蒸着用坩堝、蒸着装置、蒸着方法、および有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる蒸着技術を提供する。
【解決手段】蒸着用坩堝１０であって、底部１１と、側壁部１２３と、該底部１１および該側壁部１２３の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部Ｃｖとを備え、孔部Ｃｖが、底部１１とは反対側に位置する開口部ＯＰと、該孔部Ｃｖの所定軸（例えば軸Ｐ）に対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて略一定である第１の領域（例えば下部孔領域１２ａ）と、該孔部Ｃｖの所定軸（例えば軸Ｐ）に対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて増大する第２の領域（例えば上部孔領域１３ａ）とを有する。
【解決手段】蒸着用坩堝１０であって、底部１１と、側壁部１２３と、該底部１１および該側壁部１２３の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部Ｃｖとを備え、孔部Ｃｖが、底部１１とは反対側に位置する開口部ＯＰと、該孔部Ｃｖの所定軸（例えば軸Ｐ）に対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて略一定である第１の領域（例えば下部孔領域１２ａ）と、該孔部Ｃｖの所定軸（例えば軸Ｐ）に対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて増大する第２の領域（例えば上部孔領域１３ａ）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子等の各種素子の製造技術として、基板上に所望の材料を蒸着させる手法が広く採用されている。この蒸着を行う際には、蒸着用の坩堝（蒸着用坩堝）に蒸着させたい所望の材料（蒸着材料）を入れておいて、加熱することで、所望の材料を気化させる。
【０００３】
ところで、近年では、有機ＥＬ装置の大型化が指向され、大口径の基板に対してより均一な薄膜を形成する技術が要求されている。
【０００４】
このような要求に対し、蒸着用坩堝として、例えば、図１１(ａ)で断面形状が模式的に示され、図１１(ｂ)で平面形状が模式的に示された円筒状の坩堝（シリンダ型坩堝）ＣＬや、図１２(ａ)で断面形状が模式的に示され、図１２(ｂ)で平面形状が模式的に示された円錐状の坩堝（コーン型坩堝）ＣＮが提案され、容器の中央から外方に向けて傾斜された孔が複数個設けられた有機化合物用の容器も提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリンダ型坩堝を使用した場合には、膜厚が比較的均一な薄膜を生成することができるが、蒸着材料が広範囲に飛ぶため、蒸着材料の利用効率が悪い。また、コーン型坩堝を使用した場合には、比較的高い指向性を持って蒸着材料が基板に向けて飛ぶため、蒸着材料の利用効率は良いが、薄膜の膜厚が不均一となるとともに、この膜厚の均一性は、坩堝中の蒸着材料の残量に依っても変動する。更に、上記特許文献１で提案された有機化合物用の容器は、開口付近の形状が複雑であるために、製造が難しい上に、複雑な形状の開口近傍に有機物が析出し易く、開口の狭窄や閉塞により蒸着材料の放出が阻害され、均一な薄膜の形成や蒸着材料の利用効率が阻害される。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる蒸着技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、蒸着用坩堝であって、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部とを備え、前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、蒸着用坩堝であって、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部とを備え、前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部を有し、前記側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を前記底部側から前記開口部にかけて空間順次に有し、前記第１の区間では、前記底部側から前記開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、前記第２の区間では、前記底部側から前記開口部に近づくにつれて対向する内壁どうしの離隔距離が増大することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の蒸着用坩堝と、前記蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えることを特徴とする蒸着装置である。
【００１１】
