さが４０μｍ、サイズが４００ｍｍ×５００ｍｍのマスク部分に張力を加え、厚みが２０ｍｍの枠部材に溶接して一体化したものを用いた。尚、マスク部分及び枠部材の材料としてインバー材を用いた。
【００６０】
支持体２０は成膜室１０上に設置した。支持板２１上にはカメラ３２、基板支持体１２の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構（不図示）を設置した。支持板２１は、制振合金であるネズミ鋳鉄（ＦＣ２５０）で作製した。
【００６１】
また支持体の脚部２２は成膜装置１０の天板外周の４隅に設けた。なお支持板２１と天板部１０ａとを離間するための脚部の高さは１０ｍｍとした。
【００６２】
次に、有機ＥＬ素子の作製工程を説明する。
【００６３】
まず、１０μｍ×９０μｍ（画素開口率：約２５％）になる発光領域を有するように、ＴＦＴを備えたガラス基板上にアノード電極を形成した。尚、このような発光領域を有する素子で、隣接する異色の発光画素間に設けられた非発光部の幅が２０μｍとした場合に要求されるアライメント精度は±１０μｍである。
【００６４】
次に、上記成膜装置及び上記の蒸着マスクを用いて、真空状態でアライメント機構に供えられた基板支持体を下降させて基板１１とマスク１３の距離を０．４ｍｍまで近接させた。次に基板１１上に設けられたアライメントマークとマスク１３上のアライメントマークとをＣＣＤカメラ（カメラ３２）を用いてモニターしながら、基板１１を支持する基板支持体１２を動作させ、基板１１とマスク１３との位置合わせを行った。所定のアライメント精度で位置合わせを完了した後、基板支持体１２をさらに下降させることでマスク１３上に基板１１を接触させた。接触させた直後に、ＣＣＤカメラ（カメラ３２）を用いて再度アライメント精度の確認を実施した。所定の精度を満足していることが確認された後、基板支持体１２を基板１１から離し、基板１１はマスク１３上に載置された。なおアライメント動作の期間において、基板支持部１２の昇降運動、基板とマスクとの接触動作等があったが、各動作前後においてカメラ３２で認識される基板１１とマスク１３のアライメントマークの相対位置は所定のアライメント精度を阻害することはなかった。
【００６５】
次に、公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、基板に対して蒸着源を移動しながら膜厚７００Åで蒸着した。蒸着レートはレートモニタ（不図示）でモニタリングを継続し、必要に応じて蒸着源の加熱制御部にフィードバックをかけて、安定なレートでの蒸着を実施した。
【００６６】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状は、マスク開口のサイズとほぼ同じであった。また形成された膜は、アノード電極の上に適正に配置されていることが分かった。ここで説明する適正に配置されている状態とは、成膜直前のアライメント精度と形成された膜の位置精度がほぼ同等であることを意味している。
【００６７】
以上より、本実施例の成膜装置によって、寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子を製造できることが分かった。
【００６８】
（実施例２）
図４に示される成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。
【００６９】
支持体２０は、成膜室１０をコの字型で覆い囲むように設置した。このとき、脚部２２の下端に鋳鉄で構成された防振体２３設けられた脚部２２を床に設置させた。また支持体２０にはカメラ３２、マスク支持体１２の位置調整手段（不図示）、基板支持体の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構３０を設置した。
【００７０】
また上記脚部２２以外の部材、マスク及び基板、並びに成膜条件は、実施例１と同様とした。
【００７１】
次に、実施例１と同様に公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、膜厚７００Åで蒸着した。
【００７２】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状は、マスク開口のサイズとほぼ同じであった。また形成された膜は、アノード電極の上に適正に配置されていることが分かった。以上より、本実施例の成膜装置によって、寸法精度のよい有機ＥＬ層パターンが形成された有機ＥＬ素子を製造できることが分かった。
【００７３】
（比較例１）
図５に示される成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。図４の成膜装置１００は、成膜室の天板１０ａ上に直接カメラ３２、マスク支持体１１４の位置調整手段（不図示）、基板支持体１１２の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構３０を設けており、用いたマスク、基板のその他の条件は、実施例１と同様とした。
【００７４】
実施例１と同様にＴＦＴを備えたガラス基板上にアノード電極を形成し、上記成膜装置及び公知の蒸着マスクを用いて、真空状態でアライメント機構３０を動作させて基板１１とマスク１３の距離を０．４ｍｍまで近接させた。次に基板上に設けられたアライメントマークとマスク上のアライメントマークをＣＣＤカメラ３２を用いてモニターしながら、マスク側をアライメント機構にて動作させて、基板１１とマスク１３の位置合わせを行った。その後、マスク側をアライメント機構にて動作させることでマスク１３上に基板１１を接触させた。
