成膜装置及び成膜方法
【課題】マスクの強度を低下させずに、大面積の成膜対象物に成膜できる成膜装置及び成膜方法を提供する。
【解決手段】
マスク３１は、薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔３２が配置された有効領域３３1〜３３3と、薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域３４1〜３４4とを有し、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４3は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４3とは、有効領域３３1〜３３3の幅方向６に沿って互いに隣接して配置され、成膜装置１０ａは、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置５１を有している。
【解決手段】
マスク３１は、薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔３２が配置された有効領域３３1〜３３3と、薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域３４1〜３４4とを有し、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４3は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４3とは、有効領域３３1〜３３3の幅方向６に沿って互いに隣接して配置され、成膜装置１０ａは、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置５１を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、薄い発光装置を組み立てることができることから、表示装置や照明機器の用途に注目されており、現在、大面積の成膜対象物の表面に所定の形状の有機薄膜を精密に成膜する技術が求められている。
【０００３】
図１０は従来の成膜装置１００の内部側面図である。
従来の成膜装置１００は、真空槽１１１と、放出口１２２が設けられ、放出口１２２から薄膜材料蒸気を真空槽１１１内に放出させる放出装置１２１と、放出装置１２１から放出された薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔１３２が設けられたマスク１３１とを有している。
【０００４】
放出装置１２１を加熱して、放出装置１２１内に配置された固体又は液体の薄膜材料１４１を加熱すると、薄膜材料１４１から薄膜材料蒸気が生成され、生成された薄膜材料蒸気は放出口１２２から真空槽１１１内に放出される。
【０００５】
放出装置１２１の上方には四角形のリング状のマスク保持部材１３６が配置され、マスク１３１はマスク保持部材１３６上に水平に配置されている。マスク１３１の外周部分はマスク保持部材１３６に密着して支持されており、マスク１３１の通過孔１３２はマスク保持部材１３６のリングの内側に露出されている。
【０００６】
放出口１２２から薄膜材料蒸気が放出されると、放出された薄膜材料蒸気はマスク１３１の通過孔１３２を通過して、マスク１３１と対面する位置に配置された成膜対象物１４２の表面に到達し、成膜対象物１４２の表面に通過孔１３２と同じ形状の薄膜が形成される。
【０００７】
従来の成膜装置１００では、通過孔１３２は、マスク１３１内で、マスク保持部材１３６のリングの内側に均一に配置されていた。そのため、成膜対象物１４２の大面積化に伴ってマスク１３１が大型化すると、通過孔１３２の個数が増加して、マスク１３１内で通過孔１３２が占める面積が増加し、マスク１３１の強度が低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、マスク１３１は外周部分が四角形のリング状のマスク保持部材１３６に密着して支持されており、マスク１３１が大型化すると、マスク１３１の外周部分のうち互いに対向する二辺の間隔が広がるため、マスク１３１の中央部分が重力により撓んでしまうという問題があった。
【０００９】
また、薄膜形成中に放出装置１２１からの熱輻射を受けてマスク１３１の温度が上昇すると、マスク１３１は熱膨張して、通過孔１３２は所要位置からずれ、成膜対象物１４２の表面に形成される薄膜の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じてしまう。そのため、成膜中にはマスク１３１を冷却しておく必要がある。
【００１０】
従来の成膜装置１００では、マスク保持部材１３６のうちマスク１３１に密着する面とは逆の面には流路部材１３８が密着して設けられ、流路部材１３８内部の流路１３９に温度管理された伝熱媒体を流して、流路部材１３８からの熱伝導によりマスク１３１を冷却していた。
【００１１】
しかし、マスク１３１のうちマスク保持部材１３６に密着する外周部分は冷却されやすいが、特に大型のマスク１３１では、マスク１３１の中心部分は冷却されづらく、中心部分の熱膨張を抑制することは困難であった。
【００１２】
またマスク１３１の中心部分を冷却するために流路１３９に流す伝熱媒体の温度を下げると、マスク１３１の外周部分で熱収縮が起こり、通過孔１３２は所要位置からずれ、成膜対象物１４２の表面に形成される薄膜の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−００８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、マスクの強度を低下させずに、大面積の成膜対象物に成膜できる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、放出口が設けられ、前記放出口から薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させる放出装置と、前記放出装置から放出された前記薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔が設けられたマスクとを有し、前記マスクと対面する位置に配置された成膜対象物に前記通過孔を通過した前記薄膜材料蒸気を到達させ、前記成膜対象物表面に薄膜を形成する成膜装置であって、前記マスクは、前記通過孔が配置された有効領域と、前記薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域とを有し、前記有効領域と前記遮蔽領域は、長さ方向と、前記長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、前記有効領域と前記遮蔽領域とは、前記有効領域の前記幅方向に沿って互いに隣接して配置され、前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記有効領域と前記遮蔽領域は、前記マスク内に、交互に複数配置された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記マスクに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる第二の移動装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記放出口は、前記有効領域と対面する位置の前記長さ方向に沿った延長線上に配置された成膜装置である。
本発明は、前記成膜装置を用いた成膜方法であって、前記成膜対象物を前記マスクと対面させた状態で、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する第一の成膜領域に薄膜を形成する第一の成膜工程と、前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させ、前記第一の成膜領域を前記遮蔽領域と対面させ、前記第一の成膜領域に隣接する第二の成膜領域を前記有効領域と対面させる移動工程と、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する前記第二の成膜領域に薄膜を形成する第二の成膜工程と、を有する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記第一、第二の成膜工程では、前記マスクと前記成膜対象物とに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる成膜方法である。
【発明の効果】
【００１６】
マスクの強度が従来のマスクより高くなるので、マスクを大型化してもマスクが損傷する可能性が低減し、大面積の成膜対象物への成膜が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一例の成膜装置の内部側面図
【図２】本発明の第一例の成膜装置の内部平面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：第一、三例の成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図
【図４】本発明の第二例の成膜装置の内部側面図
【図５】本発明の第二例の成膜装置の内部平面図
【図６】別構造を放出装置を有する第二例の成膜装置の内部側面図
【図７】マスクの部分拡大図
【図８】（ａ）〜（ｅ）：第二例の成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図
【図９】本発明の第三例の成膜装置の内部平面図
【図１０】従来の成膜装置の内部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第一例の成膜装置の構造＞
本発明の第一例の成膜装置の構造を説明する。
図１は第一例の成膜装置１０ａの内部側面図、図２は同内部平面図である。
【００１９】
第一例の成膜装置１０ａは、真空槽１１と、放出口２２が設けられ、放出口２２から薄膜材料蒸気を真空槽１１内に放出させる放出装置２１と、放出装置２１から放出された薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔３２が設けられたマスク３１とを有している。
【００２０】
放出装置２１は、ここでは細長形状の中空容器であり、長手方向を水平に向けた状態で真空槽１１内に配置されている。放出装置２１の内部には、固体又は液体の薄膜材料４１が配置されている。
【００２１】
放出装置２１の外周には線状のヒーター２５が巻き回されて取り付けられており、ヒーター２５には加熱用電源２６が電気的に接続されている。なお、図２ではヒーター２５と加熱用電源２６の図示を省略している。
【００２２】
加熱用電源２６からヒーター２５に電流を流すと、ヒーター２５は発熱して、熱伝導により放出装置２１は加熱され、放出装置２１内の薄膜材料４１は加熱されて、薄膜材料４１から薄膜材料蒸気が生成される。
【００２３】
放出口２２は、放出装置２１の上方を向いた面に、長手方向に沿って複数設けられており、放出装置２１内で生成された薄膜材料蒸気は、各放出口２２を通って真空槽１１内に放出されるようになっている。
【００２４】
放出装置２１の上方には開口３７が設けられたマスク保持部材３６が配置されており、マスク３１はマスク保持部材３６上に水平に配置され、マスク３１の通過孔３２はマスク保持部材３６の開口３７と対面して配置されている。
【００２５】
放出装置２１がマスク３１の下方を向いた面と対面する位置に配置されたとき、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は、マスク保持部材３６の開口３７とマスク３１の通過孔３２とを順に通過して、マスク３１の上方を向いた面と対面する位置に配置された成膜対象物４２の表面に到達し、成膜対象物４２の表面に薄膜が形成される。
