インライン式蒸着装置および成膜方法
【課題】被処理基板に対して複数の蒸着エリアで順次、蒸着を行うインライン式蒸着装置、および成膜方法において、特定の蒸着エリアで成膜される薄膜の膜厚のみを容易かつ確実に調整することのできる構成を提供すること。
【解決手段】インライン式蒸着装置１００において成膜を行なった際、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスがずれている場合、被処理基板２０の搬送速度、および坩堝４５での蒸着材料の加熱温度は変更せずに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法を調整する。
【解決手段】インライン式蒸着装置１００において成膜を行なった際、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスがずれている場合、被処理基板２０の搬送速度、および坩堝４５での蒸着材料の加熱温度は変更せずに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板に対して複数の蒸着エリアで順次、蒸着を行うインライン式蒸着装置、および成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体装置や電気光学装置を製造するにあたっては、真空蒸着やスパッタ蒸着等の蒸着法を用いて被処理基板上に薄膜を成膜することがある。例えば、有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する際は、被処理基板上に低分子材料や金属を真空蒸着により成膜して有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層（正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層、陰極など）を形成する。
【０００３】
このような成膜を行なうにあたって、被処理基板の搬送経路に沿って複数の蒸着エリアを配置するとともに、複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を被処理基板に供給するインライン式蒸着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなインライン式蒸着装置では、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、被処理基板２０の搬送方向（矢印Ｌで示す）に沿って複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘが直線的に配置され、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの各々には蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘが配置されている。従って、被処理基板２０を一定速度で搬送すると、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの各々において被処理基板２０に対して所定厚の薄膜が形成される。それ故、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘに装填される蒸着材料の種類を変えておけば、被処理基板２０には、複数種類の薄膜が各々、所定の膜厚で積層されることになる。ここで、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される各薄膜の膜厚は、従来、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘでの蒸着材料の加熱温度を調整し、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘから被処理基板２０に向かう蒸着材料の蒸気流供給量を制御することにより行なわれる。
【特許文献１】特開２００５−２８５５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５（ａ）、（ｂ）に示すインライン式蒸着装置１００Ｘにおいて、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの間で形成される各薄膜の膜厚バランスを微調整する必要が発生した場合に蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘでの蒸着材料の加熱温度を調整する方法では、調整に長い時間がかかるなどの問題点がある。例えば、蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘのうち、蒸着エリア５２Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が薄いのに対して、他の蒸着エリア５１Ｘ、５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正である場合、被処理基板２０の搬送速度を遅くすると、蒸着エリア５２Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正になるが、他の蒸着エリア５１Ｘ、５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が厚くなりすぎる。従って、被処理基板２０の搬送速度を変更せずに、蒸着源４２Ｘでの蒸着材料の加熱温度を高める方法を採用せざるを得ないが、加熱温度を変更すると、定常状態になるまで時間がかかる。また、加熱温度を調整しても蒸着エリア５２Ｘにおいて形成される薄膜の膜厚が適正にならないことがあり、この場合、再度、蒸着源４２Ｘでの蒸着材料の加熱温度を再調整する必要がある。さらに、蒸着源４２Ｘでの加熱温度を高めようにも、蒸着材料の種類によっては、これ以上、加熱温度を高めると材料が変質してしまうという問題点もある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、被処理基板に対して複数の蒸着エリアで順次、蒸着を行うインライン式蒸着装置、および成膜方法において、特定の蒸着エリアで成膜される薄膜の膜厚のみを容易かつ確実に調整することのできる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、被処理基板を連続的に搬送する基板搬送手段と、前記被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアとを有し、当該複数の蒸着エリアの各々には、移動していく前記被処理基板に向けて成膜材料の蒸気流を供給する蒸着源が配置されたインライン式蒸着装置において、前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に介在して当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、被処理基板の搬送方向に沿って配置された複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を前記被処理基板に順次供給する成膜方法において、前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタを配置し、当該蒸気流供給量制御用シャッタにより、該蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいて前記被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、被処理基板と蒸着源との間に介在して蒸着源から被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されているため、蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいては、蒸気流供給量制御用シャッタにより、被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することができる。従って、被処理基板が複数の蒸着エリアを一定速度で連続的に通過するようなインライン式蒸着装置において、特定の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚が適正でない場合には、他の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚を変更せずに、当該特定の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚のみを微調整することができる。また、蒸気流供給量制御用シャッタにより、蒸着源から被処理基板への蒸気流供給量を制御する構成であれば、蒸着源での蒸着材料の加熱温度などを調整する構成と比較して、調整が容易かつ確実である。
【００１０】
本発明においては、前記複数の蒸着エリアの各々に前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることが好ましい。このように構成すると、複数の蒸着エリアの間において被処理基板に形成される薄膜の膜厚バランスが微妙にずれている場合でも、かかるずれを容易かつ確実に微調整することができる。
【００１１】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部を備え、当該スリット状開口部の開口幅を調整することにより蒸気流供給量を制御することが好ましい。このように構成すると、被処理基板の面内方向において被処理基板の搬送方向と交差する方向へはスリット状開口部が所定の寸法で延びている状態のまま、被処理基板の搬送方向ではスリット状開口部の開口幅を調整することができる。従って、スリット状開口部の開口幅を調整して蒸気流供給量を制御した場合でも、被処理基板の面内方向において被処理基板の搬送方向に対して交差する方向における蒸気流供給量のバランスが崩れることを回避することができる。
