真空処理装置、蒸着装置、プラズマＣＶＤ装置及び有機蒸着方法
【課題】種々の基板５の表面に分布が均一の成膜等の真空処理を行うことができる技術を提供する。
【解決手段】基板５が配置される真空槽２と、真空槽２の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源７と、配管を用いて構成され、処理ガス供給源７から供給された処理ガスを基板５に向って放出する蒸気放出器１０とを備える。蒸気放出器１０は、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する第１〜第３の分岐配管ユニット１１〜１３を有する分岐配管群１１０〜１３０を備え、最終段の第３の分岐配管群１３０における分岐配管ユニット１３のガス放出側端部に、処理ガスを放出する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って有機材料の蒸気を放出するように構成されている。
【解決手段】基板５が配置される真空槽２と、真空槽２の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源７と、配管を用いて構成され、処理ガス供給源７から供給された処理ガスを基板５に向って放出する蒸気放出器１０とを備える。蒸気放出器１０は、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する第１〜第３の分岐配管ユニット１１〜１３を有する分岐配管群１１０〜１３０を備え、最終段の第３の分岐配管群１３０における分岐配管ユニット１３のガス放出側端部に、処理ガスを放出する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って有機材料の蒸気を放出するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製する際、あるいは蒸着重合、前処理、ＣＶＤ、クリーニング、エッチングの際における材料のガス供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
特許文献１、２に記載された装置は、導入されたガスをパイプを分岐させることによって複数の流出口からガスを流出させるようにしている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に係る従来技術の場合、ガスを流出させる流出開口部が一列に並べられているため、ガス流の面内分布を均一にすることが困難であり、特に大型基板に対して均一な処理を行うことができないという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２に係る従来技術では、管の分岐の数が２n-1であり、分岐回数が非常に多く、構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
さらに、特許文献１、２に記載された装置では、サイズの小さい基板に対して成膜を行う場合に、材料が無駄になるという問題がある。
さらにまた、特許文献１、２に記載された装置では、成膜以外のプロセスへの対応について記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９０５７２号公報
【特許文献２】特開２００４−７９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、種々の処理対象物の表面に分布が均一の成膜等の真空処理を行うことができる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、構成が簡素で安価な真空処理装置を用いた真空処理技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明は、処理対象物が配置される真空槽と、前記真空槽の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源と、配管を用いて構成され、前記処理ガス供給源から供給された処理ガスを前記処理対象物に向って放出するガス放出器とを備え、前記ガス放出器は、前記処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、当該分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、前記処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から前記処理対象物に向って当該処理ガスを放出するように構成されている真空処理装置である。
本発明では、前記ガス放出器は、前記複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器は、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の各分岐配管ユニットは、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の前記複数のガス放出口は、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記処理ガス供給源は、異なる処理ガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介して前記ガス放出器に接続されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する場合にも効果的である。
一方、本発明は、上述したいずれかの真空処理装置を備え、前記処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置である。
また、本発明は、上述したいずれかの真空処理装置を備え、前記処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、前記ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置である。
さらに、本発明は、上述した蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる有機蒸着方法である。
本発明の場合、ガス放出器が、処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から処理対象物に向って処理ガスを放出するように構成されていることから、複数のガス放出口から面状に処理ガスを放出することができ、これにより、種々の処理対象物、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜等の処理を行うことができる。
本発明において、ガス放出器が、複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている場合、ガス放出器が、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい場合、又はガス放出器の各分岐配管ユニットが、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている場合には、各ガス放出口から放出されるガスの面内分布がより均一になるため、処理対象物の表面に対する処理の均一性をより向上させることができる。
特に、ガス放出器の複数のガス放出口について、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置すれば、各ガス放出口から放出されるガスの面内分布がより一層均一になるため、処理対象物の表面に対する処理の均一性を一層向上させることができる。
本発明において、処理ガス供給源が、異なるガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介してガス放出器に接続されている場合には、異なるガスを確実に混合させて処理対象物の表面に対して均一な処理を行うことができる。
本発明において、ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する場合には、各分岐配管群の分岐配管ユニットにおいて処理ガスの成分が析出することなく、また、処理ガスを一定の温度に保持することができるので、より均一な状態で処理ガスを放出することができる。
一方、上述したいずれかの真空処理装置を備え、処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができるため、コンパクトな蒸着装置を提供することができる。
この場合、当該蒸着装置を用い、有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合には、有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
