蒸発源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法
【課題】
本発明は、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供することである。また、前記蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、内部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、前記蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口をライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを第1の特徴とする。また、本発明は、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを第２の特徴とする。
本発明は、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供することである。また、前記蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、内部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、前記蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口をライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを第1の特徴とする。また、本発明は、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを第２の特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発源並びに有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬ）デバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法に係り、特に蒸着材料の損出の少ない蒸発源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬの共通電極層や有機発光層は、たとえば真空蒸着によって形成する。真空蒸着装置は、真空チャンバ内部に形成すべき層の材料が貯留された坩堝並びに坩堝を加熱するヒータを含む蒸発源を配置し、蒸着材料が蒸発・昇華する方向、所謂坩堝の蒸着ノズルまたは開口部の面側に被蒸着ガラス基板（以下基板）を配置した構造となっている。そして蒸発源から蒸発・昇華した蒸着材料の分子が被蒸着基板に蒸着する。
【０００３】
有機ＥＬの蒸着は、蒸発源坩堝内の有機材料をヒータにより加熱し蒸発・昇華させ被蒸着基板に到達させ膜を形成する。FPD（Flat panel display）などの高度な位置決めを必要とするデバイスの場合、基板交換時間及び基板とマスクとの位置決め（アライメント）時間は蒸着出来ない。このような課題を解決する試みが従来からなされている。
【０００４】
まず、基板交換時間及び位置決めの時間帯は基板シャッタ機構などにより一端被蒸着基板への蒸着物を遮ることにより実質的に蒸着を停止する第１の方法がある。あるいは、坩堝を加熱しているヒータの電流をコントロールすることにより蒸着を停止或いは復帰させている第２の方法がある。
【０００５】
さらに、基板交換時間などの成膜に寄与しない蒸着材料の蒸発・昇華を抑えるために、材料蒸発口に流量調整用のバルブを設けてバルブ（坩堝）からの蒸着材料の蒸発・昇華を抑える第３の方法があり、その改良方法として、バルブを閉じたときに坩堝内部の圧力が上昇するのを抑えるため、逃がし流路を設けている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
他のFPD・照明デバイスと比べ優れた特性を有する有機ＥＬデバイスであるが、製造コストが他のデバイスに比べて高くなりやすい。高価な蒸着材料を使用することとその材料効率が低いことが最大の原因である。
【０００８】
基板シャッタ機構などにより実質的に蒸着を停止する第１の方法（特許文献１）は、連続運転中に蒸着材料を定められた蒸着速度で蒸発・昇華させ続け、基板シャッタ等によって蒸着を遮られている間に蒸発・昇華している材料は材料効率に寄与しない捨てられる材料となり、かなりの量の高価格な有機ＥＬ材料が基板に到達できず捨てられしまう課題がある。また、電流をコントロールする第２の方法（特許文献２）は、応答時間が極端に長くかかるため蒸発源からの材料蒸発・昇華は加熱のコントロールによって任意に停止できない。このため第２の方法は連続運転が必要な装置では採用できない。また、バルブなどにより坩堝からの蒸着材料の蒸発・昇華を抑える第３の方法は、内圧の上昇による再開放時の蒸発・昇華速度の変化や材料の変質等の課題がある。
【０００９】
従って、本発明の第１を目的は、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、第１の目的を達成できる蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、中心部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、前記蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口をライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記開閉手段は、前記蒸着物噴射口の位置に対応した開口部を有する板状体と、前記板状体を前記蒸着物噴射口部に沿って移動させる駆動手段とを有することを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記坩堝は前記蒸着物噴射口部に沿って複数設けられていることを第３の特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は２であり、２つの前記蒸着物噴射口部を前記坩堝の対面に設けたことを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は３または４であり、３つまたは４つの蒸着物噴射口部は互いに異なる方向に噴射することを第５の特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は４であり、４つの前記蒸着物噴射口部のうち前記坩堝の対面に存在する２つを1組とし、2組の前記蒸着物噴射口部から交互に噴射することを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを第７の特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、真空蒸着チャンバ内の複数の処理部にそれぞれ基板を搬送し、前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造装置または有機ＥＬデバイス製造方法において、第１乃至６の特徴のいずれかに記載の前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持し、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を閉じるように制御し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させて前記蒸着を行うことを第８の特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部に前記基板を交互に搬送し、正対可能に設けられた２つの前記基板に、請求項４に記載の蒸発源の２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の前記基板に蒸着することを第９特徴とする。
【００１６】
また、本発明は前記複数の処理部は３つまたは４であり、所定に順番で前記基板を前記３つまたは４つの処理部に搬送し、請求項５に記載の蒸発源の３つまたは４つの前記蒸着物噴射口部を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを第１０特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、前記基板の蒸着面を上面にして前記基板を搬送し、前記基板を保持する基板保持部に水平に載置し、前記基板保持部を水平の状態から前記垂直または略垂直にすることを第１１の特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供できる。