【００１２】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板と前記蒸着源との間で前記被処理基板の搬送方向に変位して前記スリット状開口部の開口幅を調整するシャッタ板を備えていることが好ましい。このように構成すると、簡素な構成でスリット状開口部の開口幅を容易に調整することができる。
【００１３】
本発明において、前記シャッタ板は、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転することにより前記被処理基板の搬送方向に変位することが好ましい。このように構成すると、シャッタ板を被処理基板の搬送方向に変位させるのに必要な空間が狭くてよいので、蒸着エリアにシャッタ板を配置する場合でも、蒸着エリアを拡張する必要がない。
【００１４】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記シャッタ板として、前記スリット状開口部を介して双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板を備えていることが好ましい。このように構成すると、１枚のシャッタ板を用いる場合と違って、被処理基板と蒸着源との間からシャッタ板を大きく退避させた状態を実現することができる。
【００１５】
本発明を適用したインライン式蒸着装置および成膜方法は、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置などを製造する際に用いると効果的である。低分子有機ＥＬ材料を蒸着材料として被処理基板に対して蒸着を行う際、有機物である有機ＥＬ材料は無機物と比べて熱伝導性が低いため、蒸着材料の温度を調整することにより蒸着レートを微調整する方法では困難が多い。しかるに本発明によれば、蒸気流供給量制御用シャッタにより膜厚の制御を行なうため、蒸着材料として有機物を用いた場合でも、膜厚の微調整を容易に行うことができる。それ故、本発明では、前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明を適用したインライン式蒸着装置および成膜方法について説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明のインライン式蒸着装置を用いて有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）を製造する場合を例示する。
【００１７】
（有機ＥＬ装置の構成例）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１に示す有機ＥＬ装置１は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機ＥＬ素子３を配列してなる発光素子群３Ａを備えている。有機ＥＬ素子３は、例えば、陽極として機能するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる画素電極４と、この画素電極４からの正孔を注入／輸送する正孔注入輸送層５と、有機ＥＬ物質からなる発光層６と、電子を注入／輸送する電子注入輸送層７と、アルミニウムやアルミニウム合金からなる陰極８とを備えている。陰極８の側には、有機ＥＬ素子３が水分や酸素により劣化するのを防止するための封止層や封止部材（図示せず）が配置されている。素子基板２上には、画素電極４に電気的に接続された駆動用トランジスタ２ａなどを含む回路部２ｂが有機ＥＬ素子３の下層側に形成されている。
【００１８】
有機ＥＬ装置１がボトムエミッション方式である場合は、発光層６で発光した光を画素電極４の側から出射するため、素子基板２の基体としては、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）などの透明基板が用いられる。その際、陰極８を光反射膜によって構成すれば、発光層６で発光した光を陰極８で反射して透明基板の側から出射することができる。これに対して、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合は、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射するため、素子基板２の基体は透明である必要はない。但し、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合でも、素子基板２に対して光出射側とは反対側の面に反射層（図示せず）を配置して、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射する場合には、素子基板２の基体として透明基板を用いること必要がある。また、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合において、素子基板２の基体と発光層６との間に反射層を形成して、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射する場合には、素子基板２の基体は透明である必要はない。
【００１９】
なお、素子基板２を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、素子基板２を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの素子基板２に切断する方法が採用されるが、以下の説明ではサイズを問わず、被処理基板２０と称する。
【００２０】
有機ＥＬ装置１を製造するには、被処理基板２０に対して成膜工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７などは、水分や酸素により劣化しやすい低分子有機材料からなるため、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７を形成する際、さらには、電子注入輸送層７の上層に陰極８を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７を形成する際、さらには陰極８を形成する際には、以下に詳述する蒸着装置を用いてマスク蒸着を行い、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。
【００２１】
（インライン式蒸着装置の全体構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。なお、以下では、被基板基板２０の搬送方向を矢印Ｌで示してある。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のインライン式蒸着装置１００では、被処理基板２０を搬送する基板搬送手段として、被基板基板２０の搬送方向に沿って複数のローラ１８（図２（ｂ）では図示を省略）が直線的に配置されており、ローラ１８は、被処理基板２０の面内方向において被基板基板２０の搬送方向と直交する方向に２列、配置されている。また、インライン式蒸着装置１００では、複数のローラ１８によって規定された被処理基板２０の搬送経路に沿って、複数の蒸着エリアが配置されており、図２（ａ）、（ｂ）には、３つの蒸着エリア５１〜５３が配置されている例を示してある。各蒸着エリア５１〜５３は各々、平面形状が矩形状のチャンバー６１〜６３を備えている。これらのチャンバー６１〜６３のうち、最も上流側のチャンバー６１には、被処理基板２０を搬入するための導入口１０１が形成され、最も下流側のチャンバー６３には、被処理基板２０を搬出するための導出口１０２が形成されている。また、チャンバー６１、６２の間、およびチャンバー６２、６３の間には各々、基板通路１０３が形成されている。なお、導入口１０１、基板通路１０３および導出口１０２には、チャンバー６１〜６３内の雰囲気が汚染されることを防止するためのシャッタ（図示せず）が配置されることがある。また、各チャンバー６１〜６３には各々の内部の真空度を調整可能な真空引き装置（図示せず）が接続されている。
【００２３】
各チャンバー６１〜６３において、複数のローラ１８により規定された被処理基板２０の搬送経路の下方位置には蒸着源４１〜４３が配置されている。本形態において、蒸着源４１〜４３は、各チャンバー６１〜６３において、被処理基板２０の搬送方向と直交する方向で隣接するように２つずつ配列されている。蒸着源４１〜４３は各々、蒸着材料が装填された坩堝４５と、坩堝４５内の蒸着材料を加熱するための加熱装置４６とを備えている。また、図２（ｂ）に一点鎖線で示すように、蒸着源４１〜４３の各々に対しては、坩堝４５の開口を開閉可能なセルシャッタ７１〜７３（図２（ａ）では図示を省略）が配置されている。
【００２４】
このように構成したインライン式蒸着装置１００において、被処理基板２０にマスク蒸着を行うには、被処理基板２０の下面にマスク部材３０を重ねた状態のまま搬送する必要がある。従って、本形態において、被処理基板２０およびマスク部材３０は、重なった状態で矩形枠状の搬送トレイ１９に保持され、この状態で搬送される。マスク部材３０は、図３（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明するように、被処理基板２０に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部３１０が構成されている。
【００２５】