【００２６】
本発明では、マスク３１は、通過孔３２が配置された有効領域３３1〜３３3と、薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域３４1〜３４4とを有している。
有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、遮蔽領域３４1〜３４4の幅方向の長さは、有効領域３３1〜３３3の幅方向の長さ以上にされ、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とは、有効領域３３1〜３３3の幅方向に沿って互いに隣接して配置されている。そのため、マスク３１内で通過孔３２が占める面積は、従来のマスク１３１（図１０参照）より小さく、マスク３１の強度が従来のマスク１３１より高くなっている。
【００２７】
以下では、有効領域３３1〜３３3の長さ方向、幅方向を「長さ方向」、「幅方向」と呼び、符号５、６を付して説明する。
本実施例では、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は、マスク３１内に、交互に複数配置されており、マスク保持部材３６は遮蔽領域３４1〜３４4と対向して配置され、遮蔽領域３４1〜３４4に密着されている。そのため、マスク３１は外周部分だけでなく中央部分もマスク保持部材３６に支持されており、マスク３１が大型化しても、マスク３１の中央部分が重力により下方に撓まないようになっている。
【００２８】
第一例の成膜装置１０ａは、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向（すなわち幅方向６）に相対的に移動させる第一の移動装置５１を有している。
【００２９】
すなわち、第一例の成膜装置１０ａは、成膜対象物４２とマスク３１とを対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域を遮蔽領域３４1〜３４4と対面させた後、マスク３１と放出装置２１とに対して成膜対象物４２を相対的に移動させ、第二の成膜領域を有効領域３３1〜３３3と対面させる第一の移動装置５１を有している。
【００３０】
第一の移動装置５１は、ここでは、マスク３１の上方に鉛直に配置された棒状の腕部材５１ａと、腕部材５１ａを鉛直方向と水平方向にそれぞれ移動させる腕部材移動装置５１ｂとを有している。腕部材５１ａの下端には水平方向に突出する凸部５１ｃが設けられている。図２では第一の移動装置５１の図示を省略している。
【００３１】
第一の移動装置５１の動作を説明すると、まず、成膜対象物４２とマスク３１とが対面して配置され、成膜対象物４２の第一の成膜領域が有効領域３３1〜３３3と対面され、第二の成膜領域が遮蔽領域３４1〜３４4と対面された状態で、腕部材移動装置５１ｂにより、腕部材５１ａを成膜対象物４２の外周より外側に移動させ、腕部材５１ａを下降させて、凸部５１ｃを成膜対象物４２表面より下方に位置させる。次いで、腕部材５１ａを成膜対象物４２に近づける方向に水平に移動させて、凸部５１ｃを成膜対象物４２表面と対向させた後、腕部材５１ａを上昇させると、凸部５１ｃは成膜対象物４２表面の外周部分と接触して、成膜対象物４２は凸部５１ｃに載せられ、マスク３１と離間する。次いで、腕部材５１ａを有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に移動させると、凸部５１ｃに載せられた成膜対象物４２も一緒に同方向に移動する。成膜対象物４２を、第二の成膜領域が有効領域３３1〜３３3と対面する位置で静止させ、腕部材５１ａを下降させ、凸部５１ｃをマスク３１より下方に移動させると、成膜対象物４２はマスク３１に接触してマスク３１上に載せられ、凸部５１ｃから離間する。
【００３２】
このようにして、成膜対象物４２はマスク３１と放出装置２１とに対し、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動される。
なお、第一の移動装置５１は、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動させることができるならば、上記構成に限定されない。
ここでは、有効領域３３1〜３３3の幅方向６は放出装置２１の長手方向と平行に向けられている。
【００３３】
本実施例では、第一例の成膜装置１０ａは、マスク３１に対し、放出装置２１を、有効領域３３1〜３３3の長さ方向５に相対的に移動させる第二の移動装置５３を有している。
第二の移動装置５３は、ここでは長さ方向５に沿って延設されたレール５３ａと、レール５３ａ上に配置された可動部５３ｂとを有している。
【００３４】
レール５３ａには複数の固定電磁石（不図示）が長さ方向５に沿って等間隔に並んで設けられ、可動部５３ｂには可動磁石（不図示）が設けられている。
固定電磁石の磁極を長さ方向５に沿って順に変化させると、可動磁石には長さ方向５と平行な移動力が印加され、可動部５３ｂは長さ方向５に沿って移動される。
【００３５】
放出装置２１は可動部５３ｂに固定されており、可動部５３ｂを長さ方向５に移動させると、放出装置２１も可動部５３ｂと一緒に長さ方向５に移動されるようになっている。放出装置２１を長さ方向５にあらかじめ定められた所定の速度で移動させると、マスク３１の有効領域３３1〜３３3には長さ方向５に沿って均一な量の薄膜材料蒸気が到達し、成膜対象物４２の表面には長さ方向５に沿って均一な膜厚の薄膜を形成することができる。
【００３６】
なお、マスク３１の有効領域３３1〜３３3に長さ方向５に沿って均一な量の薄膜材料蒸気を到達できるならば、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数個配置して、第二の移動装置５３を省略してもよい。
【００３７】
本実施例では、放出口２２は、有効領域３３1〜３３3と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上に配置され、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上には配置されていない。
【００３８】
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させると、放出口２２は有効領域３３1〜３３3と対面する範囲内を移動し、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する範囲内にははみ出さず、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２を通って成膜対象物４２に到達し、遮蔽領域３４1〜３４4に到達して無駄になったり、ダストの原因になることが防止されている。
【００３９】
マスク保持部材３６のうち遮蔽領域３４1〜３４4に密着する面とは逆の面には流路部材３８が密着して配置されている。
流路部材３８の内部には流路３９が設けられ、流路３９には伝熱媒体導入部４６ａと伝熱媒体排出部４６ｂとがそれぞれ接続されている。伝熱媒体導入部４６ａから流路３９内に温度管理された伝熱媒体を導入し、流路３９内を流れた伝熱媒体を伝熱媒体排出部４６ｂから排出すると、伝熱媒体との熱伝導により流路部材３８は伝熱媒体と同じ温度に加熱又は冷却され、流路部材３８に密着するマスク保持部材３６とマスク保持部材３６に密着するマスク３１も伝熱媒体と同じ温度に加熱又は冷却される。
【００４０】
流路部材３８は遮蔽領域３４1〜３４4と対向する範囲内に配置され、有効領域３３1〜３３3と対向する範囲内にははみ出しておらず、有効領域３３1〜３３3に入射する薄膜材料蒸気が流路部材３８で遮られることはない。
【００４１】
有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は交互に配置され、すなわち有効領域３３1〜３３3と流路部材３８は交互に配置されている。そのため、有効領域３３1〜３３3の中心と流路部材３８との距離が従来のマスク１３１（図１０参照）より短く、有効領域３３1〜３３3の加熱又は冷却効率が高くなっており、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２が熱により変形することが防止されている。
【００４２】
放出装置２１の上方を向いた面のうち、放出口２２の外側の部分は熱輻射防止部材２９で覆われている。熱輻射防止部材２９は、放出装置２１の輻射熱がマスク３１に到達して、マスク３１が熱膨張することを防止している。
【００４３】
＜第一例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第一例の成膜装置１０ａを用いた成膜方法を説明する。
（準備工程）
図３（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、一の成膜領域の幅方向に沿って互いに隣接して交互に定めておく。
【００４４】
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、マスク３１と対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させる。
【００４５】
流路部材３８の流路３９内にあらかじめ定められた所定温度の伝熱媒体を流して、マスク３１を伝熱媒体と同じ温度にする。以後、流路３９内に伝熱媒体を流すことを継続し、マスク３１の温度を伝熱媒体と同じ温度に維持する。
【００４６】
第二の移動装置５３を動作させて、放出装置２１をマスク３１と対面する範囲より外側に配置しておく。放出装置２１内に薄膜材料４１を配置しておく。
ヒーター２５を発熱させて、放出装置２１を加熱させ、薄膜材料４１を加熱して、放出口２２から薄膜材料蒸気を放出させる。
【００４７】
（第一の成膜工程）
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3に到達し、図３（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【００４８】
マスク３１は伝熱媒体と同じ温度に維持されており、放出装置２１の輻射熱により通過孔３２が変形することはなく、薄膜４５の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じることはない。
【００４９】
第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面しており、薄膜材料蒸気は第二の成膜領域４４1〜４４3には到達しない。
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数回往復移動させて、第一の成膜領域４３1〜４３3に形成される薄膜４５をあらかじめ定められた所定の膜厚になるまで積層させてもよい。
【００５０】
（移動工程）
図１、２を参照し、放出装置２１をマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１とに対して成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向（幅方向６）に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。
成膜対象物４２の移動中は、放出装置２１はマスク３１と対面する範囲より外側に配置されており、成膜対象物４２表面に蒸気が到達することはない。
【００５１】
（第二の成膜工程）
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第二の成膜領域４４1〜４４3に到達し、図３（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3に通過孔３２と同形状の薄膜が形成される。第一の成膜領域４３1〜４３3は遮蔽領域３４1〜３４3と対面しており、薄膜材料蒸気は第一の成膜領域４３1〜４３3には到達しない。