【００１９】
また、本発明によれば、第１の目的を達成できる蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の蒸発源の第１の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置の搬送チャンバと処理チャンバの構成の概要を示す図である。
【図４】基板全面に亘って蒸着させるために水平に設けられた蒸発源を上下に移動させる蒸発源走査手段を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを示す図である。
【図６】本発明の蒸発源の第２の実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを示す図である。
【図９】本発明の他の有機ＥＬデバイス製造装置の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明に実施形態を図面を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の蒸発源７の第１の実施形態を示す模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面からの矢視図である。蒸発源７は、その本体が図１（ａ）に示すように４角柱（長方体）の形状を有し、その中心部に図１（ｂ）に示す複数の坩堝７１を有する。各坩堝７１の上下にはヒータ７3を配置し、坩堝１を蒸着材料２の蒸着に適した温度に加熱する。更にその周囲には反射板７４が取り囲むように設けられ、蒸発源７内の熱を外部に逃さず内側にこもるようにしている。また、その外周には遮熱のための水冷ボックス７５があり、反射板７４から漏れた熱が外部に影響を与えないようになっており、略4角柱の形状を有している。しかしながら、蒸発源にはその他の部材を周囲に設けることもあり、その概観が必ずしも4角柱などの角柱形状を有するとは限らない。
【００２２】
各坩堝７１の内部には蒸着材料７２を納め、ヒータ７３により加熱されてここから蒸発・昇華し、蒸着物噴射口である蒸着ノズル７８を４角柱の長面の長手方向にライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部から噴射する。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように断面が４角形を有する左右方向の２長辺に蒸着ノズル７８ａ、７８ｂを各々背中合わせになるように設けている。そして、蒸着ノズル７８ａ、７８ｂを遮る開閉手段である板状のシャッタ７６a、７６ｂがあり、蒸発源７の長辺の両端に設けた駆動手段であるアクチュエータ７７ａ、７７ｂによって上下移動する。シャッタ７６ａ、７６ｂには、各坩堝７１の蒸着ノズル７８ａ、７８ｂに対応する位置には開口部７９ａ、７９ｂがあり、その開口部７９ａ、７９ｂがそれぞれ蒸着ノズル７８ａ、７８ｂに来たときはその開口部７９ａ、７９ｂからは蒸発・昇華した蒸着材料７2が噴射し、開口部７９ａ、７９ｂが蒸着ノズル７８ａ、７８ｂ以外の位置に来たときはその噴射が遮断される。即ち、アクチュエータ７７ａ、７７ｂによってそれぞれ蒸着ノズル７８a、７８ｂの開閉動作が制御される。また、開閉動作は、必ず片側のみ開放するようになっている。尚、ノズル部で詰まりを発生させないように、シャッタ７６a、７６ｂは加熱されている。また、上記の開口部７９ａ、７９ｂは蒸着ノズルの径に合わせた径を有するが、全ての蒸着ノズルをカバーする蒸着ノズルの径の高さを有する細長い開口部でもよい。
【００２３】
以上説明した第１の実施形態の蒸発源７によれば、背中合わせた２つの蒸着ノズルが、即ち前記坩堝の対面に設けられた２つの蒸着物噴射口部が蒸着する基板を交互を設け、片側の基板の蒸着が終了したらその基板に対応した蒸着ノズルを閉じ、他方の蒸着ノズルを開き、対応する基板を蒸着することによって、材料の損出を少なくできる。すなわち、基板交換時間やアライメント時間に別の基板を蒸着出来れば蒸発源の実質稼働率を100％に近づけることができる。
【００２４】
また、以上説明した第１の実施形態の蒸発源７によれば、必ず片側のみ蒸着ノズルを基板に向けて開放させることによって、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００２５】
図２乃至図４を図１示す蒸発源を用い、蒸発源の効果を発揮できる有機ＥＬデバイス製造装置を説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置１００を示す。有機ＥＬデバイス製造装置は、単に発光材料層（ＥＬ層）を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を洗浄したりする。図２はその製造装置の一例を示したものである。
【００２７】
本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、大別して処理対象の基板６を搬入するロードクラスタ３、基板６を処理する４つのクラスタ（Ａ〜Ｄ）、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ３あるいは次工程（封止工程）との間の設置された５つの受渡室４から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
【００２８】
ロードクラスタ３は、前後に真空を維持するためにゲート弁１０を有するロードロック室３１と、ロードロック室３１から基板を受取り、旋回して受渡室４ａに基板６を搬入する搬送ロボット５Ｒとからなる。各ロードロック室３１及び各受渡室４は前後にゲート弁１０を有し、当該ゲート弁１０の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ３あるいは次のクラスタ等へ基板を受け渡しする。
【００２９】
各クラスタ（Ａ〜Ｄ）は、一台の搬送ロボット５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット５から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された２つの処理チャンバ１（第１の添え字ａ〜ｄはクラスタを示し、第２の添え字ｕ、ｄは上側下側を示す）を有する。搬送チャンバ２と処理チャンバ１の間にはゲート弁１０を設けている。
【００３０】
図３は、搬送チャンバ２と処理チャンバ１の構成の概要を示す。処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、蒸着材料を真空中で蒸着しＥＬ層を形成する真空蒸着チャンバ１ｂｕを例にとって説明する。図３は、そのとき搬送チャンバ２ｂと真空蒸着チャンバ１ｂｕの構成の模式図と動作説明図である。図３における搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能（矢印５９参照）で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５８を有する。
【００３１】
本実施形態では、図３に示すように、１台の真空蒸着チャンバに処理ラインを２つ設け、一方のライン（図３ではＬライン）で蒸着している間に、他方のＲラインでは基板を搬出入し、基板６とマスク８とのアライメントをして蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、基板６に蒸着させずに無駄に蒸発・昇華している時間を減少させることができる。
【００３２】
上記を実現するために、真空蒸着チャンバ１ｂｕは、各ラインに搬送ロボット５と基板６の受け渡し行なう基板保持部９、基板保持部の櫛歯状ハンド９１を旋回させ直立させる基板旋回駆動手段９３及び直立した基板６とアライメントするマスク８を備え、両ラインの基板保持部９の間でかつ基板保持部９と平行に水平に設けられた蒸発源７を有する。基板旋回手段９３は基板保持部９を蒸発源７に正対するように旋回する。
【００３３】
図４は、基板６全面に亘って蒸着させるために水平に設けられた蒸発源７を上下に移動させる蒸発源走査手段４３を示す。蒸発源７は蒸発源走査手段４３によって上下する蒸発源固定台４２ｄに固定されている。蒸発源走査手段４３はボールネジ４３ｂをボールネジ駆動モータ４３ｍで駆動し、ナット４３ｎにより蒸発源固定台４２ｄを上下に移動させる。
また、ボールネジ駆動モータ４３ｍは真空シール４３ｓを介して真空蒸着チャンバ１ｂｕの外に設けられている。この結果、ボールネジ駆動モータ４３ｍの発熱による余分な熱を真空蒸着チャンバ１ｂｕ内に入らないようしている。なお。図４においては、水平に蒸発源を配置し上下に移動させたが、後述する蒸発源７Ａを垂直に設け、左右に移動させてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを図５を用いて説明する。