（蒸着用マスク３１の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は蒸着用マスクの説明図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すマスク部材３０は例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す構成を有している。図３（ａ）、（ｂ）に示すマスク部材３０Ａ、３０Ｂのうち、図３（ａ）に示すマスク部材３０Ａは、厚さが約０．２５〜０．５ｍｍの矩形薄板状の蒸着用マスク３１を矩形枠状の枠体３３に取り付けた構成となっている。蒸着用マスク３１および枠体３３は各々、金属材料（例えばステンレス、インバー、４２アロイ、ニッケル合金等）、ガラス、セラミックス、シリコンなどからなり、蒸着用マスク３１についてはシリコンからなることが好ましい。蒸着用マスク３１は、被処理基板２０に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部３１０が、並行かつ一定間隔に形成されている。枠体３３は、蒸着用マスク３１と略同等の大きさの開口領域３４０が形成された支持基板３４と、蒸着用マスク３１のマスク開口部３１０の間に配置されてマスク開口部３１０の間を支持する梁部３５と、梁部３５に対して長手方向の張力を付与させて支持基板３４に固定する固定部材３６とを備えている。梁部３５は、マスク開口部３１０の間のうち、マスク開口部３１０の長手方向に沿うように配置されており、マスク開口部３１０で挟まれた領域よりも狭い幅寸法を備えている。梁部３５は、金属材料（例えばステンレス、インバー、４２アロイ、ニッケル合金等）、ガラス、セラミックス、シリコン、ＳＵＳ４３０などにより構成されている。
【００２６】
図３（ｂ）に示すマスク部材３０Ｂは、ベース基板をなす支持基板３７に、複数のチップ状の蒸着用マスク３１を取り付けた構成を有しており、複数の蒸着用マスク３１は各々、アライメントされて支持基板３７に陽極接合や接着剤などの方法で接合されている。支持基板３７には、複数の開口領域３７０が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数の蒸着用マスク３１は各々、開口領域３７０を塞ぐように支持基板３７上に固定されている。蒸着用マスク３１には、被処理基板２０に対する蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部３１０が複数一定間隔で平行に設けられている。蒸着用マスク３１は、面方位（１００）を有する単結晶シリコンや、面方位（１１０）を有する単結晶シリコンなどからなり、マスク開口部３１０は、フォトリソグラフィ技術、およびテトラメチル酸化アルミニウムなどの有機系の水酸化物、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機系の水酸化物などのアルカリ水溶液を用いたウエットエッチング技術により形成される。支持基板３７としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板が用いられている。
【００２７】
（インライン式蒸着装置の詳細な構成）
再び図２（ａ）、（ｂ）において、本形態のインライン式蒸着装置１００では、３つの蒸着エリア５１〜５３の各々において、チャンバー６１〜６３内には、被処理基板２０と蒸着源４１〜４３の間に介在して蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３が配置されている。
【００２８】
本形態において、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３はいずれも、被処理基板２０の搬送方向に直交する方向に延びた軸線周りに回転可能な２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂを備えている。２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂはいずれも、外部からの駆動により、互いに近接する方向、および離間する方向に変位するとともに、所定の姿勢で保持される。ここで、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、回転中心軸１５０から上方に延びた第１の平板部１５１と、この第１の平板部１５１の上端から互いに近接するように直角に折れ曲がった第２の平板部１５２とを備えており、２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂにおいて、互いの第２の平板部１５２の先端部の間には、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びたスリット状開口部１４が形成される。本形態において、スリット状開口部１４の幅寸法（２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂにおいて、互いの第２の平板部１５２の先端部が被処理基板２０の搬送方向で離間する寸法）は、被処理基板２０の面内方向における被処理基板２０の搬送方向と直交する方向において一定である。なお、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、金属製、セラミックス製、あるいは耐熱樹脂製であり、いずれの場合も、蒸気流の温度に耐え得る材料からなる。
【００２９】
（動作）
図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置において、図２に示す状態から、蒸気流供給量制御用シャッタのスリット状開口部の開口幅を調整した様子を模式的に示す平面図および断面図である。
【００３０】
図２（ａ）、（ｂ）において、本形態のインライン式蒸着装置１００では、まず、各チャンバー６１〜６３内にて、坩堝４５の各開口部をセルシャッタ７１〜７３で覆った状態で坩堝４５内の蒸着材料を所定の温度になるまで加熱した後、セルシャッタ７１〜７３を開位置に移動させ、蒸着源４１〜４３より各チャンバー６１〜６３内に蒸気流を放出する。そして、被処理基板２０およびマスク部材３０を保持した搬送トレイ１９をローラ１８によって各蒸着エリア５１〜５３に順次、搬送すると、蒸着源４１〜４３から放出された蒸着材料の蒸気流がマスク部材３０のマスク開口部３１０を介して被処理基板２０に供給される。従って、被処理基板２０は移動していくうちに、マスク開口部３１０に対応するパターンをもって、複数の蒸着エリア５１〜５３で成膜された薄膜が積層されることになる。
【００３１】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）では、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法が各々、ｄ１、ｄ２、ｄ３になっている。この状態で、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚は、被処理基板２０の搬送速度、坩堝４５からの蒸気流の放出速度、および蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法ｄ１、ｄ２、ｄ３により規定される。
【００３２】
このような状態で成膜を行なった際、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスがずれている場合には、その結果をフィードバックして微調整を行なう。かかる微調整を行なうにあたって、本形態では、被処理基板２０の搬送速度、および坩堝４５での蒸着材料の加熱温度（坩堝４５からの蒸気流の放出速度）については変更せずに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法のみを調整する。
【００３３】
例えば、蒸着エリア５１〜５３のうち、蒸着エリア５１において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が適正である一方、蒸着エリア５２において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が厚すぎ、蒸着エリア５３において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が薄すぎる場合には、以下の微調整を行ない、図４（ａ）、（ｂ）に示す状態とする。すなわち、蒸気流供給量制御用シャッタ１１のスリット状開口部１４の幅寸法はｄ１のままで変更しない。これに対して、蒸気流供給量制御用シャッタ１２についてはシャッタ板１５ａ、１５ｂを互いに近接する方向に変位させて、蒸気流供給量制御用シャッタ１２のスリット状開口部１４の幅寸法をｄ２からｄ４に狭める。一方、蒸気流供給量制御用シャッタ１３についてはシャッタ板１５ａ、１５ｂを互いに離間する方向に変位させて、蒸気流供給量制御用シャッタ１３のスリット状開口部１４の幅寸法をｄ３からｄ５に広げる。その結果、蒸着エリア５１における成膜速度は変化しないのに対して、蒸着エリア５２における成膜速度は低下し、蒸着エリア５３における成膜速度は上昇する。それ故、各蒸着エリア５１〜５３における被処理基板２０に対する成膜速度が適正化されるので、各蒸着エリア５１〜５３において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚バランスが調整される。
【００３４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のインライン式蒸着装置１００において、蒸着エリア５１〜５３の各々には、被処理基板２０と蒸着源４１〜４３との間に介在して蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３が配置されている。このため、蒸着エリア５１〜５３においては、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３のスリット状開口部１４の幅寸法を、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示す条件から図４（ａ）、（ｂ）に示す条件に調整することにより、被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚を調整することができる。従って、被処理基板２０が複数の蒸着エリア５１〜５３を一定速度で通過するようなインライン式蒸着装置１００において、特定の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正でない場合には、他の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚を変更せずに、当該特定の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚のみを微調整することができる。
【００３５】
また、蒸気流供給量制御用シャッタ１３により、蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する構成であれば、蒸着源４１〜４３での蒸着材料の加熱温度を調整する構成と比較して、調整が容易かつ確実である。特に有機材料の蒸着の場合、熱伝導性が低いため、蒸着材料の温度を調整することにより蒸着レートを微調整するのが困難な場合が多い。しかるに本形態によれば、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３により膜厚の制御を行なうため、蒸着材料として有機物を用いた場合でも、膜厚の微調整を容易に行うことができる。
【００３６】
また、本形態では、複数の蒸着エリア５１〜５３の各々に蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３が配置されているので、蒸着エリア５１〜５３の間において被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスが微妙にずれている場合でも、かかるずれを容易かつ確実に微調整することができる。
【００３７】
さらに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部１４を備え、スリット状開口部１４の開口幅を調整する。このため、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と交差する方向へはスリット状開口部１４が等幅で延びている状態のまま、被処理基板２０の搬送方向でスリット状開口部１４の開口幅を調整することができる。従って、スリット状開口部１４の開口幅を調整して蒸気流供給量を制御した場合でも、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と交差する方向における蒸気流供給量のバランスが崩れることを回避することができる。
【００３８】
また、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は、シャッタ板１５ａ、１５ｂを被処理基板２０の搬送方向に変位させてスリット状開口部１４の開口幅を調整するため、簡素な構成でスリット状開口部１４の開口幅を容易に調整することができる。
【００３９】
しかも、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転するので、シャッタ板１５ａ、１５ｂを被処理基板２０の搬送方向に変位させるのに必要な空間が狭くてよい。それ故、蒸着エリア５１〜５３にシャッタ板１５ａ、１５ｂを配置する場合でも、蒸着エリア５１〜５３を拡張する必要がない。
【００４０】
さらに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は各々、双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板１５ａ、１５ｂを備えているため、１枚のシャッタ板を用いる場合と違って、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示す蒸気流供給量制御用シャッタ１３のように、被処理基板２０と蒸着源４３との間からシャッタ板１５ａ、１５ｂを大きく退避させた状態を実現することができる。
【００４１】
［他の実施の形態］
上記形態では、２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂを変位させたが、一方のシャッタ板が固定で他方のシャッタ板のみが変位する構成を採用してもよい。また、蒸着エリア５１〜５３に空間的な余裕がある場合には、シャッタ板１５ａ、１５ｂについては、回転させる構成に代えて、被処理基板２０の搬送方向にスライドさせる構成を採用してもよい。
【００４２】
上記形態では、スリット状開口部１４が等幅で、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びていたが、例えば、蒸着源４１〜４３との位置関係によって、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向で膜厚ばらつきが発生するような場合、かかるバラツキを解消するように、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向でスリット状開口部１４が変化しているような構成を採用してもよい。また、上記形態では、スリット状開口部１４が被処理基板２０の面内方向において、被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びていたが、スリット状開口部１４が被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して斜め方向（交差する方向）に延びている構成を採用してもよい。
【００４３】
上記形態では、複数の蒸着エリア５１〜５３で異なる種類の薄膜を形成する場合であったが、同一種類の薄膜を形成する複数の蒸着エリア５１〜５３において、膜厚バランスを調整するのに本発明を適用してもよい。例えば、大型基板に薄膜を形成する場合、面内の膜厚ばらつきが発生しやすいので、蒸着源の位置を変えた複数の蒸着エリアにおいて同一種類の薄膜を形成することにより、膜厚の面内ばらつきを解消する場合において、複数の蒸着エリアにおいて膜厚バランスを調整するのに本発明を適用してもよい。
【００４４】
上記形態では、マスク蒸着を行なう場合に本発明を適用した例であったが、マスク蒸着に限らず、被処理基板の全面に蒸着を行なう場合に本発明を適用してもよい。上記形態では、真空蒸着に本発明を適用した例であったが、スパッタ蒸着を行なう場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は各々、図２に示す蒸着装置で用いられる蒸着用マスクの説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置において、図２に示す状態から、蒸気流供給量制御用シャッタのスリット状開口部の開口幅を調整した様子を模式的に示す平面図および断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々、従来のインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・有機ＥＬ装置、３・・有機ＥＬ素子、１１、１２、１３・・蒸気流供給量制御用シャッタ、１４・・スリット状開口部、１５ａ、１５ｂ・・シャッタ板、１８・・ローラ（搬送手段）、４１〜４３・・蒸着源、５１〜５３・・蒸着エリア、６１〜６３・・チャンバー、１００・・インライン式蒸着装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板に対して複数の蒸着エリアで順次、蒸着を行うインライン式蒸着装置、および成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体装置や電気光学装置を製造するにあたっては、真空蒸着やスパッタ蒸着等の蒸着法を用いて被処理基板上に薄膜を成膜することがある。例えば、有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する際は、被処理基板上に低分子材料や金属を真空蒸着により成膜して有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層（正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層、陰極など）を形成する。
【０００３】
このような成膜を行なうにあたって、被処理基板の搬送経路に沿って複数の蒸着エリアを配置するとともに、複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を被処理基板に供給するインライン式蒸着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなインライン式蒸着装置では、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、被処理基板２０の搬送方向（矢印Ｌで示す）に沿って複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘが直線的に配置され、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの各々には蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘが配置されている。従って、被処理基板２０を一定速度で搬送すると、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの各々において被処理基板２０に対して所定厚の薄膜が形成される。それ故、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘに装填される蒸着材料の種類を変えておけば、被処理基板２０には、複数種類の薄膜が各々、所定の膜厚で積層されることになる。ここで、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される各薄膜の膜厚は、従来、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘでの蒸着材料の加熱温度を調整し、蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘから被処理基板２０に向かう蒸着材料の蒸気流供給量を制御することにより行なわれる。
