成膜装置及び成膜方法
【課題】アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を成膜する際において、生産性を低下させず且つ安全にメンテナンスを行うことができる成膜装置及び成膜方法を提供する。
【解決手段】処理室と、処理室内を真空にする真空排気手段と、処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、一方の面が処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えている成膜装置である。そして、当該成膜装置を用いた成膜方法である。
【解決手段】処理室と、処理室内を真空にする真空排気手段と、処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、一方の面が処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えている成膜装置である。そして、当該成膜装置を用いた成膜方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び当該成膜装置を用いる成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料の薄膜が積層されている有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極の間に発光性の有機化合物を含む層（発光層ともいう。）が設けられた発光素子ある。
【０００３】
そして、発光効率などの特性を向上させるために発光層の陰極側に電子注入層及び電子輸送層を設けて、発光層の陽極側に正孔注入層及び正孔輸送層を設けた素子構成が汎用されている。なかでも、電子注入層の材料には電子注入性に優れたリチウム金属を含む材料が汎用されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子において、有機材料の薄膜の作製方法としては物理気相成長法が用いられており、特に真空蒸着法が用いられている。
【０００５】
また、リチウム一次電池及びリチウム二次電池などのリチウム電池において、その負極にリチウム金属を用いることができる。さらに、当該リチウム電池のサイズを小さくするために電極（負極及び陽極）の厚さは薄くすることが望まれる。そのような要求に対して、真空蒸着法などの物理気相成長法によってリチウム金属の薄膜を形成し、当該薄膜を負極として使用することができる。
【０００６】
しかし、リチウム金属を含む材料（特にリチウム金属）の薄膜を真空蒸着法などの物理気相成長法で形成する場合、被形成面である基板以外にも装置内部、特に防着板にリチウム金属を含む材料が付着残留する。
【０００７】
薄膜形成時に防着板に付着したリチウム金属を含む材料が混入しないように、一定期間又は一定回数の薄膜形成を行った後、防着板に付着残留したリチウム金属を含む材料を除去する作業を行う必要がある。
【０００８】
リチウム金属を含む材料（特にリチウム金属）は、大気中の水分と反応して大量の水素を発生し、当該反応は発熱反応であることから、上記除去作業を行う場合やその他のメンテナンス作業を行う場合、成膜装置の処理室を大気に開放によって発火又は爆発などが起こる可能性がある。
【０００９】
また、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属（代表的にはリチウム金属）を安全に除去するために、窒素、酸素又は空気のうちいずれかのガスをチャンバー（処理室）内に導入して、当該アルカリ金属又は当該アルカリ土類金属の固体化合物を形成する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２０１１−５２２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発火や爆発などの危険性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を、真空蒸着法などで堆積させて薄膜を形成する（以下、成膜と記載する。）場合、成膜し終わった後、毎回、成膜装置内に設けられた防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を反応させて安定な固体化合物に変化させることが好ましい。
【００１２】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を反応させて安定な固体化合物に変化させる際、処理室外からガスを導入して安定な固体化合物に変化させる方法では、成膜工程とは別にガスを導入して安定な固体化合物に変化させる工程が必要となり、成膜する膜厚が厚くなるほど、安定な固体化合物に変化させる工程に係る時間が長くなる。従って、このような方法では、アルカリ金属薄膜又はアルカリ土類金属薄膜の生産性を低下させてしまう可能性がある。
【００１３】
そこで、本発明の一態様は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を成膜する際において、生産性を低下させず且つ安全にメンテナンスを行うことができる成膜装置を提供する。
【００１４】
また、本発明の別の一態様は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を成膜した後、安全にメンテナンスを行うことができる成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、物理気相成長法によりアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を被形成面に堆積する過程で、被形成面を囲む領域に配設された防着板に付着（被着ともいう。）した当該材料を、防着板に含まれる酸素と反応させて、安定な固体化合物に変化させることである。具体的には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜し始め、当該材料が防着板に付着すると、防着板に含まれる酸素と反応して当該材料の酸化物に変化させることである。又は、当該材料は、防着板から放出された酸素と反応して安定な固体化合物（当該材料の酸化物）に変化し、当該安定な固体化合物が防着板に付着することである。なお、本発明の一態様は、当該材料が防着板に付着してから、防着板に含まれる酸素と反応する変化のほうが支配的である。
【００１６】
つまり、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行われる。
【００１７】
本発明の一態様は、処理室と、処理室内を真空にする真空排気手段と、処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、一方の面が処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えている成膜装置である。
【００１８】
また、防着板はその温度が上昇すると、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料と反応しやすくなるため、本発明の一態様は、上記成膜装置の構成において、防着板の熱伝導性を有する領域に接して加熱手段を設けた成膜装置である。そして、防着板を加熱しながらアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜することが好ましい。
【００１９】
上記成膜装置において、成膜材料を放出するための手段は、成膜材料が設けられる成膜材料容器と、成膜材料容器を加熱する加熱手段と、を有する。なお、本明細書では、明瞭化のために、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜するために、成膜材料容器を加熱する加熱手段を第１の加熱手段とし、防着板に設けられた加熱手段を第２の加熱手段と記載する。
【００２０】
また、防着板を常に温度を加えた状態で維持しておくと、安定な固体化合物に変化させるための酸素が常に防着板から放出される状態となる。そのため、防着板、特に熱伝導性を有する領域に接して冷却手段を設けて、成膜する前や後など、成膜装置を待機させているとき（アイドリング時）は、冷却手段で防着板を冷却することが好ましい。
【００２１】
さらに、成膜材料を放出するための手段と、基板支持手段との間にシャッターを設けておくことが好ましく、当該シャッターを設けることで、成膜材料の気化が安定するまで基板に成膜させないで待機させることができる。なお、当該シャッターにも成膜材料（アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料）が付着することから、当該シャッターも防着板と同様に熱伝導性を有する領域と、熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を有する領域を有する構成と、酸化物を有する領域が被着面なるように設けることが好ましい。
【００２２】
防着板、シャッター共に、熱伝導性を有する領域は、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンから選択される一の金属、又は前記金属を含む合金を用いることができる。
【００２３】
防着板の温度を効果的に上げ下げするためには、熱伝導性を有する領域の厚さを、酸化物を有する領域の厚さよりも厚くすることが好ましい。なお、シャッターについても同様としてもよい。
【００２４】
また、防着板やシャッターにおいて、酸化物を有する領域の代わりに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させることができる元素を含む領域であれば特に限定はなく、例えば、窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域としてもよい。さらに、酸化物を有する領域に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれていてもよい。なお、窒化物にした場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、窒素と反応して安定な固体化合物に変化する。フッ化物にした場合、フッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。酸化物を有する領域に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれている場合、酸素、窒素及びフッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様により、生産性を低下させず且つ安全にメンテナンスを行うことができる成膜装置を提供することができる。
【００２６】
さらに、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行われるため、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させて且つ安全に成膜装置のメンテナンスを行うことができる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る成膜装置の防着板は、熱伝導性を有する領域の厚さが、酸化物を有する領域の厚さよりも厚いため、均一且つすばやく防着板の温度を上げ下げすることができる。また、防着板に加熱手段及び冷却手段の一方又は双方を設け、これらの手段を用いることで防着板の面内における温度を均一にすることができる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係る成膜装置は、加熱手段で防着板を加熱しながらアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜することができるので、成膜する当該材料の厚さが厚く、防着板に付着する当該材料が厚い場合でも、成膜工程中に当該材料を効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。それゆえ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を低下させず且つ安全に成膜装置のメンテナンスを行うことができる。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る成膜装置は、アイドリング時に冷却手段で防着板を冷却しておくことができるので、防着板に含まれている酸素を効率良く保持できるため、防着板に形成された安定な固体化合物を除去する作業までの期間を長くすることができる。換言するとメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】成膜装置の上面を示す図。
【図２】成膜装置の断面を示す図。
【図３】成膜装置の断面を示す図、及び当該装置の防着板の背面を示す図。
【図４】製造装置で作製される発光装置の上面を示す図、及び断面を示す図。
【図５】製造装置の上面を示す図、及び当該製造装置で形成される発光素子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態及び実施例の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではないとする。なお、説明中に図面を参照するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。また、同様のものを指す際には同じハッチパターンを使用し、特に符号を付さない場合がある。
【００３２】
また、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００３３】
また、トランジスタの「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３４】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る成膜装置について説明する。本発明の一態様は、物理気相成長法で成膜を行うことができる成膜装置であり、本実施の形態では、物理気相成長法である真空蒸着装置を例に説明する。また、当該真空蒸着装置の構成を一部変更又は追加することで他の物理気相成長法の成膜装置とすることができるため、本発明の一態様に係る成膜装置は、分子線蒸着装置、イオンプレーティング装置、イオンビーム蒸着装置、又はスパッタリング装置を含むものである。
【００３６】
〈成膜装置の構成〉
図１は、本発明の一態様に係る成膜装置１００の上面模式図である。成膜装置１００は、基板を保持しておくロードロック室１０１と、搬送機構１１１が設けられた搬送室１０３と、基板に薄膜を形成するための処理室１０５と、を備えている。ロードロック室１０１と搬送室１０３の間には開閉可能なゲート１０７が設けられており、ロードロック室１０１と搬送室１０３はゲート１０７で連結されている。搬送室１０３と処理室１０５の間には開閉可能なゲート１０９が設けられており、搬送室１０３と処理室１０５はゲート１０９で連結されている。
【００３７】
ロードロック室１０１は、基板を投入するため、又は、取り出すための開閉扉及び基板を保持しておくためのカセットなどを備えている（図示せず）。また、ロードロック室１０１は、室内を減圧するために排気手段（Ｐ）が設けられており、基板の投入又は取り出しの際に、室内を減圧状態から大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）が設けられている。なお、基板を投入する又は取り出す際は、室内を外部よりも陽圧にしておくことが好ましく、このようにすることで室内に外部からパーティクルが混入することを防ぐことができる。
【００３８】
搬送室１０３は、上記したように搬送機構１１１が設けられており、さらに図示していないが、搬送室１０３内の清掃や搬送機構１１１の修理又はメンテナンスする際に使用する開閉扉が設けられている。搬送機構１１１はロードロック室１０１に投入された基板の端部を支持して処理室１０５に搬送することができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置の成膜方式は、フェイスダウン方式でもフェイスアップ方式でもよい。そのため、搬送機構１１１に回転機構を設けられていることが好ましい。また、搬送室１０３は、室内を減圧するために排気手段（Ｐ）が設けられており、ロードロック室１０１及び搬送室１０３内が共に減圧状態で基板を搬送することができる。このようにして基板を搬送することで、搬送中にパーティクルなどが基板上に付着することを抑制でき、結果として成膜時の不良発生を低減することができる。搬送室１０３の減圧状態を大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）も設けられている。
【００３９】
処理室１０５は、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐために防着板１１５が設けられており、成膜材料の供給や処理室１０５の修理又はメンテナンスを行う際に使用する開閉扉１１７が設けられている。また、処理室１０５内を減圧状態、特に真空するための排気手段（Ｐ）が設けられており、処理室内を真空から大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）が設けられている。なお、当該ガス供給手段（Ｇ）は処理室内の圧力を変化させるためだけではなく、反応ガスを処理室１０５に供給するために用いてもよい。
【００４０】
防着板１１５は、成膜を行うたびに成膜材料が付着するため、一定期間又は一定回数の成膜を行った後、防着板１１５に付着した成膜材料を除去する必要がある。当該除去作業は処理室１０５内でも行うことができるが、当該除去作業を処理室１０５で行った場合、当該除去作業で発生したパーティクルが処理室１０５内に残留し、当該除去作業後に成膜する際に成膜不良が発生する可能性があるために、処理室１０５（好ましくは成膜装置１００）の外部で行うことが好ましい。また、当該除去作業する際は、防着板１１５を開閉扉１１７から取り出す。
【００４１】
開閉扉１１７を開ける際、処理室１０５に成膜装置１００の外部から大気が入る。具体的には、大気に含まれる水分が処理室１０５に入る。そこで、防着板１１５に付着している成膜材料が、水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料である場合、開閉扉１１７を開けた後、当該アルカリ金属又はアルカリ土類金属が大気に含まれる水分と反応して発火又は爆発する可能性がある。そのため、当該除去作業など、水との反応性の高い成膜材料を用いる成膜装置において、その処理室を大気と触れさせる場合は、安全に大気と触れさせることができるように処理を行うことが重要である。本発明の一態様に係る成膜装置は、水との反応性の高い成膜材料を用いた場合でも、安全に処理室を大気に触れさせることができ、メンテナンスなどの作業を安全に行うことができるものである。
【００４２】
〈処理室の構成〉
次に、処理室１０５の詳細について説明する。図２（Ａ）は、図１に示した処理室１０５の一点鎖線Ａ−Ｂにおける断面模式図である。図２（Ｂ）は、処理室１０５に設けられた防着板１１５の一点鎖線Ａ−Ｂにおける断面模式図である。
【００４３】
図２（Ａ）に示した処理室１０５は、処理室壁１１９と、処理室１０５の内部に設けられた防着板１１５と、処理室１０５の内部に基板１２１を支持する基板支持手段１２３と、少なくとも一部が基板１２１と重畳するマスク１２５と、マスク１２５を支持するマスク支持手段１２７と、少なくとも基板１２１の被成膜領域と重畳するシャッター１２９と、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７と、加熱手段１３７に接している成膜材料設置部１３９と、成膜材料設置部１３９に設けられて且つ加熱手段１３７によって加熱される容器１３３と、処理室１０５内を真空にする真空排気手段１４９と、処理室１０５内にガスを供給するガス供給手段１４７と、を有する。なお、成膜レート及び成膜材料の膜厚を計測するために、水晶振動子を用いた成膜レートセンサ及び膜厚計を有していてもよい。
【００４４】
処理室壁１１９は、アルミニウム又はステンレスなど剛性のある材料で形成され、処理室１０５内部を真空排気手段１４９で真空排気できるように構成されている。本実施の形態で示す処理室壁１１９の材料は、軽量で熱伝導性の良いアルミニウムを用いている。また、本実施の形態で示す成膜装置は、メンテナンスのため処理室１０５を構成する部材は分解可能としてある。また、機械的強度を高めるために処理室壁１１９の材料をステンレスとし、内面にアルミニウム溶射を施した構成としてもよい。定期的にアルミニウム溶射を施すことが可能な構成とすると更によい。
【００４５】
防着板１１５は、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐための部材である。なお、本明細書では、処理室１０５の内壁とは、図２（Ａ）に示した処理室壁１１９の内面を含む領域をいう。
【００４６】
図２（Ｂ）に防着板１１５の断面における拡大図を示す。図２（Ｂ）に示したように、防着板１１５は、熱伝導性を有する領域１５１と、熱伝導性を有する領域１５１に接して設けられた酸化物を有する領域１５３と、を有している。
【００４７】
防着板１１５において、熱伝導性を有する領域１５１が処理室の内壁（処理室壁１１９の内面）と対向するように設けられているため、酸化物を有する領域１５３が処理室１０５の内方を向くように設けられている。つまり、防着板１１５は、一方の面が熱伝導性を有する領域１５１であり、且つ処理室１０５の内壁と対向し、防着板１１５の他方の面が酸化物を有する領域１５３である。従って、成膜装置１００において、成膜材料は、主に酸化物を有する領域１５３に付着する。
【００４８】
防着板１１５、特に酸化物を有する領域１５３は酸素を含有している。そのため、成膜材料に水との反応性の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いた場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素と反応し、安定な固体化合物に変化する。なお、成膜中、防着板１１５に含まれる酸素は少なからず処理室１０５内に放出される。それゆえ、防着板に１１５から放出された酸素も少なからず防着板１１５に付着した材料と反応する。上記は酸化反応であり、安定な固体化合物は酸化物である。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料が防着板１１５に付着する前に、防着板１１５から放出された酸素と反応し、安定な固体化合物に変化してから防着板１１５に付着する場合もある。なお、当該材料が防着板に付着してから防着板に含まれる酸素と反応する変化のほうが、当該材料が防着板１１５に付着する前に酸素と反応する変化よりも支配的である。