【００７５】
次に、公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、膜厚７００Åで蒸着した。
【００７６】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状はマスク開口のサイズより大きくなっており、着膜ボケが認められた。また形成された膜の配置は、アノード電極の上からずれており、適正に配置されていないことが分かった。
【符号の説明】
【００７７】
１（２，３）：成膜装置、１０：成膜室、１１：基板、１２：基板支持体、１３：マスク、１４：マスク支持体、１５：蒸着源、２０：支持体、２１：支持板、２２：脚部、２３：防振体、３２：カメラ（ＣＣＤカメラ）、３３：ビューポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、特に、成膜用マスクを基板に密着するように配置して行うマスク成膜法に用いる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置を製造する方法として、従来から、成膜用マスクを基板に密着するように配置して行うマスク成膜法が多く採用されている。このマスク成膜法の一例としてはマスク蒸着法がある。このマスク蒸着法を採用することにより、有機ＥＬ装置を構成する有機化合物層を蒸着法あるいは昇華法により形成する際に、所定の位置に高い精度でパターニングを行うことができる。
【０００３】
近年、有機ＥＬ装置の高解像化に伴い、パターニングの微細化がより一層進んでいる。例えば有機ＥＬ表示装置の場合、基板上の表示面に繰り返し配置された赤色、緑色、青色の副画素のサイズが微細化しており、特定の画素、例えば、赤色画素に含まれる赤色発光層をパターニング形成するためにはより高い位置精度が要求されるようになっている。仮に、赤色発光層の成膜位置が所定の位置から面方向にずれてしまうと、隣接して配置されている緑色画素あるいは青色画素を設ける領域に赤色発光層の一部が形成されてしまうため、混色欠陥等の表示欠陥を生じてしまう。つまり、基板上に配置された画素パターンと成膜用マスクの開口パターンとの間でわずかでも位置ずれが生じると有機ＥＬ装置の品質が低下することがある。
【０００４】
図５は、従来の成膜装置を示す断面模式図である。図５に示される成膜装置１００に搭載されている基板１１１と成膜用マスク１１３との位置合わせを行なうためのカメラ１３２や駆動機構（駆動ステージ１３２）等を備えたアライメント機構１３０は、成膜装置１００の天板１１０ａ上に設置されている。このため、成膜装置１００の内外の圧力差によって成膜室の天井を含む壁面が変形すると、アライメント機構１３０のゆがみが発生し、基板１１１とマスク１１３との位置ずれを引き起こし易くなることが知られている。尚、ここで説明するアライメント機構１３０のゆがみとは、例えば、アライメント用のカメラ１３２の光軸がずれる、あるいは基板支持体１１２の動作位置の繰り返し再現性が悪化する等を意味している。このようなアライメント機構１３０のゆがみが生じると、基板１１１と成膜用マスク１１３の位置合わせ精度が低下してしまい、上述の如く有機ＥＬ装置の品質低下に直結する不具合を生じるリスクが高くなってくる。
【０００５】
このような成膜装置内外の圧力差に伴う位置ずれの問題を解決するために、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、基板とマスクの位置合わせをおこなうアライメント機構を成膜装置（真空チャンバ）の天板上に近接して直接固定された支持プレート上に配置する装置構成が提案されている。この構成により成膜装置内外の圧力差による天板部の変形は支持板を介して間接的にアライメント機構に伝わるようになり、天板部の変形によるアライメント機構の動作への影響を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
しかしながらアライメント機構に伝わる振動によっても、基板とマスクとの位置ずれが生じることがある。特に、成膜装置の外に設置されている周辺装置等が発する振動や、成膜室内の搬送ロボット動作や各部品の接触や衝突動作に伴う振動が、アライメント機構に伝わることで基板とマスクとのアライメント精度に影響が及ぼすことが懸念される。
【０００８】
例えば、マスク、基板、あるいはこれらを支持する構造物に対して０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ／ｓ2の加速度を持った振動が加わった場合、マスクと基板の相対位置は約０．１μｍ〜１０μｍのずれが生じてしまうことがある。高精細、高解像度な有機ＥＬ装置に許容される位置合わせ精度は１μｍ〜２０μｍの範囲（好ましくは、１μｍ〜１０μｍの範囲）であることから、上記振動によるずれの大きさは無視できないものになる。例えば、３インチの表示エリアを有する有機ＥＬ表示装置において、ＶＧＡの解像度を有する場合の画素サイズは約９６μｍである。このような表示装置において、例えば、発光領域の面積率（画素開口率）を２５％の場合、異色画素間に設けられる非発光部の幅はおよそ１０〜２５μｍの範囲で設定されることが多い。非発光部の幅の１／２倍がマスクと基板の位置合わせ精度に相当する。
【０００９】
尚、上記のような加速度をもった振動は、我々の所有する有機ＥＬ蒸着装置に設置されたマスク支持機構の通常の昇降動作において発生する程度の加速度であり、特別大きな振動ではない。ただし、装置の形態や材料、又は装置構成物の移動速度や加速度等の運用条件によって違いが生じる可能性はある。