【特許文献１】特開２００５−２８５５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５（ａ）、（ｂ）に示すインライン式蒸着装置１００Ｘにおいて、複数の蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘの間で形成される各薄膜の膜厚バランスを微調整する必要が発生した場合に蒸着源４１Ｘ〜４３Ｘでの蒸着材料の加熱温度を調整する方法では、調整に長い時間がかかるなどの問題点がある。例えば、蒸着エリア５１Ｘ〜５３Ｘのうち、蒸着エリア５２Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が薄いのに対して、他の蒸着エリア５１Ｘ、５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正である場合、被処理基板２０の搬送速度を遅くすると、蒸着エリア５２Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正になるが、他の蒸着エリア５１Ｘ、５３Ｘにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が厚くなりすぎる。従って、被処理基板２０の搬送速度を変更せずに、蒸着源４２Ｘでの蒸着材料の加熱温度を高める方法を採用せざるを得ないが、加熱温度を変更すると、定常状態になるまで時間がかかる。また、加熱温度を調整しても蒸着エリア５２Ｘにおいて形成される薄膜の膜厚が適正にならないことがあり、この場合、再度、蒸着源４２Ｘでの蒸着材料の加熱温度を再調整する必要がある。さらに、蒸着源４２Ｘでの加熱温度を高めようにも、蒸着材料の種類によっては、これ以上、加熱温度を高めると材料が変質してしまうという問題点もある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、被処理基板に対して複数の蒸着エリアで順次、蒸着を行うインライン式蒸着装置、および成膜方法において、特定の蒸着エリアで成膜される薄膜の膜厚のみを容易かつ確実に調整することのできる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、被処理基板を連続的に搬送する基板搬送手段と、前記被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアとを有し、当該複数の蒸着エリアの各々には、移動していく前記被処理基板に向けて成膜材料の蒸気流を供給する蒸着源が配置されたインライン式蒸着装置において、前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に介在して当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、被処理基板の搬送方向に沿って配置された複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を前記被処理基板に順次供給する成膜方法において、前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタを配置し、当該蒸気流供給量制御用シャッタにより、該蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいて前記被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、被処理基板と蒸着源との間に介在して蒸着源から被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されているため、蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいては、蒸気流供給量制御用シャッタにより、被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することができる。従って、被処理基板が複数の蒸着エリアを一定速度で連続的に通過するようなインライン式蒸着装置において、特定の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚が適正でない場合には、他の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚を変更せずに、当該特定の蒸着エリアにおいて被処理基板に形成される薄膜の膜厚のみを微調整することができる。また、蒸気流供給量制御用シャッタにより、蒸着源から被処理基板への蒸気流供給量を制御する構成であれば、蒸着源での蒸着材料の加熱温度などを調整する構成と比較して、調整が容易かつ確実である。
【００１０】
本発明においては、前記複数の蒸着エリアの各々に前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることが好ましい。このように構成すると、複数の蒸着エリアの間において被処理基板に形成される薄膜の膜厚バランスが微妙にずれている場合でも、かかるずれを容易かつ確実に微調整することができる。
【００１１】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部を備え、当該スリット状開口部の開口幅を調整することにより蒸気流供給量を制御することが好ましい。このように構成すると、被処理基板の面内方向において被処理基板の搬送方向と交差する方向へはスリット状開口部が所定の寸法で延びている状態のまま、被処理基板の搬送方向ではスリット状開口部の開口幅を調整することができる。従って、スリット状開口部の開口幅を調整して蒸気流供給量を制御した場合でも、被処理基板の面内方向において被処理基板の搬送方向に対して交差する方向における蒸気流供給量のバランスが崩れることを回避することができる。
【００１２】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板と前記蒸着源との間で前記被処理基板の搬送方向に変位して前記スリット状開口部の開口幅を調整するシャッタ板を備えていることが好ましい。このように構成すると、簡素な構成でスリット状開口部の開口幅を容易に調整することができる。
【００１３】
本発明において、前記シャッタ板は、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転することにより前記被処理基板の搬送方向に変位することが好ましい。このように構成すると、シャッタ板を被処理基板の搬送方向に変位させるのに必要な空間が狭くてよいので、蒸着エリアにシャッタ板を配置する場合でも、蒸着エリアを拡張する必要がない。
【００１４】
本発明において、前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記シャッタ板として、前記スリット状開口部を介して双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板を備えていることが好ましい。このように構成すると、１枚のシャッタ板を用いる場合と違って、被処理基板と蒸着源との間からシャッタ板を大きく退避させた状態を実現することができる。
【００１５】
本発明を適用したインライン式蒸着装置および成膜方法は、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置などを製造する際に用いると効果的である。低分子有機ＥＬ材料を蒸着材料として被処理基板に対して蒸着を行う際、有機物である有機ＥＬ材料は無機物と比べて熱伝導性が低いため、蒸着材料の温度を調整することにより蒸着レートを微調整する方法では困難が多い。しかるに本発明によれば、蒸気流供給量制御用シャッタにより膜厚の制御を行なうため、蒸着材料として有機物を用いた場合でも、膜厚の微調整を容易に行うことができる。それ故、本発明では、前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明を適用したインライン式蒸着装置および成膜方法について説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明のインライン式蒸着装置を用いて有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）を製造する場合を例示する。
【００１７】
（有機ＥＬ装置の構成例）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１に示す有機ＥＬ装置１は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機ＥＬ素子３を配列してなる発光素子群３Ａを備えている。有機ＥＬ素子３は、例えば、陽極として機能するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる画素電極４と、この画素電極４からの正孔を注入／輸送する正孔注入輸送層５と、有機ＥＬ物質からなる発光層６と、電子を注入／輸送する電子注入輸送層７と、アルミニウムやアルミニウム合金からなる陰極８とを備えている。陰極８の側には、有機ＥＬ素子３が水分や酸素により劣化するのを防止するための封止層や封止部材（図示せず）が配置されている。素子基板２上には、画素電極４に電気的に接続された駆動用トランジスタ２ａなどを含む回路部２ｂが有機ＥＬ素子３の下層側に形成されている。