【００５２】
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数回往復移動させて、第二の成膜領域４４1〜４４3に形成される薄膜４５をあらかじめ定められた所定の膜厚になるまで積層させてもよい。
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3に薄膜が形成される。
【００５３】
ヒーター２５による放出装置２１の加熱を停止し、放出口２２からの薄膜材料蒸気の放出を停止する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物４２を真空槽１１の外側に搬出し、次いで、未成膜の成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、上述の各工程を繰り返して、複数枚の成膜対象物４２に順に薄膜を形成する。
【００５４】
マスク３１は伝熱媒体と同じ温度に維持されており、複数枚の成膜対象物４２に対して薄膜形成を繰り返してもマスク３１の熱による変形は発生せず、各成膜対象物４２に形成される薄膜４５の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じることはない。
【００５５】
＜第二例の成膜装置の構造＞
本発明の第二例の成膜装置の構造を説明する。
図４は第二例の成膜装置１０ｂの内部側面図、図５は同内部平面図である。
【００５６】
第二例の成膜装置１０ｂの構成のうち、第一例の成膜装置１０ａの構成と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
第二例の成膜装置１０ｂは、第一例の成膜装置１０ａの放出装置２１の代わりに、符号２１ｈ、２１ｄの放出装置を有している。図４では符号２１ｄの放出装置の図示を省略している。
符号２１ｈ、２１ｄの放出装置の構造は互いに同じであり、符号２１ｈの放出装置で代表して説明する。
【００５７】
放出装置２１ｈは、ここでは細長形状の中空容器であり、長手方向を有効領域３３1〜３３3の幅方向６と平行に向けられた状態で真空槽１１内に配置されている。
放出装置２１ｈには、薄膜材料蒸気を放出するガス放出部６０ｈが接続され、ガス放出部６０ｈから放出装置２１ｈ内に薄膜材料蒸気が導入されるようになっている。
【００５８】
本実施例では、ガス放出部６０ｈは、赤、緑、青色薄膜材料蒸気を放出する赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBと、赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBに接続された開閉可能な赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈBとを有している。
【００５９】
赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈBを開状態にすると、赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBから放出装置２１ｈ内に赤、緑、青色薄膜材料蒸気がそれぞれ導入され、閉状態にすると、放出装置２１ｈ内への蒸気の導入が停止されるようになっている。
【００６０】
放出装置２１ｈの上方を向いた面には、長手方向に沿って放出口２２ｈが複数設けられている。放出装置２１ｈ内に導入された蒸気はそれぞれ、各放出口２２ｈを通って真空槽１１内に放出される。
【００６１】
なお、放出装置２１ｈは、ガス放出部６０ｈから薄膜材料蒸気が導入され、導入された薄膜材料蒸気が放出口２２ｈから真空槽１１内に放出されるならば、上記構成に限定されない。
【００６２】
図６は、別構造の放出装置２１ｈを有する第二例の成膜装置１０ｂの内部側面図である。
この放出装置２１ｈは、第一乃至第ｎ（ｎは二以上の自然数）の分岐管５９1、５９2からなるｎ段縦続の分岐構造を有し、第一乃至第ｎの分岐管５９1、５９2の各々は、ガス放出部６０ｈ又は前段の分岐管５９1の出口に接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
【００６３】
本実施例では、放出装置２１ｈは、第一、第二の分岐管５９1、５９2からなる二段縦続の分岐構造を有している。
第一の分岐管５９1は、ガス放出部６０ｈに接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
【００６４】
第二の分岐管５９2は、第一の分岐管５９1の出口に接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
各分岐管５９1、５９2では、二本の分岐管体の入口から出口までの薄膜材料蒸気の流路長さが互いに等しくされている。
放出口２２ｈは第二の分岐管５９2の出口に設けられている。
【００６５】
ガス放出部６０ｈから第一の分岐管５９1の入口に導入された薄膜材料蒸気は、第一の分岐管５９1により均等に二系統に分流されて、各第二の分岐管５９2の入口に導入され、第二の分岐管５９2により均等に二系統に分流されて、第二の分岐管５９2の出口に設けられた放出口２２ｈから真空槽１１内に流出される。
よって、放出装置２１ｈに導入された薄膜材料蒸気は、各放出口２２ｈから互いに同じ流量で流出し、成膜対象物４２の表面に成膜される薄膜の膜厚は、成膜対象物４２の表面内で均一になる。
【００６６】
図４、６を参照し、放出装置２１ｈには線状のヒーター２５ｈが巻き回されて取り付けられており、ヒーター２５ｈには加熱用電源２６ｈが電気的に接続されている。加熱用電源２６ｈからヒーター２５ｈに電流を流すと、ヒーター２５ｈは発熱して、熱伝導により放出装置２１ｈは加熱されて、放出装置２１ｈ内に導入された蒸気は壁面に凝縮しないようになっている。
【００６７】
図５を参照し、符号２１ｈ、２１ｄの放出装置は、有効領域３３1〜３３3の長さ方向５に隣接して配置され、第二の移動装置５３の同一の可動部５３ｂに固定されており、可動部５３ｂをレール５３ａに沿って移動させると、放出装置２１ｈ、２１ｄは一緒にレール５３ａに沿って移動するようになっている。
【００６８】
各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄは、有効領域３３1〜３３3と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上に配置され、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上には配置されていない。
【００６９】
第二の移動装置５３により、放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って移動させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄは有効領域３３1〜３３3と対面する範囲内を移動し、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する範囲内にははみ出さず、各放出口２２ｈ、２２ｄから放出された薄膜材料蒸気は、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２を通って成膜対象物４２に一緒に到達し、遮蔽領域３４1〜３４4に到達して無駄になったり、ダストの原因になることが防止されている。
【００７０】
＜第二例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第二例の成膜装置１０ｂを用いた成膜方法を説明する。
（準備工程）
図７は、マスク３１の部分拡大図である。本実施例で用いるマスク３１は、一枚で三色の発光層の形成に用いられるものであり、各通過孔３２の幅方向６の長さｄは、幅方向６に隣り合う二つの通過孔３２の中心間隔Ｌの３分の１以下の長さに形成されている。
【００７１】
図８（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、一の成膜領域の幅方向に沿って互いに隣接して交互に定めておく。また、各第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3内では、通過孔３２と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の赤、緑、青色成膜領域を、この順に幅方向６に隣接して定めておく。
【００７２】
図５を参照し、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈB、６２ｄR、６２ｄG、６２ｄBを閉状態にしておく。
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
【００７３】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、マスク３１と対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させる。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００７４】
流路３９内にあらかじめ定められた所定温度の伝熱媒体を流して、マスク３１を伝熱媒体と同じ温度にする。以後、流路３９内に伝熱媒体を流すことを継続し、マスク３１の温度を伝熱媒体と同じ温度に維持する。
【００７５】
第二の移動装置５３を動作させて、各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置しておく。不図示のヒーターにより各放出装置２１ｈ、２１ｄを加熱して、蒸気の凝縮温度以上に昇温する。以後、ヒーターによる加熱を継続して、各放出装置２１ｈ、２１ｄの温度を蒸気の凝縮温度以上に維持する。
【００７６】
（赤色発光層成膜工程）
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤色バルブ６２ｈR、６２ｄRを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００７７】
上述の第一の成膜工程と同じ工程を行って、各放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って一緒に移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから放出された赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、各通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域に一緒に到達し、図８（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域に通過孔３２と同形状の赤色発光層４５Rが形成される。
【００７８】
次いで、上述の移動工程と同じ工程を行って、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3は遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。ここでは第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００７９】
次いで、上述の第二の成膜工程と同じ工程を行って、各放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って一緒に移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから放出された赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、各通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域に一緒に到達し、図８（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域に通過孔３２と同形状の赤色発光層４５Rが形成される。