まず、Lラインにおいて、基板６Lを搬入し、基板６Lを垂直（または略垂直）に立てて、マスク８Ｌとのアライメントを行なう（ＳｔｅｐＬ１からＳｔｅｐＬ３）。このとき、垂直に立てて直ぐに位置合せを行なうために、蒸着面を上にして基板６を搬送する。位置合せは、図３の引出し図に示すように、ＣＣＤカメラ８６で撮像し、基板６に設けられたアライメントマーク８４がマスク８に設けられた開口部８５の中心にくるように、マスク８をアライメント駆動手段（図示せず）で制御することによって行なう。
【００３５】
アライメントが終了したら、Ｌライン側の蒸着ノズルのみから蒸着材料を噴射できるようにシャッタ７６a、７６ｂを制御して蒸着ノズルを選択し（ＳｔｅｐＬ４）、基板６Ｌに蒸着する（ＳｔｅｐＬ５）。一方、Ｌラインの蒸着が終了するまでに、ＲラインではＬラインと同様にＳｔｅｐＲ１からＳｔｅｐＲ３の処理を行なう。即ち、他の基板６Ｒを搬入し、当該基板６Ｒを垂直（または略垂直）に立ててアライメントし、マスク８Ｒとのアライメントを行なう。Ｌラインの基板６Ｌの蒸着を完了すると、直ちに蒸着ノズルを切替え、即ちＲライン側の蒸着ノズルのみから蒸着材料を噴射できるようにシャッタ７６a、７６ｂを制御して蒸着ノズルを選択し（ＳｔｅｐＲ４）、基板６Ｒに蒸着する（ＳｔｅｐＲ５）。この切替は一瞬のうちに行なわれるので、ほとんど蒸着材料が無駄になることはない。なお、図３は、ＳｔｅｐＬ５及びＳｔｅｐＲ１の状態を示している。即ち、Ｌラインでは蒸着を開始し、Ｒラインでは真空蒸着チャンバ１ｂｕに基板を搬入した状態である。その後、上記の処理フローを繰り返して行なう。
【００３６】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態によれば、殆ど無駄に蒸着材料を使用することなく、一方のラインに基板を搬入しアライメント中に他のラインの基板を蒸着できる。また、他のラインから一方のラインへの蒸着の切替を一瞬のうちにできるので、無駄に蒸着材料を噴射する時間は殆どなく、即ち蒸発源の実質稼働率を１００％に近付けることができる。
【００３７】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態によれば、蒸着に使用しない時間を殆どなくすることができるスループットの高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【００３８】
次に、本発明の蒸発源７の第２の実施形態７Ａを図６を用いて説明する。図６は図１（ｂ）に対応する図であり、第２の実施形態における蒸発源７Aの図１（a）に対応する断面からの矢視図である。第６図おいて第１の実施形態と同じ機能を果たすものには同一符号を付している。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は次の点である。
【００３９】
第１に、第１の実施形態では蒸発源の長面の長手方向に各坩堝７１を横に配置した横型であるのに対し、第２の実施形態では蒸発源の長面の長手方向に各坩堝７１を縦に配置した縦型である。そのために、第２の実施形態では、図６に示す断面図は蒸着材料７２が設けられる底面を見る矢視図となる。第２に蒸発源は３方向に蒸着ノズル７８ａ、７８ｂ、７８ｃを有し、それに伴いシャッタも３方向に７６ａ、７６ｂ、７７ｃが設けられている。なお、第２の実施形態では４方向に蒸着ノズルを設けることが可能である。
また、第１の実施形態同様に、第２の実施形態においても一辺側の蒸着ノズルのみが開放するようになっている。
【００４０】
以上説明した蒸発源７の第２の実施形態７Ａにおいても、蒸着ノズルを有する各面に対応して基板を配置し、順次基板に蒸着することによって、材料の損出を少なくできる。すなわち、基板交換時間やアライメント時間に別の基板を蒸着出来れば蒸発源の実質稼働率を100％に近づけることができる。
【００４１】
また、以上説明した蒸発源７の第２の実施形態７Ａにおいても、必ず一辺側のみ蒸着ノズルを基板に向けて開放させることによって、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００４２】
図７は蒸発源７の第２の実施形態に適した有機ＥＬデバイス製造装置を示した図である。図７では、図２に示した４つのクラスタのうち例としてクラスタＢを模式的に示した図である。勿論、クラスタの数は４つなくも、１つでも５つ以上でもよい。なお、以下の説明ではクラスタを示す符号は省略する。
【００４３】
クラスタは、一台の搬送ロボット５ａ、５ｂを有する２つに搬送チャンバ２ａ、２ｂと、搬送ロボット５から基板を受取り、真空蒸着処理をする１つの処理チャンバ１である真空蒸着チャンバ１を有する。真空蒸着チャンバ１はＴ状に配置されたＲ，Ｍ、Ｌの３つのラインと、３つのラインの中央に配置され、矢印Ｈのように移動する蒸発源７Ａを有する。
各ラインは、図２に示す有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態と同様に、搬送ロボット５ａまたは５ｂと基板６の受け渡し行なう基板保持部９、基板保持部９を旋回させ直立させる基板旋回駆動手段（図示せず）及び直立した基板６とアライメントするマスク８を有する。
【００４４】
蒸発源７Ａには蒸発源７と同様にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちひとつの色を蒸着材料７２が設けられているので、搬送ロボット５ａ、５ｂは受渡室４ｂから各ラインに基板を搬送し、各ラインで蒸着された基板を受渡室４ｃに搬送する。なお、２つの搬送チャンバ２ａ、２ｂと３つに処理ラインＲ，Ｍ、Ｌの間にはゲート弁１０を設けている。
【００４５】
このとき、蒸発源７Ａは、上記搬送ロボット５ａ、５ｂに動作に伴い、矢印Ｈ示すように移動する。Ｌラインの蒸着が終了した位置がＭラインの蒸着開始位置になうように、またＭラインの蒸着が終了した位置がＲラインの蒸着開始位置になうように、各マスクに対して配置される。このように配置することにより、LラインからRラインへ移動する時間分蒸着材料７２の損出が生じるが、他のライン間では蒸着材料７２の損出が生じないで移動できる。
【００４６】
図８は、上述した３ラインと２台の搬送ロボットによる、本実施形態における真空蒸着フローの１例を示した図である。なお、図８において実線太枠４は搬送ロボット５ａの動作を、破線太枠は搬送ロボット５ｂの動作を示す。また、各ラインの下に記した内容は、太枠の部分も含めて、それぞれのラインの処理を示す。Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ５までが初期動作を示し、太数字で示したＳｔｅｐ６からＳｔｅｐ１５がその後の繰り返しされる動作を示す。以下の説明において、例えばＭ５のＭはＭラインを示し、数字は図８に示すＳｔｅｐを示す。
【００４７】
まず、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＲライン用の基板６（Ｒ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ１）、搬送ロボット５ｂがその基板６（Ｒ）をＭラインからＲラインに搬入する（ＳｔｅｐＲ２）。その後、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＭライン用の基板６（Ｍ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ３）、引き続き、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＬライン用の基板６（Ｌ）をＬラインに搬入する（ＳｔｅｐＬ４）。基板６を搬入後、各ラインでは、基板とマスクとアライメントを行い（ＳｔｅｐＲ３、Ｍ４、Ｌ５）、や矢印Ｈ示す順序で蒸着する（ＳｔｅｐＲ４、Ｍ５、Ｌ６）。Ｒラインでは蒸着後、Mラインでの蒸着が終了まで基板６（R）を受渡室４ｃへ搬出する（ＳｔｅｐＬ５）。
【００４８】
次に、ＭラインではＬラインで蒸着中に、搬送ロボット５ｂが蒸着済みの基板６（Ｍ）を受渡室４ｃへ搬出し（ＳｔｅｐＭ６）、その後、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＲライン用の新たな基板６（Ｒ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ７）、搬送ロボット５ｂがその新たな基板６（Ｒ）をＭラインからＲラインに搬入する（ＳｔｅｐＲ８）。その後、Ｒラインでは新たな基板６（Ｒ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＲ９）。
次に、蒸発源７ＡをＲラインからＬラインへの移動させる（Ｓｔｅｐ１０）。
【００４９】