一方、上述したいずれかの真空処理装置を備え、処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置によれば、ＣＶＤ法によって処理対象物上に均一な膜厚及び膜質の成膜を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、種々の処理対象物の表面に、分布が均一の成膜等の真空処理をコンパクトな真空処理装置で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態である有機蒸着装置の内部を示す概略構成図
【図２】同有機蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）：同蒸気放出器の蒸気放出口の位置関係を示す説明図
【図４】同有機蒸着装置の外観構成を示す平面図
【図５】本発明の他の実施の形態を示す平面図
【図６】本発明の他の実施の形態の内部を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る有機蒸着装置の内部を示す概略構成図、図２は、同有機蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図である。また、図３（ａ）（ｂ）は、同蒸気放出器の蒸気放出口の位置関係を示す説明図、図４は、同有機蒸着装置の外観構成を示す平面図である。
【００１１】
以下、上下関係については図１及び図２に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１又は図２に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置（蒸着装置）１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有し、この真空槽２内の本体部１０Ａに蒸気放出器（ガス放出器）１０が設けられて構成されている。
【００１２】
この蒸気放出器１０は、真空槽２内の基板（処理対象物）５の下方に設けられるもので、真空槽２の外部に設けられた蒸気供給源７に、供給管６（６ｈ、６ｄ）及び蒸気混合器３を介して接続されている。
また、供給管６ｈ、６ｄ及び蒸気混合器３は、ヒータ及び冷却器を有する加熱冷却手段４によって加熱並びに冷却され、所定の温度に温度制御されるように構成されている。
【００１３】
蒸気放出器１０は、複数（本例では４個）の第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２に接続されている。
ここで、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料５０ｈ、５１ｈがそれぞれ収容されている。
【００１４】
また、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料５０ｄ、５１ｄがそれぞれ収容されている。
そして、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２の周囲には、加熱手段２０が配設されている。
【００１５】
また、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２は、それぞれキャリアガス供給装置１７ｈ、１８ｈ、１７ｄ、１８ｄに接続され、キャリアガス源１９から供給されるキャリアガスが、それぞれ第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２に供給されるように構成されている。
【００１６】
本例の場合、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２は、それぞれバルブ３０を介してホスト材料５０ｈ、５１ｈ用の供給管６ｈに接続されている。
一方、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２は、それぞれバルブ４０を介してドーパント材料５０ｄ、５１ｄ用の供給管６ｄに接続されている。
【００１７】
なお、有機材料の蒸気を供給する供給管６ｈ及び供給管６ｄの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄが設けられ、これら蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ６１ｈ、６１ｄによって測定するように構成されている。
【００１８】
蒸気放出器１０は、例えば金属材料からなる配管を継手等によって連結して一体的に構成したもので、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管群によって構成されている。
【００１９】
本実施の形態においては、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って設けられた、第１の分岐配管群１１０、第２の分岐配管群１２０、第３の分岐配管群１３０によって蒸気放出器１０が構成されている。
【００２０】
第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０は、同一の基本構成を有する分岐配管ユニットから構成されている。以下、同一の段の分岐配管群について一つの分岐配管ユニットを例にとって説明する。
【００２１】
図１又は図２に示すように、本実施の形態の第１の分岐配管群１１０は、供給管６の先端部に取り付けられた第１の分岐配管ユニット１１を有し、この第１の分岐配管ユニット１１は、供給管６の先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられて構成されている。
【００２２】
ここで、第１の分岐配管ユニット１１の水平分岐部１１ａ〜１１ｄは、それぞれ同一の配管長さを有し、隣接する第１及び第２の水平分岐部１１ａ，１１ｂ、第２及び第３の水平分岐部１１ｂ，１１ｃ、第３及び第４の水平分岐部１１ｃ，１１ｄ、第４及び第１の水平分岐部１１ｄ，１１ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
そして、第１〜第４の水平分岐部１１ａ〜１１ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられて鉛直方向に延びるように形成されている（以下、この部分を「鉛直分岐部」という。）。
【００２３】
第１の分岐配管ユニット１１の第１〜第４の鉛直分岐部１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈの先端部は、同一の水平面内に配置され、隣接するものの距離が等しくなるように構成されている。
【００２４】
さらに、第１の分岐配管ユニット１１の鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈは、それぞれの先端部に、それぞれ第２の分岐配管ユニット１２が取り付けられ、これら４個の第２の分岐配管ユニット１２により第２の分岐配管群１２０が構成されている。
第２の分岐配管群１２０の第２の分岐配管ユニット１２は、第１の分岐配管ユニット１１の各鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈの先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられている。
【００２５】
ここで、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ隣接する第１及び第２の水平分岐部１２ａ，１２ｂ、第２及び第３の水平分岐部１２ｂ，１２ｃ、第３及び第４の水平分岐部１２ｃ，１２ｄ、第４及び第１の水平分岐部１２ｄ，１２ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
【００２６】
また、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、第１の分岐配管ユニット１１の水平分岐部１１ａ〜１１ｄの配管長さより短くなるようにその配管長さが設定されている。
そして、第２の分岐配管ユニット１２の第１〜第４の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられ、これにより鉛直方向に延びる鉛直分岐部１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが設けられている。
【００２７】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第２の分岐配管ユニット１２の配管の縦断面積の和が、上述した第１の分岐配管ユニット１１の配管の縦断面の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
【００２８】
さらに、本実施の形態の場合、第２の分岐配管ユニット１２の第１〜第４の鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先端部は、同一の水平面内に配置され、隣接するものの距離が等しくなるように構成されている。
【００２９】
第２の分岐配管群１２０の各第２の分岐配管ユニット１２の各鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先（上）端部には、それぞれ第３の分岐配管ユニット１３が取り付けられ、これら１６個の分岐配管ユニット１３により第３の分岐配管群１３０が構成されている。