【００８０】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤色バルブ６２ｈR、６２ｄRを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８１】
（緑色発光層成膜工程）
次いで、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面する。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の緑色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００８２】
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの緑色バルブ６２ｈG、６２ｄGを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に緑色ホスト薄膜材料蒸気と緑色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００８３】
上述の赤色発光層成膜工程と同じ工程で各放出装置２１ｈ、２１ｄを一緒に移動させ、図８（ｄ）に示すように、第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の緑色成膜領域に、通過孔３２と同形状の緑色発光層４５Gを形成する。
【００８４】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの緑色バルブ６２ｈG、６２ｄGを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への緑色ホスト薄膜材料蒸気と緑色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８５】
（青色発光層成膜工程）
次いで、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面する。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の青色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００８６】
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの青色バルブ６２ｈB、６２ｄBを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に青色ホスト薄膜材料蒸気と青色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００８７】
上述の赤又は緑色発光層成膜工程と同じ工程で各放出装置２１ｈ、２１ｄを一緒に移動させ、図８（ｅ）に示すように、第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の青色成膜領域に、通過孔３２と同形状の青色発光層４５Bを形成する。
【００８８】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの青色バルブ６２ｈB、６２ｄBを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への青色ホスト薄膜材料蒸気と青色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８９】
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の赤、緑、青色成膜領域に赤、緑、青色発光層４５R、４５G、４５Bがそれぞれ形成される。
【００９０】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物４２を真空槽１１の外側に搬出し、次いで、未成膜の成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、上述の各工程を繰り返して、複数枚の成膜対象物４２に順に赤、緑、青色発光層４５R、４５G、４５Bをそれぞれ形成する。
【００９１】
＜第三例の成膜装置の構造＞
本発明の第三例の成膜装置の構造を説明する。
図９は第三例の成膜装置１０ｃの内部平面図である。
第三例の成膜装置１０ｃの構成のうち、第一例の成膜装置１０ａの構成と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９２】
第三例の成膜装置１０ｃは、第一例の成膜装置１０ａの放出装置２１と同じ構造の第一、第二の放出装置２１1、２１2を有しており、第一例の成膜装置１０ａの第二の移動装置５３とは別構造の第二の移動装置５３’を有している。
第一の放出装置２１1と、第一の移動装置５１と、第二の放出装置２１2は、長さ方向５に沿ってこの順に配置されている。
【００９３】
第二の移動装置５３’はここでは複数の回転ローラ５７を有している。回転ローラ５７は回転軸線を幅方向６と平行に向けた状態で、第一、第二の放出装置２１1、２１2の放出口２２1、２２2から放出された蒸気を遮らない位置に、長さ方向５に沿って二列に並んで配置されている。
【００９４】
回転ローラ５７上にマスク３１と成膜対象物４２とを重ねて配置した状態で、回転ローラ５７を回転させると、マスク３１と成膜対象物４２は一緒に長さ方向５に沿って移動して、第一の放出装置２１1と対向する位置と、第一の移動装置５１と対向する位置と、第二の放出装置２１2と対向する位置とを順に通過するようになっている。
【００９５】
＜第三例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第三例の成膜装置１０ｃを用いた成膜方法を説明する。
図３（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、互いに幅方向に隣接して交互に定めておく。
【００９６】
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
マスク３１上に成膜対象物４２を配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させた状態で、図９を参照し、真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に真空槽１１内に搬入し、第一の放出装置２１1より長さ方向５の始点側に位置する回転ローラ５７上に配置する。
【００９７】
第一、第二の放出装置２１1、２１2を加熱して、第一、第二の放出装置２１1、２１2の放出口２２1、２２2から薄膜材料蒸気を放出させる。
回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５の終点側に向かって移動させ、第一の放出装置２１1と対向する位置を通過させると、放出口２２1から放出された薄膜材料蒸気は通過孔３２を通って、成膜対象物４２の表面に到達し、図３（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【００９８】
図９を参照し、回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５に沿って移動させ、第一の移動装置５１と対向する位置で静止させる。第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と第一、第二の放出装置２１1、２１2とに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。
【００９９】
次いで、回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５に沿って移動させ、第二の放出装置２１2と対向する位置を通過させると、放出口２２2から放出された薄膜材料蒸気は通過孔３２を通って、成膜対象物４２の表面に到達し、図３（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【０１００】
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3に薄膜が形成される。
なお、第一、第二の放出装置２１1、２１2は上記構成に限定されず、第二例の成膜装置１０ｂの放出装置２１ｈ、２１ｄと同じ構造であり、外部のガス放出部から薄膜材料蒸気がそれぞれ供給されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
５……長さ方向
６……幅方向
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……成膜装置
１１……真空槽
２１、２１ｈ、２１ｄ、２１1、２１2……放出装置
２２、２２ｈ、２２ｄ、２２1、２２2……放出口
３１……マスク
３２……通過孔
３３1〜３３3……有効領域
３４1〜３４4……遮蔽領域
４２……成膜対象物
５１……第一の移動装置
５３……第二の移動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、薄い発光装置を組み立てることができることから、表示装置や照明機器の用途に注目されており、現在、大面積の成膜対象物の表面に所定の形状の有機薄膜を精密に成膜する技術が求められている。
【０００３】
図１０は従来の成膜装置１００の内部側面図である。
従来の成膜装置１００は、真空槽１１１と、放出口１２２が設けられ、放出口１２２から薄膜材料蒸気を真空槽１１１内に放出させる放出装置１２１と、放出装置１２１から放出された薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔１３２が設けられたマスク１３１とを有している。
【０００４】
放出装置１２１を加熱して、放出装置１２１内に配置された固体又は液体の薄膜材料１４１を加熱すると、薄膜材料１４１から薄膜材料蒸気が生成され、生成された薄膜材料蒸気は放出口１２２から真空槽１１１内に放出される。
【０００５】
放出装置１２１の上方には四角形のリング状のマスク保持部材１３６が配置され、マスク１３１はマスク保持部材１３６上に水平に配置されている。マスク１３１の外周部分はマスク保持部材１３６に密着して支持されており、マスク１３１の通過孔１３２はマスク保持部材１３６のリングの内側に露出されている。
【０００６】
放出口１２２から薄膜材料蒸気が放出されると、放出された薄膜材料蒸気はマスク１３１の通過孔１３２を通過して、マスク１３１と対面する位置に配置された成膜対象物１４２の表面に到達し、成膜対象物１４２の表面に通過孔１３２と同じ形状の薄膜が形成される。
【０００７】
従来の成膜装置１００では、通過孔１３２は、マスク１３１内で、マスク保持部材１３６のリングの内側に均一に配置されていた。そのため、成膜対象物１４２の大面積化に伴ってマスク１３１が大型化すると、通過孔１３２の個数が増加して、マスク１３１内で通過孔１３２が占める面積が増加し、マスク１３１の強度が低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、マスク１３１は外周部分が四角形のリング状のマスク保持部材１３６に密着して支持されており、マスク１３１が大型化すると、マスク１３１の外周部分のうち互いに対向する二辺の間隔が広がるため、マスク１３１の中央部分が重力により撓んでしまうという問題があった。
【０００９】
