蒸着源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法
【課題】
本発明は、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着源又は前記蒸着源を用い稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供することである。
【解決手段】
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とを有する蒸着源において、前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口ない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを第１の特徴とする。また、本発明は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを第２の特徴とする。
本発明は、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着源又は前記蒸着源を用い稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供することである。
【解決手段】
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とを有する蒸着源において、前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口ない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを第１の特徴とする。また、本発明は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを第２の特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着源並びに有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬという）デバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス装置の運転方法に係り、特に蒸着材料の損失の少ない蒸着源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス装置の運転方法に関する。
【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、真空蒸着チャンバ内に設けた蒸着源の坩堝に貯留された蒸着材料をヒータで加熱し、坩堝の蒸着ノズルや開口部から噴射し、被処理基板に蒸着する。このような真空蒸着装置の例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、真空蒸着装置は定期的なメインテナンス時又はトラブル発生時に真空蒸着チャンバを開く必要がある。その場合、蒸着源内の蒸着材料が真空中でヒータの加熱により高温にされているため、直ぐに開くとヒータが酸化する。そのために、直ぐに開くことができず約数時間程度待つ必要があり、非常に能率が悪い。
【０００５】
従って、本発明の第１の目的は、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着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着源を用い真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、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とを有する蒸着源において、前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口のない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを第１の特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記除去可能部を移動させる除去可動部移動手段を有することを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを第３の特徴とする。
【０００８】
また、前記坩堝冷却体は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部の形状又は前記開口部の形状と前記蒸着物噴射口のない外面との空間で形成される形状とを有することを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記坩堝を長手方向に複数持つ形状に設けたことを第５の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、蒸着材料を基板に蒸着する基板保持部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送手段とを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、第５の特徴に記載する蒸着源を保持する保持部を備え前記基板に沿って移動させる蒸着源走査手段を有することを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、前記除去可動部移動手段を前記保持部に設けたことを第７の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記坩堝冷却体は前記真空蒸着チャンバ内に存在し、一端が前記坩堝冷却体に接続され、前記真空蒸着チャンバの外から前記坩堝冷却体に冷却材を供給し、真空蒸着チャンバの外へ前記冷却材を排出する給排配管系と、前記給排配管系の他端が前記真空蒸着チャンバの外に設けた冷却材を供給し排出する給排設備とを有することを第８の特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、前記坩堝冷却体挿入手段は前記保持部に設けられたことを第９の特徴とする。
また、本発明は、前記坩堝冷却体挿入手段は前記真空蒸着チャンバ外に駆動部を設け、真空シールを介して前記坩堝冷却体との接続部を直線移動させて前記開口部に挿入させることを第１０の特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、蒸着源内の坩堝に存在する蒸着材料を加熱し、蒸発・昇華するステップと、真空蒸着チャンバ内を開くステップとを有する有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法において、前記開くステップは、前記加熱を停止するステップと、坩堝の周囲を囲む部材の一部を除去するステップと、前記除去された開口部に冷却材が流れる坩堝冷却体を挿入するステップと、前記坩堝の温度が前記蒸発・昇華する温度以下なったときに前記坩堝冷却体に前記冷却材を流すステップと、を有することを第１１の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着源を提供できる。
【００１４】
また、本発明によれば、第１の目的を達成できる蒸着源を用い真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図２】図１における真空搬送室と真空蒸着チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図３】本発明の蒸着源７の実施形態の外観を示す模式図である。
【図４】各図は図３におけるＡ−Ａ´断面からの矢視図を示す。また、各図は本実施形態の特徴を有する蒸着源の構成と、その蒸着源を冷却する手段である蒸着源冷却装置の基本構成とその動作とを示す図である。
【図５】本実施形態における蒸着源冷却装置の効果と直接冷却するタイミングを示す図である。
【図６】本実施形態における蒸着源冷却装置の第１の実施例を示す図である。
【図７】真空蒸着チャンバを開く時の処理フローを示す図である。
【図８】本実施形態における蒸着源冷却装置の第２の実施例を示す図である。