【００１０】
ここで特許文献１に記載の構成では、成膜装置の天板部と支持板とが直接固定され、一体化した構成であるため、成膜装置の内外で発生した振動が成膜室の天板部及びこの天板部に固定された支持板を介して、アライメント機構に伝達するおそれがある。また成膜装置の天板部と支持板との固定位置によっては、振動だけでなく成膜室で発生する僅かな変形も支持板を介してアライメント機構に伝達するおそれがある。その結果、アライメント機構に伝わる振動や変形によって基板と成膜用マスクの位置合わせ精度が低下してしまい、有機ＥＬ装置の品質低下に直結する不具合を生じるリスクが高くなってくる。また振動による影響によりアライメントカメラで認識するアライメントマークの精度が低下してしまいリトライ回数が増えることから、所定の精度に追い込むまでに要するアライメント時間が長くなる問題も抱えていた。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、成膜装置に設けられ基板と成膜用マスクとの位置合わせをするアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、位置ずれをより一層抑制することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の成膜装置は、基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、
前記成膜室の室外に設けられている支持体と、
前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、
前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、
前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、
前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成膜装置に設けられ基板と成膜用マスクとの位置合わせをするアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、位置ずれをより一層抑制することができる成膜装置を提供することができる。即ち、本発明の成膜装置は、支持板の少なくとも一部を、支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換することにより制振可能な制振材料で構成されている。こうすることで、成膜装置に供えられたアライメント機構に伝達する可能性がある振動及び変形を低減し、基板と成膜用マスクとの位置ずれを抑制することができる。
【００１４】
従って、本発明の成膜装置は、基板上に配置された画素パターンとの面方向のずれが少なく、かつ寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子や有機ＥＬ装置の製造を可能にする。具体的には、アライメント工程で追い込める位置精度が向上すると共に、アライメント工程段階の位置精度と蒸着工程後に形成されたパターンの位置精度とをほぼ一致させることができる。またアライメントカメラのマーク認識率が改善されることで、リトライ数を低減できるためアライメント時間を短縮化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の成膜装置における第１の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明の成膜装置における第２の実施形態を示す断面模式図である。
【図３】図１の成膜装置の構成部材である天板を示す模式図であり、（ａ）は、平面側の模式図であり、（ｂ）は、底面側の模式図である。
【図４】本発明の成膜装置における第３の実施形態を示す断面模式図である。
【図５】従来の成膜装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の成膜装置は、成膜室と、支持体と、アライメント機構と、から構成される。ここで成膜室は、室内に、基板支持体と、マスク支持体と、を備えている。尚、成膜室の室内には、基板支持体やマスク支持体のほかに、例えば成膜用の蒸発源が所定の位置に配置されている。また支持体は、成膜室の室外に設けられている部材である。さらに、アライメント機構は、支持体上に設けられる部材であって、基板支持体の位置調整手段及びマスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えている。
【００１７】
本発明の成膜装置において、成膜装置を構成する支持体は、アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有している。ここで支持体に含まれる支持板は、上記脚部により成膜室の天板と離間して設けられている。即ち、支持体に脚部が設けられることにより、減圧雰囲気の成膜室の内外圧力差による変形や振動を生じた場合においても、支持板は成膜室の天板に対して確実に離間される状態になる。また支持体に含まれる脚部は、成膜装置の外周近傍に設けられている。これにより成膜室の天板部の変形に伴う基板と成膜マスクとの位置ずれを効果的に低減できるようになる。
【００１８】
本発明の成膜装置において、上記支持板のうち少なくともその一部は、支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されている。