【００３０】
第３の分岐配管群１３０の第３の分岐配管ユニット１３は、第２の分岐配管ユニット１２の各鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられている。
【００３１】
ここで、第３の分岐配管ユニット１３の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、それぞれ隣接する第１及び第２の水平分岐部１３ａ，１３ｂ、第２及び第３の水平分岐部１３ｂ，１３ｃ、第３及び第４の水平分岐部１３ｃ，１３ｄ、第４及び第１の水平分岐部１３ｄ，１３ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
【００３２】
また、第３の分岐配管ユニット１３の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄの配管長さより短くなるようにその配管長さが設定されている。
【００３３】
そして、第３の分岐配管ユニット１３の第１〜第４の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられて鉛直方向に延びる鉛直分岐部１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈが設けられている。
【００３４】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第３の分岐配管ユニット１３の配管の縦断面の面積の和が、上述した第２の分岐配管ユニット１２の配管の縦断面の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
【００３５】
さらに、本実施の形態の場合、第３の分岐配管ユニット１３の第１〜第４の鉛直分岐部１３ｅ〜１３ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１３ｅ〜１３ｈの先端部には、図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、それぞれの先端部には、有機材料の蒸気を放出するための蒸気放出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが形成されている。
【００３６】
ここで、第３の分岐配管ユニット１３の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄは、同一の水平面内に配置され、正方形１６の頂点の位置に配置されている。すなわち、隣接する蒸気放出口１４ａ及び１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄの間の距離が等しくなるように構成されている（Ｐ1）。
【００３７】
さらに、本発明の場合、特に限定されることはないが、均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第３の分岐配管ユニット１３同士についても、それぞれ隣接する蒸気放出口１４ｂ及び１４ａ、蒸気放出口１４ｄ及び１４ｃの間の距離が等しく（Ｐ2）、かつ、隣接する全ての蒸気放出口１４ａ〜１４ｄの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい（Ｐ1＝Ｐ2）。
【００３８】
なお、本体部１０Ａ内には、上述した蒸気放出器１０を加熱冷却する加熱冷却手段１５が複数設けられ、さらに、本体部１０Ａの上部には、熱輻射防止板（図示せず）が設けられている。
【００３９】
このような構成を有する本実施の形態において、基板５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽２内の圧力を所定の圧力にした状態で、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２から供給管６ｈを介してホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気を蒸気混合器３内に導入する。
【００４０】
また、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２からドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気を、供給管６ｄを介して蒸気混合器３内に導入する。
【００４１】
蒸気混合器３内に導入されたホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気は、上述した第１の分岐配管群１１０、第２の分岐配管群１２０及び第３の分岐配管群１３０によって分岐されて蒸気放出器１０内を通過し、最終段である第３の分岐配管ユニット１３の各蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って面状に放出され、これにより基板５全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。
【００４２】
以上述べたように本実施の形態によれば、蒸気放出器１０が、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニット１１〜１３を有する第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０を備え、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０のうち最終段の第３の分岐配管群１３０の分岐配管ユニット１３の蒸気放出側端部に、有機材料の蒸気を放出する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられ、これら複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って有機材料の蒸気を放出するように構成されていることから、複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから面状に有機材料の蒸気を放出することができ、これにより、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
【００４３】
しかも、本実施の形態においては、蒸気放出器１０が、複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄが同一の平面内に配置されるとともに、各分岐配管群１１０〜１３０における分岐配管ユニット１１〜１３の配管長さが等しく、さらに蒸気放出器１０の各分岐配管ユニット１１〜１３は、それぞれの蒸気放出側の端部が正方形の頂点に位置し、かつ、隣接する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄの間の距離が等しくなるように配置されていることから、各蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから放出される有機材料の蒸気の面内分布がより均一になるため、基板５の表面に対する膜厚及び膜質の均一性をより向上させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、蒸気供給源７が、異なる蒸気を発生させる複数の蒸気発生源、すなわち、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２を供給管６ｈ並びに供給管６ｄを介して蒸気混合器３に導入するよう構成されていることから、異なる蒸気を確実に混合させて基板５の表面に対して均一な処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、蒸気放出器１０の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段１５を有することから、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０の分岐配管ユニット１１〜１３において有機材料の蒸気の成分が析出することなく、また、有機材料の蒸気を一定の温度に保持することができるので、より均一な状態で有機材料の蒸気を放出することができる。
その一方で、本実施の形態によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができるため、コンパクトな蒸着装置を提供することができる。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いることにより、有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施の形態を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置１Ａは、上述した有機蒸着装置１を複数、すなわち、３×４個並べて構成したものである。
【００４８】