【００４９】
また、本実施の形態において、処理室１０５に設けられている防着板１１５は複数設けられている（図２（Ａ）参照）。例えば、防着板１１５を設ける位置と処理室１０５の内壁の間にスペーサ（代表的には高ナット）を数カ所設けて、当該スペーサと防着板１１５とをネジ留めすることで設けられている。複数の防着板を取り付ける際は、成膜装置の成膜方法を考慮することが好ましい。例えば、本実施の形態では、成膜装置１００は真空蒸着装置であるため、気化した成膜材料は直線的に基板１２１まで到達する。そこで、成膜材料が気化する位置（ここでは成膜材料設置部１３９）からみて、処理室１０５の内壁が隠れるように、防着板１１５を設けることが好ましい。具体的には、図２（Ａ）に示した処理室１０５の断面において、（ｉ）基板１２１に対して垂直方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５の左長辺及び紙面右側の防着板１１５の右長辺が、シャッター１２９側且つ基板１２１に対して平行方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５の左短辺から紙面右側の防着板１１５の右短辺までの幅Ｗの内側に位置するように設置する。（ｉｉ）成膜材料設置部１３９側且つ基板１２１に対して平行方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５における下長辺及び紙面右側の防着板１１５における下長辺が、基板１２１に対して垂直方向に設けられた、紙面左側及び紙面右側の防着板１１５の下短辺より上方に位置するように設置する。このようにすることで、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐことができる。なお、防着板１１５は箱状のように一体形成されている防着板であってもよい。一体形成されている防着板を用いることで、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することをより確実に防ぐことができる。図２（Ａ）のように複数の防着板を設置する構成は、当該防着板の設置及び取り外しが容易であることや、当該防着板に付着した成膜材料を除去する作業が行いやすいなど、成膜装置のメンテナンスを容易に行うことできるため好ましい。
【００５０】
防着板１１５の材料について説明する。熱伝導性を有する領域１５１には、熱伝導性に優れた板状の金属又は当該金属を含む板状の合金を用いることができる。当該金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンなどから選択される一の金属であり、当該金属を含む合金としては、例えば、ステンレス鋼などである。
【００５１】
また、酸化物を有する領域１５３は、成膜中に付着した成膜材料と反応する酸化物材料を用いることができる。例えば、熱伝導性を有する領域１５１に用いた金属の酸化物、又は当該金属を含む合金の酸化物を用いることできる。
【００５２】
ここでは、防着板１１５について、熱伝導性を有する領域１５１が板状のアルミニウムであり、酸化物を有する領域１５３が板状又は膜状若しくは層状である酸化アルミニウム（アルミナ）である防着板について説明する。当該防着板を作製するには以下の方法が挙げられる。当該方法とは、（１）板状のアルミニウムと、ボーキサイトから製造される酸化アルミニウム又は水酸化アルミニウムを焼成することで製造される酸化アルミニウムなど、板状の酸化アルミニウムと、をネジ留めなどで機械的に接合させて作製する方法、又は、（２）板状のアルミニウムを陽極酸化処理し、当該板状のアルミニウム上に膜状又は層状の酸化アルミニウムを形成することで作製する方法、である。
【００５３】
成膜装置１００で水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜する場合、防着板１１５は上記（２）で作製される防着板を用いることが好ましい。なぜなら、上記（１）で作製される防着板に用いられる板状の酸化アルミニウムは、陽極酸化処理によって形成される酸化アルミニウムよりも多孔質であるため、水分を多く含んでいるといえる。そのため、成膜中に当該水分が処理室１０５内に放出されることで、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料と放出された水分とが反応し、発火又は爆発する危険性を有するためである。そこで、上記（１）で作製される防着板における板状の酸化アルミニウムは、十分な加熱処理などで水分を取り除くことが好ましい。しかし、防着板１１５作製時や成膜装置１００に取り付ける際などで、大気中の水分を吸収してしまうため、上記（２）で作製される防着板における酸化アルミニウムに比べて水分を多く含んでいるといえ、上記（２）で作製される防着板を用いるほうが好ましい。
【００５４】
また、上記（１）で作製される防着板に用いる板状の酸化アルミニウムは、重く、割れやすいことや、当該板状の酸化アルミニウムのコストが高いことなどもあるため、防着板１１５は、上記（２）で作製される防着板を用いることが好ましい。
【００５５】
さらに、防着板１１５の面内における温度が不均一であると、成膜材料１３５と反応する領域が局所的になるため、成膜材料に水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いた場合、防着板１１５に付着するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を効率良く安定な固体化合物に反応させることが難しくなる。そこで、防着板１１５の面内における温度の均一性を向上させるために、熱伝導性を有する領域１５１の厚さｄ１は酸化物を有する領域１５３の厚さｄ２より厚くすることが好ましい。
【００５６】
上記したように、本発明の一態様は、反応性の高い成膜材料を成膜する際に当該反応性の高い成膜材料を防着板１１５に含まれる酸素と反応させることによって、安定な固体化合物に変化させることである。そこで、反応性の高い成膜材料を安定な固体化合物に変化させる元素であれば、その種類に限定はない。従って、防着板１１５は、酸化物を有する領域１５３に代わりに、窒化物を有する領域であってもよく、フッ化物を有する領域であってもよい。さらには、窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域であってもよい。なお、防着板１１５において、窒化物を有する領域を設けた場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、窒素と反応して安定な固体化合物に変化する。フッ化物を有する領域を設けた場合、フッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域である場合、酸素、窒素及びフッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。
【００５７】
基板１２１は成膜中に発生する熱に耐えうる材料であれば特に限定はない。例えば、ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板など透光性を有する基板や、当該基板上に半導体材料及び金属材料で形成した回路基板なども用いることができる。
【００５８】
基板支持手段１２３は、加熱手段に対向して設けられている。基板支持手段１２３は、基板１２１を支持できれば特に限定はないが、処理室１０５内は真空となるため、吸気による吸着で支持するのではなく、例えば、図２（Ａ）に示したように基板１２１の端部を支持できるような機構が設けられていることが好ましい。また、本実施の形態において、成膜装置１００はフェイスダウン方式の装置であるため、基板支持手段１２３は被形成面が下側（成膜材料設置部１３９側）を向くように基板１２１を支持する。なお、基板支持手段１２３を用いて基板１２１を支持した場合、基板１２１とマスク１２５の間に間隙が生じ、当該間隙よってマスク１２５のレイアウトを精細に反映することが難しくなる可能性がある。従って、マスク１２５のレイアウトを精細に反映させるために、成膜中、基板支持手段１２３で基板１２１を支持せず、基板１２１をマスク１２５に接した状態で成膜してもよい。このような構成とする場合は、基板支持手段１２３を設けず、搬送室１０３の搬送機構１１１で基板１２１をマスク１２５上に配置してもよい。
【００５９】
マスク１２５は、開閉扉１１７から設置してもよいし、処理室１０５に別途搬送機構を設けて、自動的にマスク支持手段１２７に設置されるようにしてもよい。
【００６０】
マスク支持手段１２７は、マスク１２５を支持できれば特に限定はない。例えば、マスク１２５を磁力で固定できるような構成としてもよいし、基板支持手段１２３のように支持体の端部を支持できるような構成としてもよい。また、マスク支持手段１２７は回転及び前後左右に動くことができる構成とし、マスク１２５と基板１２１の位置調整ができようにすることが好ましい。
【００６１】
シャッター１２９は、シャッター支持手段によって支持されている（図示せず）。シャッター１２９は、成膜材料の気化が安定するまでの間、成膜材料が基板１２１に到達することを防ぐために設けられている。そのため、成膜材料が基板１２１に到達することを防ぐことができれば、設置する位置（場所）は問わない。例えば、図２（Ａ）に示したように、基板１２１と成膜材料設置部１３９と重畳し、且つ防着板１１５よりも基板１２１側に設置してもよいし、基板１２１と成膜材料設置部１３９と重畳し、且つ防着板１１５よりも成膜材料設置部１３９側に設けてもよい。また、シャッター１２９は、成膜材料が付着するため、防着板１１５と同様の構成とする。つまり、シャッター１２９は、熱伝導性を有する領域と、水との反応性が高い成膜材料を安定な固体化合物に変化させる元素が含まれる領域（酸化物を有する領域、窒化物を有する領域、フッ化物を有する領域、又は窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域）と、を有する。
【００６２】
また、シャッター支持手段は、シャッター１２９を支持し、シャッター１２９を開閉できれば特に限定はない。例えば、成膜材料の気化が安定させた後、成膜する際にシャッター支持手段が回転し、シャッター１２９を開くような機構とすればよい。
【００６３】
加熱手段１３７は、ヒータ１４１と、ヒータ１４１の温度を制御する温度制御装置としてヒータコントローラ１４３と有する。ヒータ１４１としては、ニクロム線などの電気抵抗が高い導体で電路を形成し電流を通して発熱させるものであり、例えば、シーズヒータなどである。
【００６４】
処理室１０５底部の凹部に設けられた成膜材料設置部１３９は、ヒータ１４１からの熱を伝導することが可能な容器支持部１３８と、ヒータ１４１と処理室壁１１９とを隔てる耐熱性の台座１４５を有する。容器支持部１３８は、成膜中に容器１３３が倒れないように支持するために設けられており、防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に適用できる材料を用いることができる。図２（Ａ）では、ヒータ１４１が容器支持部１３８の外側に接するように設けられているが、ヒータ１４１は容器支持部１３８の内部に埋め込まれていてもよい。また、容器支持部１３８の形状は、図２（Ａ）に示したものに限られない。例えば、容器支持部１３８を皿状とし、容器１３３を用いず、成膜材料を直接容器支持部１３８に載せて成膜してもよい。なお、必要によっては容器支持部１３８及び台座１４５の一方又は双方を設けなくてもよい。また、加熱手段１３７によって、成膜材料を気化させるために熱を加えることが可能であれば、処理室壁１１９の成膜材料設置部１３９が設けられる箇所は図２（Ａ）のように凹部を有していなくてもよい。
【００６５】
容器１３３は、内部に成膜材料を入れることができ、容器支持部１３８に納められる形状であり、例えば、加熱手段１３７によって加熱されるルツボである。なお、上記したように容器支持部１３８を皿状とし、容器１３３を用いず、成膜材料を直接容器支持部１３８に載せて成膜してもよい。また、加熱されている容器の温度を計測するために、熱電対を用いた温度センサを設けることが好ましい。
【００６６】
真空排気手段１４９は、超高真空まで真空排気が可能なクライオポンプを用いることができる。クライオポンプを用いることで、処理室１０５の圧力を１０−５Ｐａよりも低い圧力の超高真空にすることができ、処理室１０５に混入する不純物を低減することができ、処理室１０５で形成される微結晶半導体膜中の不純物濃度を低減することができる。また、クライオポンプはターボ分子ポンプ及びドライポンプと比較して、排気速度が速いため、メンテナンス時に開閉するなど、開閉頻度の高い処理室１０５にクライオポンプを設けることでスループットを向上させることができる。なお、成膜装置１００において、クライオポンプの代わりにターボ分子ポンプ又はドライポンプを使用することができる。
【００６７】
また、処理室１０５だけではなく、ロードロック室１０１及び搬送室１０３に設けられている排気手段（Ｐ）においても、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ又はドライポンプを適宜設けることできる。なお、基板の投入及び取り出しなどで開閉頻度が高いロードロック室１０１にはクライオポンプを設けることが好ましい。
【００６８】
ガス供給手段１４７は、ガスが充填されたシリンダ、圧力調整弁、ストップバルブ、及びマスフローコントローラなどで構成されている。また、該ガスが充填されたシリンダは、例えば、酸素が充填されたシリンダ、窒素が充填されたシリンダ、及びフッ素が充填されたシリンダのうち一以上とすることができる。
【００６９】
〈成膜方法の詳細〉
次に、本発明の一態様に係る成膜方法について説明する。当該成膜方法は、成膜装置１００を用いて実施することができ、フェイスダウン方式で行うものとする。
【００７０】
上述したように、本発明の一態様に係る成膜方法は、物理気相成長法によりアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を基板に成膜する際、当該基板に成膜されない当該材料を、防着板に含まれる酸素と反応させて安定な固体化合物として防着板上に付着させることである。
【００７１】
例えば、本発明の一態様に係る成膜方法には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜し始め、当該材料が防着板に付着すると、防着板に含まれる酸素と反応し安定な固体化合物に変化する場合と、当該材料が防着板から放出された酸素によって安定な固体化合物に変化し、当該安定な固体化合物が防着板に付着する場合とがある。双方の違いとしては、当該材料が防着板上で安定な固体化合物となるか、処理室内部の空間で安定な固体化合物となるか、ということである。双方の記載において、安定な固体化合物へと変化させることは同じであるため、ここでは当該材料が防着板に含まれる酸素によって安定な固体化合物となり、当該安定な固体化合物が防着板に付着する場合について、図１及び図２を用いて説明する。
【００７２】
まず、ロードロック室１０１の開閉扉から基板（図２（Ａ）では基板１２１に相当する。）をロードロック室１０１に投入し、排気手段（Ｐ）でロードロック室１０１内を減圧する。その後、ゲート１０７を開き、搬送機構１１１で基板を搬送室１０３に搬送する。その後、搬送機構１１１の回転機構で当該基板の被形成面を上下反転させる。その後、ゲート１０９を開き、基板を搬送室１０３から処理室１０５に搬送機構１１１で搬送する（図１参照）。なお、ゲート１０７を開ける際はロードロック室１０１と搬送室１０３を同程度に減圧しておき、ゲート１０９を開ける際は搬送室１０３と処理室１０５を同程度に減圧しておく。
【００７３】
処理室１０５に搬送された基板は、被形成面を下向きにして基板支持手段１２３で支持される（図２（Ａ）参照）。なお、当該基板は図２（Ａ）において基板１２１として図示されている。
【００７４】
次いで、真空排気手段１４９で処理室１０５内を減圧し、真空状態にする。例えば、処理室１０５内の到達真空度は、１．０×１０−４Ｐａ以下、好ましくは１．０×１０−５Ｐａ以下にすることができる。
【００７５】
次いで、容器支持部１３８で支持された容器１３３を加熱手段１３７で加熱する。なお、ここでは容器１３３内に成膜材料１３５が入っており、成膜材料１３５はアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料とする。また、成膜材料１３５が入っている容器１３３はあらかじめ、処理室１０５内を真空状態にする前に開閉扉１１７から容器支持部１３８に設置しておく。
【００７６】
加熱手段１３７は、少なくとも成膜材料１３５が気化する温度まで容器１３３を加熱する。ここでは、成膜材料１３５をアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料としていることから、ヒータコントローラ１４３でヒータ１４１の温度を制御し、容器１３３を１０００℃程度となるように加熱する。
【００７７】
気化した成膜材料１３５は、容器１３３のから基板１２１に向かって飛び出す。このとき、成膜材料１３５が気化し始めたときは、成膜材料１３５の気化が安定しておらず、基板１２１に堆積する速度（成膜レート）が安定していない。そのため、成膜材料１３５の気化が安定するまでシャッター１２９を閉じておき、成膜材料１３５の気化が安定し、基板１２１に堆積する速度（成膜レート）が安定した後、シャッター１２９を開ける。そうすることで、気化した成膜材料１３５が、安定した成膜レートで基板１２１の被形成面に到達し、当該被形成面に堆積する。
【００７８】
シャッター１２９を閉じて成膜材料１３５の気化を安定させているとき、及び、成膜材料１３５が基板１２１の被形成面に堆積しているとき、成膜材料１３５は防着板１１５及びシャッター１２９に付着（又は堆積）する。シャッター１２９に成膜材料１３５が付着した場合は、防着板１１５に成膜材料１３５が付着した場合と同じであるため、以下では防着板１１５に付着した場合について説明する。
【００７９】
成膜材料１３５が防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、防着板１１５に含まれる酸素（特に酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素）と反応し、安定な固体化合物に変化する。
【００８０】
具体的には、成膜材料１３５をアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の一例であるリチウム金属とする場合、気化したリチウム金属が防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３に含まれている酸素と反応し、安定な固体化合物である酸化リチウムとなる。
【００８１】
また、成膜装置１００において、成膜材料１３５を気化させるために加熱するが、当該加熱によって発生した熱が伝導することで、防着板１１５も加熱される。特に、防着板１１５において、熱伝導性を有する領域１５１が酸化物を有する領域１５３よりも厚いため、防着板１１５は均一に加熱される。それゆえ、防着板１１５は成膜材料１３５と反応しやすくなる。これは防着板１１５が昇温されることで、防着板１１５に含まれる酸素（特に酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素）が放出されやすくなるためである。従って、基板１２１に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板１１５に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、付着した成膜材料１３５の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。
【００８２】
また、成膜材料１３５は加熱（ここでは１０００℃程度）されて気化した状態で防着板１１５に到達し、換言すると、気化した成膜材料１３５は熱エネルギーを有した状態で防着板１１５に付着する。つまり、気化した成膜材料１３５は反応性が高い状態で防着板１１５に付着するため、付着する度に防着板１１５に含まれる酸素と反応する。このことからも、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、防着板に付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるといえる。
【００８３】
気化した成膜材料１３５が防着板１１５に付着するということは、気化した成膜材料１３５が一度変化した安定な固体化合物上に付着するということを含む。防着板１１５に付着した成膜材料１３５が安定な固体化合物に変化するということは、（ａ）成膜材料１３５が防着板１１５に含まれる酸素と反応する変化と、成膜材料１３５が（ａ）によって変化した安定な固体化合物（酸化物）に含まれる酸素と反応する変化と、（ｃ）（ｂ）の変化によって、酸素の一部が脱離した安定な固体化合物（酸化物）が防着板１１５に含まれる酸素と反応する変化とが、逐次行われることで生じる。このことからも、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、防着板に付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるといえる。
【００８４】
また、本発明の一態様に係る成膜方法において、シャッター１２９に付着する成膜材料１３５は、防着板１１５に付着する場合と同様にして、安定な固体化合物に反応する。
【００８５】
次いで、基板１２１への成膜が終了した後、シャッター１２９を閉じ、ゲート１０９を開き、基板１２１を搬送機構１１１で搬送室１０３に搬送する。搬送した後、搬送機構１１１の回転機構で基板１２１の被形成面を上下反転させ、ゲート１０７を開き、基板１２１を搬送機構１１１でロードロック室１０１に搬送する。
【００８６】
また、基板１２１を取り出す時は、ロードロック室１０１の圧力を大気圧に戻した後、ロードロック室１０１の開閉扉から取り出すことができる。
【００８７】
なお、基板１２１への成膜が終了し、基板１２１を処理室１０５から搬出した後、ガス供給手段１４７から成膜材料１３５を安定な固体化合物に変化させることができるガス（例えば、酸素、窒素又はフッ素のうち少なくとも一）を処理室１０５内に供給してもよい。また、供給するガスの流量によって、安定な固体化合物に変化させる速度を調節することができる。
【００８８】