また、請求項４の発明は、蒸着方法であって、(a)請求項１に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、(b)前記蒸着用坩堝のうち、前記第２の領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の領域に蒸着材料を装填するステップと、(c)前記(b)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５の発明は、蒸着方法であって、(A)請求項２に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、(B)前記蒸着用坩堝の前記孔部のうち、前記側壁部の前記第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填するステップと、(C)前記(B)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６の発明は、有機ＥＬ装置の製造方法であって、(i)請求項４または請求項５に記載の蒸着方法を用いて、基板上に予め形成された第１の電極上に１以上の有機層を形成するステップと、(ii)前記１以上の有機層上に第２の電極を形成するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部とを備えた蒸着用坩堝において、孔部が、底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の所定軸に対して垂直な面における断面積が底部側から開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の所定軸に対して垂直な面における断面積が底部側から開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域とを有して構成されるため、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００１５】
なお、孔部の第２の領域に蒸着材料を配置せず、孔部の底部付近や第１の領域に蒸着材料を装填して、該蒸着材料を加熱および気化させることで、蒸着材料の残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部とを備えた蒸着用坩堝において、孔部が、底部とは反対側に位置する開口部を有し、側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を底部側から開口部にかけて空間順次に有し、第１の区間では、底部側から開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、第２の区間では、底部側から開口部に近づくにつれて対向する内壁面どうしの離隔距離が増大するように構成されるため、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００１７】
なお、側壁部の開口側の第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、底部や側壁部の底部側の第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填して、該蒸着材料を加熱および気化させることで、蒸着材料の残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜シリンダ型坩堝とコーン型坩堝の特徴＞
本発明の実施形態に係る蒸着装置について説明する前に、従来技術に係るシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮの特徴について説明する。
【００１９】
＜シリンダ型坩堝＞
図１１(ａ)は、シリンダ型坩堝ＣＬの断面模式図を示し、図１１(ｂ)は、シリンダ型坩堝ＣＬの平面図を示している。なお、図１１では、方位関係を明確化するために相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。
【００２０】
シリンダ型坩堝ＣＬは、耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、ＸＹ断面がＺ軸に平行な軸Ｐ１を中心とした略円形状でかつ上端（図１１中で＋Ｚ方向の端部）に開口部ＯＰａを有する深皿である。そして、開口部ＯＰａから凹んだ孔部Ｃａの内壁の側面は、軸Ｐ１を挟んで、略平行の関係を有し、該孔部ＣａのＸＹ断面が略一定の形状を有する。
【００２１】
ここでは、軸Ｐ１を挟んで対向する内壁の側面が略平行の関係にある部分（垂直部）Ｖａについては、開口部ＯＰａ近傍の径（図１１ではＸＹ断面の直径）がφａ１（例えば約１３ｍｍ）、底面側の径（図１１ではＸＹ断面の直径）がφａ２（例えば約１２ｍｍ）とされている。また、孔部Ｃａの深さ、すなわち軸Ｐ１に沿った孔部Ｃａの延設距離がＬａ（例えば約８０ｍｍ）とされている。
【００２２】
なお、図１１では、開口部ＯＰａの周囲には、所謂フランジのような部分（フランジ部）Ｆａが設けられ、例えば、フランジ部Ｆａの径が３２ｍｍ、フランジ部Ｆａと垂直部Ｖａとが若干の曲率を有して接続される例が挙げられる。
【００２３】
このシリンダ型坩堝ＣＬを用いて気化させて基板表面に蒸着させる材料（蒸着材料）としては、例えば、有機ＥＬ装置において発光する有機層を構成する発光有機材料（Ａｌｑ3、ルブレン、ＮＰＢ、ＣｕＰｃ等）が挙げられる。
【００２４】