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の成膜装置について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の成膜装置における第１の実施形態を示す断面模式図である。尚、図１の成膜装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置の製造に用いられる成膜装置として使用されるものである。
【００２１】
図１の成膜装置１の構成部材である成膜室１０は、室内に、基板１１を支持するための基板支持体１２と、マスク１３を支持するためのマスク支持体１４と、有機材料を蒸発させるための蒸着源１５と、を備えている。ここで、成膜室１０の室内に備えられている基板支持体１２及びマスク支持体１４は、ベローズ等の真空シール部材（不図示）を介して、成膜室１０外に設けられたアライメント機構（不図示）と連結されている。
【００２２】
ところで、マスク１３を支持するためのマスク支持体１４に連結されるアライメント機構は、例えば、図１に示されるように成膜室１０の上方、言い換えると、天板１０ａ側に設けてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、本発明の成膜装置における第２の実施形態を示す断面模式図である。図２の成膜装置２は、マスク支持体１４とアライメント機構（不図示）との連結態様が異なることを除き、他の構成・態様が図１の成膜装置１と共通している。ここで図２の成膜装置２は、マスク１２の位置を制御するアライメント機構が成膜室１０の下方側に設けられている。
【００２３】
またアライメントカメラ３２の光軸上（図中破線方向）にはビューポート３３が設けられている。このビューポート３３は、成膜室１０の室内を成膜室１０の外部から覗くための窓であり、減圧下に耐えることが可能な材料で構成されている。
【００２４】
以上より、図１の成膜装置１は、基板支持体１２やマスク支持体１４が可動した場合においても成膜室１０内の機密性は保持され、成膜室１０内の圧力は一定に保持することが可能な構成となっている。
【００２５】
マスク支持体１４で支持されるマスク１３は、一部又は全部が開口を有する薄板形状の部材である。より精細なパターンが要求される蒸着工程においては、マスク部分の厚さは１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下とするのがよい。
【００２６】
マスク１３の素材としては、銅、ニッケル、ステンレス等の金属材料を用いることができる。またこれら金属材料に換えて、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−鉄合金であるインバー材、ニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のニッケル合金を用いて電鋳製法でマスク部を作製してもよい。特に、インバー材、スーパーインバー材の熱膨張係数は０．５〜２．０×１０-6／℃と他の金属に比べて小さいので、蒸着時における熱膨張によるマスクの変形を抑えることができる。
【００２７】
また、大型基板向けのマスクは、大面積で開口の寸法精度を実現するのが難しいため、インバー等で剛性の高い枠部材の部分を作製し、枠部材に囲まれた領域に薄膜のマスクを形成した形態も好適に用いられる。
【００２８】
基板支持体１２で支持される基板１１は、目的に応じてシリコン基板やガラス基板あるいはプラスチック基板等を用いることができる。大型ディスプレイ向けとしては、無アルカリガラス上に予め駆動回路や画素電極を形成した基板が好ましく用いられる。
【００２９】
図１の成膜装置の構成部材である支持体２０は、後述するアライメント機構を設置するための支持板２１と、支持体２０を接地するため脚部２２と、を有している。尚、支持板２１及び脚部２２の設置位置については後述する。
【００３０】
図１の成膜装置の構成部材であるアライメント機構は、基板１１及びマスク１３の平面位置を確認するためのアライメント用のカメラ３２を有している。尚、図示していないが、図１に示されるアライメント機構は、基板支持体１２の位置の微調整を行う位置調整手段や、図１のマスク支持体１４の位置の調整を行う位置調整手段も有している。
【００３１】
ところで基板１１とマスク１３にはそれぞれ位置合わせのためのアライメントマーク（不図示）が設けられている。カメラ３２は、位置合わせを行う際に基板１１及びマスク１３のアライメントマークをビューポート３３から観察できるようにアライメントマークの位置の上方に配置されている。基板１１とマスク１３の位置合わせは、図１に示すように、基板１１とマスク１３が離れている状態で基板１１とマスク１３にそれぞれ形成されたアライメントマークの相対的な位置関係を調整することで行う。
【００３２】
尚、アライメントの具体的な方法として、マスク１３を所定位置に静置し、基板駆動ステージ（不図示）によって基板１１を移動させる方法がある。これにより、基板１１とマスク１３との相対的な位置関係を調整することができる。また、基板１１を所定位置に静置し、マスク１３をマスク駆動ステージ（不図示）によって移動させることで位置合わせを行う構成であってもよいし、基板１１及びマスク１３の両方を移動させるための駆動ステージを備えていてもよい。
【００３３】
例えば、基板に比べてマスクの重量が大きい場合には、基板を移動させることでアライメント精度を高められる場合がある。また基板とマスクの両方を移動させて相対的な位置関係を調整することで、アライメント時間を短縮することができる場合がある。このように移動させる物体の選択は、装置の形態や目的に応じて任意に設計することが可能である。