そして、Ｒラインで蒸着中に、ＭラインではＬラインで蒸着された基板６（Ｌ）を搬送ロボット５ａ、５ｂにより受渡室４ｃへ搬出し（ＳｔｅｐＭ１１、Ｍ１２）、搬送ロボット５ａにより新たな基板６（Ｍ）を受渡室４ｂから）搬入し（ＳｔｅｐＭ１３）、新たな基板６（Ｍ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＭ１４）。その後。Ｌラインでは、Ｍラインの蒸着が終了するまでに、搬送ロボット５ａにより新たな基板６（Ｌ）を受渡室４ｂから）搬入し（ＳｔｅｐＬ１４）、新たな基板６（Ｌ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＭ１５）。
以後は、Ｓｔｅｐ６からＳｔｅｐ１５を繰り返す。
【００５０】
図8においては、Rライン、Mライン、Lラインの順で基板を搬入し、その順序で基板を蒸着し、搬出している。上記順序は色々考えられるが、要は、搬入した順序で蒸着し搬出するのがよい。
【００５１】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第２の実施形態によれば、ＬラインからＲラインへの移動中に、多少の蒸着材料の損出があるものの、一つの真空蒸着チャンバに設けられた３つの処理ラインで順次蒸着することで、無駄に蒸着材料を噴射する時間を大幅に低減でき、即ち蒸発源の実質稼働率を１００％に近付けることができる。
【００５２】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第２の実施形態によれば、蒸着に使用しない時間を大幅に低減することができるスループットの高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【００５３】
前に蒸発源の第２の実施形態である蒸発源７Ａは４方向の蒸着ノズルを配置できることを述べた。例えば、図９（ａ）に示すように、互いに９０度の位置に配置された４つの蒸着処理ラインを設け、４方向の蒸着ノズルを順次選択することにより蒸着することも可能である。
また、図９（ｂ）に示すように、互いに９０度の位置に配置された４つの蒸着処理ラインを設け、４つの蒸着処理ラインの基板保持部９及びマスクを、或いはアライメント後の基板とマスクを一体にしてそれぞれ矢印Ｆ、Ｉ方向に移動可能とし、４つの蒸着処理ラインのうち相対する２つの蒸着処理ラインを蒸発源７Ａに近づけ、相対する２方向の蒸着ノズルから同時に蒸着することも可能である。このとき残りの相対する２方向の蒸着ノズルは閉じている。即ち、常に２方向に蒸着ノズルを開き、残り２方向の蒸着ノズルを閉じて蒸着することにより、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００５４】
図９では４つの処理ラインを設けたが、３つの或いは５つ以上の処理ラインを多角形に配置し、処理ライン数と同じ角数の多角柱の断面形状を有し、それぞれの面に蒸着ノズルを有する蒸発源を、図９（ａ）、図９（ｂ）に示したように移動させて蒸着することもできる。
【００５５】
以上に示した他の有機ＥＬデバイス製造装置においても、第１または第２の実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置と同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１：処理チャンバ １ｂｕ：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ ３：ロードロック室
４、４ａ〜４ｅ：受渡室 ５、５Ｒ、５ａ、５ｂ：搬送ロボット
６：基板 ７、７Ａ：蒸発源
８：マスク ９：基板保持部
１０：ゲート弁 ４３：蒸発源走査手段
７１：坩堝 ７２：蒸発材料
７３：ヒータ ７４：反射板
７５：水冷ボックス ７６ａ、７６ｂ：シャッタ
７７ａ、７７ｂ：アクチュエータ ７８ａ、７８ｂ：蒸着ノズル
７９ａ、７９ｂ：シャッタの開口部 ９３：基板旋回駆動手段
１００：有機ＥＬデバイスの製造装置 Ａ〜Ｄ：クラスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発源並びに有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬ）デバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法に係り、特に蒸着材料の損出の少ない蒸発源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬの共通電極層や有機発光層は、たとえば真空蒸着によって形成する。真空蒸着装置は、真空チャンバ内部に形成すべき層の材料が貯留された坩堝並びに坩堝を加熱するヒータを含む蒸発源を配置し、蒸着材料が蒸発・昇華する方向、所謂坩堝の蒸着ノズルまたは開口部の面側に被蒸着ガラス基板（以下基板）を配置した構造となっている。そして蒸発源から蒸発・昇華した蒸着材料の分子が被蒸着基板に蒸着する。
【０００３】
有機ＥＬの蒸着は、蒸発源坩堝内の有機材料をヒータにより加熱し蒸発・昇華させ被蒸着基板に到達させ膜を形成する。FPD（Flat panel display）などの高度な位置決めを必要とするデバイスの場合、基板交換時間及び基板とマスクとの位置決め（アライメント）時間は蒸着出来ない。このような課題を解決する試みが従来からなされている。
【０００４】
まず、基板交換時間及び位置決めの時間帯は基板シャッタ機構などにより一端被蒸着基板への蒸着物を遮ることにより実質的に蒸着を停止する第１の方法がある。あるいは、坩堝を加熱しているヒータの電流をコントロールすることにより蒸着を停止或いは復帰させている第２の方法がある。
【０００５】
さらに、基板交換時間などの成膜に寄与しない蒸着材料の蒸発・昇華を抑えるために、材料蒸発口に流量調整用のバルブを設けてバルブ（坩堝）からの蒸着材料の蒸発・昇華を抑える第３の方法があり、その改良方法として、バルブを閉じたときに坩堝内部の圧力が上昇するのを抑えるため、逃がし流路を設けている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
他のFPD・照明デバイスと比べ優れた特性を有する有機ＥＬデバイスであるが、製造コストが他のデバイスに比べて高くなりやすい。高価な蒸着材料を使用することとその材料効率が低いことが最大の原因である。
【０００８】
基板シャッタ機構などにより実質的に蒸着を停止する第１の方法（特許文献１）は、連続運転中に蒸着材料を定められた蒸着速度で蒸発・昇華させ続け、基板シャッタ等によって蒸着を遮られている間に蒸発・昇華している材料は材料効率に寄与しない捨てられる材料となり、かなりの量の高価格な有機ＥＬ材料が基板に到達できず捨てられしまう課題がある。また、電流をコントロールする第２の方法（特許文献２）は、応答時間が極端に長くかかるため蒸発源からの材料蒸発・昇華は加熱のコントロールによって任意に停止できない。このため第２の方法は連続運転が必要な装置では採用できない。また、バルブなどにより坩堝からの蒸着材料の蒸発・昇華を抑える第３の方法は、内圧の上昇による再開放時の蒸発・昇華速度の変化や材料の変質等の課題がある。
【０００９】
従って、本発明の第１を目的は、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、第１の目的を達成できる蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、中心部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、前記蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口をライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記開閉手段は、前記蒸着物噴射口の位置に対応した開口部を有する板状体と、前記板状体を前記蒸着物噴射口部に沿って移動させる駆動手段とを有することを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記坩堝は前記蒸着物噴射口部に沿って複数設けられていることを第３の特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は２であり、２つの前記蒸着物噴射口部を前記坩堝の対面に設けたことを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は３または４であり、３つまたは４つの蒸着物噴射口部は互いに異なる方向に噴射することを第５の特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記蒸着物噴射口部の複数は４であり、４つの前記蒸着物噴射口部のうち前記坩堝の対面に存在する２つを1組とし、2組の前記蒸着物噴射口部から交互に噴射することを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを第７の特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、真空蒸着チャンバ内の複数の処理部にそれぞれ基板を搬送し、前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造装置または有機ＥＬデバイス製造方法において、第１乃至６の特徴のいずれかに記載の前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持し、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を閉じるように制御し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させて前記蒸着を行うことを第８の特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部に前記基板を交互に搬送し、正対可能に設けられた２つの前記基板に、請求項４に記載の蒸発源の２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の前記基板に蒸着することを第９特徴とする。