防着板１１５に付着した安定な固体化合物を除去した後、以下のような方法で防着板１１５を再生する。防着板１１５は、安定な固体化合物を除去すると、熱伝導性を有する領域１５１（板状のアルミニウム）のみとなっているため、当該板状のアルミニウムを陽極酸化処理して、当該板状のアルミニウムを上に酸化物を有する領域１５３（膜状又は層状の酸化アルミニウム）を形成する。
【００８９】
上記は、防着板１１５おいて、成膜材料１３５が付着する箇所を、酸化物を有する領域１５３とし、付着する成膜材料１３５を酸素によって酸化させることで安定な固体化合物に変化させる形態である。防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３を、窒化物を含む領域とした場合には窒素によって窒化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。そして、防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３を、フッ化物を含む領域とした場合にはフッ素によってフッ化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。また、防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれている場合は、酸素、窒素及びフッ素によって酸化、窒化、及びフッ化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。
【００９０】
その後、開閉扉１１７から再生した防着板を所定の位置に設置すれば、再び成膜材料１３５を成膜することができる。
【００９１】
また、防着板１１５の酸化物を有する領域１５３を上記した板状の酸化アルミニウムとしている場合（上記（１）の場合）は、成膜材料１３５が付着している酸化物を有する領域１５３を取り外し、新規な板状の酸化アルミニウムを機械的に接合させればよい。
【００９２】
以上より、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行うことができるため、従来、成膜工程後に行っていた当該材料を安定な固体化合物に変化させる工程に必要な時間を短縮することができる。従って、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。また、防着板などに付着した材料を除去するなど、当該成膜装置内（例えば処理室）を安全に大気に触れさせることができる。つまり、本発明の一態様に係る成膜装置はメンテナンスなどの作業を安全に行うことができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚い場合）でも、付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるため、防着板から当該安定な固体化合物を除去する作業まで期間を長くすることができる。換言するとメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態で説明した成膜装置（真空蒸着装置）において、成膜装置の構成を一部変更又は追加することで他の物理気相成長法の成膜装置とすることができる。例えば、本実施の形態で説明した成膜装置に、イオンビーム又は分子線を射出できる手段を設けることで、分子線蒸着装置又はイオンビーム蒸着装置として機能させることができる。また、気化した成膜材料をイオン化させる手段を設けることでイオンプレーティング装置として機能させることができる。また、成膜材料を金属ターゲットとし、当該金属ターゲットに電圧を加えることができる手段を追加し、処理室内でプラズマを発生させることで、スパッタリング装置として機能させることができる。
【００９４】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【００９５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法において、実施の形態１とは異なる構成を有する成膜装置及び成膜方法について説明する。
【００９６】
本実施の形態で説明する成膜装置は、実施の形態１で説明した成膜装置と比較して、処理室に設けられた防着板に加熱手段及び冷却手段の一方又は双方が設けられている点について異なる。
【００９７】
〈成膜装置の構成〉
そこで、実施の形態１で用いた符号を本実施の形態でも用い、実施の形態１とは異なる構成の詳細について説明する。
【００９８】
本実施の形態で説明する成膜装置の上面模式図は、図１と同様である。なお、本実施の形態で説明する成膜装置は、上記したように、図１の処理室１０５に設けられている防着板１１５に、防着板１１５の温度制御部材として加熱手段及び冷却手段の一方又は双方が設けられている。それゆえ、本実施の形態で説明する成膜装置の防着板以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９９】
〈処理室の構成〉
以下、本実施の形態で説明する成膜装置の処理室について説明する。図３（Ａ）は、処理室１０５の断面模式図である。図３（Ａ）の断面模式図は、実施の形態１と同様に、図１に示した一点鎖線Ａ−Ｂ間を示している。
【０１００】
図３（Ａ）に示した処理室１０５は、図２（Ａ）に示した処理室１０５と同様に、処理室壁１１９と、処理室１０５の内部に設けられた防着板１１５と、処理室１０５の内部に基板１２１を支持する基板支持手段１２３と、少なくとも一部が基板１２１と重畳するマスク１２５と、マスク１２５を支持するマスク支持手段１２７と、少なくとも基板１２１の被成膜領域と重畳するシャッター１２９と、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７と、加熱手段１３７に接している成膜材料設置部１３９と、成膜材料設置部１３９に設けられて且つ加熱手段１３７によって加熱される容器１３３と、処理室１０５内を真空にする真空排気手段１４９と、処理室１０５内にガスを供給するガス供給手段１４７と、を有する。なお、防着板１１５以外の説明は、実施の形態１を参照できる。
【０１０１】
防着板１１５は、図２（Ｂ）に示したように熱伝導性を有する領域１５１と、酸化物を有する領域１５３を有しており、さらに熱伝導性を有する領域１５１に接して温度制御部材１５５が設けられている。防着板１１５が複数である場合、温度制御部材１５５は全ての防着板１１５に設けられており、（１つの）温度制御装置で全ての温度制御部材１５５を制御することができる。
【０１０２】
温度制御部材１５５は、加熱手段及び冷却手段の一方又は双方である。なお、明瞭化のために、本実施の形態において、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７は、第１の加熱手段といい、温度制御部材１５５のひとつである熱伝導性を有する領域１５１に接して設けられている加熱手段は、第２の加熱手段という。
【０１０３】
温度制御部材１５５のひとつである第２の加熱手段は、第１の加熱手段の構成と同様の構成とすることができ、ヒータ１５７と、ヒータ１５７の温度を制御する温度制御装置としてヒータコントローラ１５８と、を有する。ヒータ１５７及びヒータコントローラ１５８は、実施の形態１で説明したヒータ１４１及びヒータコントローラ１４３と同様とすることができる。
【０１０４】
また、温度制御部材１５５のひとつである冷却手段は、チラーのように、水又は熱媒体となる液体を循環させる液冷が好ましく、冷却管１５９と、冷却管１５９を循環する水又は熱媒体となる液体の温度を制御する温度制御装置として冷却装置１６０と、を有する。
【０１０５】
第２の加熱手段及び冷却手段、特にヒータ１５７及び冷却管１５９の設け方には特に限定はなく、防着板１１５を昇温または降温することができればよい。例えば、ヒータ１５７及び冷却管１５９は、防着板１１５の背面模式図である図３（Ｂ）に示したように、櫛歯状に設けることができる。なお、防着板１１５の温度を正確に管理制御するために、熱電対を防着板１１５に接して設けてもよい。
【０１０６】
また、冷却手段において、冷却管１５９内を流れる水又は熱媒体となる液体は、冷却装置１６０を介して循環し、冷却装置１６０によって水温または液温が管理されることで、防着板１１５を冷却する。
【０１０７】
なお、本実施の形態においても、防着板１１５は、熱伝導性を有する領域１５１の方が酸化物を有する領域１５３よりも厚い（ｄ１＞ｄ２）ため、防着板１１５の昇温及び降温を素早く行うことができる。従って、本実施の形態で説明する成膜装置は、成膜にかかる時間を短縮することができるため、生産性を向上させることができる。
【０１０８】
防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に第２の加熱手段を設けることで、防着板１１５を昇温することができる。これにより、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に含まれる酸素を成膜材料１３５と反応させやすくすることができる。これは、防着板１１５が昇温されることで、含まれる酸素が放出されやすくなるからである。それゆえ、防着板１１５に付着する成膜材料１３５を素早く安定な固体化合物に反応させることができ、防着板１１５に付着する成膜材料１３５の膜厚が厚くなる場合も、膜内部まで効率良く安定な固体化合物に反応させることができる。
【０１０９】
また、防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に冷却手段を設けることで、防着板１１５を降温することができる。これにより、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に含まれる酸素が放出されにくくすることができる。
【０１１０】
本実施の形態のように、防着板１１５に第２の加熱手段及び冷却手段の一方又は双方を設け、これらの手段を用いることで防着板１１５の面内における温度を均一にすることができる。従って、成膜材料１３５と反応する領域が局所的になることを抑制でき、付着する成膜材料１３５を効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。
【０１１１】
〈成膜方法の詳細〉
次に、本実施の形態で説明する成膜装置を用いた成膜方法について説明する。当該成膜方法は、実施の形態１で説明した成膜方法と比較して、意図的に防着板を加熱する点、又は、意図的に防着板を冷却する点が異なる。
【０１１２】
それゆえ、基板（図３（Ａ）では基板１２１に相当する。）をロードロック室１０１に投入する工程から当該基板を処理室１０５内部に搬送し、基板支持手段１２３で基板を支持させる工程まで実施の形態１と同様である。
【０１１３】
成膜材料１３５を基板１２１に成膜する際、成膜材料１３５の気化が安定するまで、シャッター１２９を閉じておくことなど、実施の形態１で説明した方法と同様にして行えばよい。それに加えて、本実施の形態で説明する処理室１０５で行う成膜は、成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板１１５に付着する膜厚が厚くなる場合）や、防着板１１５に付着する成膜材料１３５を素早く安定な固体化合物に変化させたい場合は、第２の加熱手段で防着板１１５を加熱しながら成膜することが好ましい。
【０１１４】
基板１２１に成膜材料１３５を所望の厚さだけ堆積させた後は、実施の形態１で説明したようにして基板１２１をロードロック室１０１に搬送し、基板１２１を取り出す。
【０１１５】
さらに、本実施の形態おいて、成膜する前や後など処理室１０５に基板１２１がない間や、基板を投入する前や取り出した後など成膜装置を待機させている間である、アイドリング時は冷却手段で防着板１１５を冷却することが好ましい。このようにすることで、防着板１１５から自発的に放出される酸素の量を低減することができ、使用できる期間（成膜材料１３５を安定な固体化合物に変化させることができる期間）を長くすることができる。換言すると、防着板１１５を取り外し、付着した安定な化合物を削除するなどメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。
【０１１６】
また、防着板１１５を再生する方法は実施の形態１と同様である。そして、防着板１１５において、成膜材料１３５が付着する箇所を、酸化物を有する領域１５３は実施の形態１と同様に窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域に変えることができ、酸化物を有する領域１５３には窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含んでいてもよい。
【０１１７】
以上より、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行うことができるため、従来、成膜工程後に行っていた当該材料を安定な固体化合物に変化させる工程に必要な時間を短縮することができる。従って、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。また、防着板などに付着した材料を除去するなど、当該成膜装置内（例えば処理室）を安全に大気に触れさせることができる。つまり、本発明の一態様に係る成膜装置はメンテナンスなどの作業を安全に行うことができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚い場合）でも、防着板を意図的に加熱することができるため、付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができ、防着板から当該安定な固体化合物を除去する作業まで期間を長くすることができる。また、処理室に基板がない間や、成膜装置を待機させている間であるアイドリング時に防着板を意図的に冷却することができるため、防着板の使用できる期間を長くすることができ、メンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した成膜装置の処理室を、少なくとも有する本発明の一態様に係る製造装置について説明する。また、本実施の形態では、当該製造装置を用いて、発光性の有機化合物を含む層を有する積層体（ＥＬ層）を有する発光素子が設けられた発光装置を作製する工程についても説明する。なお、当該発光装置の一態様には表示装置や照明装置などを含む。
【０１２０】
始めに、本実施の形態に記載する製造装置で作製される発光装置について、発光素子が設けられた表示装置を例に説明する。当該表示装置に含まれる表示パネルの上面模式図を図４（Ａ）に示し、図４（Ａ）のＭ−Ｎにおける断面模式図を図４（Ｂ）に示す。
【０１２１】
表示パネルには、第１の基板４０１と、信号線駆動回路４０３と、走査線駆動回路４０４と、シール材４０５と、第２の基板４０６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）４１８ａと、ＦＰＣ４１８ｂと、入力端子４２０と、が設けられている（図４（Ａ）参照）。
【０１２２】
第１の基板４０１上に設けられた画素部４０２を囲むようにして、シール材４０５が設けられ、画素部４０２上に第２の基板４０６が設けられている。よって画素部４０２は、第１の基板４０１とシール材４０５と第２の基板４０６とによって封止されている（図４（Ｂ）参照）。従って、第２の基板４０６は、対向基板ともいうことができる。
【０１２３】
また、第１の基板４０１上のシール材４０５によって囲まれている領域より外側の領域に、入力端子４２０を有し、ＦＰＣ４１８ａ、ＦＰＣ４１８ｂが接続されている。ＦＰＣ４１８ａは、別途異なる基板に作製された信号線駆動回路４０３と電気的に接続され、ＦＰＣ４１８ｂは、別途異なる基板に作製された走査線駆動回路４０４と電気的に接続されている。画素部４０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４１８ａ及びＦＰＣ４１８ｂを介して、信号線駆動回路４０３及び走査線駆動回路４０４から供給される。
【０１２４】
なお、別途異なる基板に作製された駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方法、ワイヤボンディング方法、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）方法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法などを用いることができる。
【０１２５】
また、図示していないが、信号線駆動回路４０３または走査線駆動回路４０４は、第１の基板４０１上に形成してもよい。
【０１２６】
ここで説明する表示パネルは、電極４１５及び配線４１６を有しており、電極４１５及び配線４１６はＦＰＣ４１８ａが有する端子と異方性導電層４１９を介して、電気的に接続されている（図４（Ｂ）参照）。
【０１２７】
電極４１５は、トランジスタ４１０のソース電極及びドレイン電極と同じ導電層から形成され、配線４１６は、発光素子２０８の一方の電極となる第１の電極２０２と同じ導電層で形成されている。
【０１２８】
本実施の形態では、トランジスタ４１０として、実施の形態１で示した第２のトランジスタを適用することができる。画素部４０２に設けられたトランジスタ４１０は発光素子と電気的に接続し、表示パネルを構成する。
【０１２９】
また図４（Ｂ）に示す表示装置は、表示素子として発光素子を用いた例を示している。図４において、発光素子２０８は、第１の電極２０２、第２の電極２２０、及びＥＬ層２５９を含む。発光素子２０８は、隔壁層４０９の間に設けられている。
【０１３０】
また、トランジスタ４１０の半導体層には、シリコン半導体又は酸化物半導体を用いることができる。酸化物半導体を用いたトランジスタは、シリコン半導体の１つであるアモルファスシリコンを用いたトランジスタと比較して、高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。よって、表示装置の画素部に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、同一基板上に駆動回路部または画素部に作り分けて作製することもできるため、表示装置の部品点数を削減することができる。従って、表示装置の生産性を向上させることができ、作製コストを低減することができる。
【０１３１】
次に、本発明の一態様に係る製造装置、及び当該製造装置を用いて上記表示パネルを作製する方法について説明する。
【０１３２】
図５（Ａ）に示す製造装置２００は、有機化合物又は無機化合物を有する層の蒸着などを行うマルチチャンバーに封止処理を行うチャンバーが一つのユニットとなっている例である。一つのユニットとすることで水分などの不純物の混入防止やスループット向上を図っている。
【０１３３】
製造装置２００は、基板投入室２０１と、搬送室２０３、２１９、２３１と、加熱処理室２０５と、受渡室２０９、２２１と、第１成膜室２０７と、第２成膜室２１１と、第３成膜室２１３と、第４成膜室２１５と、第５成膜室２１７と、その他の成膜室２２３、２２５、２２７、２２９と、基板待機室２３９とを有する製造装置である。なお、搬送室２０３には基板を搬送するための搬送機構２６０が設けており、他の搬送室も同様にそれぞれ搬送機構が設けてある。なお、各搬送室と各受渡室の間、各搬送室と各成膜室の間、各搬送室と各処理室の間には開閉可能なゲートが設けられている。なお、図示していないが、各処理室にはメンテナンス作業など、作業用の開閉扉が設けられている。当該開閉扉を介して、成膜材料の供給（ルツボの設置）や蒸着マスクの設置など適宜、作業を行うことができる。
【０１３４】
第１成膜室２０７と、第２成膜室２１１と、第３成膜室２１３と、第４成膜室２１５と、第５成膜室２１７は、先の実施の形態で説明した処理室を有している。このようにすることで先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第１乃至第５成膜室は、１つの成膜室に複数の成膜機構が設けられている構成としてもよい。このような構成とすることで、少数の成膜室で多種の膜を積層することができる。なお、本実施の形態において、成膜機構とは成膜を可能にするため必要な構成をいい、例えば、成膜材料や蒸着するために必要な加熱手段をいう。
【０１３５】
成膜室２２３、２２５、２２７、２２９には、例えば、先の実施の形態で説明した処理室又は分子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、若しくはスパッタリング法など、他の成膜方法が行える成膜機構を備えている処理室が適用されている。
【０１３６】
加えて、製造装置２００は、受渡室２３３と、対向基板投入室２３５と、シール形成室２３７と、貼り合わせ室２４１と、硬化処理室２４３と、基板取出室２４５と、搬送室２４９とを有する製造装置である。なお、搬送室２４９と受渡室２３３の間、搬送室２４９と各処理室の間には開閉可能なゲートが設けられている。なお、図示していないが、各処理室にはメンテナンス作業など、作業用の開閉扉が設けられている。
【０１３７】
図５（Ｂ）に製造装置２００で作製できる発光素子２０８の断面模式図を示す。発光素子２０８は、第１の電極２０２と第２の電極２２０の間にＥＬ層２５９が設けられている。具体的には、第１の電極２０２上に正孔注入層２１０が設けられており、正孔注入層２１０上に正孔輸送層２１２が設けられており、正孔輸送層２１２上に発光性の有機化合物を含む層２１４が設けられており、発光性の有機化合物を含む層２１４上に電子輸送層２１６が設けられており、電子輸送層２１６上に電子注入層２１８が設けられており、電子注入層２１８上に第２の電極２２０が設けられている。
【０１３８】
まず、基板投入室２０１に第１の基板４０１（３００ｍｍ×３６０ｍｍ）を配置する。
【０１３９】
上記表示装置はアクティブマトリクス型であるため、第１の基板４０１上には、予め、トランジスタ４１０（電流制御用トランジスタ）と、トランジスタ４１０のソース電極又はドレイン電極に接続している第１の電極２０２（陽極）と、第１の電極２０２の端部を覆う絶縁物の隔壁層４０９が設けられており、その他のトランジスタ（スイッチング用トランジスタなど）、並びに容量素子が複数設けられていてもよい。その他のトランジスタ及び容量素子は、トランジスタ４１０の作製工程で作製することができる。なお、パッシブマトリクス型の表示装置も製造装置２００により作製することができ、その場合、第１の基板４０１には電流制御用トランジスタ及びスイッチング用トランジスタを設けなくてよい。
【０１４０】
また、製造装置２００は、第１の基板４０１の基板サイズが、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、さらには１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板であっても対応可能である。