【００３４】
また基板１１に有機材料を成膜する場合に、基板１１と蒸着源１５との位置は互いに固定していてもよいし、相対的に移動する形態であってもよい。また蒸着源の形態は、単一の蒸着源であっても、複数の蒸着源を配列していてもよい。また図示していないが、成膜室内には蒸着源からの蒸発レートを管理あるいは制御することを目的としたレート管理センサーも配置することができる。
【００３５】
また図１においては、基板１１の被成膜面を下向きにする目的で、マスク１３を基板１１の下側に配置させているが、成膜物質が基板１１の被成膜面上にパターニングできれば基板とマスクとの互いの姿勢はこの限りではない。例えば、基板１１とマスク１３とを縦置きにした状態で配置してもよいし、あるいは基板１１の被成膜面を上向きにしてもよい。
【００３６】
また、本発明にかかる第２の実施形態の断面図を図２に示す。図２の成膜装置２は、成膜室１０が、アライメントをするためのチャンバーと、成膜をするためのチャンバー（不図示）と、から構成されている。ここで図２の成膜装置２において、アライメントをするためのチャンバーと成膜をするためのチャンバーとは、分けて設けられている。アライメント用のチャンバーと成膜用のチャンバーとは、真空一貫で連結されていることが好ましい。尚、アライメント用のチャンバーと、成膜用のチャンバーと、は同一の空間であってもよいし、チャンバー間をバルブで区切ることができる形態であってもよい。このようにチャンバーを機能で分離することにより、アライメント機構を搭載したチャンバーのサイズを小さくすることができるため、チャンバー内外の圧力差による変形量を低減することができるようになる。また図２で示されるように、マスク支持体１４を天板と対向する側に配置することで、支持板に要求される耐加重を低減できるため、構造的あるいは材料選択に対する成約を緩和することが可能になる。
【００３７】
尚、真空度は１×１０-3Ｐａ以下に保たれていることが望ましい。より好ましくは１×１０-4Ｐａ以下である。
【００３８】
次に、支持体２０を構成する部材について説明する。上述したように、支持体２０は、支持板２１と脚部２２とからなる部材である。
【００３９】
図１の成膜装置において、支持板２１は、脚部２２を介して成膜室の天板１０ａと離間して設けられている。このため成膜室１０で発生し得る僅かな変形が支持体２０および支持体に設置されたアライメント機構に伝達することを低減又は遮断することができる。
【００４０】
また以下の二つの理由から、支持体２０に配置されているアライメント機構へ伝わる振動を軽減することができる。
【００４１】
第一の理由は、支持板２１の少なくとも一部が制振材料で構成されているからである。ここで説明する制振材料とは、制振性を有する材料を意味している。具体的には、外部から支持体２０に伝わる振動を熱エネルギーに変換し、この熱エネルギーを発散することで振動を短時間で減衰させることが可能な減衰能の高い材料を意味している。また、支持板２１の少なくとも一部が制振材料で構成されるとは、支持板２１全体が制振材料から構成されている形態だけでなく、支持板２１が制振材料からなる板と他の材料からなる板とを貼り合わせて構成されている形態も本発明に含まれることを意味する。他にも、アライメント機構が設置されている部分のみを制振材料で構成する形態等も本発明に含まれる。
【００４２】
第二の理由は、脚部２２を成膜室１０の外周近傍に配置することで、構造的な耐震性を有するためである。具体的には、成膜室１０の天板１０ａの外周部は、成膜室１０の壁面（側壁）で支持されている。そのため、天板１０ａの垂直方向の剛性は、天板１０ａの外周近傍では強い。このため天板１０ａの外周では天板１０ａに伝わる振動、特に周波数の小さな振動の影響を受けにくくなる。このため成膜装置が設置されている床から発生する振動や、基板１１とマスク１３とのアライメント工程や蒸着工程時に成膜室内から発生する振動が、成膜室１０から支持体２０に直接伝わることを構造的に低減することができる。
【００４３】
これにより基板、ロボットの動作、ドアバルブ開閉等に伴う装置内の振動、また排気装置等の各種機器類が発する振動の影響によって生じる装置外からの振動を抑制あるいは遮断し、アライメント機構に伝わる振動を抑制あるいは遮断できる。この結果、基板とマスクとの位置合わせ誤差を低減できるので、寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子や有機ＥＬ装置を製造することが可能になる。
【００４４】
尚、脚部２２を設ける位置は、支持体２０を支持すると共に強度上の問題がなければ、天板１０ａ上の外周近傍に相当する領域のいずれかでよい。
【００４５】
図１の成膜装置１の構成部材である天板及び脚部を、図３にて説明する。図３（ａ）のように、脚部２２（破線で囲む範囲）を天板１０ａの角部にそれぞれ設置し、支持体２０を支持する構造にしてもよい。尚、図３（ａ）では、マスク支持体１４よりも外側（成膜装置１０の壁面側）に脚部２２が設置されている。
【００４６】
また別の形態として、図３（ｂ）で示すように、支持板２１の辺に沿って成膜装置１の外周に脚部２２を配置してもよい。図３（ｂ）にて示される装置形態では、破線ｂｂ’に沿って成膜室１０の中央から外周に向けて、アライメント用カメラ３２、基板支持体１２、脚部２２が順に配置されている。即ち、基板支持体１４よりも外側（成膜装置１０の壁面側）に脚部２２が設置されている。
【００４７】