【００１６】
また、本発明は前記複数の処理部は３つまたは４であり、所定に順番で前記基板を前記３つまたは４つの処理部に搬送し、請求項５に記載の蒸発源の３つまたは４つの前記蒸着物噴射口部を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを第１０特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、前記基板の蒸着面を上面にして前記基板を搬送し、前記基板を保持する基板保持部に水平に載置し、前記基板保持部を水平の状態から前記垂直または略垂直にすることを第１１の特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、材料の損出の少なくできる、あるいは安定した蒸着の妨げとなる内圧の変化を防ぐ蒸発源を提供できる。
【００１９】
また、本発明によれば、第１の目的を達成できる蒸発源に適した有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の蒸発源の第１の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置の搬送チャンバと処理チャンバの構成の概要を示す図である。
【図４】基板全面に亘って蒸着させるために水平に設けられた蒸発源を上下に移動させる蒸発源走査手段を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを示す図である。
【図６】本発明の蒸発源の第２の実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを示す図である。
【図９】本発明の他の有機ＥＬデバイス製造装置の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明に実施形態を図面を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の蒸発源７の第１の実施形態を示す模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面からの矢視図である。蒸発源７は、その本体が図１（ａ）に示すように４角柱（長方体）の形状を有し、その中心部に図１（ｂ）に示す複数の坩堝７１を有する。各坩堝７１の上下にはヒータ７3を配置し、坩堝１を蒸着材料２の蒸着に適した温度に加熱する。更にその周囲には反射板７４が取り囲むように設けられ、蒸発源７内の熱を外部に逃さず内側にこもるようにしている。また、その外周には遮熱のための水冷ボックス７５があり、反射板７４から漏れた熱が外部に影響を与えないようになっており、略4角柱の形状を有している。しかしながら、蒸発源にはその他の部材を周囲に設けることもあり、その概観が必ずしも4角柱などの角柱形状を有するとは限らない。
【００２２】
各坩堝７１の内部には蒸着材料７２を納め、ヒータ７３により加熱されてここから蒸発・昇華し、蒸着物噴射口である蒸着ノズル７８を４角柱の長面の長手方向にライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部から噴射する。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように断面が４角形を有する左右方向の２長辺に蒸着ノズル７８ａ、７８ｂを各々背中合わせになるように設けている。そして、蒸着ノズル７８ａ、７８ｂを遮る開閉手段である板状のシャッタ７６a、７６ｂがあり、蒸発源７の長辺の両端に設けた駆動手段であるアクチュエータ７７ａ、７７ｂによって上下移動する。シャッタ７６ａ、７６ｂには、各坩堝７１の蒸着ノズル７８ａ、７８ｂに対応する位置には開口部７９ａ、７９ｂがあり、その開口部７９ａ、７９ｂがそれぞれ蒸着ノズル７８ａ、７８ｂに来たときはその開口部７９ａ、７９ｂからは蒸発・昇華した蒸着材料７2が噴射し、開口部７９ａ、７９ｂが蒸着ノズル７８ａ、７８ｂ以外の位置に来たときはその噴射が遮断される。即ち、アクチュエータ７７ａ、７７ｂによってそれぞれ蒸着ノズル７８a、７８ｂの開閉動作が制御される。また、開閉動作は、必ず片側のみ開放するようになっている。尚、ノズル部で詰まりを発生させないように、シャッタ７６a、７６ｂは加熱されている。また、上記の開口部７９ａ、７９ｂは蒸着ノズルの径に合わせた径を有するが、全ての蒸着ノズルをカバーする蒸着ノズルの径の高さを有する細長い開口部でもよい。
【００２３】
以上説明した第１の実施形態の蒸発源７によれば、背中合わせた２つの蒸着ノズルが、即ち前記坩堝の対面に設けられた２つの蒸着物噴射口部が蒸着する基板を交互を設け、片側の基板の蒸着が終了したらその基板に対応した蒸着ノズルを閉じ、他方の蒸着ノズルを開き、対応する基板を蒸着することによって、材料の損出を少なくできる。すなわち、基板交換時間やアライメント時間に別の基板を蒸着出来れば蒸発源の実質稼働率を100％に近づけることができる。
【００２４】
また、以上説明した第１の実施形態の蒸発源７によれば、必ず片側のみ蒸着ノズルを基板に向けて開放させることによって、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００２５】
図２乃至図４を図１示す蒸発源を用い、蒸発源の効果を発揮できる有機ＥＬデバイス製造装置を説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置１００を示す。有機ＥＬデバイス製造装置は、単に発光材料層（ＥＬ層）を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を洗浄したりする。図２はその製造装置の一例を示したものである。
【００２７】
本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、大別して処理対象の基板６を搬入するロードクラスタ３、基板６を処理する４つのクラスタ（Ａ〜Ｄ）、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ３あるいは次工程（封止工程）との間の設置された５つの受渡室４から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
【００２８】
ロードクラスタ３は、前後に真空を維持するためにゲート弁１０を有するロードロック室３１と、ロードロック室３１から基板を受取り、旋回して受渡室４ａに基板６を搬入する搬送ロボット５Ｒとからなる。各ロードロック室３１及び各受渡室４は前後にゲート弁１０を有し、当該ゲート弁１０の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ３あるいは次のクラスタ等へ基板を受け渡しする。
【００２９】
各クラスタ（Ａ〜Ｄ）は、一台の搬送ロボット５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット５から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された２つの処理チャンバ１（第１の添え字ａ〜ｄはクラスタを示し、第２の添え字ｕ、ｄは上側下側を示す）を有する。搬送チャンバ２と処理チャンバ１の間にはゲート弁１０を設けている。
【００３０】