【図９】本実施形態における蒸着源冷却装置の第３の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置１００を示す。有機ＥＬデバイス製造装置１００は中心部に真空搬送ロボット５を持った多角形の真空搬送室２と、その周辺部に放射状に基板ストッカ室３や成膜室である真空蒸着チャンバ１を配置したクラスタ型の有機ＥＬデバイス製造装置の構成を有している。各真空蒸着チャンバ１は基板６を保持する基板保持部９とマスク８とを有する。また、真空蒸着チャンバ１及び基板ストッカ室３と真空搬送室２との間には互いの真空を隔離するゲート弁１０が設けられている。
【００１７】
図２は、図１における真空搬送室２と真空蒸着チャンバ１の構成の模式図と動作説明図である。図２における真空搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能(図示せず)で、左右に旋回可能な２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。
【００１８】
一方、真空蒸着チャンバ１は、真空搬送ロボット５から搬入された基板６を保持する基板保持部９と、発光層を形成する蒸着材料を蒸発または昇華させ基板６に成膜させる蒸着源７と、蒸着源を上下方向移動させる蒸着源走査手段４３、基板６への蒸着パターンを規定するマスク８とを有する。基板保持部９は、櫛歯状ハンド９１と基板保持部９を旋回させて直立しているマスク８に正対させる基板旋回手段９３とを有する。また真空蒸着チャンバ１は、マスク８の上部にマスク８と基板６とにそれぞれ存在するアライメントマーク８５、８４(引出図参照)を撮像するアライメントカメラ８６と、その撮像結果に基づいてマスク８移動させるアライメント駆動部(図示せず)とを有する。
【００１９】
このような構成によって、真空搬送ロボット５は基板ストッカ室３から基板を取出し、所定に真空蒸着チャンバ１の基板保持部９に搬入する。そして、真空蒸着チャンバ１では、搬入された基板６を基板旋回手段９３でマスク８に正対させ、アライメントし、蒸着源７を上下させ基板６に蒸着する。蒸着後、基板６を水平状態に戻す。その後、真空搬送ロボット２により基板６を真空蒸着チャンバ１から搬出し、他の真空蒸着チャンバ１に搬入又は基板ストッカ室３に戻す。このような処理における基板６の搬出入おいて、各真空蒸着チャンバ１の処理に影響を与えないように関連するゲート弁１０が制御される。
図３は本発明の蒸着源７の実施形態の外観を示す模式図である。図４の各図は、図３におけるＡ−Ａ´断面からの矢視図を示す。また、図４の各図は、本実施形態の特徴を有する蒸着源７の構成と、その蒸着源７を冷却する手段である蒸着源冷却装置２０の基本構成とその動作とを示す。なお、図３ではノズル(又は坩堝)が２個の例を示したが、ノズル(又は坩堝)は１個でも３個以上でもよい。
【００２０】
図４(ａ)は真空蒸着チャンバ１が運転中で蒸着源７が基板に蒸着しているときの蒸着源７の状態を示す。図４(ｂ)、図４(ｃ)は、真空蒸着チャンバ１を開くときの蒸着源７の状態を示し、蒸着源の坩堝を冷却する蒸着源冷却装置２０の動作を示す。
【００２１】
まず、蒸着源７の構成、動作を説明する。蒸着源７は、その本体が図３に示すように４角柱(長方体)の形状を有し、その内部には坩堝７１を長手方向に複数有する。各坩堝７１の上下にはヒータ７3を配置し、坩堝７１に設けられた蒸着材料７２を蒸着に適した所定の温度に加熱する。また、坩堝７１の周囲には断熱機構７４が取り囲むように設けられ、蒸着源７内の熱を外部に逃さず内側にこもるようにしている。さらに、断熱機構７４の外周には遮熱のための蒸発源筐体７５があり、断熱機構７４から漏れた熱が外部に影響を与えないようになっている。
【００２２】
また、蒸着源７は、坩堝７１の外面のうち蒸着物噴射口である蒸着ノズルのない外面と蒸発源筐体７５の間に存在する部材、本実施例では断熱機構７４及び蒸発源筐体７５の一部を除去可能な除去可能部７６を有する。本実施形態では、蒸着ノズル７８がある面を表面とすれば、除去可能部７６を裏面に設けたが、坩堝７１の下部に設けてもよい。なお、７９は吸着ノズル７８から噴射した蒸着材料７２が蒸発源筐体７５と断熱機構７４との間及び断熱機構７４と坩堝７１との間に流入しないようにする防着板である。
【００２３】
さらに、本実施形態では略４角柱の形状を有している蒸着源７を示したが、蒸着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。
【００２４】
このような構成によって、蒸着源７は、ヒータ７３により蒸着材料を加熱して蒸発・昇華し、その蒸着ノズル７８を４角柱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し、表示基板などの基板に蒸着させる。
【００２５】
次に、真空蒸着チャンバ１を開くときの蒸着源７の状態と、蒸着源冷却装置２０の基本構成とその動作を説明する。図４(ｂ)に示すように、蒸着源冷却装置２０は除去可能部７６を、例えば矢印Ｇの方向に移動させる除去可動部移動手段２２(図６参照）と、坩堝７１を冷却する坩堝冷却体２１ｉを備える坩堝冷却部２１(図６参照）と、除去された除去可能部７６の跡に形成された開口部７７に坩堝冷却体２１ｉを、例えば図４(ｃ)に示す矢印Ｈのように回転させて開口部７７に挿入する坩堝冷却体挿入手段２３(図６参照）とを有する。本実施形態の蒸着源７は坩堝７１と断熱機構７４の間に隙間(空間)があるので、坩堝冷却体２１ｉは、直接坩堝７１を冷却するためにその分だけ凸状の形状を有する。
このような構成によって、真空蒸着チャンバ１を開くときに、直接坩堝７１を冷却し、真空蒸着チャンバ１を開くことが可能な所定の温度まで短時間で冷却できる。図５は、その効果と直接冷却するタイミングを示す図である。一点鎖線は従来の直接冷却しないときの、実線は本実施形態の坩堝を直接冷却した本実施形態の、坩堝７１(蒸着材料７２)の温度変化の一例を示した図である。冷却を開始するタイミングは、蒸着材料７２の蒸発(昇華)する温度(Ｔｊ)以下になったときである。蒸発(昇華)する温度以下になる前に冷却すると、蒸発(昇華)した蒸着材料７２が蒸着ノズル７８に付着し、蒸着ノズルに目詰まりが発生しその処置が困難になるからである。本実施形態では、従来では例えば真空蒸着チャンバ１を開くのに必要な温度Ｔｋに達するまで数時間(ｔｊ)程度必要あった冷却時間をその半分の時間（ｔｈ）程度に短縮できる。
【００２６】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第１の実施例２０Ａを説明する。図６は第１の実施例を示す図である。図６(ａ）は、図２において、蒸着源７、蒸着源冷却装置２０Ａ及び蒸着源走査手段４３を矢印Ｊの方向から見た図で、蒸着時における状態を示す図である。図６(ｂ)、図６(ｃ)は図６(ａ)のＡ−Ａ’断面図からの矢視図を示す図で、図６(ｂ)は蒸着時における状態を、図６(ｃ)は蒸着チャンバ１を開くときに状態を示す。なお、図６(ｂ)、図６(ｃ)は図６(ａ)に比べて拡大して示している。
【００２７】
まず、蒸着源を上下方向に基板に沿って移動させる蒸着源走査手段４３を説明する。蒸着源７は蒸着源走査手段４３によって上下する蒸着源７を保持する保持部である蒸着源固定台４２に支持部４４を介して固定されている。蒸着源走査手段４３はボールネジ４３ｂを駆動モータ４３ｍで駆動し、ナット４３ｎにより蒸着源固定台４２を上下に移動させる。また、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１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１内に入らないようしている。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴である蒸着源冷却装置２０Ａを説明する。蒸着源冷却装置２０Ａは坩堝冷却部２１Ａと、除去可動部移動手段２２Ａと、坩堝冷却体挿入手段２３Ａとを有する
除去可動部移動手段２２Ａは、図６(ｂ)に示すように、蒸着源固定台４２に固定された駆動モータ２２ｍと、駆動モータ２２ｍより回転駆動されるボールネジ２２ｂと、ボールネジ２２ｂ上を移動するナット２２ｎと、ナット２２ｎと除去可能部７６とを連結し固定するＬ字状連結部２２ｒと、ナット２２ｎの回転を防止し、Ｌ字状連結部２２ｒが回転せず上下に移動できるようにする回転防止棒２２ｋとを有する。この機構によって、除去可能部７６を上下に移動させて開口部７７から除去または挿入させることができる。
【００２９】