【００１８】
有機ＥＬ装置１がボトムエミッション方式である場合は、発光層６で発光した光を画素電極４の側から出射するため、素子基板２の基体としては、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）などの透明基板が用いられる。その際、陰極８を光反射膜によって構成すれば、発光層６で発光した光を陰極８で反射して透明基板の側から出射することができる。これに対して、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合は、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射するため、素子基板２の基体は透明である必要はない。但し、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合でも、素子基板２に対して光出射側とは反対側の面に反射層（図示せず）を配置して、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射する場合には、素子基板２の基体として透明基板を用いること必要がある。また、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合において、素子基板２の基体と発光層６との間に反射層を形成して、発光層６で発光した光を陰極８の側から出射する場合には、素子基板２の基体は透明である必要はない。
【００１９】
なお、素子基板２を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、素子基板２を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの素子基板２に切断する方法が採用されるが、以下の説明ではサイズを問わず、被処理基板２０と称する。
【００２０】
有機ＥＬ装置１を製造するには、被処理基板２０に対して成膜工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７などは、水分や酸素により劣化しやすい低分子有機材料からなるため、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７を形成する際、さらには、電子注入輸送層７の上層に陰極８を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７を形成する際、さらには陰極８を形成する際には、以下に詳述する蒸着装置を用いてマスク蒸着を行い、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。
【００２１】
（インライン式蒸着装置の全体構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。なお、以下では、被基板基板２０の搬送方向を矢印Ｌで示してある。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のインライン式蒸着装置１００では、被処理基板２０を搬送する基板搬送手段として、被基板基板２０の搬送方向に沿って複数のローラ１８（図２（ｂ）では図示を省略）が直線的に配置されており、ローラ１８は、被処理基板２０の面内方向において被基板基板２０の搬送方向と直交する方向に２列、配置されている。また、インライン式蒸着装置１００では、複数のローラ１８によって規定された被処理基板２０の搬送経路に沿って、複数の蒸着エリアが配置されており、図２（ａ）、（ｂ）には、３つの蒸着エリア５１〜５３が配置されている例を示してある。各蒸着エリア５１〜５３は各々、平面形状が矩形状のチャンバー６１〜６３を備えている。これらのチャンバー６１〜６３のうち、最も上流側のチャンバー６１には、被処理基板２０を搬入するための導入口１０１が形成され、最も下流側のチャンバー６３には、被処理基板２０を搬出するための導出口１０２が形成されている。また、チャンバー６１、６２の間、およびチャンバー６２、６３の間には各々、基板通路１０３が形成されている。なお、導入口１０１、基板通路１０３および導出口１０２には、チャンバー６１〜６３内の雰囲気が汚染されることを防止するためのシャッタ（図示せず）が配置されることがある。また、各チャンバー６１〜６３には各々の内部の真空度を調整可能な真空引き装置（図示せず）が接続されている。
【００２３】
各チャンバー６１〜６３において、複数のローラ１８により規定された被処理基板２０の搬送経路の下方位置には蒸着源４１〜４３が配置されている。本形態において、蒸着源４１〜４３は、各チャンバー６１〜６３において、被処理基板２０の搬送方向と直交する方向で隣接するように２つずつ配列されている。蒸着源４１〜４３は各々、蒸着材料が装填された坩堝４５と、坩堝４５内の蒸着材料を加熱するための加熱装置４６とを備えている。また、図２（ｂ）に一点鎖線で示すように、蒸着源４１〜４３の各々に対しては、坩堝４５の開口を開閉可能なセルシャッタ７１〜７３（図２（ａ）では図示を省略）が配置されている。
【００２４】
このように構成したインライン式蒸着装置１００において、被処理基板２０にマスク蒸着を行うには、被処理基板２０の下面にマスク部材３０を重ねた状態のまま搬送する必要がある。従って、本形態において、被処理基板２０およびマスク部材３０は、重なった状態で矩形枠状の搬送トレイ１９に保持され、この状態で搬送される。マスク部材３０は、図３（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明するように、被処理基板２０に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部３１０が構成されている。
【００２５】
（蒸着用マスク３１の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は蒸着用マスクの説明図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すマスク部材３０は例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す構成を有している。図３（ａ）、（ｂ）に示すマスク部材３０Ａ、３０Ｂのうち、図３（ａ）に示すマスク部材３０Ａは、厚さが約０．２５〜０．５ｍｍの矩形薄板状の蒸着用マスク３１を矩形枠状の枠体３３に取り付けた構成となっている。蒸着用マスク３１および枠体３３は各々、金属材料（例えばステンレス、インバー、４２アロイ、ニッケル合金等）、ガラス、セラミックス、シリコンなどからなり、蒸着用マスク３１についてはシリコンからなることが好ましい。蒸着用マスク３１は、被処理基板２０に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部３１０が、並行かつ一定間隔に形成されている。枠体３３は、蒸着用マスク３１と略同等の大きさの開口領域３４０が形成された支持基板３４と、蒸着用マスク３１のマスク開口部３１０の間に配置されてマスク開口部３１０の間を支持する梁部３５と、梁部３５に対して長手方向の張力を付与させて支持基板３４に固定する固定部材３６とを備えている。梁部３５は、マスク開口部３１０の間のうち、マスク開口部３１０の長手方向に沿うように配置されており、マスク開口部３１０で挟まれた領域よりも狭い幅寸法を備えている。梁部３５は、金属材料（例えばステンレス、インバー、４２アロイ、ニッケル合金等）、ガラス、セラミックス、シリコン、ＳＵＳ４３０などにより構成されている。
【００２６】
図３（ｂ）に示すマスク部材３０Ｂは、ベース基板をなす支持基板３７に、複数のチップ状の蒸着用マスク３１を取り付けた構成を有しており、複数の蒸着用マスク３１は各々、アライメントされて支持基板３７に陽極接合や接着剤などの方法で接合されている。支持基板３７には、複数の開口領域３７０が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数の蒸着用マスク３１は各々、開口領域３７０を塞ぐように支持基板３７上に固定されている。蒸着用マスク３１には、被処理基板２０に対する蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部３１０が複数一定間隔で平行に設けられている。蒸着用マスク３１は、面方位（１００）を有する単結晶シリコンや、面方位（１１０）を有する単結晶シリコンなどからなり、マスク開口部３１０は、フォトリソグラフィ技術、およびテトラメチル酸化アルミニウムなどの有機系の水酸化物、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機系の水酸化物などのアルカリ水溶液を用いたウエットエッチング技術により形成される。支持基板３７としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板が用いられている。
【００２７】
（インライン式蒸着装置の詳細な構成）
再び図２（ａ）、（ｂ）において、本形態のインライン式蒸着装置１００では、３つの蒸着エリア５１〜５３の各々において、チャンバー６１〜６３内には、被処理基板２０と蒸着源４１〜４３の間に介在して蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３が配置されている。
【００２８】