【０１４１】
基板投入室２０１にセットした第１の基板４０１を搬送室２０３に搬送する。なお、搬送室２０３には第１の基板４０１を搬送又は反転するための搬送機構２６０が設けられている。
【０１４２】
また、各搬送室２０３、２１９、２３１には、それぞれ搬送機構が設けてある。搬送室２１９は、第１の基板４０１の表裏を反転させることができ、第１成膜室２０７又は加熱処理室２０５に反転させて搬入することができる。各搬送室２０３、２１９、２３１及び受渡室２０９は、真空排気処理室と連結されており、真空排気して真空にすることもでき、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。
【０１４３】
また、上記の真空排気処理室としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、又はドライポンプなどが備えられている。これにより各処理室と連結された搬送室の到達真空度を１．０×１０−４Ｐａ以下、さらには１．０×１０−５Ｐａ程度にすることが可能であり、さらにポンプ側及び排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。
【０１４４】
また、基板投入室２０１に搬入する前に基板表面を洗浄した場合や、発光素子の劣化などを抑制するために、有機化合物を含む膜の蒸着する前に加熱処理を行うことが好ましく、第１の基板４０１を搬送室２０３から加熱処理室２０５に搬送し、第１の基板４０１に含まれる水分やその他のガスを除去する。第１の基板４０１に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、加熱処理を真空（５×１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１．０×１０−４Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ）で行うことが好ましい。例えば、加熱処理室２０５は、平板ヒータ（代表的にはシーズヒータ）を用いて、複数の基板を均一に加熱することができる。この平板ヒータは複数設置され、平板ヒータで基板を挟むように両面から加熱することもでき、勿論、片面から加熱することもできる。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに含まれているガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱処理は有効である。
【０１４５】
以下、ＥＬ層２５９を形成する。本実施の形態では、搬送室２０３から第１成膜室２０７に第１の基板４０１を搬送し、蒸着マスクを用いて、第１の電極２０２（陽極）上に正孔注入層２１０を形成する。
【０１４６】
ここで、正孔注入層２１０の成膜例を示す。正孔注入層２１０は正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【０１４７】
また、低分子の有機化合物である芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【０１４８】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。また、酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【０１４９】
特に、正孔注入層２１０として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、陽極からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層２１０を形成することにより、陽極からＥＬ層２５９への正孔注入が容易となる。
【０１５０】
製造装置２００を用いて共蒸着を行う際は、１つの成膜室に複数の成膜機構を設けて、各成膜機構の各ルツボに成膜材料を設置し、適宜蒸着レートを考慮して蒸着すればよい。
【０１５１】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【０１５２】
また、アクセプター性物質としては、有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１５３】
なお、高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層２１０に用いてもよい。
【０１５４】
次いで、第１成膜室２０７から受渡室２０９に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室２０９から搬送室２１９に基板を搬送する。
【０１５５】
次いで、搬送室２１９に連結された第２成膜室２１１、第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７へ基板を適宜、搬送して、正孔輸送層２１２、発光性の有機化合物を含む層２１４（例えば青色の発光層、緑色の発光層、赤色の発光層）を適宜形成する。
【０１５６】
第２成膜室２１１、第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７は、第１成膜室２０７と同様に先の実施の形態で説明した処理室を有する。
【０１５７】
第２成膜室２１１では、蒸着マスクを用いて正孔輸送層２１２を形成する。正孔輸送層２１２は正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、芳香族アミン化合物を用いることができる。これらは主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１５８】
また、正孔輸送層２１２には、カルバゾール誘導体や、アントラセン誘導体や、そのほか正孔輸送性の高い高分子化合物を用いてもよい。
【０１５９】
第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７では、それぞれ蒸着マスクを用いて発光性の有機化合物を含む層２１４を蒸着する。発光性の有機化合物を含む層２１４は、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。例えば、第３成膜室２１３で赤色の発光層と蒸着し、第４成膜室２１５で緑色の発光層と蒸着し、第５成膜室２１７で青色の発光層と蒸着することで、赤色、緑色、青色に蒸着仕分けることができ、完成した表示パネルをフルカラー表示させることができる。
【０１６０】
なお、発光性の有機化合物を含む層２１４としては、発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【０１６１】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するために結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うために、さらに異なる物質を添加してもよい。
【０１６２】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光性の有機化合物を含む層２１４の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【０１６３】
また、発光性の有機化合物を含む層２１４として高分子化合物を用いることができる。
【０１６４】
また、発光性の有機化合物を含む層を複数設け、それぞれの層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、発光性の有機化合物を含む層を２つ有する発光素子において、第１の発光性の有機化合物を含む層の発光色と第２の発光性の有機化合物を含む層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、発光性の有機化合物を含む層を３つ以上有する発光素子の場合でも同様である。発光素子全体として白色発光する発光素子を表示パネルに用いる場合、当該表示パネルをフルカラー表示させるには第２の基板（対向基板）４０６に赤色、緑色及び青色の領域を有するカラーフィルタを設ければよい。
【０１６５】
例えば、第３成膜室２１３で蒸着マスクを用いて青色の発光層を形成し、第４成膜室２１５で蒸着マスクを用いて緑色の発光層を形成し、第５成膜室２１７で蒸着マスクを用いて赤色の発光層を形成することで、発光性の有機化合物を含む層を複数設けた発光装置を作製できる。
【０１６６】
なお、発光性の有機化合物を含む層を複数設ける場合、それぞれの層を積層してもよいし、それぞれの層を並列に設けて、領域毎に異なる色が発光されるようにしてもよい。また、それぞれの層を積層する場合は、各層の間に電子注入層、電子輸送層、正孔注入層及び正孔輸送層などを適宜設けることが好ましい。
【０１６７】
次いで、第５成膜室２１７から受渡室２２１に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室２２１から搬送室２３１に基板を搬送する。
【０１６８】
次いで、搬送室２３１内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室２２３に搬送し、蒸着マスクを用いて電子輸送層２１６を形成する。電子輸送層２１６は電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層２１６は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１６９】
次いで、成膜室２２３から成膜室２２５に基板を搬送し、蒸着マスクを用いて電子注入層２１８を形成する。電子注入層２１８は電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層２１８には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層２１６を構成する物質を用いることもできる。
【０１７０】
なお、電子輸送層２１６および電子注入層２１８は、それぞれ、上述した材料から適宜選択し、先の実施の形態で説明した方法で形成することができる。このようにすることで先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。当該効果の一例として、表示パネルの生産性を低下させず、且つ安全に製造装置２００のメンテナンスを行うことができる。
【０１７１】
次いで、成膜室２２５から成膜室２２７に基板を搬送し、蒸着マスクを用いて第２の電極２２０（陰極）を形成する。この第２の電極２２０は、透明又は半透明であることが好ましく、抵抗加熱を用いた蒸着法により形成される金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＬｉＦなどの合金、又は周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜、又はこれらの積層膜）の薄膜（１ｎｍ〜３００ｎｍ程度）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜３００ｎｍ程度）とＩＴＯなど透明導電膜との積層を第２の電極２２０とすることが好ましい。積層する場合、スパッタリング法などの物理蒸着法を行うことができる成膜室に搬送し、透明導電膜を形成する。
【０１７２】
以上の工程によって、ＥＬ層２５９を有する発光素子２０８が形成される。
【０１７３】
形成した発光素子は、第１の電極２０２と第２の電極２２０との間に上記以外の層が複数積層されていてもよい。例えば、成膜室２２９で電荷発生層が形成された発光素子であってもよい。なお、ＥＬ層において、発光性の有機化合物を含む層が複数積層されている場合は、発光性の有機化合物を含む層の間に電荷発生層を設けることが好ましい。電荷発生層は上述の複合材料を用いて形成することができる。また、電荷発生層は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。これらの構造は上述のＥＬ層２５９の構造と組み合わせて用いることができる。
【０１７４】
また、演色性の良い白色発光を得る場合、発光スペクトルが可視光全域に広がるものとする必要があり、３つ以上のＥＬ層が積層された発光素子とすることが好ましい。例えばそれぞれ赤色、青色、緑色の発光色のＥＬ層を積層して発光素子を形成することができる。このように異なる３色以上のＥＬ層が積層された発光素子とすることにより演色性を高めることができる。また、複数のＥＬ層を積層する場合にも、各ＥＬ層の間には電荷発生層を設けることが好ましい。
【０１７５】
第２の電極２２０までが形成された基板２０４は、受渡室２３３を経由して搬送室２４９に導入され、基板待機室２３９に搬送する。搬送室２４９、基板待機室２３９は搬送室２０３、搬送室２１９、搬送室２３１と同様の構成であり、減圧雰囲気とすることが好ましい。
【０１７６】
そして、第２の電極２２０までが形成された基板２０４は搬送室２４９に設置された搬送機構２４７によって、貼り合わせ室２４１に搬送される。
【０１７７】
第２の基板（対向基板）４０６は、予め柱状又は壁状の構造物を設けておき、真空排気手段および加熱手段を有する対向基板投入室２３５に導入した後、まず、減圧下で加熱して脱気を行う。その後、搬送室２４９に設置された搬送機構２４７によって、シール形成室２３７に搬送し、シール材の形成を行う。シール形成室２３７にはディスペンス装置又はインクジェット装置が備えられている。また、シール形成室２３７にはシール材を仮硬化するためにベーク又はＵＶ照射機構を備えてもよい。シール形成室２３７でシール材を仮硬化させた後、シール材で囲まれた領域に充填材の滴下を行う。
【０１７８】
次いで、第２の基板４０６も搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で貼り合わせ室２４１に搬送する。
【０１７９】
貼り合わせ室２４１では、処理室内を減圧にした後、第２の電極２２０までが形成された第１の基板４０１と第２の基板４０６を貼り合わせる。上定盤又は下定盤を上下動させることによって一対の基板となるように貼り合わせる。減圧下で２枚の基板を貼り合わせる際、第２の基板４０６に設けられた柱状又は壁状の構造物が基板間隔を精密に保ち続け、且つ、基板割れが生じないように第１の基板４０１及び第２の基板４０６にかかる圧力を拡散する重要な役割を果たしている。
【０１８０】
また、シール形成室２３７で充填材の滴下を行わず、貼り合わせ室２４１においてシール材で囲まれた領域に充填材の滴下を行う機構としてもよい。
【０１８１】
また、処理室全体を減圧するのではなく、上定盤と下定盤とを上下動させることによって定盤間の空間を密閉した後、下定盤に設けられた穴から真空ポンプで脱空させて定盤間の空間を減圧することができるようにしてもよい。こうすると、処理室全体に比べて減圧する空間の容積が小さいので短時間に減圧することができる。
【０１８２】
また、上定盤と下定盤のいずれか一方に透光性の窓を設け、上定盤と下定盤との間隔を保ったままの貼り合わせた状態で光を照射してシール材を硬化させてもよい。
【０１８３】
次いで、一時的に貼り合わせた一対の基板を搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で硬化処理室２４３に搬送する。硬化処理室２４３ではシール材の本硬化を光照射（例えばＵＶ光）又は加熱処理によって行う。
【０１８４】
そして、貼り合わせた一対の基板を搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で基板取出室２４５に搬送する。基板取出室２４５では減圧から大気圧に戻した後、貼り合わせた一対の基板を取り出す。こうして基板間隔を均一に保つ封止工程が完了する。なお、貼り合わせた一対の基板間に乾燥剤を設けてもよく、例えば第２の基板４０６に予め乾燥剤を設けておき、上記封止工程を行えばよい。
【０１８５】
以上の工程により、製造装置２００を用いて、ＥＬ層を有する発光素子が設けられた表示パネル及び表示装置を作製することができる。
【０１８６】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１８７】
１００ 成膜装置
１０１ ロードロック室
１０３ 搬送室
１０５ 処理室
１０７ ゲート
１０９ ゲート
１１１ 搬送機構
１１５ 防着板
１１７ 開閉扉
１１９ 処理室壁
１２１ 基板
１２３ 基板支持手段
１２５ マスク
１２７ マスク支持手段
１２９ シャッター
１３３ 容器
１３９ 成膜材料設置部
１４１ ヒータ
１４３ ヒータコントローラ
１４５ 台座
１４７ ガス供給手段
１４９ 真空排気手段
１５１ 熱伝導性を有する領域
１５３ 酸化物を有する領域
１５５ 温度制御部材
１５７ ヒータ
１５８ ヒータコントローラ
１５９ 冷却管
１６０ 冷却装置
２００ 製造装置
２０１ 基板投入室
２０２ 第１の電極
２０３ 搬送室
２０４ 基板
２０５ 加熱処理室
２０７ 第１成膜室
２０８ 発光素子
２０９ 受渡室
２１０ 正孔注入層
２１１ 第２成膜室
２１２ 正孔輸送層
２１３ 第３成膜室
２１４ 発光性の有機化合物を含む層
２１５ 第４成膜室
２１６ 電子輸送層
２１７ 第５成膜室
２１８ 電子注入層
２１９ 搬送室
２２０ 第２の電極
２２１ 受渡室
２２３ 成膜室
２２５ 成膜室
２２７ 成膜室
２２９ 成膜室
２３１ 搬送室
２３３ 受渡室
２３５ 対向基板投入室
２３７ シール形成室
２３９ 基板待機室
２４１ 貼り合わせ室
２４３ 硬化処理室
２４５ 基板取出室
２４７ 搬送機構
２４９ 搬送室
２５９ ＥＬ層
２６０ 搬送機構
４０１ 第１の基板
４０２ 画素部
４０３ 信号線駆動回路
４０４ 走査線駆動回路
４０５ シール材
４０６ 第２の基板
４１５ 電極
４１６ 配線
４１８ａ ＦＰＣ
４１８ｂ ＦＰＣ
４１９ 異方性導電層
４２０ 入力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び当該成膜装置を用いる成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料の薄膜が積層されている有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極の間に発光性の有機化合物を含む層（発光層ともいう。）が設けられた発光素子ある。
【０００３】
そして、発光効率などの特性を向上させるために発光層の陰極側に電子注入層及び電子輸送層を設けて、発光層の陽極側に正孔注入層及び正孔輸送層を設けた素子構成が汎用されている。なかでも、電子注入層の材料には電子注入性に優れたリチウム金属を含む材料が汎用されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子において、有機材料の薄膜の作製方法としては物理気相成長法が用いられており、特に真空蒸着法が用いられている。
【０００５】
また、リチウム一次電池及びリチウム二次電池などのリチウム電池において、その負極にリチウム金属を用いることができる。さらに、当該リチウム電池のサイズを小さくするために電極（負極及び陽極）の厚さは薄くすることが望まれる。そのような要求に対して、真空蒸着法などの物理気相成長法によってリチウム金属の薄膜を形成し、当該薄膜を負極として使用することができる。
【０００６】
しかし、リチウム金属を含む材料（特にリチウム金属）の薄膜を真空蒸着法などの物理気相成長法で形成する場合、被形成面である基板以外にも装置内部、特に防着板にリチウム金属を含む材料が付着残留する。
【０００７】
薄膜形成時に防着板に付着したリチウム金属を含む材料が混入しないように、一定期間又は一定回数の薄膜形成を行った後、防着板に付着残留したリチウム金属を含む材料を除去する作業を行う必要がある。
【０００８】
リチウム金属を含む材料（特にリチウム金属）は、大気中の水分と反応して大量の水素を発生し、当該反応は発熱反応であることから、上記除去作業を行う場合やその他のメンテナンス作業を行う場合、成膜装置の処理室を大気に開放によって発火又は爆発などが起こる可能性がある。
【０００９】
また、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属（代表的にはリチウム金属）を安全に除去するために、窒素、酸素又は空気のうちいずれかのガスをチャンバー（処理室）内に導入して、当該アルカリ金属又は当該アルカリ土類金属の固体化合物を形成する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２０１１−５２２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発火や爆発などの危険性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を、真空蒸着法などで堆積させて薄膜を形成する（以下、成膜と記載する。）場合、成膜し終わった後、毎回、成膜装置内に設けられた防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を反応させて安定な固体化合物に変化させることが好ましい。
【００１２】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を反応させて安定な固体化合物に変化させる際、処理室外からガスを導入して安定な固体化合物に変化させる方法では、成膜工程とは別にガスを導入して安定な固体化合物に変化させる工程が必要となり、成膜する膜厚が厚くなるほど、安定な固体化合物に変化させる工程に係る時間が長くなる。従って、このような方法では、アルカリ金属薄膜又はアルカリ土類金属薄膜の生産性を低下させてしまう可能性がある。
【００１３】
そこで、本発明の一態様は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を成膜する際において、生産性を低下させず且つ安全にメンテナンスを行うことができる成膜装置を提供する。
【００１４】
また、本発明の別の一態様は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を成膜した後、安全にメンテナンスを行うことができる成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、物理気相成長法によりアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を被形成面に堆積する過程で、被形成面を囲む領域に配設された防着板に付着（被着ともいう。）した当該材料を、防着板に含まれる酸素と反応させて、安定な固体化合物に変化させることである。具体的には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜し始め、当該材料が防着板に付着すると、防着板に含まれる酸素と反応して当該材料の酸化物に変化させることである。又は、当該材料は、防着板から放出された酸素と反応して安定な固体化合物（当該材料の酸化物）に変化し、当該安定な固体化合物が防着板に付着することである。なお、本発明の一態様は、当該材料が防着板に付着してから、防着板に含まれる酸素と反応する変化のほうが支配的である。