そして、蒸着材料を蒸着させる対象物である基板とシリンダ型坩堝ＣＬとの距離を所定値としつつ、該基板のうちの蒸着膜を形成したい領域の略中心の法線と軸Ｐ１とが重なるようにシリンダ型坩堝ＣＬを設置し、蒸着材料をシリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａに装填して加熱すると、蒸着材料の残量に拘わらず基板に対して比較的均一に蒸着材料の薄膜（蒸着膜）が生成される。しかしながら、蒸着材料が広範囲に飛散し、蒸着材料の利用効率がコーン型坩堝ＣＮよりも低くなる。これは、孔部Ｃａを形成する相互に対向し合う側壁の内面が略平行であり且つ孔部Ｃａの深さが非常に深いため、蒸着時に、シリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａに装填されて気化された蒸着材料の粒子が、側壁に衝突し易く、開口部ＯＰａ近傍の内壁面から広範囲に拡がって飛んで行き易いからであると考えられる。
【００２５】
＜コーン型坩堝＞
図１２(ａ)は、コーン型坩堝ＣＮの断面模式図を示し、図１２(ｂ)は、コーン型坩堝ＣＮの平面図を示している。なお、図１２では、方位関係を明確化するために図１１と同様な相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。
【００２６】
コーン型坩堝ＣＮは、シリンダ型坩堝ＣＬと同様に耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、ＸＹ断面がＺ軸に平行な軸Ｐ２を中心とした略円形状でかつ上端（図１２中で＋Ｚ方向の端部）に開口部ＯＰｂを有する深皿である。そして、開口部ＯＰｂから凹んだ孔部Ｃｂの内壁の側面は、軸Ｐ２を挟んで、孔部Ｃｂの底部側から開口部ＯＰｂにかけて、徐々に離隔していく関係にあり、該孔部Ｃｂは、ＸＹ断面の断面積が、孔部Ｃｂの底部側から開口部ＯＰｂにかけて徐々に増大する形状を有する。
【００２７】
ここでは、孔部Ｃｂのうち対向する内壁が徐々に離隔していく部分（拡張部）Ｄｐについては、開口部ＯＰｂ近傍の径（図１２ではＸＹ断面の直径）がφｂ１（例えば約１８．５〜２０ｍｍ）、底面側の径（図１２ではＸＹ断面の直径）がφｂ２（例えば約７．５ｍｍ）とされている。また、孔部Ｃｂの深さ、すなわち、孔部Ｃｂの軸Ｐ２に沿った延設距離がＬｂ（例えば約８０〜８２ｍｍ）とされている。
【００２８】
なお、図１２では、開口部ＯＰｂの周囲には、所謂フランジのような部分（フランジ部）Ｆｂが設けられ、例えば、フランジ部Ｆｂの径が３５．３〜３６．３ｍｍ、フランジ部Ｆｂと拡張部Ｄｐとが若干の曲率を有して接続される例が挙げられる。
【００２９】
そして、蒸着材料を蒸着させる対象物である基板とコーン型坩堝ＣＮとの距離を所定値としつつ、該基板のうちの蒸着膜を形成したい領域の略中心の法線と軸Ｐ２とが重なるようにコーン型坩堝ＣＮを設置し、蒸着材料をコーン型坩堝ＣＮの孔部Ｃｂに装填して加熱すると、シリンダ型坩堝ＣＬよりも軸Ｐ２に沿った強い指向性を持って蒸着材料が基板に対して飛んでいく。このため、蒸着材料の利用効率がシリンダ型坩堝ＣＬよりも高くなる。これは、孔部Ｃｂが、開口部ＯＰｂへ向けて徐々に拡がっているため、蒸着時に、孔部Ｃｂに装填されて気化された蒸着材料の粒子が、シリンダ型坩堝ＣＬの場合と比較して、側壁に衝突し難いために、基板へ向けて直接飛んでいき易く、更に側壁の内面が若干基板側に向いているために、開口部ＯＰｂ近傍の内壁面から広範囲に拡がって飛び難いからであると考えられる。
【００３０】
しかしながら、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合には、基板上における蒸着膜の膜厚はシリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合と比較して、不均一となる。更に、孔部Ｃｂ内の蒸着材料ＶＭの残量が多い場合（例えば図１３(ａ)で示す状態）と、孔部Ｃｂ内の蒸着材料ＶＭの残量が少ない場合（例えば図１３(ｂ)で示す状態）とで、蒸着材料の利用効率や膜厚の均一性が変動してしまう。
【００３１】
具体的なシミュレーション結果を図１４で示している。このシミュレーションの条件は、基板が１００ｍｍ四方の正方形の盤面を有し、開口部ＯＰｂと基板との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐｂに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｂの内壁面が全反射面となるようにした。また、コーン型坩堝ＣＮの寸法は、φｂ１＝約２０ｍｍ、φｂ２＝約５ｍｍ、Ｌｂ＝約８０ｍｍとした。なお、内壁面を全反射面としたのは、坩堝全体が加熱されているため、一度気体状態となった蒸着材料が内壁に衝突する際には、析出せず、内壁面で跳ね返るような挙動を示すためである。
【００３２】
図１４で示すように、コーン型坩堝ＣＮに装填された蒸着材料ＶＭの深さＤｂ、すなわち蒸着材料ＶＭの残量が多ければ多いほど、基板に対して着弾する蒸着材料の粒子数が減少する。これは、コーン型坩堝ＣＮに装填された蒸着材料ＶＭの表面が開口部ＯＰｂに近づけば近づくほど、孔部Ｃｂの壁面に衝突せずに飛び出していく蒸着材料の粒子が比較的広範囲に飛び出し易いためと考えられる。
【００３３】
上述したように、従来技術に係るシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮでは、蒸着膜の均一性と材料の利用効率の面で一長一短を有する。そこで、本願発明者らは、上述したシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮの特徴を考慮して、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる蒸着技術を創出した。以下、その蒸着技術について説明する。