また、薄膜形成中に放出装置１２１からの熱輻射を受けてマスク１３１の温度が上昇すると、マスク１３１は熱膨張して、通過孔１３２は所要位置からずれ、成膜対象物１４２の表面に形成される薄膜の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じてしまう。そのため、成膜中にはマスク１３１を冷却しておく必要がある。
【００１０】
従来の成膜装置１００では、マスク保持部材１３６のうちマスク１３１に密着する面とは逆の面には流路部材１３８が密着して設けられ、流路部材１３８内部の流路１３９に温度管理された伝熱媒体を流して、流路部材１３８からの熱伝導によりマスク１３１を冷却していた。
【００１１】
しかし、マスク１３１のうちマスク保持部材１３６に密着する外周部分は冷却されやすいが、特に大型のマスク１３１では、マスク１３１の中心部分は冷却されづらく、中心部分の熱膨張を抑制することは困難であった。
【００１２】
またマスク１３１の中心部分を冷却するために流路１３９に流す伝熱媒体の温度を下げると、マスク１３１の外周部分で熱収縮が起こり、通過孔１３２は所要位置からずれ、成膜対象物１４２の表面に形成される薄膜の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−００８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、マスクの強度を低下させずに、大面積の成膜対象物に成膜できる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、放出口が設けられ、前記放出口から薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させる放出装置と、前記放出装置から放出された前記薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔が設けられたマスクとを有し、前記マスクと対面する位置に配置された成膜対象物に前記通過孔を通過した前記薄膜材料蒸気を到達させ、前記成膜対象物表面に薄膜を形成する成膜装置であって、前記マスクは、前記通過孔が配置された有効領域と、前記薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域とを有し、前記有効領域と前記遮蔽領域は、長さ方向と、前記長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、前記有効領域と前記遮蔽領域とは、前記有効領域の前記幅方向に沿って互いに隣接して配置され、前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記有効領域と前記遮蔽領域は、前記マスク内に、交互に複数配置された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記マスクに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる第二の移動装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記放出口は、前記有効領域と対面する位置の前記長さ方向に沿った延長線上に配置された成膜装置である。
本発明は、前記成膜装置を用いた成膜方法であって、前記成膜対象物を前記マスクと対面させた状態で、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する第一の成膜領域に薄膜を形成する第一の成膜工程と、前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させ、前記第一の成膜領域を前記遮蔽領域と対面させ、前記第一の成膜領域に隣接する第二の成膜領域を前記有効領域と対面させる移動工程と、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する前記第二の成膜領域に薄膜を形成する第二の成膜工程と、を有する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記第一、第二の成膜工程では、前記マスクと前記成膜対象物とに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる成膜方法である。
【発明の効果】
【００１６】
マスクの強度が従来のマスクより高くなるので、マスクを大型化してもマスクが損傷する可能性が低減し、大面積の成膜対象物への成膜が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一例の成膜装置の内部側面図
【図２】本発明の第一例の成膜装置の内部平面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：第一、三例の成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図
【図４】本発明の第二例の成膜装置の内部側面図
【図５】本発明の第二例の成膜装置の内部平面図
【図６】別構造を放出装置を有する第二例の成膜装置の内部側面図
【図７】マスクの部分拡大図
【図８】（ａ）〜（ｅ）：第二例の成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図
【図９】本発明の第三例の成膜装置の内部平面図
【図１０】従来の成膜装置の内部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第一例の成膜装置の構造＞
本発明の第一例の成膜装置の構造を説明する。
図１は第一例の成膜装置１０ａの内部側面図、図２は同内部平面図である。
【００１９】
第一例の成膜装置１０ａは、真空槽１１と、放出口２２が設けられ、放出口２２から薄膜材料蒸気を真空槽１１内に放出させる放出装置２１と、放出装置２１から放出された薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔３２が設けられたマスク３１とを有している。
【００２０】
放出装置２１は、ここでは細長形状の中空容器であり、長手方向を水平に向けた状態で真空槽１１内に配置されている。放出装置２１の内部には、固体又は液体の薄膜材料４１が配置されている。
【００２１】
放出装置２１の外周には線状のヒーター２５が巻き回されて取り付けられており、ヒーター２５には加熱用電源２６が電気的に接続されている。なお、図２ではヒーター２５と加熱用電源２６の図示を省略している。
【００２２】
加熱用電源２６からヒーター２５に電流を流すと、ヒーター２５は発熱して、熱伝導により放出装置２１は加熱され、放出装置２１内の薄膜材料４１は加熱されて、薄膜材料４１から薄膜材料蒸気が生成される。
【００２３】
放出口２２は、放出装置２１の上方を向いた面に、長手方向に沿って複数設けられており、放出装置２１内で生成された薄膜材料蒸気は、各放出口２２を通って真空槽１１内に放出されるようになっている。
【００２４】
放出装置２１の上方には開口３７が設けられたマスク保持部材３６が配置されており、マスク３１はマスク保持部材３６上に水平に配置され、マスク３１の通過孔３２はマスク保持部材３６の開口３７と対面して配置されている。
【００２５】
放出装置２１がマスク３１の下方を向いた面と対面する位置に配置されたとき、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は、マスク保持部材３６の開口３７とマスク３１の通過孔３２とを順に通過して、マスク３１の上方を向いた面と対面する位置に配置された成膜対象物４２の表面に到達し、成膜対象物４２の表面に薄膜が形成される。
【００２６】
本発明では、マスク３１は、通過孔３２が配置された有効領域３３1〜３３3と、薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域３４1〜３４4とを有している。
有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、遮蔽領域３４1〜３４4の幅方向の長さは、有効領域３３1〜３３3の幅方向の長さ以上にされ、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とは、有効領域３３1〜３３3の幅方向に沿って互いに隣接して配置されている。そのため、マスク３１内で通過孔３２が占める面積は、従来のマスク１３１（図１０参照）より小さく、マスク３１の強度が従来のマスク１３１より高くなっている。
【００２７】
以下では、有効領域３３1〜３３3の長さ方向、幅方向を「長さ方向」、「幅方向」と呼び、符号５、６を付して説明する。
本実施例では、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は、マスク３１内に、交互に複数配置されており、マスク保持部材３６は遮蔽領域３４1〜３４4と対向して配置され、遮蔽領域３４1〜３４4に密着されている。そのため、マスク３１は外周部分だけでなく中央部分もマスク保持部材３６に支持されており、マスク３１が大型化しても、マスク３１の中央部分が重力により下方に撓まないようになっている。
【００２８】
第一例の成膜装置１０ａは、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向（すなわち幅方向６）に相対的に移動させる第一の移動装置５１を有している。
【００２９】
すなわち、第一例の成膜装置１０ａは、成膜対象物４２とマスク３１とを対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域を遮蔽領域３４1〜３４4と対面させた後、マスク３１と放出装置２１とに対して成膜対象物４２を相対的に移動させ、第二の成膜領域を有効領域３３1〜３３3と対面させる第一の移動装置５１を有している。
【００３０】
第一の移動装置５１は、ここでは、マスク３１の上方に鉛直に配置された棒状の腕部材５１ａと、腕部材５１ａを鉛直方向と水平方向にそれぞれ移動させる腕部材移動装置５１ｂとを有している。腕部材５１ａの下端には水平方向に突出する凸部５１ｃが設けられている。図２では第一の移動装置５１の図示を省略している。
【００３１】
第一の移動装置５１の動作を説明すると、まず、成膜対象物４２とマスク３１とが対面して配置され、成膜対象物４２の第一の成膜領域が有効領域３３1〜３３3と対面され、第二の成膜領域が遮蔽領域３４1〜３４4と対面された状態で、腕部材移動装置５１ｂにより、腕部材５１ａを成膜対象物４２の外周より外側に移動させ、腕部材５１ａを下降させて、凸部５１ｃを成膜対象物４２表面より下方に位置させる。次いで、腕部材５１ａを成膜対象物４２に近づける方向に水平に移動させて、凸部５１ｃを成膜対象物４２表面と対向させた後、腕部材５１ａを上昇させると、凸部５１ｃは成膜対象物４２表面の外周部分と接触して、成膜対象物４２は凸部５１ｃに載せられ、マスク３１と離間する。次いで、腕部材５１ａを有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に移動させると、凸部５１ｃに載せられた成膜対象物４２も一緒に同方向に移動する。成膜対象物４２を、第二の成膜領域が有効領域３３1〜３３3と対面する位置で静止させ、腕部材５１ａを下降させ、凸部５１ｃをマスク３１より下方に移動させると、成膜対象物４２はマスク３１に接触してマスク３１上に載せられ、凸部５１ｃから離間する。
【００３２】
このようにして、成膜対象物４２はマスク３１と放出装置２１とに対し、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動される。
なお、第一の移動装置５１は、マスク３１と放出装置２１とに対し、成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向に相対的に移動させることができるならば、上記構成に限定されない。