【００１６】
つまり、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行われる。
【００１７】
本発明の一態様は、処理室と、処理室内を真空にする真空排気手段と、処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、一方の面が処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えている成膜装置である。
【００１８】
また、防着板はその温度が上昇すると、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料と反応しやすくなるため、本発明の一態様は、上記成膜装置の構成において、防着板の熱伝導性を有する領域に接して加熱手段を設けた成膜装置である。そして、防着板を加熱しながらアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜することが好ましい。
【００１９】
上記成膜装置において、成膜材料を放出するための手段は、成膜材料が設けられる成膜材料容器と、成膜材料容器を加熱する加熱手段と、を有する。なお、本明細書では、明瞭化のために、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜するために、成膜材料容器を加熱する加熱手段を第１の加熱手段とし、防着板に設けられた加熱手段を第２の加熱手段と記載する。
【００２０】
また、防着板を常に温度を加えた状態で維持しておくと、安定な固体化合物に変化させるための酸素が常に防着板から放出される状態となる。そのため、防着板、特に熱伝導性を有する領域に接して冷却手段を設けて、成膜する前や後など、成膜装置を待機させているとき（アイドリング時）は、冷却手段で防着板を冷却することが好ましい。
【００２１】
さらに、成膜材料を放出するための手段と、基板支持手段との間にシャッターを設けておくことが好ましく、当該シャッターを設けることで、成膜材料の気化が安定するまで基板に成膜させないで待機させることができる。なお、当該シャッターにも成膜材料（アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料）が付着することから、当該シャッターも防着板と同様に熱伝導性を有する領域と、熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を有する領域を有する構成と、酸化物を有する領域が被着面なるように設けることが好ましい。
【００２２】
防着板、シャッター共に、熱伝導性を有する領域は、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンから選択される一の金属、又は前記金属を含む合金を用いることができる。
【００２３】
防着板の温度を効果的に上げ下げするためには、熱伝導性を有する領域の厚さを、酸化物を有する領域の厚さよりも厚くすることが好ましい。なお、シャッターについても同様としてもよい。
【００２４】
また、防着板やシャッターにおいて、酸化物を有する領域の代わりに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させることができる元素を含む領域であれば特に限定はなく、例えば、窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域としてもよい。さらに、酸化物を有する領域に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれていてもよい。なお、窒化物にした場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、窒素と反応して安定な固体化合物に変化する。フッ化物にした場合、フッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。酸化物を有する領域に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれている場合、酸素、窒素及びフッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様により、生産性を低下させず且つ安全にメンテナンスを行うことができる成膜装置を提供することができる。
【００２６】
さらに、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行われるため、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させて且つ安全に成膜装置のメンテナンスを行うことができる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る成膜装置の防着板は、熱伝導性を有する領域の厚さが、酸化物を有する領域の厚さよりも厚いため、均一且つすばやく防着板の温度を上げ下げすることができる。また、防着板に加熱手段及び冷却手段の一方又は双方を設け、これらの手段を用いることで防着板の面内における温度を均一にすることができる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係る成膜装置は、加熱手段で防着板を加熱しながらアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜することができるので、成膜する当該材料の厚さが厚く、防着板に付着する当該材料が厚い場合でも、成膜工程中に当該材料を効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。それゆえ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を低下させず且つ安全に成膜装置のメンテナンスを行うことができる。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る成膜装置は、アイドリング時に冷却手段で防着板を冷却しておくことができるので、防着板に含まれている酸素を効率良く保持できるため、防着板に形成された安定な固体化合物を除去する作業までの期間を長くすることができる。換言するとメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】成膜装置の上面を示す図。
【図２】成膜装置の断面を示す図。
【図３】成膜装置の断面を示す図、及び当該装置の防着板の背面を示す図。
【図４】製造装置で作製される発光装置の上面を示す図、及び断面を示す図。
【図５】製造装置の上面を示す図、及び当該製造装置で形成される発光素子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態及び実施例の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではないとする。なお、説明中に図面を参照するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。また、同様のものを指す際には同じハッチパターンを使用し、特に符号を付さない場合がある。
【００３２】
また、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００３３】
また、トランジスタの「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３４】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る成膜装置について説明する。本発明の一態様は、物理気相成長法で成膜を行うことができる成膜装置であり、本実施の形態では、物理気相成長法である真空蒸着装置を例に説明する。また、当該真空蒸着装置の構成を一部変更又は追加することで他の物理気相成長法の成膜装置とすることができるため、本発明の一態様に係る成膜装置は、分子線蒸着装置、イオンプレーティング装置、イオンビーム蒸着装置、又はスパッタリング装置を含むものである。
【００３６】
〈成膜装置の構成〉
図１は、本発明の一態様に係る成膜装置１００の上面模式図である。成膜装置１００は、基板を保持しておくロードロック室１０１と、搬送機構１１１が設けられた搬送室１０３と、基板に薄膜を形成するための処理室１０５と、を備えている。ロードロック室１０１と搬送室１０３の間には開閉可能なゲート１０７が設けられており、ロードロック室１０１と搬送室１０３はゲート１０７で連結されている。搬送室１０３と処理室１０５の間には開閉可能なゲート１０９が設けられており、搬送室１０３と処理室１０５はゲート１０９で連結されている。
【００３７】
ロードロック室１０１は、基板を投入するため、又は、取り出すための開閉扉及び基板を保持しておくためのカセットなどを備えている（図示せず）。また、ロードロック室１０１は、室内を減圧するために排気手段（Ｐ）が設けられており、基板の投入又は取り出しの際に、室内を減圧状態から大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）が設けられている。なお、基板を投入する又は取り出す際は、室内を外部よりも陽圧にしておくことが好ましく、このようにすることで室内に外部からパーティクルが混入することを防ぐことができる。
【００３８】
搬送室１０３は、上記したように搬送機構１１１が設けられており、さらに図示していないが、搬送室１０３内の清掃や搬送機構１１１の修理又はメンテナンスする際に使用する開閉扉が設けられている。搬送機構１１１はロードロック室１０１に投入された基板の端部を支持して処理室１０５に搬送することができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置の成膜方式は、フェイスダウン方式でもフェイスアップ方式でもよい。そのため、搬送機構１１１に回転機構を設けられていることが好ましい。また、搬送室１０３は、室内を減圧するために排気手段（Ｐ）が設けられており、ロードロック室１０１及び搬送室１０３内が共に減圧状態で基板を搬送することができる。このようにして基板を搬送することで、搬送中にパーティクルなどが基板上に付着することを抑制でき、結果として成膜時の不良発生を低減することができる。搬送室１０３の減圧状態を大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）も設けられている。
【００３９】
処理室１０５は、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐために防着板１１５が設けられており、成膜材料の供給や処理室１０５の修理又はメンテナンスを行う際に使用する開閉扉１１７が設けられている。また、処理室１０５内を減圧状態、特に真空するための排気手段（Ｐ）が設けられており、処理室内を真空から大気圧に戻すためのガス供給手段（Ｇ）が設けられている。なお、当該ガス供給手段（Ｇ）は処理室内の圧力を変化させるためだけではなく、反応ガスを処理室１０５に供給するために用いてもよい。
【００４０】
防着板１１５は、成膜を行うたびに成膜材料が付着するため、一定期間又は一定回数の成膜を行った後、防着板１１５に付着した成膜材料を除去する必要がある。当該除去作業は処理室１０５内でも行うことができるが、当該除去作業を処理室１０５で行った場合、当該除去作業で発生したパーティクルが処理室１０５内に残留し、当該除去作業後に成膜する際に成膜不良が発生する可能性があるために、処理室１０５（好ましくは成膜装置１００）の外部で行うことが好ましい。また、当該除去作業する際は、防着板１１５を開閉扉１１７から取り出す。
【００４１】
開閉扉１１７を開ける際、処理室１０５に成膜装置１００の外部から大気が入る。具体的には、大気に含まれる水分が処理室１０５に入る。そこで、防着板１１５に付着している成膜材料が、水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料である場合、開閉扉１１７を開けた後、当該アルカリ金属又はアルカリ土類金属が大気に含まれる水分と反応して発火又は爆発する可能性がある。そのため、当該除去作業など、水との反応性の高い成膜材料を用いる成膜装置において、その処理室を大気と触れさせる場合は、安全に大気と触れさせることができるように処理を行うことが重要である。本発明の一態様に係る成膜装置は、水との反応性の高い成膜材料を用いた場合でも、安全に処理室を大気に触れさせることができ、メンテナンスなどの作業を安全に行うことができるものである。
【００４２】
〈処理室の構成〉
次に、処理室１０５の詳細について説明する。図２（Ａ）は、図１に示した処理室１０５の一点鎖線Ａ−Ｂにおける断面模式図である。図２（Ｂ）は、処理室１０５に設けられた防着板１１５の一点鎖線Ａ−Ｂにおける断面模式図である。
【００４３】
図２（Ａ）に示した処理室１０５は、処理室壁１１９と、処理室１０５の内部に設けられた防着板１１５と、処理室１０５の内部に基板１２１を支持する基板支持手段１２３と、少なくとも一部が基板１２１と重畳するマスク１２５と、マスク１２５を支持するマスク支持手段１２７と、少なくとも基板１２１の被成膜領域と重畳するシャッター１２９と、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７と、加熱手段１３７に接している成膜材料設置部１３９と、成膜材料設置部１３９に設けられて且つ加熱手段１３７によって加熱される容器１３３と、処理室１０５内を真空にする真空排気手段１４９と、処理室１０５内にガスを供給するガス供給手段１４７と、を有する。なお、成膜レート及び成膜材料の膜厚を計測するために、水晶振動子を用いた成膜レートセンサ及び膜厚計を有していてもよい。
【００４４】
処理室壁１１９は、アルミニウム又はステンレスなど剛性のある材料で形成され、処理室１０５内部を真空排気手段１４９で真空排気できるように構成されている。本実施の形態で示す処理室壁１１９の材料は、軽量で熱伝導性の良いアルミニウムを用いている。また、本実施の形態で示す成膜装置は、メンテナンスのため処理室１０５を構成する部材は分解可能としてある。また、機械的強度を高めるために処理室壁１１９の材料をステンレスとし、内面にアルミニウム溶射を施した構成としてもよい。定期的にアルミニウム溶射を施すことが可能な構成とすると更によい。
【００４５】
防着板１１５は、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐための部材である。なお、本明細書では、処理室１０５の内壁とは、図２（Ａ）に示した処理室壁１１９の内面を含む領域をいう。
【００４６】
図２（Ｂ）に防着板１１５の断面における拡大図を示す。図２（Ｂ）に示したように、防着板１１５は、熱伝導性を有する領域１５１と、熱伝導性を有する領域１５１に接して設けられた酸化物を有する領域１５３と、を有している。
【００４７】
防着板１１５において、熱伝導性を有する領域１５１が処理室の内壁（処理室壁１１９の内面）と対向するように設けられているため、酸化物を有する領域１５３が処理室１０５の内方を向くように設けられている。つまり、防着板１１５は、一方の面が熱伝導性を有する領域１５１であり、且つ処理室１０５の内壁と対向し、防着板１１５の他方の面が酸化物を有する領域１５３である。従って、成膜装置１００において、成膜材料は、主に酸化物を有する領域１５３に付着する。
【００４８】
防着板１１５、特に酸化物を有する領域１５３は酸素を含有している。そのため、成膜材料に水との反応性の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いた場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素と反応し、安定な固体化合物に変化する。なお、成膜中、防着板１１５に含まれる酸素は少なからず処理室１０５内に放出される。それゆえ、防着板に１１５から放出された酸素も少なからず防着板１１５に付着した材料と反応する。上記は酸化反応であり、安定な固体化合物は酸化物である。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料が防着板１１５に付着する前に、防着板１１５から放出された酸素と反応し、安定な固体化合物に変化してから防着板１１５に付着する場合もある。なお、当該材料が防着板に付着してから防着板に含まれる酸素と反応する変化のほうが、当該材料が防着板１１５に付着する前に酸素と反応する変化よりも支配的である。
【００４９】
また、本実施の形態において、処理室１０５に設けられている防着板１１５は複数設けられている（図２（Ａ）参照）。例えば、防着板１１５を設ける位置と処理室１０５の内壁の間にスペーサ（代表的には高ナット）を数カ所設けて、当該スペーサと防着板１１５とをネジ留めすることで設けられている。複数の防着板を取り付ける際は、成膜装置の成膜方法を考慮することが好ましい。例えば、本実施の形態では、成膜装置１００は真空蒸着装置であるため、気化した成膜材料は直線的に基板１２１まで到達する。そこで、成膜材料が気化する位置（ここでは成膜材料設置部１３９）からみて、処理室１０５の内壁が隠れるように、防着板１１５を設けることが好ましい。具体的には、図２（Ａ）に示した処理室１０５の断面において、（ｉ）基板１２１に対して垂直方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５の左長辺及び紙面右側の防着板１１５の右長辺が、シャッター１２９側且つ基板１２１に対して平行方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５の左短辺から紙面右側の防着板１１５の右短辺までの幅Ｗの内側に位置するように設置する。（ｉｉ）成膜材料設置部１３９側且つ基板１２１に対して平行方向に設けられた、紙面左側の防着板１１５における下長辺及び紙面右側の防着板１１５における下長辺が、基板１２１に対して垂直方向に設けられた、紙面左側及び紙面右側の防着板１１５の下短辺より上方に位置するように設置する。このようにすることで、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することを防ぐことができる。なお、防着板１１５は箱状のように一体形成されている防着板であってもよい。一体形成されている防着板を用いることで、成膜材料が処理室１０５の内壁に付着することをより確実に防ぐことができる。図２（Ａ）のように複数の防着板を設置する構成は、当該防着板の設置及び取り外しが容易であることや、当該防着板に付着した成膜材料を除去する作業が行いやすいなど、成膜装置のメンテナンスを容易に行うことできるため好ましい。
【００５０】
防着板１１５の材料について説明する。熱伝導性を有する領域１５１には、熱伝導性に優れた板状の金属又は当該金属を含む板状の合金を用いることができる。当該金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンなどから選択される一の金属であり、当該金属を含む合金としては、例えば、ステンレス鋼などである。
【００５１】
また、酸化物を有する領域１５３は、成膜中に付着した成膜材料と反応する酸化物材料を用いることができる。例えば、熱伝導性を有する領域１５１に用いた金属の酸化物、又は当該金属を含む合金の酸化物を用いることできる。
【００５２】
ここでは、防着板１１５について、熱伝導性を有する領域１５１が板状のアルミニウムであり、酸化物を有する領域１５３が板状又は膜状若しくは層状である酸化アルミニウム（アルミナ）である防着板について説明する。当該防着板を作製するには以下の方法が挙げられる。当該方法とは、（１）板状のアルミニウムと、ボーキサイトから製造される酸化アルミニウム又は水酸化アルミニウムを焼成することで製造される酸化アルミニウムなど、板状の酸化アルミニウムと、をネジ留めなどで機械的に接合させて作製する方法、又は、（２）板状のアルミニウムを陽極酸化処理し、当該板状のアルミニウム上に膜状又は層状の酸化アルミニウムを形成することで作製する方法、である。
【００５３】
成膜装置１００で水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜する場合、防着板１１５は上記（２）で作製される防着板を用いることが好ましい。なぜなら、上記（１）で作製される防着板に用いられる板状の酸化アルミニウムは、陽極酸化処理によって形成される酸化アルミニウムよりも多孔質であるため、水分を多く含んでいるといえる。そのため、成膜中に当該水分が処理室１０５内に放出されることで、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料と放出された水分とが反応し、発火又は爆発する危険性を有するためである。そこで、上記（１）で作製される防着板における板状の酸化アルミニウムは、十分な加熱処理などで水分を取り除くことが好ましい。しかし、防着板１１５作製時や成膜装置１００に取り付ける際などで、大気中の水分を吸収してしまうため、上記（２）で作製される防着板における酸化アルミニウムに比べて水分を多く含んでいるといえ、上記（２）で作製される防着板を用いるほうが好ましい。
【００５４】
また、上記（１）で作製される防着板に用いる板状の酸化アルミニウムは、重く、割れやすいことや、当該板状の酸化アルミニウムのコストが高いことなどもあるため、防着板１１５は、上記（２）で作製される防着板を用いることが好ましい。
【００５５】
さらに、防着板１１５の面内における温度が不均一であると、成膜材料１３５と反応する領域が局所的になるため、成膜材料に水との反応性が高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いた場合、防着板１１５に付着するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を効率良く安定な固体化合物に反応させることが難しくなる。そこで、防着板１１５の面内における温度の均一性を向上させるために、熱伝導性を有する領域１５１の厚さｄ１は酸化物を有する領域１５３の厚さｄ２より厚くすることが好ましい。
【００５６】