このように本発明では、支持体２０を構成する脚部２２を、少なくともマスクあるいは基板を支持する部材の一方よりも外側に配置する。これにより、成膜室１０で発生し得る僅かな変形や振動が支持体２０及び支持体に設置されたアライメント機構（不図示）に伝達することを低減又は遮断することができる。
【００４８】
また支持体２０を構成する脚部２１が、少なくともマスク支持体１４あるいは基板支持体１２の外周よりも外側であって成膜室１０の側壁よりも内側に設けられている態様であっても同様に本発明の効果は発現する。
【００４９】
尚、本発明において、上述した制振材料は、制振材料に含まれる成分同士の摩擦によって生じる摩擦エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金を含んでいるのが好ましい。
【００５０】
ここで、支持板２１を構成する制振材料として使用される制振合金としては、公知の制振合金を使用することができる。好ましくは、大型構造物への適用しやすい鋳鉄（Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ系合金等）や、減衰能の大きな双晶の移動を利用する部分転移型の制振合金（Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金等）を用いる。例えば、鋳鉄には、ネズミ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、インバー鋳鉄等があり、この中から適宜選択することができる。また双晶型の合金としては、上記以外にもＭｎ−Ｃｕ−Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系合金等があり、この中から適宜選択することができる。尚、鋳鉄に振動が加わった場合には、鋳鉄に含まれる黒鉛と鉄の摩擦によって熱エネルギーに変換することで、振動を抑制することができると考えられている。また部分転移型合金に振動が加わった場合、合金内にいろいろな大きさの双晶が形成され、この双晶の移動によって運動エネルギーが熱エネルギーに変換することで、振動を抑制することができると考えられている。
【００５１】
尚、本発明の成膜装置における基板を支持するための基板支持部、マスクを支持するためのマスク支持部、あるいはアライメント用カメラの個数や配置はこれに限られるものではない。基板の大きさや重さ、マスクの大きさや重さ、アライメントマークの数やレイアウト位置等によって任意に定めることが可能である。
【００５２】
本発明の成膜装置の別の形態として、支持板２１を成膜室の天板１０ａと完全に離間させる形態も好ましい。図４は、本発明の成膜装置における第３の実施形態を示す断面模式図である。図４の成膜装置３は、支持体２０を構成する脚部２２を、成膜室１０から離れた位置、より具体的には、成膜室１０の側壁よりも外側に設けている。この態様であっても本発明の課題を解決できる。
【００５３】
また、本発明の成膜装置は、図４にて図示されるように、脚部２２の下端に防振体２３を設けてもよい。脚部２２の下端に防振体２３を設けることで、アライメント機構に伝わる振動の軽減効果をより高めることができる。具体的には、防振体を設けることによって、支持体２０を設置する床からアライメント機構へ伝わる振動を防振体によって効果的に吸収することが可能になる。
【００５４】
ここで防振体２３は、外部から伝わる振動に対してアライメント機構が共振しない機能を有することが望ましく、振動を軽減できる周波数領域が広いものがより好ましい。また、防振体２３の構成材料としては、硬質ポーラスセラミックス（硬質多孔セラミックス）、高炭素鋳物鉄、表面弾性振動波遮断の目的で側面・表面をゴム等で被覆した硬質ポーラスセラミックス（硬質多孔セラミックス）、高炭素鋳物鉄等を用いることができる。ただし本発明においては、振動を軽減できる機能を有していれば、以上に列挙した材料以外の材料も使用可能である。例えば、支持板２１を構成する制振材料も防振体２３の構成材料として好適に使用することができる。
【００５５】
上述した防振体２３は、他の実施形態として示される成膜装置においても適用することができる。例えば、図１の表示装置１では、天板１０ａの外周部に相当する領域に設置される脚部２２の下端に防振体を設けることは可能である。そしてこの防振体により、図４の成膜装置３と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
以上の説明においては、蒸着装置を主用途とする成膜装置について説明したが、ＣＶＤによって保護膜を成膜するために使用される成膜装置についても同様に本発明を適用できる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例により本発明を説明する。
【００５８】
（実施例１）
図１の成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。まず蒸着源１５中に公知の発光材料を配置し、成膜室１０内には基板１１を成膜面が下向きになるように設置した。
【００５９】
本実施例においては基板１１として、無アルカリガラスの０．５ｍｍ厚でサイズが４００ｍｍ×５００ｍｍのガラス基板を用いた。尚、この基板上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と電極配線とが、定法によりマトリクス状に形成されている。また副画素１個あたりの大きさを３０μｍ×１２０μｍとし、有機ＥＬ素子の形成領域が３５０ｍｍ×４５０ｍｍとなるように形成した。一方、本実施例においてはマスク１３として、厚さが４０μｍ、サイズが４００ｍｍ×５００ｍｍのマスク部分に張力を加え、厚みが２０ｍｍの枠部材に溶接して一体化したものを用いた。尚、マスク部分及び枠部材の材料としてインバー材を用いた。