ここでは、有効領域３３1〜３３3の幅方向６は放出装置２１の長手方向と平行に向けられている。
【００３３】
本実施例では、第一例の成膜装置１０ａは、マスク３１に対し、放出装置２１を、有効領域３３1〜３３3の長さ方向５に相対的に移動させる第二の移動装置５３を有している。
第二の移動装置５３は、ここでは長さ方向５に沿って延設されたレール５３ａと、レール５３ａ上に配置された可動部５３ｂとを有している。
【００３４】
レール５３ａには複数の固定電磁石（不図示）が長さ方向５に沿って等間隔に並んで設けられ、可動部５３ｂには可動磁石（不図示）が設けられている。
固定電磁石の磁極を長さ方向５に沿って順に変化させると、可動磁石には長さ方向５と平行な移動力が印加され、可動部５３ｂは長さ方向５に沿って移動される。
【００３５】
放出装置２１は可動部５３ｂに固定されており、可動部５３ｂを長さ方向５に移動させると、放出装置２１も可動部５３ｂと一緒に長さ方向５に移動されるようになっている。放出装置２１を長さ方向５にあらかじめ定められた所定の速度で移動させると、マスク３１の有効領域３３1〜３３3には長さ方向５に沿って均一な量の薄膜材料蒸気が到達し、成膜対象物４２の表面には長さ方向５に沿って均一な膜厚の薄膜を形成することができる。
【００３６】
なお、マスク３１の有効領域３３1〜３３3に長さ方向５に沿って均一な量の薄膜材料蒸気を到達できるならば、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数個配置して、第二の移動装置５３を省略してもよい。
【００３７】
本実施例では、放出口２２は、有効領域３３1〜３３3と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上に配置され、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上には配置されていない。
【００３８】
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させると、放出口２２は有効領域３３1〜３３3と対面する範囲内を移動し、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する範囲内にははみ出さず、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２を通って成膜対象物４２に到達し、遮蔽領域３４1〜３４4に到達して無駄になったり、ダストの原因になることが防止されている。
【００３９】
マスク保持部材３６のうち遮蔽領域３４1〜３４4に密着する面とは逆の面には流路部材３８が密着して配置されている。
流路部材３８の内部には流路３９が設けられ、流路３９には伝熱媒体導入部４６ａと伝熱媒体排出部４６ｂとがそれぞれ接続されている。伝熱媒体導入部４６ａから流路３９内に温度管理された伝熱媒体を導入し、流路３９内を流れた伝熱媒体を伝熱媒体排出部４６ｂから排出すると、伝熱媒体との熱伝導により流路部材３８は伝熱媒体と同じ温度に加熱又は冷却され、流路部材３８に密着するマスク保持部材３６とマスク保持部材３６に密着するマスク３１も伝熱媒体と同じ温度に加熱又は冷却される。
【００４０】
流路部材３８は遮蔽領域３４1〜３４4と対向する範囲内に配置され、有効領域３３1〜３３3と対向する範囲内にははみ出しておらず、有効領域３３1〜３３3に入射する薄膜材料蒸気が流路部材３８で遮られることはない。
【００４１】
有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4は交互に配置され、すなわち有効領域３３1〜３３3と流路部材３８は交互に配置されている。そのため、有効領域３３1〜３３3の中心と流路部材３８との距離が従来のマスク１３１（図１０参照）より短く、有効領域３３1〜３３3の加熱又は冷却効率が高くなっており、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２が熱により変形することが防止されている。
【００４２】
放出装置２１の上方を向いた面のうち、放出口２２の外側の部分は熱輻射防止部材２９で覆われている。熱輻射防止部材２９は、放出装置２１の輻射熱がマスク３１に到達して、マスク３１が熱膨張することを防止している。
【００４３】
＜第一例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第一例の成膜装置１０ａを用いた成膜方法を説明する。
（準備工程）
図３（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、一の成膜領域の幅方向に沿って互いに隣接して交互に定めておく。
【００４４】
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、マスク３１と対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させる。
【００４５】
流路部材３８の流路３９内にあらかじめ定められた所定温度の伝熱媒体を流して、マスク３１を伝熱媒体と同じ温度にする。以後、流路３９内に伝熱媒体を流すことを継続し、マスク３１の温度を伝熱媒体と同じ温度に維持する。
【００４６】
第二の移動装置５３を動作させて、放出装置２１をマスク３１と対面する範囲より外側に配置しておく。放出装置２１内に薄膜材料４１を配置しておく。
ヒーター２５を発熱させて、放出装置２１を加熱させ、薄膜材料４１を加熱して、放出口２２から薄膜材料蒸気を放出させる。
【００４７】
（第一の成膜工程）
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3に到達し、図３（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【００４８】
マスク３１は伝熱媒体と同じ温度に維持されており、放出装置２１の輻射熱により通過孔３２が変形することはなく、薄膜４５の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じることはない。
【００４９】
第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面しており、薄膜材料蒸気は第二の成膜領域４４1〜４４3には到達しない。
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数回往復移動させて、第一の成膜領域４３1〜４３3に形成される薄膜４５をあらかじめ定められた所定の膜厚になるまで積層させてもよい。
【００５０】
（移動工程）
図１、２を参照し、放出装置２１をマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１とに対して成膜対象物４２を、有効領域３３1〜３３3と遮蔽領域３４1〜３４4とが並ぶ方向（幅方向６）に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。
成膜対象物４２の移動中は、放出装置２１はマスク３１と対面する範囲より外側に配置されており、成膜対象物４２表面に蒸気が到達することはない。
【００５１】
（第二の成膜工程）
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、放出口２２から放出された薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第二の成膜領域４４1〜４４3に到達し、図３（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3に通過孔３２と同形状の薄膜が形成される。第一の成膜領域４３1〜４３3は遮蔽領域３４1〜３４3と対面しており、薄膜材料蒸気は第一の成膜領域４３1〜４３3には到達しない。
【００５２】
第二の移動装置５３により、放出装置２１を長さ方向５に沿って複数回往復移動させて、第二の成膜領域４４1〜４４3に形成される薄膜４５をあらかじめ定められた所定の膜厚になるまで積層させてもよい。
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3に薄膜が形成される。
【００５３】
ヒーター２５による放出装置２１の加熱を停止し、放出口２２からの薄膜材料蒸気の放出を停止する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物４２を真空槽１１の外側に搬出し、次いで、未成膜の成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、上述の各工程を繰り返して、複数枚の成膜対象物４２に順に薄膜を形成する。
【００５４】
マスク３１は伝熱媒体と同じ温度に維持されており、複数枚の成膜対象物４２に対して薄膜形成を繰り返してもマスク３１の熱による変形は発生せず、各成膜対象物４２に形成される薄膜４５の輪郭が不鮮明になったり、薄膜の位置ずれが生じることはない。
【００５５】
＜第二例の成膜装置の構造＞
本発明の第二例の成膜装置の構造を説明する。
図４は第二例の成膜装置１０ｂの内部側面図、図５は同内部平面図である。
【００５６】
第二例の成膜装置１０ｂの構成のうち、第一例の成膜装置１０ａの構成と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
第二例の成膜装置１０ｂは、第一例の成膜装置１０ａの放出装置２１の代わりに、符号２１ｈ、２１ｄの放出装置を有している。図４では符号２１ｄの放出装置の図示を省略している。
符号２１ｈ、２１ｄの放出装置の構造は互いに同じであり、符号２１ｈの放出装置で代表して説明する。
【００５７】
放出装置２１ｈは、ここでは細長形状の中空容器であり、長手方向を有効領域３３1〜３３3の幅方向６と平行に向けられた状態で真空槽１１内に配置されている。
放出装置２１ｈには、薄膜材料蒸気を放出するガス放出部６０ｈが接続され、ガス放出部６０ｈから放出装置２１ｈ内に薄膜材料蒸気が導入されるようになっている。
【００５８】
本実施例では、ガス放出部６０ｈは、赤、緑、青色薄膜材料蒸気を放出する赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBと、赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBに接続された開閉可能な赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈBとを有している。
【００５９】
赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈBを開状態にすると、赤、緑、青色蒸発源６１ｈR、６１ｈG、６１ｈBから放出装置２１ｈ内に赤、緑、青色薄膜材料蒸気がそれぞれ導入され、閉状態にすると、放出装置２１ｈ内への蒸気の導入が停止されるようになっている。
【００６０】
放出装置２１ｈの上方を向いた面には、長手方向に沿って放出口２２ｈが複数設けられている。放出装置２１ｈ内に導入された蒸気はそれぞれ、各放出口２２ｈを通って真空槽１１内に放出される。
【００６１】
なお、放出装置２１ｈは、ガス放出部６０ｈから薄膜材料蒸気が導入され、導入された薄膜材料蒸気が放出口２２ｈから真空槽１１内に放出されるならば、上記構成に限定されない。
【００６２】
図６は、別構造の放出装置２１ｈを有する第二例の成膜装置１０ｂの内部側面図である。
この放出装置２１ｈは、第一乃至第ｎ（ｎは二以上の自然数）の分岐管５９1、５９2からなるｎ段縦続の分岐構造を有し、第一乃至第ｎの分岐管５９1、５９2の各々は、ガス放出部６０ｈ又は前段の分岐管５９1の出口に接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
【００６３】
本実施例では、放出装置２１ｈは、第一、第二の分岐管５９1、５９2からなる二段縦続の分岐構造を有している。