【００３４】
＜実施形態＞
＜蒸着装置の構成概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る蒸着装置１の概略構成を示す模式図である。なお、図１及び図１以降の図では、各構成が配置される方向を明確化するためにＸＹＺの直交する３軸を適宜付している。
【００３５】
図１で示すように、蒸着装置１は、チャンバ２と、蒸着用セル６とを備えており、有機ＥＬ装置を構成する有機層を基板５上に蒸着するための装置である。
【００３６】
チャンバ２は、基板５を収納できるように構成されており、チャンバ２内において、基板５はマグネットプレート３とメタルマスク７との間で挟持されて固定される。チャンバ２は、基板５に対する蒸着処理が行われる際に、内部が減圧状態（例えば、真空状態）に保持される。
【００３７】
マグネットプレート３は、電磁石等を備えて構成され、磁力の発生と解除とを適宜切り替えることができる。メタルマスクは７は、有機ＥＬ装置の各有機ＥＬ素子に対応する多数の開口が設けられたものである。蒸着装置１では、チャンバ２内の中央部の比較的上方において、マグネットプレート３がフェライト系ステンレス鋼等によって構成されるメタルマスク７を磁力によって吸引することで、基板５がマグネットプレート３とメタルマスク７との間で挟持される。
【００３８】
蒸着用セル６は、基板５に対して蒸着させるための材料（蒸着材料）を加熱することで気化（蒸発又は昇華）させるものである。蒸着用セル６から気化した蒸着材料は、基板５に向けて放出され（図１中矢印）、メタルマスク７に設けられた多数の開口を介して基板５上に適宜蒸着される。なお、基板５は、例えば、１０ｃｍ四方の略正方形の盤面を有し、基板５のうち、蒸着材料が蒸着される対象の領域を以下「蒸着対象領域」とも称する。
【００３９】
また、蒸着用セル６は、蒸着対象領域の正面、すなわち蒸着対象領域の略中心における蒸着対象領域の法線上に配置されている。より詳細には、蒸着用セル６が、基板５の法線方向に所定距離Ｌｄだけ離隔されて配置されている。
【００４０】
以下、蒸着用セル６の構成について説明する。
【００４１】
＜蒸着用セルの構成＞
図２は、本発明の実施形態に係る蒸着用セル６の構成を例示する図である。図２(ａ)は、蒸着用セル６を正面方向（側方）から見た断面図であり、図２(ｂ)は、蒸着用セル６を上方から見た平面模式図である。なお、図２(ａ)は、図２(ｂ)の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。
【００４２】
蒸着用セル６は、蒸着用坩堝１０と、リフレクタ１５と、加熱用ヒータ１６とを備えている。
【００４３】
蒸着用坩堝１０は、耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、蒸着材料を加熱および気化させる深皿である。ここで、蒸着用坩堝１０の構造について図３を参照しつつ具体的に説明する。
【００４４】
図３(ａ)は、蒸着用坩堝１０を正面方向（側方）から見た断面図であり、図３(ｂ)は、蒸着用坩堝１０を上方から見た平面模式図である。なお、図３(ａ)は、図３(ｂ)の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００４５】
図３に示すように、この蒸着用坩堝１０は、軸Ｐを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する。また、蒸着用坩堝１０には、内側に軸Ｐを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する孔部Ｃｖが設けられ、当該孔部Ｃｖの上端（図３中で＋Ｚ方向の端部）には開口部ＯＰが設けられている。そして、蒸着用坩堝１０の下半分（図３中で−Ｚ方向の部分）が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分（図３中で＋Ｚ方向の部分）の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有している。
【００４６】
より詳細には、蒸着用坩堝１０は、−Ｚ方向から＋Ｚ方向へ向けて、深皿の底を形成する部分（底部）１１、側壁のうちの下部（側壁下部）１２、側壁のうちの上部（側壁上部）１３、および開口部ＯＰの周囲に形成されたドーナツ状の部分（フランジ部）１４を空間順次に備えて形成される。なお、以下では、適宜、側壁下部１２と側壁上部１３とを単に「側壁部」１２３とも総称する。つまり、孔部Ｃｖは、Ｚ軸と平行な軸Ｐに沿って、底部１１および側壁部１２３の内面によって囲まれて形成され、底部１１とは反対側に開口部ＯＰを有している。
【００４７】
側壁下部１２は、軸Ｐに沿って底部１１側から開口部ＯＰにかけて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖのＸＹ断面の断面積が略一定である孔部Ｃｖの下部領域（下部孔領域）１２ａを形成し、下部孔領域１２ａの軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ２となっている。一方、側壁上部１３は、軸Ｐに沿って底部１１側から開口部ＯＰに近づくにつれて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖのＸＹ断面の断面積が徐々に増大する孔部Ｃｖの上部領域（上部孔領域）１３ａを形成し、上部孔領域１３ａの軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ１となっている。なお、底部１１の内壁面１１ｗは、所定の曲率を有しており、−Ｚ方向に凸の半球状の空間領域（底部孔領域）１１ａを形成し、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成された空間領域の軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ３となっている。