上記したように、本発明の一態様は、反応性の高い成膜材料を成膜する際に当該反応性の高い成膜材料を防着板１１５に含まれる酸素と反応させることによって、安定な固体化合物に変化させることである。そこで、反応性の高い成膜材料を安定な固体化合物に変化させる元素であれば、その種類に限定はない。従って、防着板１１５は、酸化物を有する領域１５３に代わりに、窒化物を有する領域であってもよく、フッ化物を有する領域であってもよい。さらには、窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域であってもよい。なお、防着板１１５において、窒化物を有する領域を設けた場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料は、窒素と反応して安定な固体化合物に変化する。フッ化物を有する領域を設けた場合、フッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域である場合、酸素、窒素及びフッ素と反応して安定な固体化合物に変化する。
【００５７】
基板１２１は成膜中に発生する熱に耐えうる材料であれば特に限定はない。例えば、ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板など透光性を有する基板や、当該基板上に半導体材料及び金属材料で形成した回路基板なども用いることができる。
【００５８】
基板支持手段１２３は、加熱手段に対向して設けられている。基板支持手段１２３は、基板１２１を支持できれば特に限定はないが、処理室１０５内は真空となるため、吸気による吸着で支持するのではなく、例えば、図２（Ａ）に示したように基板１２１の端部を支持できるような機構が設けられていることが好ましい。また、本実施の形態において、成膜装置１００はフェイスダウン方式の装置であるため、基板支持手段１２３は被形成面が下側（成膜材料設置部１３９側）を向くように基板１２１を支持する。なお、基板支持手段１２３を用いて基板１２１を支持した場合、基板１２１とマスク１２５の間に間隙が生じ、当該間隙よってマスク１２５のレイアウトを精細に反映することが難しくなる可能性がある。従って、マスク１２５のレイアウトを精細に反映させるために、成膜中、基板支持手段１２３で基板１２１を支持せず、基板１２１をマスク１２５に接した状態で成膜してもよい。このような構成とする場合は、基板支持手段１２３を設けず、搬送室１０３の搬送機構１１１で基板１２１をマスク１２５上に配置してもよい。
【００５９】
マスク１２５は、開閉扉１１７から設置してもよいし、処理室１０５に別途搬送機構を設けて、自動的にマスク支持手段１２７に設置されるようにしてもよい。
【００６０】
マスク支持手段１２７は、マスク１２５を支持できれば特に限定はない。例えば、マスク１２５を磁力で固定できるような構成としてもよいし、基板支持手段１２３のように支持体の端部を支持できるような構成としてもよい。また、マスク支持手段１２７は回転及び前後左右に動くことができる構成とし、マスク１２５と基板１２１の位置調整ができようにすることが好ましい。
【００６１】
シャッター１２９は、シャッター支持手段によって支持されている（図示せず）。シャッター１２９は、成膜材料の気化が安定するまでの間、成膜材料が基板１２１に到達することを防ぐために設けられている。そのため、成膜材料が基板１２１に到達することを防ぐことができれば、設置する位置（場所）は問わない。例えば、図２（Ａ）に示したように、基板１２１と成膜材料設置部１３９と重畳し、且つ防着板１１５よりも基板１２１側に設置してもよいし、基板１２１と成膜材料設置部１３９と重畳し、且つ防着板１１５よりも成膜材料設置部１３９側に設けてもよい。また、シャッター１２９は、成膜材料が付着するため、防着板１１５と同様の構成とする。つまり、シャッター１２９は、熱伝導性を有する領域と、水との反応性が高い成膜材料を安定な固体化合物に変化させる元素が含まれる領域（酸化物を有する領域、窒化物を有する領域、フッ化物を有する領域、又は窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域）と、を有する。
【００６２】
また、シャッター支持手段は、シャッター１２９を支持し、シャッター１２９を開閉できれば特に限定はない。例えば、成膜材料の気化が安定させた後、成膜する際にシャッター支持手段が回転し、シャッター１２９を開くような機構とすればよい。
【００６３】
加熱手段１３７は、ヒータ１４１と、ヒータ１４１の温度を制御する温度制御装置としてヒータコントローラ１４３と有する。ヒータ１４１としては、ニクロム線などの電気抵抗が高い導体で電路を形成し電流を通して発熱させるものであり、例えば、シーズヒータなどである。
【００６４】
処理室１０５底部の凹部に設けられた成膜材料設置部１３９は、ヒータ１４１からの熱を伝導することが可能な容器支持部１３８と、ヒータ１４１と処理室壁１１９とを隔てる耐熱性の台座１４５を有する。容器支持部１３８は、成膜中に容器１３３が倒れないように支持するために設けられており、防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に適用できる材料を用いることができる。図２（Ａ）では、ヒータ１４１が容器支持部１３８の外側に接するように設けられているが、ヒータ１４１は容器支持部１３８の内部に埋め込まれていてもよい。また、容器支持部１３８の形状は、図２（Ａ）に示したものに限られない。例えば、容器支持部１３８を皿状とし、容器１３３を用いず、成膜材料を直接容器支持部１３８に載せて成膜してもよい。なお、必要によっては容器支持部１３８及び台座１４５の一方又は双方を設けなくてもよい。また、加熱手段１３７によって、成膜材料を気化させるために熱を加えることが可能であれば、処理室壁１１９の成膜材料設置部１３９が設けられる箇所は図２（Ａ）のように凹部を有していなくてもよい。
【００６５】
容器１３３は、内部に成膜材料を入れることができ、容器支持部１３８に納められる形状であり、例えば、加熱手段１３７によって加熱されるルツボである。なお、上記したように容器支持部１３８を皿状とし、容器１３３を用いず、成膜材料を直接容器支持部１３８に載せて成膜してもよい。また、加熱されている容器の温度を計測するために、熱電対を用いた温度センサを設けることが好ましい。
【００６６】
真空排気手段１４９は、超高真空まで真空排気が可能なクライオポンプを用いることができる。クライオポンプを用いることで、処理室１０５の圧力を１０−５Ｐａよりも低い圧力の超高真空にすることができ、処理室１０５に混入する不純物を低減することができ、処理室１０５で形成される微結晶半導体膜中の不純物濃度を低減することができる。また、クライオポンプはターボ分子ポンプ及びドライポンプと比較して、排気速度が速いため、メンテナンス時に開閉するなど、開閉頻度の高い処理室１０５にクライオポンプを設けることでスループットを向上させることができる。なお、成膜装置１００において、クライオポンプの代わりにターボ分子ポンプ又はドライポンプを使用することができる。
【００６７】
また、処理室１０５だけではなく、ロードロック室１０１及び搬送室１０３に設けられている排気手段（Ｐ）においても、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ又はドライポンプを適宜設けることできる。なお、基板の投入及び取り出しなどで開閉頻度が高いロードロック室１０１にはクライオポンプを設けることが好ましい。
【００６８】
ガス供給手段１４７は、ガスが充填されたシリンダ、圧力調整弁、ストップバルブ、及びマスフローコントローラなどで構成されている。また、該ガスが充填されたシリンダは、例えば、酸素が充填されたシリンダ、窒素が充填されたシリンダ、及びフッ素が充填されたシリンダのうち一以上とすることができる。
【００６９】
〈成膜方法の詳細〉
次に、本発明の一態様に係る成膜方法について説明する。当該成膜方法は、成膜装置１００を用いて実施することができ、フェイスダウン方式で行うものとする。
【００７０】
上述したように、本発明の一態様に係る成膜方法は、物理気相成長法によりアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を基板に成膜する際、当該基板に成膜されない当該材料を、防着板に含まれる酸素と反応させて安定な固体化合物として防着板上に付着させることである。
【００７１】
例えば、本発明の一態様に係る成膜方法には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を成膜し始め、当該材料が防着板に付着すると、防着板に含まれる酸素と反応し安定な固体化合物に変化する場合と、当該材料が防着板から放出された酸素によって安定な固体化合物に変化し、当該安定な固体化合物が防着板に付着する場合とがある。双方の違いとしては、当該材料が防着板上で安定な固体化合物となるか、処理室内部の空間で安定な固体化合物となるか、ということである。双方の記載において、安定な固体化合物へと変化させることは同じであるため、ここでは当該材料が防着板に含まれる酸素によって安定な固体化合物となり、当該安定な固体化合物が防着板に付着する場合について、図１及び図２を用いて説明する。
【００７２】
まず、ロードロック室１０１の開閉扉から基板（図２（Ａ）では基板１２１に相当する。）をロードロック室１０１に投入し、排気手段（Ｐ）でロードロック室１０１内を減圧する。その後、ゲート１０７を開き、搬送機構１１１で基板を搬送室１０３に搬送する。その後、搬送機構１１１の回転機構で当該基板の被形成面を上下反転させる。その後、ゲート１０９を開き、基板を搬送室１０３から処理室１０５に搬送機構１１１で搬送する（図１参照）。なお、ゲート１０７を開ける際はロードロック室１０１と搬送室１０３を同程度に減圧しておき、ゲート１０９を開ける際は搬送室１０３と処理室１０５を同程度に減圧しておく。
【００７３】
処理室１０５に搬送された基板は、被形成面を下向きにして基板支持手段１２３で支持される（図２（Ａ）参照）。なお、当該基板は図２（Ａ）において基板１２１として図示されている。
【００７４】
次いで、真空排気手段１４９で処理室１０５内を減圧し、真空状態にする。例えば、処理室１０５内の到達真空度は、１．０×１０−４Ｐａ以下、好ましくは１．０×１０−５Ｐａ以下にすることができる。
【００７５】
次いで、容器支持部１３８で支持された容器１３３を加熱手段１３７で加熱する。なお、ここでは容器１３３内に成膜材料１３５が入っており、成膜材料１３５はアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料とする。また、成膜材料１３５が入っている容器１３３はあらかじめ、処理室１０５内を真空状態にする前に開閉扉１１７から容器支持部１３８に設置しておく。
【００７６】
加熱手段１３７は、少なくとも成膜材料１３５が気化する温度まで容器１３３を加熱する。ここでは、成膜材料１３５をアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料としていることから、ヒータコントローラ１４３でヒータ１４１の温度を制御し、容器１３３を１０００℃程度となるように加熱する。
【００７７】
気化した成膜材料１３５は、容器１３３のから基板１２１に向かって飛び出す。このとき、成膜材料１３５が気化し始めたときは、成膜材料１３５の気化が安定しておらず、基板１２１に堆積する速度（成膜レート）が安定していない。そのため、成膜材料１３５の気化が安定するまでシャッター１２９を閉じておき、成膜材料１３５の気化が安定し、基板１２１に堆積する速度（成膜レート）が安定した後、シャッター１２９を開ける。そうすることで、気化した成膜材料１３５が、安定した成膜レートで基板１２１の被形成面に到達し、当該被形成面に堆積する。
【００７８】
シャッター１２９を閉じて成膜材料１３５の気化を安定させているとき、及び、成膜材料１３５が基板１２１の被形成面に堆積しているとき、成膜材料１３５は防着板１１５及びシャッター１２９に付着（又は堆積）する。シャッター１２９に成膜材料１３５が付着した場合は、防着板１１５に成膜材料１３５が付着した場合と同じであるため、以下では防着板１１５に付着した場合について説明する。
【００７９】
成膜材料１３５が防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、防着板１１５に含まれる酸素（特に酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素）と反応し、安定な固体化合物に変化する。
【００８０】
具体的には、成膜材料１３５をアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の一例であるリチウム金属とする場合、気化したリチウム金属が防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に付着すると、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３に含まれている酸素と反応し、安定な固体化合物である酸化リチウムとなる。
【００８１】
また、成膜装置１００において、成膜材料１３５を気化させるために加熱するが、当該加熱によって発生した熱が伝導することで、防着板１１５も加熱される。特に、防着板１１５において、熱伝導性を有する領域１５１が酸化物を有する領域１５３よりも厚いため、防着板１１５は均一に加熱される。それゆえ、防着板１１５は成膜材料１３５と反応しやすくなる。これは防着板１１５が昇温されることで、防着板１１５に含まれる酸素（特に酸化物を有する領域１５３に含まれる酸素）が放出されやすくなるためである。従って、基板１２１に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板１１５に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、付着した成膜材料１３５の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。
【００８２】
また、成膜材料１３５は加熱（ここでは１０００℃程度）されて気化した状態で防着板１１５に到達し、換言すると、気化した成膜材料１３５は熱エネルギーを有した状態で防着板１１５に付着する。つまり、気化した成膜材料１３５は反応性が高い状態で防着板１１５に付着するため、付着する度に防着板１１５に含まれる酸素と反応する。このことからも、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、防着板に付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるといえる。
【００８３】
気化した成膜材料１３５が防着板１１５に付着するということは、気化した成膜材料１３５が一度変化した安定な固体化合物上に付着するということを含む。防着板１１５に付着した成膜材料１３５が安定な固体化合物に変化するということは、（ａ）成膜材料１３５が防着板１１５に含まれる酸素と反応する変化と、成膜材料１３５が（ａ）によって変化した安定な固体化合物（酸化物）に含まれる酸素と反応する変化と、（ｃ）（ｂ）の変化によって、酸素の一部が脱離した安定な固体化合物（酸化物）が防着板１１５に含まれる酸素と反応する変化とが、逐次行われることで生じる。このことからも、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚くなる場合）でも、防着板に付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるといえる。
【００８４】
また、本発明の一態様に係る成膜方法において、シャッター１２９に付着する成膜材料１３５は、防着板１１５に付着する場合と同様にして、安定な固体化合物に反応する。
【００８５】
次いで、基板１２１への成膜が終了した後、シャッター１２９を閉じ、ゲート１０９を開き、基板１２１を搬送機構１１１で搬送室１０３に搬送する。搬送した後、搬送機構１１１の回転機構で基板１２１の被形成面を上下反転させ、ゲート１０７を開き、基板１２１を搬送機構１１１でロードロック室１０１に搬送する。
【００８６】
また、基板１２１を取り出す時は、ロードロック室１０１の圧力を大気圧に戻した後、ロードロック室１０１の開閉扉から取り出すことができる。
【００８７】
なお、基板１２１への成膜が終了し、基板１２１を処理室１０５から搬出した後、ガス供給手段１４７から成膜材料１３５を安定な固体化合物に変化させることができるガス（例えば、酸素、窒素又はフッ素のうち少なくとも一）を処理室１０５内に供給してもよい。また、供給するガスの流量によって、安定な固体化合物に変化させる速度を調節することができる。
【００８８】
防着板１１５に付着した安定な固体化合物を除去した後、以下のような方法で防着板１１５を再生する。防着板１１５は、安定な固体化合物を除去すると、熱伝導性を有する領域１５１（板状のアルミニウム）のみとなっているため、当該板状のアルミニウムを陽極酸化処理して、当該板状のアルミニウムを上に酸化物を有する領域１５３（膜状又は層状の酸化アルミニウム）を形成する。
【００８９】
上記は、防着板１１５おいて、成膜材料１３５が付着する箇所を、酸化物を有する領域１５３とし、付着する成膜材料１３５を酸素によって酸化させることで安定な固体化合物に変化させる形態である。防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３を、窒化物を含む領域とした場合には窒素によって窒化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。そして、防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３を、フッ化物を含む領域とした場合にはフッ素によってフッ化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。また、防着板１１５において、酸化物を有する領域１５３に窒素物及びフッ化物の一方又は双方が含まれている場合は、酸素、窒素及びフッ素によって酸化、窒化、及びフッ化させることで安定な固体化合物に変化させる形態となる。
【００９０】
その後、開閉扉１１７から再生した防着板を所定の位置に設置すれば、再び成膜材料１３５を成膜することができる。
【００９１】
また、防着板１１５の酸化物を有する領域１５３を上記した板状の酸化アルミニウムとしている場合（上記（１）の場合）は、成膜材料１３５が付着している酸化物を有する領域１５３を取り外し、新規な板状の酸化アルミニウムを機械的に接合させればよい。
【００９２】
以上より、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行うことができるため、従来、成膜工程後に行っていた当該材料を安定な固体化合物に変化させる工程に必要な時間を短縮することができる。従って、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。また、防着板などに付着した材料を除去するなど、当該成膜装置内（例えば処理室）を安全に大気に触れさせることができる。つまり、本発明の一態様に係る成膜装置はメンテナンスなどの作業を安全に行うことができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚い場合）でも、付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができるため、防着板から当該安定な固体化合物を除去する作業まで期間を長くすることができる。換言するとメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態で説明した成膜装置（真空蒸着装置）において、成膜装置の構成を一部変更又は追加することで他の物理気相成長法の成膜装置とすることができる。例えば、本実施の形態で説明した成膜装置に、イオンビーム又は分子線を射出できる手段を設けることで、分子線蒸着装置又はイオンビーム蒸着装置として機能させることができる。また、気化した成膜材料をイオン化させる手段を設けることでイオンプレーティング装置として機能させることができる。また、成膜材料を金属ターゲットとし、当該金属ターゲットに電圧を加えることができる手段を追加し、処理室内でプラズマを発生させることで、スパッタリング装置として機能させることができる。
【００９４】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【００９５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法において、実施の形態１とは異なる構成を有する成膜装置及び成膜方法について説明する。
【００９６】
本実施の形態で説明する成膜装置は、実施の形態１で説明した成膜装置と比較して、処理室に設けられた防着板に加熱手段及び冷却手段の一方又は双方が設けられている点について異なる。
【００９７】
〈成膜装置の構成〉
そこで、実施の形態１で用いた符号を本実施の形態でも用い、実施の形態１とは異なる構成の詳細について説明する。
【００９８】
本実施の形態で説明する成膜装置の上面模式図は、図１と同様である。なお、本実施の形態で説明する成膜装置は、上記したように、図１の処理室１０５に設けられている防着板１１５に、防着板１１５の温度制御部材として加熱手段及び冷却手段の一方又は双方が設けられている。それゆえ、本実施の形態で説明する成膜装置の防着板以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９９】
〈処理室の構成〉
以下、本実施の形態で説明する成膜装置の処理室について説明する。図３（Ａ）は、処理室１０５の断面模式図である。図３（Ａ）の断面模式図は、実施の形態１と同様に、図１に示した一点鎖線Ａ−Ｂ間を示している。
【０１００】
図３（Ａ）に示した処理室１０５は、図２（Ａ）に示した処理室１０５と同様に、処理室壁１１９と、処理室１０５の内部に設けられた防着板１１５と、処理室１０５の内部に基板１２１を支持する基板支持手段１２３と、少なくとも一部が基板１２１と重畳するマスク１２５と、マスク１２５を支持するマスク支持手段１２７と、少なくとも基板１２１の被成膜領域と重畳するシャッター１２９と、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７と、加熱手段１３７に接している成膜材料設置部１３９と、成膜材料設置部１３９に設けられて且つ加熱手段１３７によって加熱される容器１３３と、処理室１０５内を真空にする真空排気手段１４９と、処理室１０５内にガスを供給するガス供給手段１４７と、を有する。なお、防着板１１５以外の説明は、実施の形態１を参照できる。
【０１０１】