図３は、搬送チャンバ２と処理チャンバ１の構成の概要を示す。処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、蒸着材料を真空中で蒸着しＥＬ層を形成する真空蒸着チャンバ１ｂｕを例にとって説明する。図３は、そのとき搬送チャンバ２ｂと真空蒸着チャンバ１ｂｕの構成の模式図と動作説明図である。図３における搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能（矢印５９参照）で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５８を有する。
【００３１】
本実施形態では、図３に示すように、１台の真空蒸着チャンバに処理ラインを２つ設け、一方のライン（図３ではＬライン）で蒸着している間に、他方のＲラインでは基板を搬出入し、基板６とマスク８とのアライメントをして蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、基板６に蒸着させずに無駄に蒸発・昇華している時間を減少させることができる。
【００３２】
上記を実現するために、真空蒸着チャンバ１ｂｕは、各ラインに搬送ロボット５と基板６の受け渡し行なう基板保持部９、基板保持部の櫛歯状ハンド９１を旋回させ直立させる基板旋回駆動手段９３及び直立した基板６とアライメントするマスク８を備え、両ラインの基板保持部９の間でかつ基板保持部９と平行に水平に設けられた蒸発源７を有する。基板旋回手段９３は基板保持部９を蒸発源７に正対するように旋回する。
【００３３】
図４は、基板６全面に亘って蒸着させるために水平に設けられた蒸発源７を上下に移動させる蒸発源走査手段４３を示す。蒸発源７は蒸発源走査手段４３によって上下する蒸発源固定台４２ｄに固定されている。蒸発源走査手段４３はボールネジ４３ｂをボールネジ駆動モータ４３ｍで駆動し、ナット４３ｎにより蒸発源固定台４２ｄを上下に移動させる。
また、ボールネジ駆動モータ４３ｍは真空シール４３ｓを介して真空蒸着チャンバ１ｂｕの外に設けられている。この結果、ボールネジ駆動モータ４３ｍの発熱による余分な熱を真空蒸着チャンバ１ｂｕ内に入らないようしている。なお。図４においては、水平に蒸発源を配置し上下に移動させたが、後述する蒸発源７Ａを垂直に設け、左右に移動させてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置における真空蒸着フローを図５を用いて説明する。
まず、Lラインにおいて、基板６Lを搬入し、基板６Lを垂直（または略垂直）に立てて、マスク８Ｌとのアライメントを行なう（ＳｔｅｐＬ１からＳｔｅｐＬ３）。このとき、垂直に立てて直ぐに位置合せを行なうために、蒸着面を上にして基板６を搬送する。位置合せは、図３の引出し図に示すように、ＣＣＤカメラ８６で撮像し、基板６に設けられたアライメントマーク８４がマスク８に設けられた開口部８５の中心にくるように、マスク８をアライメント駆動手段（図示せず）で制御することによって行なう。
【００３５】
アライメントが終了したら、Ｌライン側の蒸着ノズルのみから蒸着材料を噴射できるようにシャッタ７６a、７６ｂを制御して蒸着ノズルを選択し（ＳｔｅｐＬ４）、基板６Ｌに蒸着する（ＳｔｅｐＬ５）。一方、Ｌラインの蒸着が終了するまでに、ＲラインではＬラインと同様にＳｔｅｐＲ１からＳｔｅｐＲ３の処理を行なう。即ち、他の基板６Ｒを搬入し、当該基板６Ｒを垂直（または略垂直）に立ててアライメントし、マスク８Ｒとのアライメントを行なう。Ｌラインの基板６Ｌの蒸着を完了すると、直ちに蒸着ノズルを切替え、即ちＲライン側の蒸着ノズルのみから蒸着材料を噴射できるようにシャッタ７６a、７６ｂを制御して蒸着ノズルを選択し（ＳｔｅｐＲ４）、基板６Ｒに蒸着する（ＳｔｅｐＲ５）。この切替は一瞬のうちに行なわれるので、ほとんど蒸着材料が無駄になることはない。なお、図３は、ＳｔｅｐＬ５及びＳｔｅｐＲ１の状態を示している。即ち、Ｌラインでは蒸着を開始し、Ｒラインでは真空蒸着チャンバ１ｂｕに基板を搬入した状態である。その後、上記の処理フローを繰り返して行なう。
【００３６】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態によれば、殆ど無駄に蒸着材料を使用することなく、一方のラインに基板を搬入しアライメント中に他のラインの基板を蒸着できる。また、他のラインから一方のラインへの蒸着の切替を一瞬のうちにできるので、無駄に蒸着材料を噴射する時間は殆どなく、即ち蒸発源の実質稼働率を１００％に近付けることができる。
【００３７】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態によれば、蒸着に使用しない時間を殆どなくすることができるスループットの高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【００３８】
次に、本発明の蒸発源７の第２の実施形態７Ａを図６を用いて説明する。図６は図１（ｂ）に対応する図であり、第２の実施形態における蒸発源７Aの図１（a）に対応する断面からの矢視図である。第６図おいて第１の実施形態と同じ機能を果たすものには同一符号を付している。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は次の点である。
【００３９】
第１に、第１の実施形態では蒸発源の長面の長手方向に各坩堝７１を横に配置した横型であるのに対し、第２の実施形態では蒸発源の長面の長手方向に各坩堝７１を縦に配置した縦型である。そのために、第２の実施形態では、図６に示す断面図は蒸着材料７２が設けられる底面を見る矢視図となる。第２に蒸発源は３方向に蒸着ノズル７８ａ、７８ｂ、７８ｃを有し、それに伴いシャッタも３方向に７６ａ、７６ｂ、７７ｃが設けられている。なお、第２の実施形態では４方向に蒸着ノズルを設けることが可能である。
また、第１の実施形態同様に、第２の実施形態においても一辺側の蒸着ノズルのみが開放するようになっている。
【００４０】
以上説明した蒸発源７の第２の実施形態７Ａにおいても、蒸着ノズルを有する各面に対応して基板を配置し、順次基板に蒸着することによって、材料の損出を少なくできる。すなわち、基板交換時間やアライメント時間に別の基板を蒸着出来れば蒸発源の実質稼働率を100％に近づけることができる。
【００４１】
また、以上説明した蒸発源７の第２の実施形態７Ａにおいても、必ず一辺側のみ蒸着ノズルを基板に向けて開放させることによって、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００４２】
図７は蒸発源７の第２の実施形態に適した有機ＥＬデバイス製造装置を示した図である。図７では、図２に示した４つのクラスタのうち例としてクラスタＢを模式的に示した図である。勿論、クラスタの数は４つなくも、１つでも５つ以上でもよい。なお、以下の説明ではクラスタを示す符号は省略する。
【００４３】
クラスタは、一台の搬送ロボット５ａ、５ｂを有する２つに搬送チャンバ２ａ、２ｂと、搬送ロボット５から基板を受取り、真空蒸着処理をする１つの処理チャンバ１である真空蒸着チャンバ１を有する。真空蒸着チャンバ１はＴ状に配置されたＲ，Ｍ、Ｌの３つのラインと、３つのラインの中央に配置され、矢印Ｈのように移動する蒸発源７Ａを有する。
各ラインは、図２に示す有機ＥＬデバイス製造装置の第１の実施形態と同様に、搬送ロボット５ａまたは５ｂと基板６の受け渡し行なう基板保持部９、基板保持部９を旋回させ直立させる基板旋回駆動手段（図示せず）及び直立した基板６とアライメントするマスク８を有する。
【００４４】
蒸発源７Ａには蒸発源７と同様にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちひとつの色を蒸着材料７２が設けられているので、搬送ロボット５ａ、５ｂは受渡室４ｂから各ラインに基板を搬送し、各ラインで蒸着された基板を受渡室４ｃに搬送する。なお、２つの搬送チャンバ２ａ、２ｂと３つに処理ラインＲ，Ｍ、Ｌの間にはゲート弁１０を設けている。
【００４５】
このとき、蒸発源７Ａは、上記搬送ロボット５ａ、５ｂに動作に伴い、矢印Ｈ示すように移動する。Ｌラインの蒸着が終了した位置がＭラインの蒸着開始位置になうように、またＭラインの蒸着が終了した位置がＲラインの蒸着開始位置になうように、各マスクに対して配置される。このように配置することにより、LラインからRラインへ移動する時間分蒸着材料７２の損出が生じるが、他のライン間では蒸着材料７２の損出が生じないで移動できる。
【００４６】
図８は、上述した３ラインと２台の搬送ロボットによる、本実施形態における真空蒸着フローの１例を示した図である。なお、図８において実線太枠４は搬送ロボット５ａの動作を、破線太枠は搬送ロボット５ｂの動作を示す。また、各ラインの下に記した内容は、太枠の部分も含めて、それぞれのラインの処理を示す。Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ５までが初期動作を示し、太数字で示したＳｔｅｐ６からＳｔｅｐ１５がその後の繰り返しされる動作を示す。以下の説明において、例えばＭ５のＭはＭラインを示し、数字は図８に示すＳｔｅｐを示す。