除去可動部挿入手段２３Ａは、図６(ａ)に示すように、坩堝冷却体２１ｉを回転させる駆動モータ２３ｍと、駆動モータ２３ｍの回転を坩堝冷却部２１ｉに伝える駆動軸２３ｊと、駆動軸２３ｊを内蔵する二重配管２３ｈと、駆動モータ２３ｍを内蔵し、駆動軸２３ｊや二重配管２３ｈと真空蒸着チャンバ１との間の真空シール(図示せず)とを有する駆動モータケース２３ｋと、駆動モータ２３ｍを蒸着源固定台４２に固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍの反対側にあって駆動モータによる回転を支持する支持部２３ａとを有する。この機構によって、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
【００３０】
坩堝冷却部２１Ａは、内部に冷却水を流す冷却配管部２１ａ(図６(ｂ)参照)を有する坩堝冷却体２１ｉと、坩堝冷却体２１ｉと真空蒸着チャンバ１外とを結び冷却材である冷却水を給水及び排水する給排水(給排)配管系２１ｗと、給排水(給排)配管系２１ｗを真空蒸着チャンバ１外に導く真空シール２１ｓと、給排水配管系２１ｗに冷却水を供給する給排水(給排)設備２１ｅとを有する。本実施例の給排水配管系２１ｗは、二重配管２３ｈ及び駆動モータケース２３ｋに設けられた破線で示す除去可動部移動手段内配管２１ｊ、蒸着源走査手段４３の蒸着源固定台４２及びナット４３ｎに設けられた破線で示す蒸着源固定台部配管２１ｋと、蒸着源走査手段４３に固定された破線で示す蒸着源走査手段内配管２１ｈと、蒸着源固定台部配管２１ｋ固定配管系２１ｋとを結ぶ一点鎖線で示すフレキシブル管２１ｆとを有する。この結果、真空蒸着チャンバ１の真空部と分離して真空蒸着チャンバ１の外部から坩堝冷却体２１ｉに冷却水を給水又は排水することができ、坩堝を確実に冷却できる。なお、本実施例では、真空蒸着チャンバ１外への冷却配管がやや複雑になるので、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との間をフレキシブル配管で接続してもよい。
【００３１】
給排水配管系２１ｗと同様に、蒸着源７のヒータ７３の駆動線、温度センサ４(図４参照)の信号線を例えば、支持部４４、蒸着源固定台４２、ナット４３ｎ等を介して真空蒸着チャンバ１の真空部と分離して真空蒸着チャンバ１の外部に配線することができる。
また、これらの給排水配管系及び配線の方法により、真空蒸着チャンバ１内への漏水又は配線による不要なガスの発生を防ぐことができ、安定稼動できる真空蒸着チャンバ１を提供できる。
【００３２】
次に、真空蒸着チャンバ１を開く時の処理フローを図７示す。まず、蒸着源７のヒータ７３による加熱を停止する(Ｓｔｅｐ１）。次に、図６(ａ)の状態から、除去可動部移動手段２２Ａにより除去可能部７６を除去する(Ｓｔｅｐ２）。さらに、坩堝冷却体挿入手段２３Ａにより開口部７７に坩堝冷却体２１ｉを挿入する(Ｓｔｅｐ３）。その後、坩堝７１内の温度が蒸着材料７２の蒸発・昇華温度まで低下するのを待つ。(Ｓｔｅｐ４）。低下したら、冷却配管２１ａに冷却水を流し坩堝７１(蒸着材料７２)を冷却する(Ｓｔｅｐ５）。その後、真空蒸着チャンバを開く可能温度まで冷却し(Ｓｔｅｐ６）、その後、真空蒸着チャンバを開く。なお、Ｓｔｅｐ３は、Ｓｔｅｐ４の後に実施してもよいし、Ｓｔｅｐ１の後にＳｔｅｐ４を実施し、その後Ｓｔｅｐ２とＳｔｅｐ３とを実施してもよい。
【００３３】
以上説明した実施例１によれば、蒸着源を上下に移動させる蒸着源固定台に、除去可能部を上下に移動させる除去可動部移動手段と開口部に坩堝冷却部２１ｉを回転させて挿入する坩堝冷却体挿入手段とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００３４】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第２の実施例２２Ｂを説明する。図８は第２の実施例を示す図で、図８(ａ）は、図６(ａ)に対応する図で、図６に示す蒸着源走査手段４３を除いた第２の実施例の構成を示す図である。図８(ｂ)、図８(ｃ)は、それぞれ図６(ｂ)、図６(ｃ)に対応する図で、図８(ａ)において、Ｂ−Ｂ’断面図からの矢視図を示す。図８(ｂ)は蒸着時における状態を、図８(ｃ)は真空蒸着チャンバ１を開くときに状態を示す。なお、図８(ｂ)、図８(ｃ)は図８(ａ)に比べて拡大して示している。
【００３５】
実施例２は除去可動部移動手段２２Ｂ、坩堝冷却体挿入手段２３Ｂ及び坩堝冷却部２１Ｂを蒸着源固定台４２上に設けている点は同じであるが、それぞれ次の点が異なる。
【００３６】
除去可動部移動手段については、実施例１では除去可動部７６を上下移動させていたのに対し、実施例２では実施例１の坩堝冷却体挿入手段で用いた回転させる手段を用いている。実施例２の除去可動部移動手段２２Ｂは、図８(ａ)に示すように、除去可動部７６の下部両側に設けられた接続部２２ｚを介して除去可動部７６を回転させる旋回軸２２ｊをモータ固定部２２ｆに固定された駆動モータ２２ｍで回転させることで蒸着源７の開口部７７から除去可動部７６を除去している。なお、駆動モータ２２ｍの反対側にある接続部２２ｚは支持部２２ａに支持され従動的に回転する。この機構によって、除去可能部７６を回転させて開口部７７から除去または挿入することができる。
【００３７】
坩堝冷却体挿入手段については、実施例１では坩堝冷却部２１ｉを回転させて開口部７７に挿入していたのに対し、坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて開口部７７に挿入する。実施例２の坩堝冷却体挿入手段２３Ｂは、図８(ｂ)に示すように、モータ２３ｍと、モータ２３ｍを蒸着源固定台４２に固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍより回転駆動されるボールネジ２３ｂと、ボールネジ２３ｂ上を移動するナット２３ｎと、ナット２３ｎの回転を防止し、坩堝冷却部２１(ナット２３ｎ)の移動をガイドするガイドレール２３ｇと、ガイドレール２３ｇ上を移動しナット２３ｎと坩堝冷却部２１とを連結するする連結部２３ｒとを有する。この機構によって、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
【００３８】
坩堝冷却部については、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との冷却配管の接続を、実施例１では坩堝冷却体挿入手段２２の二重配管２３ｈや駆動モータケース２３ｋとを介して行なっていたが、実施例２の坩堝冷却部２１Ｂでは、図８(ｃ)に示すように、坩堝冷却部２１ｉの坩堝７１の接触面との対面である背面に接続された内部にフレキシブル配管２１ｆを有する多段円筒２１ｄと、一端を多段円筒２１ｄに、他端を蒸着源固定台４２に接続された二重円筒管２１ｕとで行なう。なお、実施例２においても、実施例１と同様に、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との間をフレキシブル配管で直接接続してもよい。
実施例２の坩堝冷却部２１Ｂにおいても、上述した機構によって、真空蒸着チャンバ１内への漏水を防ぐことができ、安定して稼動できる真空蒸着チャンバ１を提供できる。
【００３９】
以上説明した実施例２によれば、蒸着源を上下に移動させる蒸着源固定台に、除去可能部を回転させて開口部から除去させる除去可動部移動手段と、開口部に坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて挿入する坩堝冷却体挿入手段とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００４０】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第３の実施例２０Ｃを説明する。図９は第３の実施例を示す図で、図９(ａ）は、図６(ａ)に対応する図で、図６に示す蒸着源走査手段４３を除いた第３の実施例の構成を示す図である。図９(ｂ)、図９(ｃ)は、それぞれ図６(ｂ)、図６(ｃ)に対応する図で、図９(ａ)のＣ−Ｃ’断面図からの矢視図を示す。図９(ｂ)は蒸着時における状態を、図９(ｃ)は真空蒸着チャンバ１を開くとき状態を示す。
【００４１】
実施例３は、実施例２と同じ構成を備える除去可動部移動手段２２Ｃを同様に蒸着源固定台４２上に設けている点は同じであるが、真空蒸着チャンバ１の外部に基本構造部が設けられた坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによって坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて開口部７７に挿入させる点が異なる。坩堝冷却体挿入手段２３Ｃの構成において坩堝冷却体挿入手段２３Ｂと同じ機能を有するものについては同一符号を付している。