本形態において、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３はいずれも、被処理基板２０の搬送方向に直交する方向に延びた軸線周りに回転可能な２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂを備えている。２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂはいずれも、外部からの駆動により、互いに近接する方向、および離間する方向に変位するとともに、所定の姿勢で保持される。ここで、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、回転中心軸１５０から上方に延びた第１の平板部１５１と、この第１の平板部１５１の上端から互いに近接するように直角に折れ曲がった第２の平板部１５２とを備えており、２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂにおいて、互いの第２の平板部１５２の先端部の間には、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びたスリット状開口部１４が形成される。本形態において、スリット状開口部１４の幅寸法（２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂにおいて、互いの第２の平板部１５２の先端部が被処理基板２０の搬送方向で離間する寸法）は、被処理基板２０の面内方向における被処理基板２０の搬送方向と直交する方向において一定である。なお、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、金属製、セラミックス製、あるいは耐熱樹脂製であり、いずれの場合も、蒸気流の温度に耐え得る材料からなる。
【００２９】
（動作）
図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置において、図２に示す状態から、蒸気流供給量制御用シャッタのスリット状開口部の開口幅を調整した様子を模式的に示す平面図および断面図である。
【００３０】
図２（ａ）、（ｂ）において、本形態のインライン式蒸着装置１００では、まず、各チャンバー６１〜６３内にて、坩堝４５の各開口部をセルシャッタ７１〜７３で覆った状態で坩堝４５内の蒸着材料を所定の温度になるまで加熱した後、セルシャッタ７１〜７３を開位置に移動させ、蒸着源４１〜４３より各チャンバー６１〜６３内に蒸気流を放出する。そして、被処理基板２０およびマスク部材３０を保持した搬送トレイ１９をローラ１８によって各蒸着エリア５１〜５３に順次、搬送すると、蒸着源４１〜４３から放出された蒸着材料の蒸気流がマスク部材３０のマスク開口部３１０を介して被処理基板２０に供給される。従って、被処理基板２０は移動していくうちに、マスク開口部３１０に対応するパターンをもって、複数の蒸着エリア５１〜５３で成膜された薄膜が積層されることになる。
【００３１】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）では、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法が各々、ｄ１、ｄ２、ｄ３になっている。この状態で、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚は、被処理基板２０の搬送速度、坩堝４５からの蒸気流の放出速度、および蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法ｄ１、ｄ２、ｄ３により規定される。
【００３２】
このような状態で成膜を行なった際、各蒸着エリア５１〜５３で被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスがずれている場合には、その結果をフィードバックして微調整を行なう。かかる微調整を行なうにあたって、本形態では、被処理基板２０の搬送速度、および坩堝４５での蒸着材料の加熱温度（坩堝４５からの蒸気流の放出速度）については変更せずに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１、１２、１３のスリット状開口部１４の幅寸法のみを調整する。
【００３３】
例えば、蒸着エリア５１〜５３のうち、蒸着エリア５１において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が適正である一方、蒸着エリア５２において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が厚すぎ、蒸着エリア５３において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚が薄すぎる場合には、以下の微調整を行ない、図４（ａ）、（ｂ）に示す状態とする。すなわち、蒸気流供給量制御用シャッタ１１のスリット状開口部１４の幅寸法はｄ１のままで変更しない。これに対して、蒸気流供給量制御用シャッタ１２についてはシャッタ板１５ａ、１５ｂを互いに近接する方向に変位させて、蒸気流供給量制御用シャッタ１２のスリット状開口部１４の幅寸法をｄ２からｄ４に狭める。一方、蒸気流供給量制御用シャッタ１３についてはシャッタ板１５ａ、１５ｂを互いに離間する方向に変位させて、蒸気流供給量制御用シャッタ１３のスリット状開口部１４の幅寸法をｄ３からｄ５に広げる。その結果、蒸着エリア５１における成膜速度は変化しないのに対して、蒸着エリア５２における成膜速度は低下し、蒸着エリア５３における成膜速度は上昇する。それ故、各蒸着エリア５１〜５３における被処理基板２０に対する成膜速度が適正化されるので、各蒸着エリア５１〜５３において被処理基板２０に形成された薄膜の膜厚バランスが調整される。
【００３４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のインライン式蒸着装置１００において、蒸着エリア５１〜５３の各々には、被処理基板２０と蒸着源４１〜４３との間に介在して蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３が配置されている。このため、蒸着エリア５１〜５３においては、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３のスリット状開口部１４の幅寸法を、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示す条件から図４（ａ）、（ｂ）に示す条件に調整することにより、被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚を調整することができる。従って、被処理基板２０が複数の蒸着エリア５１〜５３を一定速度で通過するようなインライン式蒸着装置１００において、特定の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚が適正でない場合には、他の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚を変更せずに、当該特定の蒸着エリアにおいて被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚のみを微調整することができる。
【００３５】
また、蒸気流供給量制御用シャッタ１３により、蒸着源４１〜４３から被処理基板２０への蒸気流供給量を制御する構成であれば、蒸着源４１〜４３での蒸着材料の加熱温度を調整する構成と比較して、調整が容易かつ確実である。特に有機材料の蒸着の場合、熱伝導性が低いため、蒸着材料の温度を調整することにより蒸着レートを微調整するのが困難な場合が多い。しかるに本形態によれば、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３により膜厚の制御を行なうため、蒸着材料として有機物を用いた場合でも、膜厚の微調整を容易に行うことができる。
【００３６】
また、本形態では、複数の蒸着エリア５１〜５３の各々に蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３が配置されているので、蒸着エリア５１〜５３の間において被処理基板２０に形成される薄膜の膜厚バランスが微妙にずれている場合でも、かかるずれを容易かつ確実に微調整することができる。
【００３７】
さらに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部１４を備え、スリット状開口部１４の開口幅を調整する。このため、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と交差する方向へはスリット状開口部１４が等幅で延びている状態のまま、被処理基板２０の搬送方向でスリット状開口部１４の開口幅を調整することができる。従って、スリット状開口部１４の開口幅を調整して蒸気流供給量を制御した場合でも、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と交差する方向における蒸気流供給量のバランスが崩れることを回避することができる。
【００３８】
また、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は、シャッタ板１５ａ、１５ｂを被処理基板２０の搬送方向に変位させてスリット状開口部１４の開口幅を調整するため、簡素な構成でスリット状開口部１４の開口幅を容易に調整することができる。
【００３９】
しかも、シャッタ板１５ａ、１５ｂは、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転するので、シャッタ板１５ａ、１５ｂを被処理基板２０の搬送方向に変位させるのに必要な空間が狭くてよい。それ故、蒸着エリア５１〜５３にシャッタ板１５ａ、１５ｂを配置する場合でも、蒸着エリア５１〜５３を拡張する必要がない。
【００４０】