【００４７】
まず、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＲライン用の基板６（Ｒ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ１）、搬送ロボット５ｂがその基板６（Ｒ）をＭラインからＲラインに搬入する（ＳｔｅｐＲ２）。その後、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＭライン用の基板６（Ｍ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ３）、引き続き、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＬライン用の基板６（Ｌ）をＬラインに搬入する（ＳｔｅｐＬ４）。基板６を搬入後、各ラインでは、基板とマスクとアライメントを行い（ＳｔｅｐＲ３、Ｍ４、Ｌ５）、や矢印Ｈ示す順序で蒸着する（ＳｔｅｐＲ４、Ｍ５、Ｌ６）。Ｒラインでは蒸着後、Mラインでの蒸着が終了まで基板６（R）を受渡室４ｃへ搬出する（ＳｔｅｐＬ５）。
【００４８】
次に、ＭラインではＬラインで蒸着中に、搬送ロボット５ｂが蒸着済みの基板６（Ｍ）を受渡室４ｃへ搬出し（ＳｔｅｐＭ６）、その後、搬送ロボット５ａが受渡室４ｂからＲライン用の新たな基板６（Ｒ）をＭラインに搬入し（ＳｔｅｐＭ７）、搬送ロボット５ｂがその新たな基板６（Ｒ）をＭラインからＲラインに搬入する（ＳｔｅｐＲ８）。その後、Ｒラインでは新たな基板６（Ｒ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＲ９）。
次に、蒸発源７ＡをＲラインからＬラインへの移動させる（Ｓｔｅｐ１０）。
【００４９】
そして、Ｒラインで蒸着中に、ＭラインではＬラインで蒸着された基板６（Ｌ）を搬送ロボット５ａ、５ｂにより受渡室４ｃへ搬出し（ＳｔｅｐＭ１１、Ｍ１２）、搬送ロボット５ａにより新たな基板６（Ｍ）を受渡室４ｂから）搬入し（ＳｔｅｐＭ１３）、新たな基板６（Ｍ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＭ１４）。その後。Ｌラインでは、Ｍラインの蒸着が終了するまでに、搬送ロボット５ａにより新たな基板６（Ｌ）を受渡室４ｂから）搬入し（ＳｔｅｐＬ１４）、新たな基板６（Ｌ）のアライメントを行う（ＳｔｅｐＭ１５）。
以後は、Ｓｔｅｐ６からＳｔｅｐ１５を繰り返す。
【００５０】
図8においては、Rライン、Mライン、Lラインの順で基板を搬入し、その順序で基板を蒸着し、搬出している。上記順序は色々考えられるが、要は、搬入した順序で蒸着し搬出するのがよい。
【００５１】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第２の実施形態によれば、ＬラインからＲラインへの移動中に、多少の蒸着材料の損出があるものの、一つの真空蒸着チャンバに設けられた３つの処理ラインで順次蒸着することで、無駄に蒸着材料を噴射する時間を大幅に低減でき、即ち蒸発源の実質稼働率を１００％に近付けることができる。
【００５２】
以上説明した有機ＥＬデバイス製造装置の第２の実施形態によれば、蒸着に使用しない時間を大幅に低減することができるスループットの高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造方法を提供できる。
【００５３】
前に蒸発源の第２の実施形態である蒸発源７Ａは４方向の蒸着ノズルを配置できることを述べた。例えば、図９（ａ）に示すように、互いに９０度の位置に配置された４つの蒸着処理ラインを設け、４方向の蒸着ノズルを順次選択することにより蒸着することも可能である。
また、図９（ｂ）に示すように、互いに９０度の位置に配置された４つの蒸着処理ラインを設け、４つの蒸着処理ラインの基板保持部９及びマスクを、或いはアライメント後の基板とマスクを一体にしてそれぞれ矢印Ｆ、Ｉ方向に移動可能とし、４つの蒸着処理ラインのうち相対する２つの蒸着処理ラインを蒸発源７Ａに近づけ、相対する２方向の蒸着ノズルから同時に蒸着することも可能である。このとき残りの相対する２方向の蒸着ノズルは閉じている。即ち、常に２方向に蒸着ノズルを開き、残り２方向の蒸着ノズルを閉じて蒸着することにより、坩堝内圧上昇を抑え、材料の変質や蒸発・昇華速度の変化を防ぐことができ、信頼性の高い蒸着をすることができる。
【００５４】
図９では４つの処理ラインを設けたが、３つの或いは５つ以上の処理ラインを多角形に配置し、処理ライン数と同じ角数の多角柱の断面形状を有し、それぞれの面に蒸着ノズルを有する蒸発源を、図９（ａ）、図９（ｂ）に示したように移動させて蒸着することもできる。
【００５５】
以上に示した他の有機ＥＬデバイス製造装置においても、第１または第２の実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置と同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１：処理チャンバ １ｂｕ：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ ３：ロードロック室
４、４ａ〜４ｅ：受渡室 ５、５Ｒ、５ａ、５ｂ：搬送ロボット
６：基板 ７、７Ａ：蒸発源
８：マスク ９：基板保持部
１０：ゲート弁 ４３：蒸発源走査手段
７１：坩堝 ７２：蒸発材料
７３：ヒータ ７４：反射板
７５：水冷ボックス ７６ａ、７６ｂ：シャッタ
７７ａ、７７ｂ：アクチュエータ ７８ａ、７８ｂ：蒸着ノズル
７９ａ、７９ｂ：シャッタの開口部 ９３：基板旋回駆動手段
１００：有機ＥＬデバイスの製造装置 Ａ〜Ｄ：クラスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口がライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、
前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを特徴とする蒸発源。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記蒸着物噴射口の位置に対応した開口部を有する板状体と、前記板状体を前記蒸着物噴射口部に沿って移動させる駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項３】
前記坩堝は前記蒸着物噴射口部に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発源。
【請求項４】
前記蒸着物噴射口部の複数は２であり、２つの前記蒸着物噴射口部を前記坩堝の対面に設けたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項５】
前記蒸着物噴射口部の複数は３または４であり、３つまたは４つの蒸着物噴射口部は互いに異なる方向に噴射することを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項６】
前記蒸着物噴射口部の複数は４であり、４つの前記蒸着物噴射口部のうち前記坩堝の対面に存在する２つを１組とし、２組の前記蒸着物噴射口部から交互に噴射することを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項７】
複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源。
【請求項８】
蒸着材料を基板に蒸着する複数の処理部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を搬入または搬出する受渡室と、前記基板を前記受渡室と前記複数の処理部との間を搬送する搬送手段とを具備する真空チャンバであるクラスタを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記真空蒸着チャンバは、請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源と、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段とを有し、前記処理部は前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持できる基板保持部を有し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させる移動手段を有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記真空蒸着チャンバは請求項４に記載の蒸発源を有し、前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部が具備する２つの基板保持部を互いに正対可能に設け、前記制御手段は２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の基板を交互に蒸着することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記真空蒸着チャンバは請求項５に記載の蒸発源を有し、前記複数の処理部は３つまたは４であり、３つまたは４つの前記処理部に所定の順番で前記基板を搬送し、前記制御手段は３つまたは４つの蒸着物噴射口部の開閉を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記処理部は前記基板保持部を水平の状態から前記垂直または略垂直にする基板旋回駆動手段を有し、前記搬送手段は前記基板の蒸着面を上面にして前記基板を搬送し、前記基板保持部に水平に載置することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