【００４２】
実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃは、図９(ｂ)、図９(ｃ)に示すように、モータ２３ｍと、モータ２３ｍを真空蒸着チャンバ１の壁面からの支持部２３ｃに固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍより伝達歯車２３ｄを介して回転駆動される外周も歯車状のナット２３ｎと、ナット２３ｎの回転及び駆動モータ２３ｍ上に固定された支持ナット２３ｎｈとによって直線的に移動するボールネジ２３ｂと、ボールネジ２３ｂの先端を坩堝冷却体２１ｉに連結する連結部２３ｒとを有する。ボールネジ２３ｂは真空シール２３ｓを介して真空蒸着チャンバ１内に挿入される。なお、図９(ａ)に示すように、冷却配管２１ｈとボールネジ２３ｂの紙面水平方向に異なる位置に接続している。
【００４３】
上述した実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによれば、ボールネジ２３ｂを駆動する駆動モータ２３ｍ等を真空蒸着チャンバ１の外部に設けることで、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
また、上述した実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによれば、ボールネジ２３ｂを駆動する駆動モータ２３ｍ等を真空蒸着チャンバ１の外部に設けることで、保守性の優れた坩堝冷却体挿入手段２３を提供できる。
【００４４】
実施例３の坩堝冷却部２１Ｃは、真空シール２１ｓを連通し一端を坩堝冷却体２１ｉに接続され、他端を真空蒸着チャンバ１外に設けられたフレキシブル配管２１ｆに接続された接続配管２１ｈを有する。フレキシブル配管２１ｆはフレキシブル配管収納部２１ｇを介して冷却水給排水部(図示せず)に接続されている。勿論、実施例３においても、実施例２で示したように坩堝冷却体２１ｉと壁面との間に多段円筒を設けて、漏水に対する対処をしてもよい。
【００４５】
以上説明した実施例３では、冷却配管２１ｈとボールネジ２３ｂの紙面水平方向に異なる位置に接続したが、ボールネジ２３ｂの接続位置を接続配管２１ｈと同じ高さにして連結部２３ｒをなくして、ボールネジ２３ｂの先端を直接坩堝冷却体２１ｉに接続してもよい。
また、冷却部坩堝冷却部２１Ｂと坩堝冷却体挿入手段２３Ｃとを別々に設けるのではなく、ボールネジ２３ｂの内部に冷却水を流し、接続配管２１ｈを無くしてもよい。
【００４６】
実施例３の坩堝冷却部２１Ｃにおいても、上述した機構によって、坩堝冷却体２１ｉに冷却水を安定して供給することができる。
【００４７】
以上説明した実施例３によれば、駆動モータを真空蒸着チャンバ１の外に設け、開口部に坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて挿入する坩堝冷却体挿入手段と、坩堝冷却体２１ｉに冷却水を供給できる坩堝冷却部とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００４８】
なお、図７示した真空蒸着チャンバ１を開く時の処理フローは基本的には実施例２及び実施例３に適用できる。
また、実施例１乃至３に示した方法は、蒸着源７を図６に示す蒸着源走査手段４３で上下方向に移動させて蒸着する真空蒸着チャンバの例を説明した。基本的には図６(ａ)に示す蒸着源走査手段４３及び実施例１乃至４に示した蒸着源冷却装置を９０度旋回させた構成とすることで、蒸着源７を図６(ａ)の紙面左右方向移動させる真空蒸着チャンバにも適用できる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、冷媒として水を用いたが、その他の液体や空気、窒素等の気体を使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：真空蒸着チャンバ ２：真空搬送室
３：基板ストッカ室 ４：温度センサ
５：真空搬送ロボット ６：基板
７：蒸着源 ８：マスク
９：基板保持部 １０：ゲート弁
２０、２０Ａ、２０Ｂ：蒸着源冷却装置
２１、２１Ａ、２１Ｂ：坩堝冷却部 ２１ａ：冷却配管部
２１ｉ：坩堝冷却体 ２１ｗ：給排水配管系
２１ｅ：給排水設備 ２１ｓ：真空シール
２２、２２Ａ、２２Ｂ：除去可動部移動手段
２３、２３Ａ、２３Ｂ：坩堝冷却体挿入手段
４２：蒸着源固定台 ４３：蒸着源走査手段
７１：坩堝 ７２：蒸発材料
７３：ヒータ ７４：断熱機構
７５：蒸発源筐体 ７６：除去可能部
７７：蒸着源の開口部 ７８：蒸着ノズル
７９：棒着板 ９３：基板旋回駆動手段
１００：有機ＥＬデバイス製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着源並びに有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬという）デバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス装置の運転方法に係り、特に蒸着材料の損失の少ない蒸着源並びに有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス装置の運転方法に関する。
【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、真空蒸着チャンバ内に設けた蒸着源の坩堝に貯留された蒸着材料をヒータで加熱し、坩堝の蒸着ノズルや開口部から噴射し、被処理基板に蒸着する。このような真空蒸着装置の例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、真空蒸着装置は定期的なメインテナンス時又はトラブル発生時に真空蒸着チャンバを開く必要がある。その場合、蒸着源内の蒸着材料が真空中でヒータの加熱により高温にされているため、直ぐに開くとヒータが酸化する。そのために、直ぐに開くことができず約数時間程度待つ必要があり、非常に能率が悪い。
【０００５】
従って、本発明の第１の目的は、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着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着源を用い真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、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とを有する蒸着源において、前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口のない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを第１の特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記除去可能部を移動させる除去可動部移動手段を有することを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを第３の特徴とする。
【０００８】
また、前記坩堝冷却体は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部の形状又は前記開口部の形状と前記蒸着物噴射口のない外面との空間で形成される形状とを有することを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記坩堝を長手方向に複数持つ形状に設けたことを第５の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、蒸着材料を基板に蒸着する基板保持部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送手段とを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、第５の特徴に記載する蒸着源を保持する保持部を備え前記基板に沿って移動させる蒸着源走査手段を有することを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、前記除去可動部移動手段を前記保持部に設けたことを第７の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記坩堝冷却体は前記真空蒸着チャンバ内に存在し、一端が前記坩堝冷却体に接続され、前記真空蒸着チャンバの外から前記坩堝冷却体に冷却材を供給し、真空蒸着チャンバの外へ前記冷却材を排出する給排配管系と、前記給排配管系の他端が前記真空蒸着チャンバの外に設けた冷却材を供給し排出する給排設備とを有することを第８の特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、前記坩堝冷却体挿入手段は前記保持部に設けられたことを第９の特徴とする。