【００４８】
また、側壁部１２３の内面に着目すると、側壁部１２３の内面は、側壁下部１２の内面によって形成される区間（側壁下部内面区間）１２ｗと、側壁上部１３の内面によって形成される区間（側壁上部内面区間）１３ｗと、を備えて構成される。そして、側壁下部内面区間１２ｗと、側壁上部内面区間１３ｗとは、軸Ｐを挟んで対向する側壁部１２３の内面どうしの関係が相互に異なる。
【００４９】
具体的には、側壁下部内面区間１２ｗについては、底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて軸Ｐを挟んで対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定、すなわち下部孔領域１２ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φｍで略一定となっている。一方、側壁上部内面区間１３ｗについては、軸Ｐに対して所定角度θだけ内壁面が傾けられ、底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて、軸Ｐを挟んで対向する内壁面どうしの離隔距離が徐々に増大する。そして、側壁上部内面区間１３ｗが、側壁下部内面区間１２ｗと接続する部分では、上部孔領域１３ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φｍ、開口部ＯＰでは、上部孔領域１３ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φＭとなっている。
【００５０】
蒸着用坩堝１０で蒸発させる蒸着材料としては、例えば、有機ＥＬ装置において発光する有機層を構成する発光有機材料（Ａｌｑ3、ルブレン、ＮＰＢ、ＣｕＰｃ等）が挙げられる。これらの発光有機材料を気化させるためには、約４００〜５００℃まで蒸着用坩堝１０を加熱する必要があるため、ここで言う耐熱性のある材料とは、少なくとも約４００〜５００℃までの加熱に耐えられる材料である。なお、蒸着装置１において蒸着を行うためには、蒸着材料は、蒸着用坩堝１０で加熱されると固体状態から液体状態を経て蒸発して気体状態となる性質（蒸発性）を有するか、又は加熱されると固体状態から昇華して気体状態となる性質（昇華性）を有する必要性がある。
【００５１】
図２に戻って蒸着用セル６の説明を続ける。
【００５２】
加熱用ヒータ１６は、蒸着用坩堝１０の周囲（主に側方の外周）に配置され、例えば、蒸着用坩堝１０の側面の周囲に巻き付けられた加熱用のコイルに適宜電流を流すことで、蒸着用坩堝１０を加熱するヒータである。なお、図２では、蒸着用坩堝１０の周囲に螺旋状に巻き付けられた発熱材料である加熱用コイルの断面が、小さな円で示されている。
【００５３】
リフレクタ１５は、加熱用ヒータ１６から発せられる熱を逃がさないように効率良く蒸着用坩堝１０側に伝達するためのものである。
【００５４】
＜蒸着材料の放出挙動＞
上述した蒸着用坩堝１０を採用した蒸着装置１では、（要因Ｉ）蒸着用坩堝１０に装填される蒸着材料の残量、（要因II）開口部ＯＰの直径、（要因III）上部孔領域１３ａの延設距離、により、蒸着用坩堝１０で加熱されて蒸着用坩堝１０の外部に放出される蒸着材料の挙動が異なる。以下、上記（要因Ｉ）〜（要因III）が蒸着材料の放出挙動に対して及ぼす影響について説明する。
【００５５】
＜（要因Ｉ）蒸着材料の残量の影響＞
図４は、蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの代表的な３タイプの装填状態を示す図である。図４(ａ)は、底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態、図４(ｂ)は、上部孔領域１３ａには蒸着材料ＶＭが配置されず、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態、図４(ｃ)は、底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態が示されている。なお、図４では、孔部Ｃｖの最低部からの蒸着材料ＶＭの深さをＤで示している。
【００５６】
蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの装填状態が、底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ａ)）から底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｂ)）にある場合には、加熱用ヒータ１６によって蒸着材料ＶＭが加熱されると、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず基板５に対して比較的均一に蒸着材料の薄膜（蒸着膜）が生成される。また、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様に、蒸着材料の利用効率が高くなる。つまり、蒸着用坩堝１０からの蒸着材料ＶＭの放出挙動が蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず変動しない。