真空蒸着チャンバ内の複数の処理部にそれぞれ基板を搬送し、前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造方法において、
請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源の前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持し、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように制御し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させて前記蒸着を行うことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１３】
前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部に前記基板を交互に搬送し、正対可能に設けられた２つの前記基板に、請求項４に記載の蒸発源の２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の前記基板に蒸着することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記複数の処理部は３つまたは４であり、所定の順番で前記基板を前記３つまたは４つの処理部に搬送し、請求項５に記載の蒸発源の３つまたは４つの前記蒸着物噴射口部を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１】
内部に蒸着材料を内在する坩堝と、前記蒸着材料を加熱し蒸発・昇華させる加熱手段と、蒸発・昇華した前記蒸着材料を噴射する蒸着物噴射口がライン状に複数並ぶ蒸着物噴射口部を有する蒸発源において、
前記蒸着物噴射口部を複数設け、各前記蒸着物噴射口部毎に開閉する開閉手段を有することを特徴とする蒸発源。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記蒸着物噴射口の位置に対応した開口部を有する板状体と、前記板状体を前記蒸着物噴射口部に沿って移動させる駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項３】
前記坩堝は前記蒸着物噴射口部に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発源。
【請求項４】
前記蒸着物噴射口部の複数は２であり、２つの前記蒸着物噴射口部を前記坩堝の対面に設けたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項５】
前記蒸着物噴射口部の複数は３または４であり、３つまたは４つの蒸着物噴射口部は互いに異なる方向に噴射することを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項６】
前記蒸着物噴射口部の複数は４であり、４つの前記蒸着物噴射口部のうち前記坩堝の対面に存在する２つを１組とし、２組の前記蒸着物噴射口部から交互に噴射することを特徴とする請求項１乃至３に記載の蒸発源。
【請求項７】
複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源。
【請求項８】
蒸着材料を基板に蒸着する複数の処理部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を搬入または搬出する受渡室と、前記基板を前記受渡室と前記複数の処理部との間を搬送する搬送手段とを具備する真空チャンバであるクラスタを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記真空蒸着チャンバは、請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源と、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように前記開閉手段を制御する制御手段とを有し、前記処理部は前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持できる基板保持部を有し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させる移動手段を有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記真空蒸着チャンバは請求項４に記載の蒸発源を有し、前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部が具備する２つの基板保持部を互いに正対可能に設け、前記制御手段は２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の基板を交互に蒸着することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記真空蒸着チャンバは請求項５に記載の蒸発源を有し、前記複数の処理部は３つまたは４であり、３つまたは４つの前記処理部に所定の順番で前記基板を搬送し、前記制御手段は３つまたは４つの蒸着物噴射口部の開閉を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記処理部は前記基板保持部を水平の状態から前記垂直または略垂直にする基板旋回駆動手段を有し、前記搬送手段は前記基板の蒸着面を上面にして前記基板を搬送し、前記基板保持部に水平に載置することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
真空蒸着チャンバ内の複数の処理部にそれぞれ基板を搬送し、前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造方法において、
請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸発源の前記蒸着物噴射口部に前記基板を正対させ、垂直または略垂直にした状態で保持し、複数ある前記蒸着物噴射口部のうち少なくとも一つの前記蒸着物噴射口部を開き、そのときに他の前記蒸着物噴射口部の全ての前記蒸着物噴射口部を閉じるように制御し、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させて前記蒸着を行うことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１３】
前記複数の処理部は２つであり、前記２つの処理部に前記基板を交互に搬送し、正対可能に設けられた２つの前記基板に、請求項４に記載の蒸発源の２つの前記蒸着物噴射口部から交互に噴射させて、前記２つの処理部の前記基板に蒸着することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記複数の処理部は３つまたは４であり、所定の順番で前記基板を前記３つまたは４つの処理部に搬送し、請求項５に記載の蒸発源の３つまたは４つの前記蒸着物噴射口部を制御し、前記所定の順番で前記基板を蒸着することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１１３５２（Ｐ２０１２−２１１３５２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６６４５（Ｐ２０１１−７６６４５）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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