また、本発明は、前記坩堝冷却体挿入手段は前記真空蒸着チャンバ外に駆動部を設け、真空シールを介して前記坩堝冷却体との接続部を直線移動させて前記開口部に挿入させることを第１０の特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、蒸着源内の坩堝に存在する蒸着材料を加熱し、蒸発・昇華するステップと、真空蒸着チャンバ内を開くステップとを有する有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法において、前記開くステップは、前記加熱を停止するステップと、坩堝の周囲を囲む部材の一部を除去するステップと、前記除去された開口部に冷却材が流れる坩堝冷却体を挿入するステップと、前記坩堝の温度が前記蒸発・昇華する温度以下なったときに前記坩堝冷却体に前記冷却材を流すステップと、を有することを第１１の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮できる蒸着源を提供できる。
【００１４】
また、本発明によれば、第１の目的を達成できる蒸着源を用い真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図２】図１における真空搬送室と真空蒸着チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図３】本発明の蒸着源７の実施形態の外観を示す模式図である。
【図４】各図は図３におけるＡ−Ａ´断面からの矢視図を示す。また、各図は本実施形態の特徴を有する蒸着源の構成と、その蒸着源を冷却する手段である蒸着源冷却装置の基本構成とその動作とを示す図である。
【図５】本実施形態における蒸着源冷却装置の効果と直接冷却するタイミングを示す図である。
【図６】本実施形態における蒸着源冷却装置の第１の実施例を示す図である。
【図７】真空蒸着チャンバを開く時の処理フローを示す図である。
【図８】本実施形態における蒸着源冷却装置の第２の実施例を示す図である。
【図９】本実施形態における蒸着源冷却装置の第３の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置１００を示す。有機ＥＬデバイス製造装置１００は中心部に真空搬送ロボット５を持った多角形の真空搬送室２と、その周辺部に放射状に基板ストッカ室３や成膜室である真空蒸着チャンバ１を配置したクラスタ型の有機ＥＬデバイス製造装置の構成を有している。各真空蒸着チャンバ１は基板６を保持する基板保持部９とマスク８とを有する。また、真空蒸着チャンバ１及び基板ストッカ室３と真空搬送室２との間には互いの真空を隔離するゲート弁１０が設けられている。
【００１７】
図２は、図１における真空搬送室２と真空蒸着チャンバ１の構成の模式図と動作説明図である。図２における真空搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能(図示せず)で、左右に旋回可能な２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。
【００１８】
一方、真空蒸着チャンバ１は、真空搬送ロボット５から搬入された基板６を保持する基板保持部９と、発光層を形成する蒸着材料を蒸発または昇華させ基板６に成膜させる蒸着源７と、蒸着源を上下方向移動させる蒸着源走査手段４３、基板６への蒸着パターンを規定するマスク８とを有する。基板保持部９は、櫛歯状ハンド９１と基板保持部９を旋回させて直立しているマスク８に正対させる基板旋回手段９３とを有する。また真空蒸着チャンバ１は、マスク８の上部にマスク８と基板６とにそれぞれ存在するアライメントマーク８５、８４(引出図参照)を撮像するアライメントカメラ８６と、その撮像結果に基づいてマスク８移動させるアライメント駆動部(図示せず)とを有する。
【００１９】
このような構成によって、真空搬送ロボット５は基板ストッカ室３から基板を取出し、所定に真空蒸着チャンバ１の基板保持部９に搬入する。そして、真空蒸着チャンバ１では、搬入された基板６を基板旋回手段９３でマスク８に正対させ、アライメントし、蒸着源７を上下させ基板６に蒸着する。蒸着後、基板６を水平状態に戻す。その後、真空搬送ロボット２により基板６を真空蒸着チャンバ１から搬出し、他の真空蒸着チャンバ１に搬入又は基板ストッカ室３に戻す。このような処理における基板６の搬出入おいて、各真空蒸着チャンバ１の処理に影響を与えないように関連するゲート弁１０が制御される。
図３は本発明の蒸着源７の実施形態の外観を示す模式図である。図４の各図は、図３におけるＡ−Ａ´断面からの矢視図を示す。また、図４の各図は、本実施形態の特徴を有する蒸着源７の構成と、その蒸着源７を冷却する手段である蒸着源冷却装置２０の基本構成とその動作とを示す。なお、図３ではノズル(又は坩堝)が２個の例を示したが、ノズル(又は坩堝)は１個でも３個以上でもよい。
【００２０】
図４(ａ)は真空蒸着チャンバ１が運転中で蒸着源７が基板に蒸着しているときの蒸着源７の状態を示す。図４(ｂ)、図４(ｃ)は、真空蒸着チャンバ１を開くときの蒸着源７の状態を示し、蒸着源の坩堝を冷却する蒸着源冷却装置２０の動作を示す。
【００２１】
まず、蒸着源７の構成、動作を説明する。蒸着源７は、その本体が図３に示すように４角柱(長方体)の形状を有し、その内部には坩堝７１を長手方向に複数有する。各坩堝７１の上下にはヒータ７3を配置し、坩堝７１に設けられた蒸着材料７２を蒸着に適した所定の温度に加熱する。また、坩堝７１の周囲には断熱機構７４が取り囲むように設けられ、蒸着源７内の熱を外部に逃さず内側にこもるようにしている。さらに、断熱機構７４の外周には遮熱のための蒸発源筐体７５があり、断熱機構７４から漏れた熱が外部に影響を与えないようになっている。
【００２２】
また、蒸着源７は、坩堝７１の外面のうち蒸着物噴射口である蒸着ノズルのない外面と蒸発源筐体７５の間に存在する部材、本実施例では断熱機構７４及び蒸発源筐体７５の一部を除去可能な除去可能部７６を有する。本実施形態では、蒸着ノズル７８がある面を表面とすれば、除去可能部７６を裏面に設けたが、坩堝７１の下部に設けてもよい。なお、７９は吸着ノズル７８から噴射した蒸着材料７２が蒸発源筐体７５と断熱機構７４との間及び断熱機構７４と坩堝７１との間に流入しないようにする防着板である。
【００２３】
さらに、本実施形態では略４角柱の形状を有している蒸着源７を示したが、蒸着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。
【００２４】
このような構成によって、蒸着源７は、ヒータ７３により蒸着材料を加熱して蒸発・昇華し、その蒸着ノズル７８を４角柱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し、表示基板などの基板に蒸着させる。
【００２５】
次に、真空蒸着チャンバ１を開くときの蒸着源７の状態と、蒸着源冷却装置２０の基本構成とその動作を説明する。図４(ｂ)に示すように、蒸着源冷却装置２０は除去可能部７６を、例えば矢印Ｇの方向に移動させる除去可動部移動手段２２(図６参照）と、坩堝７１を冷却する坩堝冷却体２１ｉを備える坩堝冷却部２１(図６参照）と、除去された除去可能部７６の跡に形成された開口部７７に坩堝冷却体２１ｉを、例えば図４(ｃ)に示す矢印Ｈのように回転させて開口部７７に挿入する坩堝冷却体挿入手段２３(図６参照）とを有する。本実施形態の蒸着源７は坩堝７１と断熱機構７４の間に隙間(空間)があるので、坩堝冷却体２１ｉは、直接坩堝７１を冷却するためにその分だけ凸状の形状を有する。