第一の分岐管５９1は、ガス放出部６０ｈに接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
【００６４】
第二の分岐管５９2は、第一の分岐管５９1の出口に接続された入口と、薄膜材料蒸気を二系統に分流させる二本の分岐管体と、二本の分岐管体のそれぞれに設けられた出口とを有している。
各分岐管５９1、５９2では、二本の分岐管体の入口から出口までの薄膜材料蒸気の流路長さが互いに等しくされている。
放出口２２ｈは第二の分岐管５９2の出口に設けられている。
【００６５】
ガス放出部６０ｈから第一の分岐管５９1の入口に導入された薄膜材料蒸気は、第一の分岐管５９1により均等に二系統に分流されて、各第二の分岐管５９2の入口に導入され、第二の分岐管５９2により均等に二系統に分流されて、第二の分岐管５９2の出口に設けられた放出口２２ｈから真空槽１１内に流出される。
よって、放出装置２１ｈに導入された薄膜材料蒸気は、各放出口２２ｈから互いに同じ流量で流出し、成膜対象物４２の表面に成膜される薄膜の膜厚は、成膜対象物４２の表面内で均一になる。
【００６６】
図４、６を参照し、放出装置２１ｈには線状のヒーター２５ｈが巻き回されて取り付けられており、ヒーター２５ｈには加熱用電源２６ｈが電気的に接続されている。加熱用電源２６ｈからヒーター２５ｈに電流を流すと、ヒーター２５ｈは発熱して、熱伝導により放出装置２１ｈは加熱されて、放出装置２１ｈ内に導入された蒸気は壁面に凝縮しないようになっている。
【００６７】
図５を参照し、符号２１ｈ、２１ｄの放出装置は、有効領域３３1〜３３3の長さ方向５に隣接して配置され、第二の移動装置５３の同一の可動部５３ｂに固定されており、可動部５３ｂをレール５３ａに沿って移動させると、放出装置２１ｈ、２１ｄは一緒にレール５３ａに沿って移動するようになっている。
【００６８】
各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄは、有効領域３３1〜３３3と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上に配置され、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する位置の長さ方向５に沿った延長線上には配置されていない。
【００６９】
第二の移動装置５３により、放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って移動させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄは有効領域３３1〜３３3と対面する範囲内を移動し、遮蔽領域３４1〜３４4と対面する範囲内にははみ出さず、各放出口２２ｈ、２２ｄから放出された薄膜材料蒸気は、有効領域３３1〜３３3の通過孔３２を通って成膜対象物４２に一緒に到達し、遮蔽領域３４1〜３４4に到達して無駄になったり、ダストの原因になることが防止されている。
【００７０】
＜第二例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第二例の成膜装置１０ｂを用いた成膜方法を説明する。
（準備工程）
図７は、マスク３１の部分拡大図である。本実施例で用いるマスク３１は、一枚で三色の発光層の形成に用いられるものであり、各通過孔３２の幅方向６の長さｄは、幅方向６に隣り合う二つの通過孔３２の中心間隔Ｌの３分の１以下の長さに形成されている。
【００７１】
図８（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、一の成膜領域の幅方向に沿って互いに隣接して交互に定めておく。また、各第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3内では、通過孔３２と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の赤、緑、青色成膜領域を、この順に幅方向６に隣接して定めておく。
【００７２】
図５を参照し、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤、緑、青色バルブ６２ｈR、６２ｈG、６２ｈB、６２ｄR、６２ｄG、６２ｄBを閉状態にしておく。
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
【００７３】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、マスク３１と対面して配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させる。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００７４】
流路３９内にあらかじめ定められた所定温度の伝熱媒体を流して、マスク３１を伝熱媒体と同じ温度にする。以後、流路３９内に伝熱媒体を流すことを継続し、マスク３１の温度を伝熱媒体と同じ温度に維持する。
【００７５】
第二の移動装置５３を動作させて、各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置しておく。不図示のヒーターにより各放出装置２１ｈ、２１ｄを加熱して、蒸気の凝縮温度以上に昇温する。以後、ヒーターによる加熱を継続して、各放出装置２１ｈ、２１ｄの温度を蒸気の凝縮温度以上に維持する。
【００７６】
（赤色発光層成膜工程）
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤色バルブ６２ｈR、６２ｄRを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００７７】
上述の第一の成膜工程と同じ工程を行って、各放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って一緒に移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから放出された赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、各通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域に一緒に到達し、図８（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3の赤色成膜領域に通過孔３２と同形状の赤色発光層４５Rが形成される。
【００７８】
次いで、上述の移動工程と同じ工程を行って、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3は遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。ここでは第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００７９】
次いで、上述の第二の成膜工程と同じ工程を行って、各放出装置２１ｈ、２１ｄを長さ方向５に沿って一緒に移動させ、マスク３１と対面する位置を通過させると、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから放出された赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気は有効領域３３1〜３３3に入射し、各通過孔３２を通って、成膜対象物４２の第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域に一緒に到達し、図８（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3の赤色成膜領域に通過孔３２と同形状の赤色発光層４５Rが形成される。
【００８０】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの赤色バルブ６２ｈR、６２ｄRを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への赤色ホスト薄膜材料蒸気と赤色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８１】
（緑色発光層成膜工程）
次いで、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面する。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の緑色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００８２】
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの緑色バルブ６２ｈG、６２ｄGを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に緑色ホスト薄膜材料蒸気と緑色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００８３】
上述の赤色発光層成膜工程と同じ工程で各放出装置２１ｈ、２１ｄを一緒に移動させ、図８（ｄ）に示すように、第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の緑色成膜領域に、通過孔３２と同形状の緑色発光層４５Gを形成する。
【００８４】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの緑色バルブ６２ｈG、６２ｄGを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への緑色ホスト薄膜材料蒸気と緑色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８５】
（青色発光層成膜工程）
次いで、第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と放出装置２１ｈ、２１ｄとに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3は遮蔽領域３４2〜３４4と対面する。ここでは第一の成膜領域４３1〜４３3の青色成膜領域を有効領域３３1〜３３3の各通過孔３２と対面させる。
【００８６】
各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの青色バルブ６２ｈB、６２ｄBを開状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内に青色ホスト薄膜材料蒸気と青色ドーパント薄膜材料蒸気をそれぞれ導入し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内に放出させる。
【００８７】
上述の赤又は緑色発光層成膜工程と同じ工程で各放出装置２１ｈ、２１ｄを一緒に移動させ、図８（ｅ）に示すように、第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の青色成膜領域に、通過孔３２と同形状の青色発光層４５Bを形成する。
【００８８】
各放出装置２１ｈ、２１ｄをマスク３１と対面する範囲より外側に配置した状態で、各ガス放出部６０ｈ、６０ｄの青色バルブ６２ｈB、６２ｄBを閉状態にして、各放出装置２１ｈ、２１ｄ内への青色ホスト薄膜材料蒸気と青色ドーパント薄膜材料蒸気の導入を停止し、各放出装置２１ｈ、２１ｄの放出口２２ｈ、２２ｄから真空槽１１内への蒸気の放出を停止する。
【００８９】
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3の赤、緑、青色成膜領域に赤、緑、青色発光層４５R、４５G、４５Bがそれぞれ形成される。