ここで、各有機蒸着装置１は、独立して制御可能な蒸気供給源７を有し、各蒸気供給源７は、上述した供給管６を介して蒸気放出器１０にそれぞれ接続されている。
そして、蒸気放出口１４は、隣接するもの同士の距離が等しくなるように、それぞれの位置が設定されている。
【００４９】
このような構成を有する本実施の形態によれば、非常に大型の基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、１２個の有機蒸着装置１のうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの処理対象物に対して成膜を行うことができる。
【００５０】
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
図６は、本発明の他の実施の形態の内部を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１０１は、真空槽２内の上方に、基板ホルダー１０６によって保持された基板５が配置されるようになっている。
ここで、基板ホルダー１０６は、絶縁部材１００ａを介して本体部１００の上部に取り付けられ、接地されている。そして、基板５は、処理面と反対側に導電性の金属板１０６ａが基板５と接触するように設けられ、金属板１０６ａも電気的に接地となっている。
【００５２】
さらに、真空槽２内の基板５の下方には、本体部１００が設けられ、この本体部１００には、上述した蒸気放出器１０と同一の構成を有するガス放出器１０Ｂが設けられ、その第３の分岐配管群１３０の各第３の分岐配管１３のガス放出側端部には、それぞれガス放出口１４が設けられている。
【００５３】
一方、真空槽２の外部には、処理ガス供給源１０７が設けられている。
処理ガス供給源１０７は、反応ガスを供給する反応ガス源１０７Ａ、１０７Ｂを有し、この反応ガス源１０７Ａ、１０７Ｂがバルブ７０を介して供給管６Ｂに接続されている。
【００５４】
また、処理ガス供給源１０７は、放電補助ガスを供給する放電補助ガス供給源１０７Ｃを有し、この放電補助ガス供給源１０７Ｃは、バルブ７０を介して供給管６Ｂに接続されている。
【００５５】
ここで、供給管６Ｂは、例えば高周波電源からなる電源１０４に接続されている。この供給管６Ｂは、絶縁性材料からなる接続部６ａを有し、処理ガス供給源１０７に対して電気的に絶縁されている。
【００５６】
一方、供給管６Ｂのガス導入側端部は、ガス放出器１０Ｂの第１の分岐配管群１１０の第１の分岐配管ユニット１１に取り付けられ、供給管６Ｂに対して電気的に接続されている。
そして、本実施の形態のガス放出器１０Ｂは、電気的にフローティング状態にされている。
【００５７】
一方、ガス放出器１０Ｂの基板５側の部分には、例えば平板状のシャワープレート１０２が設けられている。このシャワープレート１０２には、基板５の大きさに対応する領域に、多数の放出口１０２ａが設けられている。
このシャワープレート１０２は、本体部１００に取り付けられ、本体部１００と同電位にされている。
【００５８】
さらに、本実施の形態においては、処理ガス供給源１０７の配管部分、供給管６Ｂ、ガス放出器１０Ｂの配管部分に冷却装置１５Ｂが設けられ、ガス放出器１０Ｂに供給される処理ガスを所定の温度に冷却するようになっている。
【００５９】
このような構成を有する本実施の形態において、基板５表面に成膜を行う場合には、真空槽２内を所定の圧力にした状態で、処理ガス供給源１０７から供給管６Ｂを介して反応ガスと放電補助ガスを、ガス放出器１０Ｂの第１の分岐配管群１１０の第１の分岐配管ユニット１１内に導入し、第２及び第３の分岐配管群１２０、１３０を介して第３の分岐配管ユニット１３の各ガス放出口１４から処理ガスを放出し、シャワープレート１０２の放出口１０２ａを介して基板５とシャワープレート１０２との間の空間に処理ガスを導入する。
【００６０】
そして、電源１０４からガス放出器１０Ｂに対して高周波電力を印加することにより、基板５とシャワープレート１０２との間の空間において、処理ガスを放電させて当該処理ガスをプラズマ化する。
【００６１】
ここで、反応ガスのプラズマを含む処理ガスのプラズマは、シャワープレート１０２の存在によって均一な状態で形成され、これにより基板５表面において反応ガスが反応して、基板５全表面においてＣＶＤによる成膜が行われる。
【００６２】
以上述べたように本実施の形態によれば、ガス放出器１０Ｂの複数の蒸気放出口１４から面状に処理ガスを放出することができ、これにより、特に大型基板の表面に分布が均一のＣＶＤ成膜を行うことができる。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、隣接する蒸気放出口又はガス放出口の距離が等しくなるようにしたが、本発明はこれに限られず、第３の分岐配管ユニットの配管長さを変えることにより、例えば、蒸気又はガス放出口が長方形の頂点の位置に配置することもできる。
【００６４】
ただし、より均一な成膜及び真空処理を行う観点からは、上記実施の形態のように、蒸気又はガス放出口が正方形の頂点の位置に配置することにより、隣接する蒸気又はガス放出口の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
【００６５】
また、上記実施の形態においては、ガス放出口を上方に向けて蒸気又は処理ガスを上方に放出するようにしたが、本発明はこれに限られず、水平方向又は下方向に向けて蒸気又は処理ガスを放出することもできる。
【００６６】
一方、ガス放出器の分岐配管群の数は上記実施の形態には限られず、二つ又は四つ以上設けることもできる。
ただし、大型基板に対応する観点からは、上記実施の形態のように、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０を設け、６４個以上の蒸気放出口又はガス放出口を設けることが好ましい。
【００６７】
さらにまた、本発明は、有機ＥＬ製造装置の有機層を形成する場合のみならず、有機ＥＬ製造装置の電極層を形成する場合にも適用することができる。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができる。
【００６８】
さらにまた、本発明は、酸素（Ｏ2）やフッ素（Ｆ）ガスを含む処理ガスを用いて処理対象物の前処理やクリーニング、及びエッチングを行う装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…有機蒸着装置（蒸着装置）
２…真空槽
４…加熱冷却手段
５…基板（処理対象物）
７…蒸気供給源（処理ガス供給源）
１０…蒸気放出器（ガス放出器）
１１…第１の分岐配管ユニット
１２…第２の分岐配管ユニット
１３…第３の分岐配管ユニット
１４ａ〜１４ｄ…蒸気放出口（ガス放出口）
１５…加熱冷却手段
１１０…第１の分岐配管群
１２０…第２の分岐配管群
１３０…第３の分岐配管群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製する際、あるいは蒸着重合、前処理、ＣＶＤ、クリーニング、エッチングの際における材料のガス供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
特許文献１、２に記載された装置は、導入されたガスをパイプを分岐させることによって複数の流出口からガスを流出させるようにしている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に係る従来技術の場合、ガスを流出させる流出開口部が一列に並べられているため、ガス流の面内分布を均一にすることが困難であり、特に大型基板に対して均一な処理を行うことができないという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２に係る従来技術では、管の分岐の数が２n-1であり、分岐回数が非常に多く、構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
さらに、特許文献１、２に記載された装置では、サイズの小さい基板に対して成膜を行う場合に、材料が無駄になるという問題がある。
さらにまた、特許文献１、２に記載された装置では、成膜以外のプロセスへの対応について記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９０５７２号公報
【特許文献２】特開２００４−７９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、種々の処理対象物の表面に分布が均一の成膜等の真空処理を行うことができる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、構成が簡素で安価な真空処理装置を用いた真空処理技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明は、処理対象物が配置される真空槽と、前記真空槽の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源と、配管を用いて構成され、前記処理ガス供給源から供給された処理ガスを前記処理対象物に向って放出するガス放出器とを備え、前記ガス放出器は、前記処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、当該分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、前記処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から前記処理対象物に向って当該処理ガスを放出するように構成されている真空処理装置である。