【００５７】
このとき、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成される空間領域が、シリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａと同様な形状を有するために、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合と同様に、基板５における蒸着膜の均一性および放出挙動の一定性が実現される。また、上部孔領域１３ａが、コーン型坩堝ＣＮと同様な形状の側壁によって形成されるため、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様な理由により蒸着材料の利用効率がシリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合よりも高くなる。
【００５８】
一方、蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの装填状態が、底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｃ)）にある場合、すなわち孔部Ｃｖのうち、コーン型坩堝ＣＮと同様な形状の側壁によって形成された空間領域に蒸着材料ＶＭが装填された場合には、加熱用ヒータ１６によって蒸着材料ＶＭが加熱されると、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様に、蒸着材料ＶＭの残量に依存して蒸着材料ＶＭの利用効率や膜厚の均一性が変動してしまう。
【００５９】
ここで、このような蒸着材料の放出挙動に及ぼす蒸着用坩堝１０に装填される蒸着材料の残量の影響について、具体的に行ったシミュレーションの条件およびその結果について説明する。
【００６０】
まず、シミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が蒸着材料の粒子が全反射する面（全反射面）となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ１＝５０ｍｍ、Ｌ３＝５０ｍｍ、φｍ＝８ｍｍ、φＭ＝３２とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤを、Ｄ≒０ｍｍ，Ｄ＝５０ｍｍ，Ｄ＝７０ｍｍの３水準とした。なお、孔部Ｃｖの内壁面を全反射面としたのは、坩堝全体が加熱されているため、一度気体状態となった蒸着材料が内壁に衝突しても、析出せず、内壁面で跳ね返るような挙動を示すためである。以下のシミュレーションにおいても同様な理由で、孔部Ｃｖの内壁面を全反射面とした。
【００６１】
このようなシミュレーションの結果としては、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ａ)）と、蒸着材料ＶＭの深さＤ＝５０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｂ)）との間で、蒸着用坩堝１０から基板５に対して到達する蒸着材料の粒子数にほとんど変化がなく、その粒子数の分布も均一かつほとんど変化が無かった。一方、蒸着材料ＶＭの深さＤ＝７０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｃ)）では、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍ，５０ｍｍの場合と比較して、蒸着材料がより広範囲に拡がるように放出され、基板５に到達する蒸着材料の粒子数が減少し、蒸着材料の利用効率が低下することが確認された。
【００６２】
したがって、蒸着用坩堝１０を採用して、蒸着材料ＶＭを上部孔領域１３ａには配置せず、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成される空間領域に蒸着材料ＶＭを装填して加熱を行うことで、蒸着膜の特性および蒸着材料の利用効率の両面において、シリンダ型坩堝ＣＬとコーン型坩堝ＣＮの両方の良い面を併せ持たせることができる。その結果、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００６３】
＜（要因II）開口部の直径の影響＞
図５は、蒸着材料の放出挙動に及ぼす蒸着用坩堝１０の開口部ＯＰの直径（開口径）φＭの影響について、シミュレーションを行った結果を示している。図５では、横軸が開口径、縦軸が基板５に到達（着弾）した蒸着材料の粒子数（着弾数）を示している。
【００６４】
このシミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が全反射面となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ１＝４０ｍｍ、Ｌ３＝４０ｍｍ、φｍ＝５ｍｍとし、開口径φＭを、φＭ＝１０，１５，２０，２５，３０，３５ｍｍの６水準とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍとした。