このような構成によって、真空蒸着チャンバ１を開くときに、直接坩堝７１を冷却し、真空蒸着チャンバ１を開くことが可能な所定の温度まで短時間で冷却できる。図５は、その効果と直接冷却するタイミングを示す図である。一点鎖線は従来の直接冷却しないときの、実線は本実施形態の坩堝を直接冷却した本実施形態の、坩堝７１(蒸着材料７２)の温度変化の一例を示した図である。冷却を開始するタイミングは、蒸着材料７２の蒸発(昇華)する温度(Ｔｊ)以下になったときである。蒸発(昇華)する温度以下になる前に冷却すると、蒸発(昇華)した蒸着材料７２が蒸着ノズル７８に付着し、蒸着ノズルに目詰まりが発生しその処置が困難になるからである。本実施形態では、従来では例えば真空蒸着チャンバ１を開くのに必要な温度Ｔｋに達するまで数時間(ｔｊ)程度必要あった冷却時間をその半分の時間（ｔｈ）程度に短縮できる。
【００２６】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第１の実施例２０Ａを説明する。図６は第１の実施例を示す図である。図６(ａ）は、図２において、蒸着源７、蒸着源冷却装置２０Ａ及び蒸着源走査手段４３を矢印Ｊの方向から見た図で、蒸着時における状態を示す図である。図６(ｂ)、図６(ｃ)は図６(ａ)のＡ−Ａ’断面図からの矢視図を示す図で、図６(ｂ)は蒸着時における状態を、図６(ｃ)は蒸着チャンバ１を開くときに状態を示す。なお、図６(ｂ)、図６(ｃ)は図６(ａ)に比べて拡大して示している。
【００２７】
まず、蒸着源を上下方向に基板に沿って移動させる蒸着源走査手段４３を説明する。蒸着源７は蒸着源走査手段４３によって上下する蒸着源７を保持する保持部である蒸着源固定台４２に支持部４４を介して固定されている。蒸着源走査手段４３はボールネジ４３ｂを駆動モータ４３ｍで駆動し、ナット４３ｎにより蒸着源固定台４２を上下に移動させる。また、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１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１内に入らないようしている。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴である蒸着源冷却装置２０Ａを説明する。蒸着源冷却装置２０Ａは坩堝冷却部２１Ａと、除去可動部移動手段２２Ａと、坩堝冷却体挿入手段２３Ａとを有する
除去可動部移動手段２２Ａは、図６(ｂ)に示すように、蒸着源固定台４２に固定された駆動モータ２２ｍと、駆動モータ２２ｍより回転駆動されるボールネジ２２ｂと、ボールネジ２２ｂ上を移動するナット２２ｎと、ナット２２ｎと除去可能部７６とを連結し固定するＬ字状連結部２２ｒと、ナット２２ｎの回転を防止し、Ｌ字状連結部２２ｒが回転せず上下に移動できるようにする回転防止棒２２ｋとを有する。この機構によって、除去可能部７６を上下に移動させて開口部７７から除去または挿入させることができる。
【００２９】
除去可動部挿入手段２３Ａは、図６(ａ)に示すように、坩堝冷却体２１ｉを回転させる駆動モータ２３ｍと、駆動モータ２３ｍの回転を坩堝冷却部２１ｉに伝える駆動軸２３ｊと、駆動軸２３ｊを内蔵する二重配管２３ｈと、駆動モータ２３ｍを内蔵し、駆動軸２３ｊや二重配管２３ｈと真空蒸着チャンバ１との間の真空シール(図示せず)とを有する駆動モータケース２３ｋと、駆動モータ２３ｍを蒸着源固定台４２に固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍの反対側にあって駆動モータによる回転を支持する支持部２３ａとを有する。この機構によって、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
【００３０】
坩堝冷却部２１Ａは、内部に冷却水を流す冷却配管部２１ａ(図６(ｂ)参照)を有する坩堝冷却体２１ｉと、坩堝冷却体２１ｉと真空蒸着チャンバ１外とを結び冷却材である冷却水を給水及び排水する給排水(給排)配管系２１ｗと、給排水(給排)配管系２１ｗを真空蒸着チャンバ１外に導く真空シール２１ｓと、給排水配管系２１ｗに冷却水を供給する給排水(給排)設備２１ｅとを有する。本実施例の給排水配管系２１ｗは、二重配管２３ｈ及び駆動モータケース２３ｋに設けられた破線で示す除去可動部移動手段内配管２１ｊ、蒸着源走査手段４３の蒸着源固定台４２及びナット４３ｎに設けられた破線で示す蒸着源固定台部配管２１ｋと、蒸着源走査手段４３に固定された破線で示す蒸着源走査手段内配管２１ｈと、蒸着源固定台部配管２１ｋ固定配管系２１ｋとを結ぶ一点鎖線で示すフレキシブル管２１ｆとを有する。この結果、真空蒸着チャンバ１の真空部と分離して真空蒸着チャンバ１の外部から坩堝冷却体２１ｉに冷却水を給水又は排水することができ、坩堝を確実に冷却できる。なお、本実施例では、真空蒸着チャンバ１外への冷却配管がやや複雑になるので、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との間をフレキシブル配管で接続してもよい。
【００３１】
給排水配管系２１ｗと同様に、蒸着源７のヒータ７３の駆動線、温度センサ４(図４参照)の信号線を例えば、支持部４４、蒸着源固定台４２、ナット４３ｎ等を介して真空蒸着チャンバ１の真空部と分離して真空蒸着チャンバ１の外部に配線することができる。
また、これらの給排水配管系及び配線の方法により、真空蒸着チャンバ１内への漏水又は配線による不要なガスの発生を防ぐことができ、安定稼動できる真空蒸着チャンバ１を提供できる。
【００３２】
次に、真空蒸着チャンバ１を開く時の処理フローを図７示す。まず、蒸着源７のヒータ７３による加熱を停止する(Ｓｔｅｐ１）。次に、図６(ａ)の状態から、除去可動部移動手段２２Ａにより除去可能部７６を除去する(Ｓｔｅｐ２）。さらに、坩堝冷却体挿入手段２３Ａにより開口部７７に坩堝冷却体２１ｉを挿入する(Ｓｔｅｐ３）。その後、坩堝７１内の温度が蒸着材料７２の蒸発・昇華温度まで低下するのを待つ。(Ｓｔｅｐ４）。低下したら、冷却配管２１ａに冷却水を流し坩堝７１(蒸着材料７２)を冷却する(Ｓｔｅｐ５）。その後、真空蒸着チャンバを開く可能温度まで冷却し(Ｓｔｅｐ６）、その後、真空蒸着チャンバを開く。なお、Ｓｔｅｐ３は、Ｓｔｅｐ４の後に実施してもよいし、Ｓｔｅｐ１の後にＳｔｅｐ４を実施し、その後Ｓｔｅｐ２とＳｔｅｐ３とを実施してもよい。
【００３３】
以上説明した実施例１によれば、蒸着源を上下に移動させる蒸着源固定台に、除去可能部を上下に移動させる除去可動部移動手段と開口部に坩堝冷却部２１ｉを回転させて挿入する坩堝冷却体挿入手段とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００３４】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第２の実施例２２Ｂを説明する。図８は第２の実施例を示す図で、図８(ａ）は、図６(ａ)に対応する図で、図６に示す蒸着源走査手段４３を除いた第２の実施例の構成を示す図である。図８(ｂ)、図８(ｃ)は、それぞれ図６(ｂ)、図６(ｃ)に対応する図で、図８(ａ)において、Ｂ−Ｂ’断面図からの矢視図を示す。図８(ｂ)は蒸着時における状態を、図８(ｃ)は真空蒸着チャンバ１を開くときに状態を示す。なお、図８(ｂ)、図８(ｃ)は図８(ａ)に比べて拡大して示している。
【００３５】
実施例２は除去可動部移動手段２２Ｂ、坩堝冷却体挿入手段２３Ｂ及び坩堝冷却部２１Ｂを蒸着源固定台４２上に設けている点は同じであるが、それぞれ次の点が異なる。
【００３６】
除去可動部移動手段については、実施例１では除去可動部７６を上下移動させていたのに対し、実施例２では実施例１の坩堝冷却体挿入手段で用いた回転させる手段を用いている。実施例２の除去可動部移動手段２２Ｂは、図８(ａ)に示すように、除去可動部７６の下部両側に設けられた接続部２２ｚを介して除去可動部７６を回転させる旋回軸２２ｊをモータ固定部２２ｆに固定された駆動モータ２２ｍで回転させることで蒸着源７の開口部７７から除去可動部７６を除去している。なお、駆動モータ２２ｍの反対側にある接続部２２ｚは支持部２２ａに支持され従動的に回転する。この機構によって、除去可能部７６を回転させて開口部７７から除去または挿入することができる。
【００３７】
坩堝冷却体挿入手段については、実施例１では坩堝冷却部２１ｉを回転させて開口部７７に挿入していたのに対し、坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて開口部７７に挿入する。実施例２の坩堝冷却体挿入手段２３Ｂは、図８(ｂ)に示すように、モータ２３ｍと、モータ２３ｍを蒸着源固定台４２に固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍより回転駆動されるボールネジ２３ｂと、ボールネジ２３ｂ上を移動するナット２３ｎと、ナット２３ｎの回転を防止し、坩堝冷却部２１(ナット２３ｎ)の移動をガイドするガイドレール２３ｇと、ガイドレール２３ｇ上を移動しナット２３ｎと坩堝冷却部２１とを連結するする連結部２３ｒとを有する。この機構によって、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