本発明では、前記ガス放出器は、前記複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器は、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の各分岐配管ユニットは、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の前記複数のガス放出口は、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記処理ガス供給源は、異なる処理ガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介して前記ガス放出器に接続されている場合にも効果的である。
本発明では、前記ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する場合にも効果的である。
一方、本発明は、上述したいずれかの真空処理装置を備え、前記処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置である。
また、本発明は、上述したいずれかの真空処理装置を備え、前記処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、前記ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置である。
さらに、本発明は、上述した蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる有機蒸着方法である。
本発明の場合、ガス放出器が、処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から処理対象物に向って処理ガスを放出するように構成されていることから、複数のガス放出口から面状に処理ガスを放出することができ、これにより、種々の処理対象物、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜等の処理を行うことができる。
本発明において、ガス放出器が、複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている場合、ガス放出器が、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい場合、又はガス放出器の各分岐配管ユニットが、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている場合には、各ガス放出口から放出されるガスの面内分布がより均一になるため、処理対象物の表面に対する処理の均一性をより向上させることができる。
特に、ガス放出器の複数のガス放出口について、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置すれば、各ガス放出口から放出されるガスの面内分布がより一層均一になるため、処理対象物の表面に対する処理の均一性を一層向上させることができる。
本発明において、処理ガス供給源が、異なるガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介してガス放出器に接続されている場合には、異なるガスを確実に混合させて処理対象物の表面に対して均一な処理を行うことができる。
本発明において、ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する場合には、各分岐配管群の分岐配管ユニットにおいて処理ガスの成分が析出することなく、また、処理ガスを一定の温度に保持することができるので、より均一な状態で処理ガスを放出することができる。
一方、上述したいずれかの真空処理装置を備え、処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができるため、コンパクトな蒸着装置を提供することができる。
この場合、当該蒸着装置を用い、有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合には、有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
一方、上述したいずれかの真空処理装置を備え、処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置によれば、ＣＶＤ法によって処理対象物上に均一な膜厚及び膜質の成膜を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、種々の処理対象物の表面に、分布が均一の成膜等の真空処理をコンパクトな真空処理装置で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態である有機蒸着装置の内部を示す概略構成図
【図２】同有機蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）：同蒸気放出器の蒸気放出口の位置関係を示す説明図
【図４】同有機蒸着装置の外観構成を示す平面図
【図５】本発明の他の実施の形態を示す平面図
【図６】本発明の他の実施の形態の内部を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る有機蒸着装置の内部を示す概略構成図、図２は、同有機蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図である。また、図３（ａ）（ｂ）は、同蒸気放出器の蒸気放出口の位置関係を示す説明図、図４は、同有機蒸着装置の外観構成を示す平面図である。
【００１１】
以下、上下関係については図１及び図２に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１又は図２に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置（蒸着装置）１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有し、この真空槽２内の本体部１０Ａに蒸気放出器（ガス放出器）１０が設けられて構成されている。
【００１２】
この蒸気放出器１０は、真空槽２内の基板（処理対象物）５の下方に設けられるもので、真空槽２の外部に設けられた蒸気供給源７に、供給管６（６ｈ、６ｄ）及び蒸気混合器３を介して接続されている。
また、供給管６ｈ、６ｄ及び蒸気混合器３は、ヒータ及び冷却器を有する加熱冷却手段４によって加熱並びに冷却され、所定の温度に温度制御されるように構成されている。
【００１３】
蒸気放出器１０は、複数（本例では４個）の第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２に接続されている。
ここで、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料５０ｈ、５１ｈがそれぞれ収容されている。
【００１４】
また、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料５０ｄ、５１ｄがそれぞれ収容されている。
そして、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２の周囲には、加熱手段２０が配設されている。
【００１５】
また、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２は、それぞれキャリアガス供給装置１７ｈ、１８ｈ、１７ｄ、１８ｄに接続され、キャリアガス源１９から供給されるキャリアガスが、それぞれ第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２に供給されるように構成されている。
【００１６】
本例の場合、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２は、それぞれバルブ３０を介してホスト材料５０ｈ、５１ｈ用の供給管６ｈに接続されている。
一方、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２は、それぞれバルブ４０を介してドーパント材料５０ｄ、５１ｄ用の供給管６ｄに接続されている。
【００１７】
なお、有機材料の蒸気を供給する供給管６ｈ及び供給管６ｄの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄが設けられ、これら蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ６１ｈ、６１ｄによって測定するように構成されている。