【００６０】
支持体２０は成膜室１０上に設置した。支持板２１上にはカメラ３２、基板支持体１２の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構（不図示）を設置した。支持板２１は、制振合金であるネズミ鋳鉄（ＦＣ２５０）で作製した。
【００６１】
また支持体の脚部２２は成膜装置１０の天板外周の４隅に設けた。なお支持板２１と天板部１０ａとを離間するための脚部の高さは１０ｍｍとした。
【００６２】
次に、有機ＥＬ素子の作製工程を説明する。
【００６３】
まず、１０μｍ×９０μｍ（画素開口率：約２５％）になる発光領域を有するように、ＴＦＴを備えたガラス基板上にアノード電極を形成した。尚、このような発光領域を有する素子で、隣接する異色の発光画素間に設けられた非発光部の幅が２０μｍとした場合に要求されるアライメント精度は±１０μｍである。
【００６４】
次に、上記成膜装置及び上記の蒸着マスクを用いて、真空状態でアライメント機構に供えられた基板支持体を下降させて基板１１とマスク１３の距離を０．４ｍｍまで近接させた。次に基板１１上に設けられたアライメントマークとマスク１３上のアライメントマークとをＣＣＤカメラ（カメラ３２）を用いてモニターしながら、基板１１を支持する基板支持体１２を動作させ、基板１１とマスク１３との位置合わせを行った。所定のアライメント精度で位置合わせを完了した後、基板支持体１２をさらに下降させることでマスク１３上に基板１１を接触させた。接触させた直後に、ＣＣＤカメラ（カメラ３２）を用いて再度アライメント精度の確認を実施した。所定の精度を満足していることが確認された後、基板支持体１２を基板１１から離し、基板１１はマスク１３上に載置された。なおアライメント動作の期間において、基板支持部１２の昇降運動、基板とマスクとの接触動作等があったが、各動作前後においてカメラ３２で認識される基板１１とマスク１３のアライメントマークの相対位置は所定のアライメント精度を阻害することはなかった。
【００６５】
次に、公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、基板に対して蒸着源を移動しながら膜厚７００Åで蒸着した。蒸着レートはレートモニタ（不図示）でモニタリングを継続し、必要に応じて蒸着源の加熱制御部にフィードバックをかけて、安定なレートでの蒸着を実施した。
【００６６】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状は、マスク開口のサイズとほぼ同じであった。また形成された膜は、アノード電極の上に適正に配置されていることが分かった。ここで説明する適正に配置されている状態とは、成膜直前のアライメント精度と形成された膜の位置精度がほぼ同等であることを意味している。
【００６７】
以上より、本実施例の成膜装置によって、寸法精度のよい有機化合物層のパターンが形成された有機ＥＬ素子を製造できることが分かった。
【００６８】
（実施例２）
図４に示される成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。
【００６９】
支持体２０は、成膜室１０をコの字型で覆い囲むように設置した。このとき、脚部２２の下端に鋳鉄で構成された防振体２３設けられた脚部２２を床に設置させた。また支持体２０にはカメラ３２、マスク支持体１２の位置調整手段（不図示）、基板支持体の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構３０を設置した。
【００７０】
また上記脚部２２以外の部材、マスク及び基板、並びに成膜条件は、実施例１と同様とした。
【００７１】
次に、実施例１と同様に公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、膜厚７００Åで蒸着した。
【００７２】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状は、マスク開口のサイズとほぼ同じであった。また形成された膜は、アノード電極の上に適正に配置されていることが分かった。以上より、本実施例の成膜装置によって、寸法精度のよい有機ＥＬ層パターンが形成された有機ＥＬ素子を製造できることが分かった。
【００７３】
（比較例１）
図５に示される成膜装置を用いてガラス基板上に有機ＥＬ素子を製造した。図４の成膜装置１００は、成膜室の天板１０ａ上に直接カメラ３２、マスク支持体１１４の位置調整手段（不図示）、基板支持体１１２の位置調整手段（不図示）を有するアライメント機構３０を設けており、用いたマスク、基板のその他の条件は、実施例１と同様とした。
【００７４】
実施例１と同様にＴＦＴを備えたガラス基板上にアノード電極を形成し、上記成膜装置及び公知の蒸着マスクを用いて、真空状態でアライメント機構３０を動作させて基板１１とマスク１３の距離を０．４ｍｍまで近接させた。次に基板上に設けられたアライメントマークとマスク上のアライメントマークをＣＣＤカメラ３２を用いてモニターしながら、マスク側をアライメント機構にて動作させて、基板１１とマスク１３の位置合わせを行った。その後、マスク側をアライメント機構にて動作させることでマスク１３上に基板１１を接触させた。
【００７５】