【００６５】
このようなシミュレーションの結果としては、図５で示すように、開口径φＭ＝１５，２０ｍｍで蒸着材料の着弾数が約８００〜９００と著しく高まり、開口径φＭ＝２０ｍｍにおいて蒸着材料の着弾数が約９００と最大値を示すことが確認された。この開口径φＭ＝２０ｍｍの場合には、上部孔領域１３ａの軸Ｐに沿った延設距離Ｌ１＝４０ｍｍ、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍであるため、側壁上部内面区間１３ｗの内壁面と軸Ｐとが成す所定角度θは、約２１度となる。
【００６６】
したがって、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から言えば、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍ、上部孔領域１３ａの延設距離Ｌ１＝４０ｍｍとした場合には、開口径φＭを約１５〜２０ｍｍに設定することが好ましく、開口径φＭを約２０に設定することが更に好ましい。換言すれば、１／４≦｛（φＭ−φｍ）／Ｌ１｝≦３／８の関係を満たすことが好ましく、更に、｛（φＭ−φｍ）／Ｌ１｝≒３／８の関係を満たすことが更に好ましい。
【００６７】
＜（要因III）上部孔領域の延設距離の影響＞
図６は、蒸着材料の放出挙動に及ぼす上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１の影響について、シミュレーションを行った結果を示している。図６では、横軸が上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１、縦軸が基板５に到達（着弾）した蒸着材料の粒子数（着弾数）を示している。
【００６８】
このシミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が全反射面となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ３＝４０ｍｍ、φｍ＝５ｍｍ、θ＝２１度とし、上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１を、Ｌ１＝５，１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，６０，７０，８０の１３水準とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍとした。
【００６９】
このようなシミュレーションの結果としては、図６で示すように、コーン長Ｌ１＝３５ｍｍで着弾数が約９００と最大値を示し、コーン長Ｌ１＝３０〜５０ｍｍの範囲で着弾数が最大値（約９００）の約５％以内と多いことが確認された。
【００７０】
したがって、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から言えば、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍ、側壁上部内面区間１３ｗの内壁面と軸Ｐとが成す所定角度θ＝２１度とした場合には、上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１を約３０〜５０ｍｍに設定することが好ましく、延設距離（コーン長）Ｌ１を約３５〜４０ｍｍに設定することがより好ましく、延設距離（コーン長）Ｌ１を約３５ｍｍに設定することが更に好ましい。
【００７１】
＜有機ＥＬ装置の製造における蒸着処理工程＞
次に、有機ＥＬ装置の製造工程において、上述の蒸着装置１を用いて蒸着材料を蒸着することで有機層を成膜する蒸着処理工程について簡単に説明する。
【００７２】
（１）まず、図４(ａ)，(ｂ)に示すように、蒸着用坩堝１０の底部付近に対して、蒸着材料ＶＭを充填する。このとき蒸着材料ＶＭは、上部孔領域１３ａには配置されることなく、底部孔領域１１ａにのみ、又は底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに装填される。
【００７３】
（２）次に、チャンバ２の内部を真空状態とする。
【００７４】
（３）その次に、真空状態とされたチャンバ２の内部に、第１電極が被覆された１枚の基板５を搬入する。
【００７５】
（４）そして、蒸着用坩堝１０の底部付近に対して充填された蒸着材料ＶＭを、加熱用ヒータ１６によって均一に加熱することで、蒸着材料ＶＭを気化させる。このとき、基板５上に予め形成された第１の電極上に蒸着材料である有機物が蒸着され、有機層が形成される。
【００７６】
（５）更に、加熱用ヒータ１６による加熱を停止して、１つの基板５に対する蒸着処理を終了する。
【００７７】
（６）最後に、チャンバ２の外部に１枚の基板５を搬出する。
【００７８】
ここでは、（２）〜（６）の工程が時間順次に繰り返されることで、チャンバ２の真空状態を維持したまま、複数の基板５に対して時間順次に有機層を成膜することができる。なお、ここで成膜される有機層は、少なくとも発光する発光有機層を含む１以上の有機層によって形成される。
【００７９】
有機膜が形成された基板５については、成膜された有機層上に第２電極層を被着させることにより、複数の有機ＥＬ素子を基板上に形成するとともに、必要に応じて保護膜や封止基板等を有機ＥＬ素子上に配置することにより、有機ＥＬ装置が完成する。
【００８０】