防着板１１５は、図２（Ｂ）に示したように熱伝導性を有する領域１５１と、酸化物を有する領域１５３を有しており、さらに熱伝導性を有する領域１５１に接して温度制御部材１５５が設けられている。防着板１１５が複数である場合、温度制御部材１５５は全ての防着板１１５に設けられており、（１つの）温度制御装置で全ての温度制御部材１５５を制御することができる。
【０１０２】
温度制御部材１５５は、加熱手段及び冷却手段の一方又は双方である。なお、明瞭化のために、本実施の形態において、処理室１０５の底部に設けられた凹部に設置されている加熱手段１３７は、第１の加熱手段といい、温度制御部材１５５のひとつである熱伝導性を有する領域１５１に接して設けられている加熱手段は、第２の加熱手段という。
【０１０３】
温度制御部材１５５のひとつである第２の加熱手段は、第１の加熱手段の構成と同様の構成とすることができ、ヒータ１５７と、ヒータ１５７の温度を制御する温度制御装置としてヒータコントローラ１５８と、を有する。ヒータ１５７及びヒータコントローラ１５８は、実施の形態１で説明したヒータ１４１及びヒータコントローラ１４３と同様とすることができる。
【０１０４】
また、温度制御部材１５５のひとつである冷却手段は、チラーのように、水又は熱媒体となる液体を循環させる液冷が好ましく、冷却管１５９と、冷却管１５９を循環する水又は熱媒体となる液体の温度を制御する温度制御装置として冷却装置１６０と、を有する。
【０１０５】
第２の加熱手段及び冷却手段、特にヒータ１５７及び冷却管１５９の設け方には特に限定はなく、防着板１１５を昇温または降温することができればよい。例えば、ヒータ１５７及び冷却管１５９は、防着板１１５の背面模式図である図３（Ｂ）に示したように、櫛歯状に設けることができる。なお、防着板１１５の温度を正確に管理制御するために、熱電対を防着板１１５に接して設けてもよい。
【０１０６】
また、冷却手段において、冷却管１５９内を流れる水又は熱媒体となる液体は、冷却装置１６０を介して循環し、冷却装置１６０によって水温または液温が管理されることで、防着板１１５を冷却する。
【０１０７】
なお、本実施の形態においても、防着板１１５は、熱伝導性を有する領域１５１の方が酸化物を有する領域１５３よりも厚い（ｄ１＞ｄ２）ため、防着板１１５の昇温及び降温を素早く行うことができる。従って、本実施の形態で説明する成膜装置は、成膜にかかる時間を短縮することができるため、生産性を向上させることができる。
【０１０８】
防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に第２の加熱手段を設けることで、防着板１１５を昇温することができる。これにより、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に含まれる酸素を成膜材料１３５と反応させやすくすることができる。これは、防着板１１５が昇温されることで、含まれる酸素が放出されやすくなるからである。それゆえ、防着板１１５に付着する成膜材料１３５を素早く安定な固体化合物に反応させることができ、防着板１１５に付着する成膜材料１３５の膜厚が厚くなる場合も、膜内部まで効率良く安定な固体化合物に反応させることができる。
【０１０９】
また、防着板１１５の熱伝導性を有する領域１５１に冷却手段を設けることで、防着板１１５を降温することができる。これにより、防着板１１５（特に酸化物を有する領域１５３）に含まれる酸素が放出されにくくすることができる。
【０１１０】
本実施の形態のように、防着板１１５に第２の加熱手段及び冷却手段の一方又は双方を設け、これらの手段を用いることで防着板１１５の面内における温度を均一にすることができる。従って、成膜材料１３５と反応する領域が局所的になることを抑制でき、付着する成膜材料１３５を効率良く安定な固体化合物に変化させることができる。
【０１１１】
〈成膜方法の詳細〉
次に、本実施の形態で説明する成膜装置を用いた成膜方法について説明する。当該成膜方法は、実施の形態１で説明した成膜方法と比較して、意図的に防着板を加熱する点、又は、意図的に防着板を冷却する点が異なる。
【０１１２】
それゆえ、基板（図３（Ａ）では基板１２１に相当する。）をロードロック室１０１に投入する工程から当該基板を処理室１０５内部に搬送し、基板支持手段１２３で基板を支持させる工程まで実施の形態１と同様である。
【０１１３】
成膜材料１３５を基板１２１に成膜する際、成膜材料１３５の気化が安定するまで、シャッター１２９を閉じておくことなど、実施の形態１で説明した方法と同様にして行えばよい。それに加えて、本実施の形態で説明する処理室１０５で行う成膜は、成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板１１５に付着する膜厚が厚くなる場合）や、防着板１１５に付着する成膜材料１３５を素早く安定な固体化合物に変化させたい場合は、第２の加熱手段で防着板１１５を加熱しながら成膜することが好ましい。
【０１１４】
基板１２１に成膜材料１３５を所望の厚さだけ堆積させた後は、実施の形態１で説明したようにして基板１２１をロードロック室１０１に搬送し、基板１２１を取り出す。
【０１１５】
さらに、本実施の形態おいて、成膜する前や後など処理室１０５に基板１２１がない間や、基板を投入する前や取り出した後など成膜装置を待機させている間である、アイドリング時は冷却手段で防着板１１５を冷却することが好ましい。このようにすることで、防着板１１５から自発的に放出される酸素の量を低減することができ、使用できる期間（成膜材料１３５を安定な固体化合物に変化させることができる期間）を長くすることができる。換言すると、防着板１１５を取り外し、付着した安定な化合物を削除するなどメンテナンスするまでの期間を長くすることができる。
【０１１６】
また、防着板１１５を再生する方法は実施の形態１と同様である。そして、防着板１１５において、成膜材料１３５が付着する箇所を、酸化物を有する領域１５３は実施の形態１と同様に窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域に変えることができ、酸化物を有する領域１５３には窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含んでいてもよい。
【０１１７】
以上より、本発明の一態様に係る成膜装置は、防着板に付着したアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を安定な固体化合物に変化させる工程が、当該材料の成膜工程中に行うことができるため、従来、成膜工程後に行っていた当該材料を安定な固体化合物に変化させる工程に必要な時間を短縮することができる。従って、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。また、防着板などに付着した材料を除去するなど、当該成膜装置内（例えば処理室）を安全に大気に触れさせることができる。つまり、本発明の一態様に係る成膜装置はメンテナンスなどの作業を安全に行うことができる。また、本発明の一態様に係る成膜装置及び成膜方法は、基板に成膜する膜厚が厚い場合（換言すると、防着板に付着する膜厚が厚い場合）でも、防着板を意図的に加熱することができるため、付着した成膜材料の膜内部まで効率良く安定な固体化合物に変化させることができ、防着板から当該安定な固体化合物を除去する作業まで期間を長くすることができる。また、処理室に基板がない間や、成膜装置を待機させている間であるアイドリング時に防着板を意図的に冷却することができるため、防着板の使用できる期間を長くすることができ、メンテナンスするまでの期間を長くすることができる。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜の生産性を向上させることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した成膜装置の処理室を、少なくとも有する本発明の一態様に係る製造装置について説明する。また、本実施の形態では、当該製造装置を用いて、発光性の有機化合物を含む層を有する積層体（ＥＬ層）を有する発光素子が設けられた発光装置を作製する工程についても説明する。なお、当該発光装置の一態様には表示装置や照明装置などを含む。
【０１２０】
始めに、本実施の形態に記載する製造装置で作製される発光装置について、発光素子が設けられた表示装置を例に説明する。当該表示装置に含まれる表示パネルの上面模式図を図４（Ａ）に示し、図４（Ａ）のＭ−Ｎにおける断面模式図を図４（Ｂ）に示す。
【０１２１】
表示パネルには、第１の基板４０１と、信号線駆動回路４０３と、走査線駆動回路４０４と、シール材４０５と、第２の基板４０６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）４１８ａと、ＦＰＣ４１８ｂと、入力端子４２０と、が設けられている（図４（Ａ）参照）。
【０１２２】
第１の基板４０１上に設けられた画素部４０２を囲むようにして、シール材４０５が設けられ、画素部４０２上に第２の基板４０６が設けられている。よって画素部４０２は、第１の基板４０１とシール材４０５と第２の基板４０６とによって封止されている（図４（Ｂ）参照）。従って、第２の基板４０６は、対向基板ともいうことができる。
【０１２３】
また、第１の基板４０１上のシール材４０５によって囲まれている領域より外側の領域に、入力端子４２０を有し、ＦＰＣ４１８ａ、ＦＰＣ４１８ｂが接続されている。ＦＰＣ４１８ａは、別途異なる基板に作製された信号線駆動回路４０３と電気的に接続され、ＦＰＣ４１８ｂは、別途異なる基板に作製された走査線駆動回路４０４と電気的に接続されている。画素部４０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４１８ａ及びＦＰＣ４１８ｂを介して、信号線駆動回路４０３及び走査線駆動回路４０４から供給される。
【０１２４】
なお、別途異なる基板に作製された駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方法、ワイヤボンディング方法、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）方法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法などを用いることができる。
【０１２５】
また、図示していないが、信号線駆動回路４０３または走査線駆動回路４０４は、第１の基板４０１上に形成してもよい。
【０１２６】
ここで説明する表示パネルは、電極４１５及び配線４１６を有しており、電極４１５及び配線４１６はＦＰＣ４１８ａが有する端子と異方性導電層４１９を介して、電気的に接続されている（図４（Ｂ）参照）。
【０１２７】
電極４１５は、トランジスタ４１０のソース電極及びドレイン電極と同じ導電層から形成され、配線４１６は、発光素子２０８の一方の電極となる第１の電極２０２と同じ導電層で形成されている。
【０１２８】
本実施の形態では、トランジスタ４１０として、実施の形態１で示した第２のトランジスタを適用することができる。画素部４０２に設けられたトランジスタ４１０は発光素子と電気的に接続し、表示パネルを構成する。
【０１２９】
また図４（Ｂ）に示す表示装置は、表示素子として発光素子を用いた例を示している。図４において、発光素子２０８は、第１の電極２０２、第２の電極２２０、及びＥＬ層２５９を含む。発光素子２０８は、隔壁層４０９の間に設けられている。
【０１３０】
また、トランジスタ４１０の半導体層には、シリコン半導体又は酸化物半導体を用いることができる。酸化物半導体を用いたトランジスタは、シリコン半導体の１つであるアモルファスシリコンを用いたトランジスタと比較して、高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。よって、表示装置の画素部に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、同一基板上に駆動回路部または画素部に作り分けて作製することもできるため、表示装置の部品点数を削減することができる。従って、表示装置の生産性を向上させることができ、作製コストを低減することができる。
【０１３１】
次に、本発明の一態様に係る製造装置、及び当該製造装置を用いて上記表示パネルを作製する方法について説明する。
【０１３２】
図５（Ａ）に示す製造装置２００は、有機化合物又は無機化合物を有する層の蒸着などを行うマルチチャンバーに封止処理を行うチャンバーが一つのユニットとなっている例である。一つのユニットとすることで水分などの不純物の混入防止やスループット向上を図っている。
【０１３３】
製造装置２００は、基板投入室２０１と、搬送室２０３、２１９、２３１と、加熱処理室２０５と、受渡室２０９、２２１と、第１成膜室２０７と、第２成膜室２１１と、第３成膜室２１３と、第４成膜室２１５と、第５成膜室２１７と、その他の成膜室２２３、２２５、２２７、２２９と、基板待機室２３９とを有する製造装置である。なお、搬送室２０３には基板を搬送するための搬送機構２６０が設けており、他の搬送室も同様にそれぞれ搬送機構が設けてある。なお、各搬送室と各受渡室の間、各搬送室と各成膜室の間、各搬送室と各処理室の間には開閉可能なゲートが設けられている。なお、図示していないが、各処理室にはメンテナンス作業など、作業用の開閉扉が設けられている。当該開閉扉を介して、成膜材料の供給（ルツボの設置）や蒸着マスクの設置など適宜、作業を行うことができる。
【０１３４】
第１成膜室２０７と、第２成膜室２１１と、第３成膜室２１３と、第４成膜室２１５と、第５成膜室２１７は、先の実施の形態で説明した処理室を有している。このようにすることで先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第１乃至第５成膜室は、１つの成膜室に複数の成膜機構が設けられている構成としてもよい。このような構成とすることで、少数の成膜室で多種の膜を積層することができる。なお、本実施の形態において、成膜機構とは成膜を可能にするため必要な構成をいい、例えば、成膜材料や蒸着するために必要な加熱手段をいう。
【０１３５】
成膜室２２３、２２５、２２７、２２９には、例えば、先の実施の形態で説明した処理室又は分子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、若しくはスパッタリング法など、他の成膜方法が行える成膜機構を備えている処理室が適用されている。
【０１３６】
加えて、製造装置２００は、受渡室２３３と、対向基板投入室２３５と、シール形成室２３７と、貼り合わせ室２４１と、硬化処理室２４３と、基板取出室２４５と、搬送室２４９とを有する製造装置である。なお、搬送室２４９と受渡室２３３の間、搬送室２４９と各処理室の間には開閉可能なゲートが設けられている。なお、図示していないが、各処理室にはメンテナンス作業など、作業用の開閉扉が設けられている。
【０１３７】
図５（Ｂ）に製造装置２００で作製できる発光素子２０８の断面模式図を示す。発光素子２０８は、第１の電極２０２と第２の電極２２０の間にＥＬ層２５９が設けられている。具体的には、第１の電極２０２上に正孔注入層２１０が設けられており、正孔注入層２１０上に正孔輸送層２１２が設けられており、正孔輸送層２１２上に発光性の有機化合物を含む層２１４が設けられており、発光性の有機化合物を含む層２１４上に電子輸送層２１６が設けられており、電子輸送層２１６上に電子注入層２１８が設けられており、電子注入層２１８上に第２の電極２２０が設けられている。
【０１３８】
まず、基板投入室２０１に第１の基板４０１（３００ｍｍ×３６０ｍｍ）を配置する。
【０１３９】
上記表示装置はアクティブマトリクス型であるため、第１の基板４０１上には、予め、トランジスタ４１０（電流制御用トランジスタ）と、トランジスタ４１０のソース電極又はドレイン電極に接続している第１の電極２０２（陽極）と、第１の電極２０２の端部を覆う絶縁物の隔壁層４０９が設けられており、その他のトランジスタ（スイッチング用トランジスタなど）、並びに容量素子が複数設けられていてもよい。その他のトランジスタ及び容量素子は、トランジスタ４１０の作製工程で作製することができる。なお、パッシブマトリクス型の表示装置も製造装置２００により作製することができ、その場合、第１の基板４０１には電流制御用トランジスタ及びスイッチング用トランジスタを設けなくてよい。
【０１４０】
また、製造装置２００は、第１の基板４０１の基板サイズが、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、さらには１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板であっても対応可能である。
【０１４１】
基板投入室２０１にセットした第１の基板４０１を搬送室２０３に搬送する。なお、搬送室２０３には第１の基板４０１を搬送又は反転するための搬送機構２６０が設けられている。
【０１４２】
また、各搬送室２０３、２１９、２３１には、それぞれ搬送機構が設けてある。搬送室２１９は、第１の基板４０１の表裏を反転させることができ、第１成膜室２０７又は加熱処理室２０５に反転させて搬入することができる。各搬送室２０３、２１９、２３１及び受渡室２０９は、真空排気処理室と連結されており、真空排気して真空にすることもでき、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。
【０１４３】
また、上記の真空排気処理室としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、又はドライポンプなどが備えられている。これにより各処理室と連結された搬送室の到達真空度を１．０×１０−４Ｐａ以下、さらには１．０×１０−５Ｐａ程度にすることが可能であり、さらにポンプ側及び排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。
【０１４４】
また、基板投入室２０１に搬入する前に基板表面を洗浄した場合や、発光素子の劣化などを抑制するために、有機化合物を含む膜の蒸着する前に加熱処理を行うことが好ましく、第１の基板４０１を搬送室２０３から加熱処理室２０５に搬送し、第１の基板４０１に含まれる水分やその他のガスを除去する。第１の基板４０１に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、加熱処理を真空（５×１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１．０×１０−４Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ）で行うことが好ましい。例えば、加熱処理室２０５は、平板ヒータ（代表的にはシーズヒータ）を用いて、複数の基板を均一に加熱することができる。この平板ヒータは複数設置され、平板ヒータで基板を挟むように両面から加熱することもでき、勿論、片面から加熱することもできる。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに含まれているガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱処理は有効である。
【０１４５】
以下、ＥＬ層２５９を形成する。本実施の形態では、搬送室２０３から第１成膜室２０７に第１の基板４０１を搬送し、蒸着マスクを用いて、第１の電極２０２（陽極）上に正孔注入層２１０を形成する。
【０１４６】
ここで、正孔注入層２１０の成膜例を示す。正孔注入層２１０は正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【０１４７】
また、低分子の有機化合物である芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【０１４８】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。また、酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【０１４９】
特に、正孔注入層２１０として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、陽極からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層２１０を形成することにより、陽極からＥＬ層２５９への正孔注入が容易となる。
【０１５０】
製造装置２００を用いて共蒸着を行う際は、１つの成膜室に複数の成膜機構を設けて、各成膜機構の各ルツボに成膜材料を設置し、適宜蒸着レートを考慮して蒸着すればよい。
【０１５１】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【０１５２】
また、アクセプター性物質としては、有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１５３】
なお、高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層２１０に用いてもよい。
【０１５４】
次いで、第１成膜室２０７から受渡室２０９に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室２０９から搬送室２１９に基板を搬送する。
【０１５５】
次いで、搬送室２１９に連結された第２成膜室２１１、第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７へ基板を適宜、搬送して、正孔輸送層２１２、発光性の有機化合物を含む層２１４（例えば青色の発光層、緑色の発光層、赤色の発光層）を適宜形成する。
【０１５６】
第２成膜室２１１、第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７は、第１成膜室２０７と同様に先の実施の形態で説明した処理室を有する。
【０１５７】
第２成膜室２１１では、蒸着マスクを用いて正孔輸送層２１２を形成する。正孔輸送層２１２は正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、芳香族アミン化合物を用いることができる。これらは主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１５８】
また、正孔輸送層２１２には、カルバゾール誘導体や、アントラセン誘導体や、そのほか正孔輸送性の高い高分子化合物を用いてもよい。
【０１５９】
第３成膜室２１３、第４成膜室２１５、第５成膜室２１７では、それぞれ蒸着マスクを用いて発光性の有機化合物を含む層２１４を蒸着する。発光性の有機化合物を含む層２１４は、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。例えば、第３成膜室２１３で赤色の発光層と蒸着し、第４成膜室２１５で緑色の発光層と蒸着し、第５成膜室２１７で青色の発光層と蒸着することで、赤色、緑色、青色に蒸着仕分けることができ、完成した表示パネルをフルカラー表示させることができる。