【００９０】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物４２を真空槽１１の外側に搬出し、次いで、未成膜の成膜対象物４２を真空槽１１内に搬入し、上述の各工程を繰り返して、複数枚の成膜対象物４２に順に赤、緑、青色発光層４５R、４５G、４５Bをそれぞれ形成する。
【００９１】
＜第三例の成膜装置の構造＞
本発明の第三例の成膜装置の構造を説明する。
図９は第三例の成膜装置１０ｃの内部平面図である。
第三例の成膜装置１０ｃの構成のうち、第一例の成膜装置１０ａの構成と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９２】
第三例の成膜装置１０ｃは、第一例の成膜装置１０ａの放出装置２１と同じ構造の第一、第二の放出装置２１1、２１2を有しており、第一例の成膜装置１０ａの第二の移動装置５３とは別構造の第二の移動装置５３’を有している。
第一の放出装置２１1と、第一の移動装置５１と、第二の放出装置２１2は、長さ方向５に沿ってこの順に配置されている。
【００９３】
第二の移動装置５３’はここでは複数の回転ローラ５７を有している。回転ローラ５７は回転軸線を幅方向６と平行に向けた状態で、第一、第二の放出装置２１1、２１2の放出口２２1、２２2から放出された蒸気を遮らない位置に、長さ方向５に沿って二列に並んで配置されている。
【００９４】
回転ローラ５７上にマスク３１と成膜対象物４２とを重ねて配置した状態で、回転ローラ５７を回転させると、マスク３１と成膜対象物４２は一緒に長さ方向５に沿って移動して、第一の放出装置２１1と対向する位置と、第一の移動装置５１と対向する位置と、第二の放出装置２１2と対向する位置とを順に通過するようになっている。
【００９５】
＜第三例の成膜装置を用いた成膜方法＞
第三例の成膜装置１０ｃを用いた成膜方法を説明する。
図３（ａ）を参照し、あらかじめ、成膜対象物４２の表面に、マスク３１の有効領域３３1〜３３3と同じ形状、同じ大きさ、同じ数の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3を、互いに幅方向に隣接して交互に定めておく。
【００９６】
真空排気装置１２を動作させて真空槽１１内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気装置１２の動作を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
マスク３１上に成膜対象物４２を配置し、成膜対象物４２の第一の成膜領域４３1〜４３3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を遮蔽領域３４2〜３４4と対面させた状態で、図９を参照し、真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に真空槽１１内に搬入し、第一の放出装置２１1より長さ方向５の始点側に位置する回転ローラ５７上に配置する。
【００９７】
第一、第二の放出装置２１1、２１2を加熱して、第一、第二の放出装置２１1、２１2の放出口２２1、２２2から薄膜材料蒸気を放出させる。
回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５の終点側に向かって移動させ、第一の放出装置２１1と対向する位置を通過させると、放出口２２1から放出された薄膜材料蒸気は通過孔３２を通って、成膜対象物４２の表面に到達し、図３（ｂ）に示すように、第一の成膜領域４３1〜４３3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【００９８】
図９を参照し、回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５に沿って移動させ、第一の移動装置５１と対向する位置で静止させる。第一の移動装置５１を動作させて、マスク３１と第一、第二の放出装置２１1、２１2とに対して成膜対象物４２を幅方向６に相対的に移動させ、第二の成膜領域４４1〜４４3を有効領域３３1〜３３3と対面させ、第一の成膜領域４３1〜４３3を遮蔽領域３４1〜３４3と対面させる。
【００９９】
次いで、回転ローラ５７を回転させて、マスク３１と成膜対象物４２とを一緒に長さ方向５に沿って移動させ、第二の放出装置２１2と対向する位置を通過させると、放出口２２2から放出された薄膜材料蒸気は通過孔３２を通って、成膜対象物４２の表面に到達し、図３（ｃ）に示すように、第二の成膜領域４４1〜４４3に通過孔３２と同形状の薄膜４５が形成される。
【０１００】
このようにして、成膜対象物４２の第一、第二の成膜領域４３1〜４３3、４４1〜４４3に薄膜が形成される。
なお、第一、第二の放出装置２１1、２１2は上記構成に限定されず、第二例の成膜装置１０ｂの放出装置２１ｈ、２１ｄと同じ構造であり、外部のガス放出部から薄膜材料蒸気がそれぞれ供給されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
５……長さ方向
６……幅方向
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……成膜装置
１１……真空槽
２１、２１ｈ、２１ｄ、２１1、２１2……放出装置
２２、２２ｈ、２２ｄ、２２1、２２2……放出口
３１……マスク
３２……通過孔
３３1〜３３3……有効領域
３４1〜３４4……遮蔽領域
４２……成膜対象物
５１……第一の移動装置
５３……第二の移動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
放出口が設けられ、前記放出口から薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させる放出装置と、
前記放出装置から放出された前記薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔が設けられたマスクとを有し、
前記マスクと対面する位置に配置された成膜対象物に前記通過孔を通過した前記薄膜材料蒸気を到達させ、前記成膜対象物表面に薄膜を形成する成膜装置であって、
前記マスクは、前記通過孔が配置された有効領域と、前記薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域とを有し、
前記有効領域と前記遮蔽領域は、長さ方向と、前記長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、
前記有効領域と前記遮蔽領域とは、前記有効領域の前記幅方向に沿って互いに隣接して配置され、
前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置を有する成膜装置。
【請求項２】
前記有効領域と前記遮蔽領域は、前記マスク内に、交互に複数配置された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記マスクに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる第二の移動装置を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項４】
前記放出口は、前記有効領域と対面する位置の前記長さ方向に沿った延長線上に配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
請求項１記載の成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜対象物を前記マスクと対面させた状態で、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する第一の成膜領域に薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させ、前記第一の成膜領域を前記遮蔽領域と対面させ、前記第一の成膜領域に隣接する第二の成膜領域を前記有効領域と対面させる移動工程と、
前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する前記第二の成膜領域に薄膜を形成する第二の成膜工程と、
を有する成膜方法。
【請求項６】
前記第一、第二の成膜工程では、前記マスクと前記成膜対象物とに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる請求項５記載の成膜方法。
【請求項１】
真空槽と、
放出口が設けられ、前記放出口から薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させる放出装置と、
前記放出装置から放出された前記薄膜材料蒸気が通過する複数の通過孔が設けられたマスクとを有し、
前記マスクと対面する位置に配置された成膜対象物に前記通過孔を通過した前記薄膜材料蒸気を到達させ、前記成膜対象物表面に薄膜を形成する成膜装置であって、
前記マスクは、前記通過孔が配置された有効領域と、前記薄膜材料蒸気を遮蔽する遮蔽領域とを有し、
前記有効領域と前記遮蔽領域は、長さ方向と、前記長さ方向と直交する幅方向とを有する四角形状であり、
前記有効領域と前記遮蔽領域とは、前記有効領域の前記幅方向に沿って互いに隣接して配置され、
前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させる第一の移動装置を有する成膜装置。
【請求項２】
前記有効領域と前記遮蔽領域は、前記マスク内に、交互に複数配置された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記マスクに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる第二の移動装置を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項４】
前記放出口は、前記有効領域と対面する位置の前記長さ方向に沿った延長線上に配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
請求項１記載の成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜対象物を前記マスクと対面させた状態で、前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する第一の成膜領域に薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記マスクと前記放出装置とに対し、前記成膜対象物を、前記有効領域と前記遮蔽領域とが並ぶ方向に相対的に移動させ、前記第一の成膜領域を前記遮蔽領域と対面させ、前記第一の成膜領域に隣接する第二の成膜領域を前記有効領域と対面させる移動工程と、
前記放出口から薄膜材料蒸気を放出させ、前記成膜対象物の表面のうち前記有効領域と対面する前記第二の成膜領域に薄膜を形成する第二の成膜工程と、
を有する成膜方法。
【請求項６】
前記第一、第二の成膜工程では、前記マスクと前記成膜対象物とに対し、前記放出装置を、前記有効領域の前記長さ方向に相対的に移動させる請求項５記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４０３５５（Ｐ２０１３−４０３５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５８３９（Ｐ２０１１−１７５８３９）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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