さらに、蒸気流供給量制御用シャッタ１１〜１３は各々、双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板１５ａ、１５ｂを備えているため、１枚のシャッタ板を用いる場合と違って、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示す蒸気流供給量制御用シャッタ１３のように、被処理基板２０と蒸着源４３との間からシャッタ板１５ａ、１５ｂを大きく退避させた状態を実現することができる。
【００４１】
［他の実施の形態］
上記形態では、２枚のシャッタ板１５ａ、１５ｂを変位させたが、一方のシャッタ板が固定で他方のシャッタ板のみが変位する構成を採用してもよい。また、蒸着エリア５１〜５３に空間的な余裕がある場合には、シャッタ板１５ａ、１５ｂについては、回転させる構成に代えて、被処理基板２０の搬送方向にスライドさせる構成を採用してもよい。
【００４２】
上記形態では、スリット状開口部１４が等幅で、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びていたが、例えば、蒸着源４１〜４３との位置関係によって、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向で膜厚ばらつきが発生するような場合、かかるバラツキを解消するように、被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向と直交する方向でスリット状開口部１４が変化しているような構成を採用してもよい。また、上記形態では、スリット状開口部１４が被処理基板２０の面内方向において、被処理基板２０の搬送方向と直交する方向に延びていたが、スリット状開口部１４が被処理基板２０の面内方向において被処理基板２０の搬送方向に対して斜め方向（交差する方向）に延びている構成を採用してもよい。
【００４３】
上記形態では、複数の蒸着エリア５１〜５３で異なる種類の薄膜を形成する場合であったが、同一種類の薄膜を形成する複数の蒸着エリア５１〜５３において、膜厚バランスを調整するのに本発明を適用してもよい。例えば、大型基板に薄膜を形成する場合、面内の膜厚ばらつきが発生しやすいので、蒸着源の位置を変えた複数の蒸着エリアにおいて同一種類の薄膜を形成することにより、膜厚の面内ばらつきを解消する場合において、複数の蒸着エリアにおいて膜厚バランスを調整するのに本発明を適用してもよい。
【００４４】
上記形態では、マスク蒸着を行なう場合に本発明を適用した例であったが、マスク蒸着に限らず、被処理基板の全面に蒸着を行なう場合に本発明を適用してもよい。上記形態では、真空蒸着に本発明を適用した例であったが、スパッタ蒸着を行なう場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は各々、図２に示す蒸着装置で用いられる蒸着用マスクの説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したインライン式蒸着装置において、図２に示す状態から、蒸気流供給量制御用シャッタのスリット状開口部の開口幅を調整した様子を模式的に示す平面図および断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々、従来のインライン式蒸着装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・有機ＥＬ装置、３・・有機ＥＬ素子、１１、１２、１３・・蒸気流供給量制御用シャッタ、１４・・スリット状開口部、１５ａ、１５ｂ・・シャッタ板、１８・・ローラ（搬送手段）、４１〜４３・・蒸着源、５１〜５３・・蒸着エリア、６１〜６３・・チャンバー、１００・・インライン式蒸着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を連続的に搬送する基板搬送手段と、前記被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアとを有し、当該複数の蒸着エリアの各々には、移動していく前記被処理基板に向けて成膜材料の蒸気流を供給する蒸着源が配置されたインライン式蒸着装置において、
前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に介在して当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とするインライン式蒸着装置。
【請求項２】
前記複数の蒸着エリアの各々に前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部を備え、当該スリット状開口部の開口幅を調整することにより前記蒸気流供給量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板と前記蒸着源との間で前記被処理基板の搬送方向に変位して前記スリット状開口部の開口幅を調整するシャッタ板を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項５】
前記シャッタ板は、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転することにより前記被処理基板の搬送方向に変位することを特徴とする請求項４に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記シャッタ板として、前記スリット状開口部を介して双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項７】
前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項８】
被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を前記被処理基板に順次供給する成膜方法において、
前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタを配置し、
当該蒸気流供給量制御用シャッタにより、該蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいて前記被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することを特徴とする成膜方法。
【請求項９】
前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることを特徴とする請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１】
被処理基板を連続的に搬送する基板搬送手段と、前記被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアとを有し、当該複数の蒸着エリアの各々には、移動していく前記被処理基板に向けて成膜材料の蒸気流を供給する蒸着源が配置されたインライン式蒸着装置において、
前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に介在して当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とするインライン式蒸着装置。
【請求項２】
前記複数の蒸着エリアの各々に前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びたスリット状開口部を備え、当該スリット状開口部の開口幅を調整することにより前記蒸気流供給量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記被処理基板と前記蒸着源との間で前記被処理基板の搬送方向に変位して前記スリット状開口部の開口幅を調整するシャッタ板を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項５】
前記シャッタ板は、前記被処理基板の面内方向において前記被処理基板の搬送方向に対して交差する方向に延びた軸線周りに回転することにより前記被処理基板の搬送方向に変位することを特徴とする請求項４に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸気流供給量制御用シャッタは、前記シャッタ板として、前記スリット状開口部を介して双方が近接する方向、および離間する方向に変位する一対のシャッタ板を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項７】
前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のインライン式蒸着装置。
【請求項８】
被処理基板の搬送経路に沿って配置された複数の蒸着エリアの各々において蒸着源から供給された成膜材料の蒸気流を前記被処理基板に順次供給する成膜方法において、
前記複数の蒸着エリアの少なくとも１つには、前記被処理基板と前記蒸着源との間に当該蒸着源から前記被処理基板への蒸気流供給量を制御する蒸気流供給量制御用シャッタを配置し、
当該蒸気流供給量制御用シャッタにより、該蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアにおいて前記被処理基板に形成される薄膜の膜厚を調整することを特徴とする成膜方法。
【請求項９】
前記複数の蒸着エリアのうち、前記蒸気流供給量制御用シャッタが配置された蒸着エリアには、有機材料を蒸着するための蒸着エリアが含まれていることを特徴とする請求項８に記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２３１４４６（Ｐ２００８−２３１４４６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６８１０４（Ｐ２００７−６８１０４）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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