【００１８】
蒸気放出器１０は、例えば金属材料からなる配管を継手等によって連結して一体的に構成したもので、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管群によって構成されている。
【００１９】
本実施の形態においては、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って設けられた、第１の分岐配管群１１０、第２の分岐配管群１２０、第３の分岐配管群１３０によって蒸気放出器１０が構成されている。
【００２０】
第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０は、同一の基本構成を有する分岐配管ユニットから構成されている。以下、同一の段の分岐配管群について一つの分岐配管ユニットを例にとって説明する。
【００２１】
図１又は図２に示すように、本実施の形態の第１の分岐配管群１１０は、供給管６の先端部に取り付けられた第１の分岐配管ユニット１１を有し、この第１の分岐配管ユニット１１は、供給管６の先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられて構成されている。
【００２２】
ここで、第１の分岐配管ユニット１１の水平分岐部１１ａ〜１１ｄは、それぞれ同一の配管長さを有し、隣接する第１及び第２の水平分岐部１１ａ，１１ｂ、第２及び第３の水平分岐部１１ｂ，１１ｃ、第３及び第４の水平分岐部１１ｃ，１１ｄ、第４及び第１の水平分岐部１１ｄ，１１ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
そして、第１〜第４の水平分岐部１１ａ〜１１ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられて鉛直方向に延びるように形成されている（以下、この部分を「鉛直分岐部」という。）。
【００２３】
第１の分岐配管ユニット１１の第１〜第４の鉛直分岐部１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈの先端部は、同一の水平面内に配置され、隣接するものの距離が等しくなるように構成されている。
【００２４】
さらに、第１の分岐配管ユニット１１の鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈは、それぞれの先端部に、それぞれ第２の分岐配管ユニット１２が取り付けられ、これら４個の第２の分岐配管ユニット１２により第２の分岐配管群１２０が構成されている。
第２の分岐配管群１２０の第２の分岐配管ユニット１２は、第１の分岐配管ユニット１１の各鉛直分岐部１１ｅ〜１１ｈの先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられている。
【００２５】
ここで、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ隣接する第１及び第２の水平分岐部１２ａ，１２ｂ、第２及び第３の水平分岐部１２ｂ，１２ｃ、第３及び第４の水平分岐部１２ｃ，１２ｄ、第４及び第１の水平分岐部１２ｄ，１２ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
【００２６】
また、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、第１の分岐配管ユニット１１の水平分岐部１１ａ〜１１ｄの配管長さより短くなるようにその配管長さが設定されている。
そして、第２の分岐配管ユニット１２の第１〜第４の水平分岐部１２ａ〜１２ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられ、これにより鉛直方向に延びる鉛直分岐部１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが設けられている。
【００２７】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第２の分岐配管ユニット１２の配管の縦断面積の和が、上述した第１の分岐配管ユニット１１の配管の縦断面の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
【００２８】
さらに、本実施の形態の場合、第２の分岐配管ユニット１２の第１〜第４の鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先端部は、同一の水平面内に配置され、隣接するものの距離が等しくなるように構成されている。
【００２９】
第２の分岐配管群１２０の各第２の分岐配管ユニット１２の各鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先（上）端部には、それぞれ第３の分岐配管ユニット１３が取り付けられ、これら１６個の分岐配管ユニット１３により第３の分岐配管群１３０が構成されている。
【００３０】
第３の分岐配管群１３０の第３の分岐配管ユニット１３は、第２の分岐配管ユニット１２の各鉛直分岐部１２ｅ〜１２ｈの先端部からそれぞれ水平方向に延びるように４本の水平分岐部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられている。
【００３１】
ここで、第３の分岐配管ユニット１３の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、それぞれ隣接する第１及び第２の水平分岐部１３ａ，１３ｂ、第２及び第３の水平分岐部１３ｂ，１３ｃ、第３及び第４の水平分岐部１３ｃ，１３ｄ、第４及び第１の水平分岐部１３ｄ，１３ａが、それぞれ９０度の角度をなすように設けられている。
【００３２】
また、第３の分岐配管ユニット１３の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、第２の分岐配管ユニット１２の水平分岐部１２ａ〜１２ｄの配管長さより短くなるようにその配管長さが設定されている。
【００３３】
そして、第３の分岐配管ユニット１３の第１〜第４の水平分岐部１３ａ〜１３ｄは、それぞれの先端部分が上方に曲げられて鉛直方向に延びる鉛直分岐部１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈが設けられている。
【００３４】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第３の分岐配管ユニット１３の配管の縦断面の面積の和が、上述した第２の分岐配管ユニット１２の配管の縦断面の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
【００３５】
さらに、本実施の形態の場合、第３の分岐配管ユニット１３の第１〜第４の鉛直分岐部１３ｅ〜１３ｈは、それぞれ同一の配管長さを有しており、これら第１〜第４の鉛直分岐部１３ｅ〜１３ｈの先端部には、図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、それぞれの先端部には、有機材料の蒸気を放出するための蒸気放出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが形成されている。
【００３６】
ここで、第３の分岐配管ユニット１３の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄは、同一の水平面内に配置され、正方形１６の頂点の位置に配置されている。すなわち、隣接する蒸気放出口１４ａ及び１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄの間の距離が等しくなるように構成されている（Ｐ1）。
【００３７】
さらに、本発明の場合、特に限定されることはないが、均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第３の分岐配管ユニット１３同士についても、それぞれ隣接する蒸気放出口１４ｂ及び１４ａ、蒸気放出口１４ｄ及び１４ｃの間の距離が等しく（Ｐ2）、かつ、隣接する全ての蒸気放出口１４ａ〜１４ｄの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい（Ｐ1＝Ｐ2）。
【００３８】
なお、本体部１０Ａ内には、上述した蒸気放出器１０を加熱冷却する加熱冷却手段１５が複数設けられ、さらに、本体部１０Ａの上部には、熱輻射防止板（図示せず）が設けられている。
【００３９】
このような構成を有する本実施の形態において、基板５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽２内の圧力を所定の圧力にした状態で、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２から供給管６ｈを介してホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気を蒸気混合器３内に導入する。