次に、公知の発光材料を真空度２×１０-4Ｐａの条件下で真空蒸着法にて毎秒３Åの蒸着レートで、膜厚７００Åで蒸着した。
【００７６】
成膜後、基板上の膜の形状を調べたところ、形状はマスク開口のサイズより大きくなっており、着膜ボケが認められた。また形成された膜の配置は、アノード電極の上からずれており、適正に配置されていないことが分かった。
【符号の説明】
【００７７】
１（２，３）：成膜装置、１０：成膜室、１１：基板、１２：基板支持体、１３：マスク、１４：マスク支持体、１５：蒸着源、２０：支持体、２１：支持板、２２：脚部、２３：防振体、３２：カメラ（ＣＣＤカメラ）、３３：ビューポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、
前記成膜室の室外に設けられている支持体と、
前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、
前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、
前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、
前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【請求項２】
前記制振材料が、前記制振材料に含まれる成分同士の摩擦によって生じる摩擦エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金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３】
前記制振材料が、双晶の発生及び双晶の移動に伴う運動エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金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４】
前記脚部が、少なくとも前記マスク支持体あるいは基板支持体の外周よりも外側の領域に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記脚部が、少なくとも前記マスク支持体あるいは基板支持体の外周よりも外側であって前記成膜室の側壁よりも内側に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記脚部が、前記成膜室の側壁よりも外側に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記脚部が、防振体を有することを特徴とする、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】
前記防振体が、制振材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の成膜装置。
【請求項１】
基板支持体と、マスク支持体と、を室内に備える成膜室と、
前記成膜室の室外に設けられている支持体と、
前記支持体上に設けられ、前記基板支持体の位置調整手段及び前記マスク支持体の位置調整手段の少なくとも一方と、アライメント用のカメラと、を備えるアライメント機構と、から構成され、
前記支持体が、前記アライメント機構を載置する支持板と、脚部と、を有し、
前記支持板が、前記脚部により前記成膜室の天板と離間して設けられており、
前記支持板の少なくとも一部が、前記支持板に伝わる振動を熱エネルギーに変換して該振動を抑制可能にする制振材料で構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【請求項２】
前記制振材料が、前記制振材料に含まれる成分同士の摩擦によって生じる摩擦エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金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３】
前記制振材料が、双晶の発生及び双晶の移動に伴う運動エネルギーを熱エネルギーに変換可能な制振合金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４】
前記脚部が、少なくとも前記マスク支持体あるいは基板支持体の外周よりも外側の領域に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記脚部が、少なくとも前記マスク支持体あるいは基板支持体の外周よりも外側であって前記成膜室の側壁よりも内側に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記脚部が、前記成膜室の側壁よりも外側に設けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記脚部が、防振体を有することを特徴とする、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】
前記防振体が、制振材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３３４６８（Ｐ２０１２−３３４６８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６９２８（Ｐ２０１１−１２６９２８）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
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