【００３８】
坩堝冷却部については、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との冷却配管の接続を、実施例１では坩堝冷却体挿入手段２２の二重配管２３ｈや駆動モータケース２３ｋとを介して行なっていたが、実施例２の坩堝冷却部２１Ｂでは、図８(ｃ)に示すように、坩堝冷却部２１ｉの坩堝７１の接触面との対面である背面に接続された内部にフレキシブル配管２１ｆを有する多段円筒２１ｄと、一端を多段円筒２１ｄに、他端を蒸着源固定台４２に接続された二重円筒管２１ｕとで行なう。なお、実施例２においても、実施例１と同様に、坩堝冷却体２１ｉと蒸着源固定台４２との間をフレキシブル配管で直接接続してもよい。
実施例２の坩堝冷却部２１Ｂにおいても、上述した機構によって、真空蒸着チャンバ１内への漏水を防ぐことができ、安定して稼動できる真空蒸着チャンバ１を提供できる。
【００３９】
以上説明した実施例２によれば、蒸着源を上下に移動させる蒸着源固定台に、除去可能部を回転させて開口部から除去させる除去可動部移動手段と、開口部に坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて挿入する坩堝冷却体挿入手段とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００４０】
次に、本実施形態における蒸着源冷却装置２０の第３の実施例２０Ｃを説明する。図９は第３の実施例を示す図で、図９(ａ）は、図６(ａ)に対応する図で、図６に示す蒸着源走査手段４３を除いた第３の実施例の構成を示す図である。図９(ｂ)、図９(ｃ)は、それぞれ図６(ｂ)、図６(ｃ)に対応する図で、図９(ａ)のＣ−Ｃ’断面図からの矢視図を示す。図９(ｂ)は蒸着時における状態を、図９(ｃ)は真空蒸着チャンバ１を開くとき状態を示す。
【００４１】
実施例３は、実施例２と同じ構成を備える除去可動部移動手段２２Ｃを同様に蒸着源固定台４２上に設けている点は同じであるが、真空蒸着チャンバ１の外部に基本構造部が設けられた坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによって坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて開口部７７に挿入させる点が異なる。坩堝冷却体挿入手段２３Ｃの構成において坩堝冷却体挿入手段２３Ｂと同じ機能を有するものについては同一符号を付している。
【００４２】
実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃは、図９(ｂ)、図９(ｃ)に示すように、モータ２３ｍと、モータ２３ｍを真空蒸着チャンバ１の壁面からの支持部２３ｃに固定するモータ固定部２３ｆと、駆動モータ２３ｍより伝達歯車２３ｄを介して回転駆動される外周も歯車状のナット２３ｎと、ナット２３ｎの回転及び駆動モータ２３ｍ上に固定された支持ナット２３ｎｈとによって直線的に移動するボールネジ２３ｂと、ボールネジ２３ｂの先端を坩堝冷却体２１ｉに連結する連結部２３ｒとを有する。ボールネジ２３ｂは真空シール２３ｓを介して真空蒸着チャンバ１内に挿入される。なお、図９(ａ)に示すように、冷却配管２１ｈとボールネジ２３ｂの紙面水平方向に異なる位置に接続している。
【００４３】
上述した実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによれば、ボールネジ２３ｂを駆動する駆動モータ２３ｍ等を真空蒸着チャンバ１の外部に設けることで、坩堝冷却体２１ｉを開口部７７に挿入し又は元の位置に戻すことができ、坩堝７１を冷却することができる。
また、上述した実施例３の坩堝冷却体挿入手段２３Ｃによれば、ボールネジ２３ｂを駆動する駆動モータ２３ｍ等を真空蒸着チャンバ１の外部に設けることで、保守性の優れた坩堝冷却体挿入手段２３を提供できる。
【００４４】
実施例３の坩堝冷却部２１Ｃは、真空シール２１ｓを連通し一端を坩堝冷却体２１ｉに接続され、他端を真空蒸着チャンバ１外に設けられたフレキシブル配管２１ｆに接続された接続配管２１ｈを有する。フレキシブル配管２１ｆはフレキシブル配管収納部２１ｇを介して冷却水給排水部(図示せず)に接続されている。勿論、実施例３においても、実施例２で示したように坩堝冷却体２１ｉと壁面との間に多段円筒を設けて、漏水に対する対処をしてもよい。
【００４５】
以上説明した実施例３では、冷却配管２１ｈとボールネジ２３ｂの紙面水平方向に異なる位置に接続したが、ボールネジ２３ｂの接続位置を接続配管２１ｈと同じ高さにして連結部２３ｒをなくして、ボールネジ２３ｂの先端を直接坩堝冷却体２１ｉに接続してもよい。
また、冷却部坩堝冷却部２１Ｂと坩堝冷却体挿入手段２３Ｃとを別々に設けるのではなく、ボールネジ２３ｂの内部に冷却水を流し、接続配管２１ｈを無くしてもよい。
【００４６】
実施例３の坩堝冷却部２１Ｃにおいても、上述した機構によって、坩堝冷却体２１ｉに冷却水を安定して供給することができる。
【００４７】
以上説明した実施例３によれば、駆動モータを真空蒸着チャンバ１の外に設け、開口部に坩堝冷却体２１ｉを直線的に移動させて挿入する坩堝冷却体挿入手段と、坩堝冷却体２１ｉに冷却水を供給できる坩堝冷却部とを設けることで、真空蒸着チャンバを開くときの待ち時間を短縮し、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置及び有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法を提供できる。
【００４８】
なお、図７示した真空蒸着チャンバ１を開く時の処理フローは基本的には実施例２及び実施例３に適用できる。
また、実施例１乃至３に示した方法は、蒸着源７を図６に示す蒸着源走査手段４３で上下方向に移動させて蒸着する真空蒸着チャンバの例を説明した。基本的には図６(ａ)に示す蒸着源走査手段４３及び実施例１乃至４に示した蒸着源冷却装置を９０度旋回させた構成とすることで、蒸着源７を図６(ａ)の紙面左右方向移動させる真空蒸着チャンバにも適用できる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、冷媒として水を用いたが、その他の液体や空気、窒素等の気体を使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：真空蒸着チャンバ ２：真空搬送室
３：基板ストッカ室 ４：温度センサ
５：真空搬送ロボット ６：基板
７：蒸着源 ８：マスク
９：基板保持部 １０：ゲート弁
２０、２０Ａ、２０Ｂ：蒸着源冷却装置
２１、２１Ａ、２１Ｂ：坩堝冷却部 ２１ａ：冷却配管部
２１ｉ：坩堝冷却体 ２１ｗ：給排水配管系
２１ｅ：給排水設備 ２１ｓ：真空シール
２２、２２Ａ、２２Ｂ：除去可動部移動手段
２３、２３Ａ、２３Ｂ：坩堝冷却体挿入手段
４２：蒸着源固定台 ４３：蒸着源走査手段
７１：坩堝 ７２：蒸発材料
７３：ヒータ ７４：断熱機構
７５：蒸発源筐体 ７６：除去可能部
７７：蒸着源の開口部 ７８：蒸着ノズル
７９：棒着板 ９３：基板旋回駆動手段
１００：有機ＥＬデバイス製造装置
【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、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とを有する蒸着源において、
前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口のない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを特徴とする蒸着源。
【請求項２】
前記除去可能部を移動させる除去可動部移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着源。
【請求項３】
前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の蒸着源。
【請求項４】
前記坩堝冷却体は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部の形状又は前記開口部の形状と前記蒸着物噴射口のない外面との空間で形成される形状とを有することを特徴とする請求項３に記載の蒸着源。