【００４０】
また、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２からドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気を、供給管６ｄを介して蒸気混合器３内に導入する。
【００４１】
蒸気混合器３内に導入されたホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気は、上述した第１の分岐配管群１１０、第２の分岐配管群１２０及び第３の分岐配管群１３０によって分岐されて蒸気放出器１０内を通過し、最終段である第３の分岐配管ユニット１３の各蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って面状に放出され、これにより基板５全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。
【００４２】
以上述べたように本実施の形態によれば、蒸気放出器１０が、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニット１１〜１３を有する第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０を備え、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０のうち最終段の第３の分岐配管群１３０の分岐配管ユニット１３の蒸気放出側端部に、有機材料の蒸気を放出する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられ、これら複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから基板５に向って有機材料の蒸気を放出するように構成されていることから、複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから面状に有機材料の蒸気を放出することができ、これにより、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
【００４３】
しかも、本実施の形態においては、蒸気放出器１０が、複数の蒸気放出口１４ａ〜１４ｄが同一の平面内に配置されるとともに、各分岐配管群１１０〜１３０における分岐配管ユニット１１〜１３の配管長さが等しく、さらに蒸気放出器１０の各分岐配管ユニット１１〜１３は、それぞれの蒸気放出側の端部が正方形の頂点に位置し、かつ、隣接する蒸気放出口１４ａ〜１４ｄの間の距離が等しくなるように配置されていることから、各蒸気放出口１４ａ〜１４ｄから放出される有機材料の蒸気の面内分布がより均一になるため、基板５の表面に対する膜厚及び膜質の均一性をより向上させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、蒸気供給源７が、異なる蒸気を発生させる複数の蒸気発生源、すなわち、第１ホスト材料蒸発源２１、第２ホスト材料蒸発源２２、第１ドーパント材料蒸発源３１、第２ドーパント材料蒸発源３２を供給管６ｈ並びに供給管６ｄを介して蒸気混合器３に導入するよう構成されていることから、異なる蒸気を確実に混合させて基板５の表面に対して均一な処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、蒸気放出器１０の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段１５を有することから、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０の分岐配管ユニット１１〜１３において有機材料の蒸気の成分が析出することなく、また、有機材料の蒸気を一定の温度に保持することができるので、より均一な状態で有機材料の蒸気を放出することができる。
その一方で、本実施の形態によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができるため、コンパクトな蒸着装置を提供することができる。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いることにより、有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施の形態を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置１Ａは、上述した有機蒸着装置１を複数、すなわち、３×４個並べて構成したものである。
【００４８】
ここで、各有機蒸着装置１は、独立して制御可能な蒸気供給源７を有し、各蒸気供給源７は、上述した供給管６を介して蒸気放出器１０にそれぞれ接続されている。
そして、蒸気放出口１４は、隣接するもの同士の距離が等しくなるように、それぞれの位置が設定されている。
【００４９】
このような構成を有する本実施の形態によれば、非常に大型の基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、１２個の有機蒸着装置１のうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの処理対象物に対して成膜を行うことができる。
【００５０】
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
図６は、本発明の他の実施の形態の内部を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１０１は、真空槽２内の上方に、基板ホルダー１０６によって保持された基板５が配置されるようになっている。
ここで、基板ホルダー１０６は、絶縁部材１００ａを介して本体部１００の上部に取り付けられ、接地されている。そして、基板５は、処理面と反対側に導電性の金属板１０６ａが基板５と接触するように設けられ、金属板１０６ａも電気的に接地となっている。
【００５２】
さらに、真空槽２内の基板５の下方には、本体部１００が設けられ、この本体部１００には、上述した蒸気放出器１０と同一の構成を有するガス放出器１０Ｂが設けられ、その第３の分岐配管群１３０の各第３の分岐配管１３のガス放出側端部には、それぞれガス放出口１４が設けられている。
【００５３】
一方、真空槽２の外部には、処理ガス供給源１０７が設けられている。
処理ガス供給源１０７は、反応ガスを供給する反応ガス源１０７Ａ、１０７Ｂを有し、この反応ガス源１０７Ａ、１０７Ｂがバルブ７０を介して供給管６Ｂに接続されている。
【００５４】
また、処理ガス供給源１０７は、放電補助ガスを供給する放電補助ガス供給源１０７Ｃを有し、この放電補助ガス供給源１０７Ｃは、バルブ７０を介して供給管６Ｂに接続されている。
【００５５】
ここで、供給管６Ｂは、例えば高周波電源からなる電源１０４に接続されている。この供給管６Ｂは、絶縁性材料からなる接続部６ａを有し、処理ガス供給源１０７に対して電気的に絶縁されている。
【００５６】
一方、供給管６Ｂのガス導入側端部は、ガス放出器１０Ｂの第１の分岐配管群１１０の第１の分岐配管ユニット１１に取り付けられ、供給管６Ｂに対して電気的に接続されている。
そして、本実施の形態のガス放出器１０Ｂは、電気的にフローティング状態にされている。
【００５７】
一方、ガス放出器１０Ｂの基板５側の部分には、例えば平板状のシャワープレート１０２が設けられている。このシャワープレート１０２には、基板５の大きさに対応する領域に、多数の放出口１０２ａが設けられている。
このシャワープレート１０２は、本体部１００に取り付けられ、本体部１００と同電位にされている。
【００５８】
さらに、本実施の形態においては、処理ガス供給源１０７の配管部分、供給管６Ｂ、ガス放出器１０Ｂの配管部分に冷却装置１５Ｂが設けられ、ガス放出器１０Ｂに供給される処理ガスを所定の温度に冷却するようになっている。
【００５９】
このような構成を有する本実施の形態において、基板５表面に成膜を行う場合には、真空槽２内を所定の圧力にした状態で、処理ガス供給源１０７から供給管６Ｂを介して反応ガスと放電補助ガスを、ガス放出器１０Ｂの第１の分岐配管群１１０の第１の分岐配管ユニット１１内に導入し、第２及び第３の分岐配管群１２０、１３０を介して第３の分岐配管ユニット１３の各ガス放出口１４から処理ガスを放出し、シャワープレート１０２の放出口１０２ａを介して基板５とシャワープレート１０２との間の空間に処理ガスを導入する。
【００６０】
そして、電源１０４からガス放出器１０Ｂに対して高周波電力を印加することにより、基板５とシャワープレート１０２との間の空間において、処理ガスを放電させて当該処理ガスをプラズマ化する。
【００６１】
ここで、反応ガスのプラズマを含む処理ガスのプラズマは、シャワープレート１０２の存在によって均一な状態で形成され、これにより基板５表面において反応ガスが反応して、基板５全表面においてＣＶＤによる成膜が行われる。
【００６２】