【０１６０】
なお、発光性の有機化合物を含む層２１４としては、発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【０１６１】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するために結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うために、さらに異なる物質を添加してもよい。
【０１６２】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光性の有機化合物を含む層２１４の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【０１６３】
また、発光性の有機化合物を含む層２１４として高分子化合物を用いることができる。
【０１６４】
また、発光性の有機化合物を含む層を複数設け、それぞれの層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、発光性の有機化合物を含む層を２つ有する発光素子において、第１の発光性の有機化合物を含む層の発光色と第２の発光性の有機化合物を含む層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、発光性の有機化合物を含む層を３つ以上有する発光素子の場合でも同様である。発光素子全体として白色発光する発光素子を表示パネルに用いる場合、当該表示パネルをフルカラー表示させるには第２の基板（対向基板）４０６に赤色、緑色及び青色の領域を有するカラーフィルタを設ければよい。
【０１６５】
例えば、第３成膜室２１３で蒸着マスクを用いて青色の発光層を形成し、第４成膜室２１５で蒸着マスクを用いて緑色の発光層を形成し、第５成膜室２１７で蒸着マスクを用いて赤色の発光層を形成することで、発光性の有機化合物を含む層を複数設けた発光装置を作製できる。
【０１６６】
なお、発光性の有機化合物を含む層を複数設ける場合、それぞれの層を積層してもよいし、それぞれの層を並列に設けて、領域毎に異なる色が発光されるようにしてもよい。また、それぞれの層を積層する場合は、各層の間に電子注入層、電子輸送層、正孔注入層及び正孔輸送層などを適宜設けることが好ましい。
【０１６７】
次いで、第５成膜室２１７から受渡室２２１に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室２２１から搬送室２３１に基板を搬送する。
【０１６８】
次いで、搬送室２３１内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室２２３に搬送し、蒸着マスクを用いて電子輸送層２１６を形成する。電子輸送層２１６は電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層２１６は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１６９】
次いで、成膜室２２３から成膜室２２５に基板を搬送し、蒸着マスクを用いて電子注入層２１８を形成する。電子注入層２１８は電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層２１８には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層２１６を構成する物質を用いることもできる。
【０１７０】
なお、電子輸送層２１６および電子注入層２１８は、それぞれ、上述した材料から適宜選択し、先の実施の形態で説明した方法で形成することができる。このようにすることで先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。当該効果の一例として、表示パネルの生産性を低下させず、且つ安全に製造装置２００のメンテナンスを行うことができる。
【０１７１】
次いで、成膜室２２５から成膜室２２７に基板を搬送し、蒸着マスクを用いて第２の電極２２０（陰極）を形成する。この第２の電極２２０は、透明又は半透明であることが好ましく、抵抗加熱を用いた蒸着法により形成される金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＬｉＦなどの合金、又は周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜、又はこれらの積層膜）の薄膜（１ｎｍ〜３００ｎｍ程度）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜３００ｎｍ程度）とＩＴＯなど透明導電膜との積層を第２の電極２２０とすることが好ましい。積層する場合、スパッタリング法などの物理蒸着法を行うことができる成膜室に搬送し、透明導電膜を形成する。
【０１７２】
以上の工程によって、ＥＬ層２５９を有する発光素子２０８が形成される。
【０１７３】
形成した発光素子は、第１の電極２０２と第２の電極２２０との間に上記以外の層が複数積層されていてもよい。例えば、成膜室２２９で電荷発生層が形成された発光素子であってもよい。なお、ＥＬ層において、発光性の有機化合物を含む層が複数積層されている場合は、発光性の有機化合物を含む層の間に電荷発生層を設けることが好ましい。電荷発生層は上述の複合材料を用いて形成することができる。また、電荷発生層は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。これらの構造は上述のＥＬ層２５９の構造と組み合わせて用いることができる。
【０１７４】
また、演色性の良い白色発光を得る場合、発光スペクトルが可視光全域に広がるものとする必要があり、３つ以上のＥＬ層が積層された発光素子とすることが好ましい。例えばそれぞれ赤色、青色、緑色の発光色のＥＬ層を積層して発光素子を形成することができる。このように異なる３色以上のＥＬ層が積層された発光素子とすることにより演色性を高めることができる。また、複数のＥＬ層を積層する場合にも、各ＥＬ層の間には電荷発生層を設けることが好ましい。
【０１７５】
第２の電極２２０までが形成された基板２０４は、受渡室２３３を経由して搬送室２４９に導入され、基板待機室２３９に搬送する。搬送室２４９、基板待機室２３９は搬送室２０３、搬送室２１９、搬送室２３１と同様の構成であり、減圧雰囲気とすることが好ましい。
【０１７６】
そして、第２の電極２２０までが形成された基板２０４は搬送室２４９に設置された搬送機構２４７によって、貼り合わせ室２４１に搬送される。
【０１７７】
第２の基板（対向基板）４０６は、予め柱状又は壁状の構造物を設けておき、真空排気手段および加熱手段を有する対向基板投入室２３５に導入した後、まず、減圧下で加熱して脱気を行う。その後、搬送室２４９に設置された搬送機構２４７によって、シール形成室２３７に搬送し、シール材の形成を行う。シール形成室２３７にはディスペンス装置又はインクジェット装置が備えられている。また、シール形成室２３７にはシール材を仮硬化するためにベーク又はＵＶ照射機構を備えてもよい。シール形成室２３７でシール材を仮硬化させた後、シール材で囲まれた領域に充填材の滴下を行う。
【０１７８】
次いで、第２の基板４０６も搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で貼り合わせ室２４１に搬送する。
【０１７９】
貼り合わせ室２４１では、処理室内を減圧にした後、第２の電極２２０までが形成された第１の基板４０１と第２の基板４０６を貼り合わせる。上定盤又は下定盤を上下動させることによって一対の基板となるように貼り合わせる。減圧下で２枚の基板を貼り合わせる際、第２の基板４０６に設けられた柱状又は壁状の構造物が基板間隔を精密に保ち続け、且つ、基板割れが生じないように第１の基板４０１及び第２の基板４０６にかかる圧力を拡散する重要な役割を果たしている。
【０１８０】
また、シール形成室２３７で充填材の滴下を行わず、貼り合わせ室２４１においてシール材で囲まれた領域に充填材の滴下を行う機構としてもよい。
【０１８１】
また、処理室全体を減圧するのではなく、上定盤と下定盤とを上下動させることによって定盤間の空間を密閉した後、下定盤に設けられた穴から真空ポンプで脱空させて定盤間の空間を減圧することができるようにしてもよい。こうすると、処理室全体に比べて減圧する空間の容積が小さいので短時間に減圧することができる。
【０１８２】
また、上定盤と下定盤のいずれか一方に透光性の窓を設け、上定盤と下定盤との間隔を保ったままの貼り合わせた状態で光を照射してシール材を硬化させてもよい。
【０１８３】
次いで、一時的に貼り合わせた一対の基板を搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で硬化処理室２４３に搬送する。硬化処理室２４３ではシール材の本硬化を光照射（例えばＵＶ光）又は加熱処理によって行う。
【０１８４】
そして、貼り合わせた一対の基板を搬送室２４９に設置された搬送機構２４７で基板取出室２４５に搬送する。基板取出室２４５では減圧から大気圧に戻した後、貼り合わせた一対の基板を取り出す。こうして基板間隔を均一に保つ封止工程が完了する。なお、貼り合わせた一対の基板間に乾燥剤を設けてもよく、例えば第２の基板４０６に予め乾燥剤を設けておき、上記封止工程を行えばよい。
【０１８５】
以上の工程により、製造装置２００を用いて、ＥＬ層を有する発光素子が設けられた表示パネル及び表示装置を作製することができる。
【０１８６】
また、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１８７】
１００ 成膜装置
１０１ ロードロック室
１０３ 搬送室
１０５ 処理室
１０７ ゲート
１０９ ゲート
１１１ 搬送機構
１１５ 防着板
１１７ 開閉扉
１１９ 処理室壁
１２１ 基板
１２３ 基板支持手段
１２５ マスク
１２７ マスク支持手段
１２９ シャッター
１３３ 容器
１３９ 成膜材料設置部
１４１ ヒータ
１４３ ヒータコントローラ
１４５ 台座
１４７ ガス供給手段
１４９ 真空排気手段
１５１ 熱伝導性を有する領域
１５３ 酸化物を有する領域
１５５ 温度制御部材
１５７ ヒータ
１５８ ヒータコントローラ
１５９ 冷却管
１６０ 冷却装置
２００ 製造装置
２０１ 基板投入室
２０２ 第１の電極
２０３ 搬送室
２０４ 基板
２０５ 加熱処理室
２０７ 第１成膜室
２０８ 発光素子
２０９ 受渡室
２１０ 正孔注入層
２１１ 第２成膜室
２１２ 正孔輸送層
２１３ 第３成膜室
２１４ 発光性の有機化合物を含む層
２１５ 第４成膜室
２１６ 電子輸送層
２１７ 第５成膜室
２１８ 電子注入層
２１９ 搬送室
２２０ 第２の電極
２２１ 受渡室
２２３ 成膜室
２２５ 成膜室
２２７ 成膜室
２２９ 成膜室
２３１ 搬送室
２３３ 受渡室
２３５ 対向基板投入室
２３７ シール形成室
２３９ 基板待機室
２４１ 貼り合わせ室
２４３ 硬化処理室
２４５ 基板取出室
２４７ 搬送機構
２４９ 搬送室
２５９ ＥＬ層
２６０ 搬送機構
４０１ 第１の基板
４０２ 画素部
４０３ 信号線駆動回路
４０４ 走査線駆動回路
４０５ シール材
４０６ 第２の基板
４１５ 電極
４１６ 配線
４１８ａ ＦＰＣ
４１８ｂ ＦＰＣ
４１９ 異方性導電層
４２０ 入力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、
前記処理室内を真空にする真空排気手段と、
前記処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、
前記成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、
一方の面が前記処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
処理室と、
前記処理室内を真空にする真空排気手段と、
前記処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、
前記成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、
一方の面が前記処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、
前記防着板の熱伝導性を有する領域に接して設けられた加熱手段と、を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記防着板の熱伝導性を有する領域に接して設けられた冷却手段を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記成膜材料を放出するための手段は、前記成膜材料が設けられる成膜材料容器と、前記成膜材料容器を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
一方の面が前記基板支持手段と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、シャッターを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記熱伝導性を有する領域は、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンから選択される一の金属、又は前記金属を含む合金であることを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記熱伝導性を有する領域の厚さは、前記酸化物を有する領域の厚さよりも厚いことを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記酸化物を有する領域に代えて、窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記酸化物を有する領域に窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含んでいることを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、酸化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記酸化物を含む領域に含まれる酸素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む酸化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、窒化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記窒化物を含む領域に含まれる窒素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む窒化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１２】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、フッ化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記フッ化物を含む領域に含まれるフッ素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含むフッ化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１３】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、窒素物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記窒素物及び前記フッ化物の一方又は双方を含む前記酸化物を有する領域に含まれる、酸素と、窒素及びフッ素の一方又は双方と反応させ、
前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む酸化物と、窒素物及びフッ化物の一方又は双方とに変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一において、
前記防着板に接して設けた加熱手段を用いて、前記防着板を加熱しながら前記薄膜を堆積させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一において、
前記防着板に接して設けた冷却手段を用いて、前記防着板を冷却しながら前記成膜装置を待機させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１】
処理室と、
前記処理室内を真空にする真空排気手段と、
前記処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、
前記成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、
一方の面が前記処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
処理室と、
前記処理室内を真空にする真空排気手段と、
前記処理室内に設けられ、成膜材料を放出するための手段と、
前記成膜材料を放出するための手段に対向して設けられた基板支持手段と、
一方の面が前記処理室の内壁と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、防着板と、
前記防着板の熱伝導性を有する領域に接して設けられた加熱手段と、を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記防着板の熱伝導性を有する領域に接して設けられた冷却手段を備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記成膜材料を放出するための手段は、前記成膜材料が設けられる成膜材料容器と、前記成膜材料容器を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
一方の面が前記基板支持手段と対向し、且つ熱伝導性を有する領域であり、他方の面が前記熱伝導性を有する領域に接して設けられた酸化物を含む領域である、シャッターを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記熱伝導性を有する領域は、アルミニウム、鉄、クロム、銅、ニッケル、及びチタンから選択される一の金属、又は前記金属を含む合金であることを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記熱伝導性を有する領域の厚さは、前記酸化物を有する領域の厚さよりも厚いことを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記酸化物を有する領域に代えて、窒化物を有する領域、又はフッ化物を有する領域を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記酸化物を有する領域に窒化物及びフッ化物の一方又は双方を含んでいることを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、酸化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記酸化物を含む領域に含まれる酸素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む酸化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、窒化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記窒化物を含む領域に含まれる窒素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む窒化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１２】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、フッ化物を含む領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記フッ化物を含む領域に含まれるフッ素と反応させ、前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含むフッ化物に変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１３】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む材料の薄膜を被形成面に堆積させる成膜方法であって、
前記被形成面を囲む領域に、窒素物及びフッ化物の一方又は双方を含む酸化物を有する領域を表面に有する防着板を配設し、
前記被形成面に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を堆積させ、
前記防着板に被着した前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む材料を、前記窒素物及び前記フッ化物の一方又は双方を含む前記酸化物を有する領域に含まれる、酸素と、窒素及びフッ素の一方又は双方と反応させ、
前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属を含む酸化物と、窒素物及びフッ化物の一方又は双方とに変化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一において、
前記防着板に接して設けた加熱手段を用いて、前記防着板を加熱しながら前記薄膜を堆積させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一において、
前記防着板に接して設けた冷却手段を用いて、前記防着板を冷却しながら前記成膜装置を待機させることを特徴とする成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０８１２３（Ｐ２０１３−１０８１２３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７５３（Ｐ２０１１−２５２７５３）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]