【請求項５】
前記坩堝を長手方向に複数持つ形状に設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載の蒸着源。
【請求項６】
蒸着材料を基板に蒸着する基板保持部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送手段とを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
請求項５に記載の蒸着源を保持する保持部を備え前記基板に沿って移動させる蒸着源走査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７】
前記除去可動部移動手段を前記保持部に設けたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記坩堝冷却体は前記真空蒸着チャンバ内に存在し、一端が前記坩堝冷却体に接続され、前記真空蒸着チャンバの外から前記坩堝冷却体に冷却材を供給し、真空蒸着チャンバの外へ前記冷却材を排出する給排配管系と、前記給排配管系の他端が前記真空蒸着チャンバの外に設けた冷却材を供給し排出する給排設備とを有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記保持部に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記真空蒸着チャンバ外に駆動部を設け、真空シールを介して前記坩堝冷却体との接続部を直線移動させて前記開口部に挿入させ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】
前記除去可動部移動手段は、前記除去可能部を前記基板に平行に移動又は前記筐体から離れるように回転動作させて前記開口部から移動させることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記坩堝冷却体を回転又は直線移動させて前記開口部に挿入させ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１３】
蒸着源内の坩堝に存在する蒸着材料を加熱し、蒸発・昇華するステップと、真空蒸着チャンバ内を開くステップとを有する有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法において、
前記開くステップは、前記加熱を停止するステップと、坩堝の周囲を囲む部材の一部を除去するステップと、前記除去された開口部に冷却材が流れる坩堝冷却体を挿入するステップと、前記坩堝の温度が前記蒸発・昇華する温度以下なったときに前記坩堝冷却体に前記冷却材を流すステップとを有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法。
【請求項１４】
前記坩堝が所定の温度に達したときに前記真空蒸着チャンバを開くステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法。
【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、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とを有する蒸着源において、
前記坩堝の外面のうち蒸着物噴射口のない外面と前記蒸発源の筐体との間に存在する部材の一部を除去可能な除去可能部を有することを特徴とする蒸着源。
【請求項２】
前記除去可能部を移動させる除去可動部移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着源。
【請求項３】
前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部に挿入可能であって内部に冷却材が供給され、前記冷却材を排出する坩堝冷却体と、前記坩堝冷却体を前記開口部に挿入する坩堝冷却体挿入手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の蒸着源。
【請求項４】
前記坩堝冷却体は、前記除去可能部が移動した前記蒸発源の開口部の形状又は前記開口部の形状と前記蒸着物噴射口のない外面との空間で形成される形状とを有することを特徴とする請求項３に記載の蒸着源。
【請求項５】
前記坩堝を長手方向に複数持つ形状に設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載の蒸着源。
【請求項６】
蒸着材料を基板に蒸着する基板保持部を具備する真空蒸着チャンバと、前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送手段とを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
請求項５に記載の蒸着源を保持する保持部を備え前記基板に沿って移動させる蒸着源走査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７】
前記除去可動部移動手段を前記保持部に設けたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記坩堝冷却体は前記真空蒸着チャンバ内に存在し、一端が前記坩堝冷却体に接続され、前記真空蒸着チャンバの外から前記坩堝冷却体に冷却材を供給し、真空蒸着チャンバの外へ前記冷却材を排出する給排配管系と、前記給排配管系の他端が前記真空蒸着チャンバの外に設けた冷却材を供給し排出する給排設備とを有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記保持部に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記真空蒸着チャンバ外に駆動部を設け、真空シールを介して前記坩堝冷却体との接続部を直線移動させて前記開口部に挿入させ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】
前記除去可動部移動手段は、前記除去可能部を前記基板に平行に移動又は前記筐体から離れるように回転動作させて前記開口部から移動させることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記坩堝冷却体挿入手段は前記坩堝冷却体を回転又は直線移動させて前記開口部に挿入させ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１３】
蒸着源内の坩堝に存在する蒸着材料を加熱し、蒸発・昇華するステップと、真空蒸着チャンバ内を開くステップとを有する有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法において、
前記開くステップは、前記加熱を停止するステップと、坩堝の周囲を囲む部材の一部を除去するステップと、前記除去された開口部に冷却材が流れる坩堝冷却体を挿入するステップと、前記坩堝の温度が前記蒸発・昇華する温度以下なったときに前記坩堝冷却体に前記冷却材を流すステップとを有することを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法。
【請求項１４】
前記坩堝が所定の温度に達したときに前記真空蒸着チャンバを開くステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置の運転方法。
【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２０１２−２３３２４０（Ｐ２０１２−２３３２４０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３７６０（Ｐ２０１１−１０３７６０）
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【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２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【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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