以上述べたように本実施の形態によれば、ガス放出器１０Ｂの複数の蒸気放出口１４から面状に処理ガスを放出することができ、これにより、特に大型基板の表面に分布が均一のＣＶＤ成膜を行うことができる。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、隣接する蒸気放出口又はガス放出口の距離が等しくなるようにしたが、本発明はこれに限られず、第３の分岐配管ユニットの配管長さを変えることにより、例えば、蒸気又はガス放出口が長方形の頂点の位置に配置することもできる。
【００６４】
ただし、より均一な成膜及び真空処理を行う観点からは、上記実施の形態のように、蒸気又はガス放出口が正方形の頂点の位置に配置することにより、隣接する蒸気又はガス放出口の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
【００６５】
また、上記実施の形態においては、ガス放出口を上方に向けて蒸気又は処理ガスを上方に放出するようにしたが、本発明はこれに限られず、水平方向又は下方向に向けて蒸気又は処理ガスを放出することもできる。
【００６６】
一方、ガス放出器の分岐配管群の数は上記実施の形態には限られず、二つ又は四つ以上設けることもできる。
ただし、大型基板に対応する観点からは、上記実施の形態のように、第１〜第３の分岐配管群１１０〜１３０を設け、６４個以上の蒸気放出口又はガス放出口を設けることが好ましい。
【００６７】
さらにまた、本発明は、有機ＥＬ製造装置の有機層を形成する場合のみならず、有機ＥＬ製造装置の電極層を形成する場合にも適用することができる。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができる。
【００６８】
さらにまた、本発明は、酸素（Ｏ2）やフッ素（Ｆ）ガスを含む処理ガスを用いて処理対象物の前処理やクリーニング、及びエッチングを行う装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…有機蒸着装置（蒸着装置）
２…真空槽
４…加熱冷却手段
５…基板（処理対象物）
７…蒸気供給源（処理ガス供給源）
１０…蒸気放出器（ガス放出器）
１１…第１の分岐配管ユニット
１２…第２の分岐配管ユニット
１３…第３の分岐配管ユニット
１４ａ〜１４ｄ…蒸気放出口（ガス放出口）
１５…加熱冷却手段
１１０…第１の分岐配管群
１２０…第２の分岐配管群
１３０…第３の分岐配管群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物が配置される真空槽と、
前記真空槽の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源と、
配管を用いて構成され、前記処理ガス供給源から供給された処理ガスを前記処理対象物に向って放出するガス放出器とを備え、
前記ガス放出器は、前記処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、当該分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、前記処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から前記処理対象物に向って当該処理ガスを放出するように構成されている真空処理装置。
【請求項２】
前記ガス放出器は、前記複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記ガス放出器は、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい請求項１又は２のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記ガス放出器の各分岐配管ユニットは、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記ガス放出器の前記複数のガス放出口は、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置されている請求項４記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記処理ガス供給源は、異なる処理ガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介して前記ガス放出器に接続されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する請求項１乃至６のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の真空処理装置を備え、
前記処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の真空処理装置を備え、
前記処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、
前記ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
請求項８記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、
前記有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる有機蒸着方法。
【請求項１】
処理対象物が配置される真空槽と、
前記真空槽の外部に設けられ処理ガスを供給する処理ガス供給源と、
配管を用いて構成され、前記処理ガス供給源から供給された処理ガスを前記処理対象物に向って放出するガス放出器とを備え、
前記ガス放出器は、前記処理ガスの導入側から放出側に向って４n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する分岐配管ユニットを有する複数の分岐配管群を備え、当該分岐配管群のうち最終段の分岐配管群における分岐配管ユニットのガス放出側端部に、前記処理ガスを放出するガス放出口がそれぞれ設けられ、これら複数のガス放出口から前記処理対象物に向って当該処理ガスを放出するように構成されている真空処理装置。
【請求項２】
前記ガス放出器は、前記複数のガス放出口が同一の平面内に配置されている請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記ガス放出器は、同一の段の分岐配管群における分岐配管ユニットの配管長さが等しい請求項１又は２のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記ガス放出器の各分岐配管ユニットは、それぞれのガス放出側の端部が正方形の頂点に位置するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記ガス放出器の前記複数のガス放出口は、隣接するガス放出口の間の距離が等しくなるように配置されている請求項４記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記処理ガス供給源は、異なる処理ガスを発生させる複数のガス発生源を有し、当該複数のガス発生源がガス混合器を介して前記ガス放出器に接続されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記ガス放出器の配管を加熱冷却するための加熱冷却手段を有する請求項１乃至６のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の真空処理装置を備え、
前記処理ガス供給源として、有機蒸発材料を蒸発させる蒸発源を有する蒸着装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の真空処理装置を備え、
前記処理ガス供給源として、所定の反応ガスを供給するガス源と、
前記ガス放出器内の反応ガスを放電させるための電源とを有するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
請求項８記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、
前記有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる有機蒸着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８２４４５（Ｐ２０１２−８２４４５Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７００６（Ｐ２０１０−２２７００６）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【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２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【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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