以上のように、本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝１０は、底部１１と、側壁部１２３と、底部１１および側壁部１２３の内面によって囲まれた孔部Ｃｖとを備えている。そして、孔部Ｃｖが、底部１１とは反対側に位置する開口部ＯＰと、孔部Ｃｖの軸Ｐに対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて略一定となっている下部孔領域１２ａと、孔部Ｃｖの軸Ｐに対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて増大する上部孔領域１３ａとを有する。このため、蒸着用坩堝１０および該蒸着用坩堝１０を用いた蒸着装置１では、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合とコーン型坩堝ＣＮを用いた場合の双方の利点を併せ持つこととなり、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００８１】
そして、孔部Ｃｖの上部孔領域１３ａに蒸着材料を配置せず、孔部Ｃｖの底部１１付近（すなわち底部孔領域１１ａ）や下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭを装填して、該蒸着材料ＶＭを加熱および気化させることで、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００８２】
また、側壁部１２３の内面に着目すると、側壁部１２３が、軸Ｐを挟んで対向し合う内壁面どうしの関係が相互に異なる側壁下部内面区間１２ｗおよび側壁上部内面区間１３ｗを底部１１側から開口部ＯＰにかけて空間順次に有している。そして、側壁下部内面区間１２ｗでは、底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて対向し合う内壁面どうしの離隔距離が略一定の値（径φｍ）となり、側壁上部内面区間１３ｗでは、底部１１側から開口部ＯＰに近づくにつれて対向し合う内壁面どうしの離隔距離が増大するように構成される。このため、蒸着用坩堝１０および該蒸着用坩堝１０を用いた蒸着装置１では、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合とコーン型坩堝ＣＮを用いた場合の双方の利点を併せ持つこととなり、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００８３】
また、側壁部１２３の内面の開口部ＯＰ側に位置する側壁上部内面区間１３ｗによって囲まれた領域には蒸着材料ＶＭを配置せず、底部１１の内壁面１１ｗや側壁部１２３の内面の底部１１側に位置する側壁下部内面区間１２ｗによって囲まれた空間領域、すなわち底部孔領域１１ａや下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭを装填して、該蒸着材料ＶＭを加熱および気化させることで、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００８４】
＜具体例＞
上述した本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝１０と同様に、下半分の部分が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有した蒸着用坩堝１０Ａを用いて、基板に対して蒸着材料を蒸着させた具体例について説明する。
【００８５】
まず、蒸着用坩堝１０Ａの構成について説明する。
【００８６】
図７は、蒸着用坩堝１０Ａの構成を示す図である。そして、図７(ａ)は、蒸着用坩堝１０Ａを正面方向（側方）から見た断面図であり、図７(ｂ)は、蒸着用坩堝１０Ａを上方から見た平面模式図である。なお、蒸着用坩堝１０Ａは、孔部ＣｖＡのうち軸ＰＡに沿った中程にドーナツ状の中蓋ＭＳが装着された状態で使用されるように構成され、図７(ａ)，(ｂ)では、それぞれ右方に孔部ＣｖＡから脱着された中蓋ＭＳが示されている。なお、図７(ａ)は、図７(ｂ)の線Ｃ−Ｃに沿って蒸着用坩堝１０Ａを切断した断面図と、図７(ｂ)の線Ｄ−Ｄに沿って中蓋ＭＳを切断した断面図とが示されている。また、図７(ａ)では、孔部ＣｖＡの中程に中蓋ＭＳが装着される位置を破線で示している。
【００８７】
図７で示すように、蒸着用坩堝１０Ａは、軸ＰＡを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する。また、蒸着用坩堝１０Ａには、内側に軸ＰＡを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する孔部ＣｖＡが設けられ、当該孔部ＣｖＡの上端（図７中で＋Ｚ方向の端部）には開口部ＯＰＡが設けられている。そして、蒸着用坩堝１０Ａの下半分（図７中で−Ｚ方向の部分）が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分（図７中で＋Ｚ方向の部分）の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有している。
【００８８】
より詳細には、蒸着用坩堝１０Ａは−Ｚ方向から＋Ｚ方向へ向けて、深皿の底を形成する部分（底部）１１Ａ、側壁のうちの下部（側壁下部）１２Ａ、側壁のうちの上部（側壁上部）１３Ａ、および開口部ＯＰＡの周囲に形成されたドーナツ状の部分（フランジ部）ＦＡを空間順次に備えている。そして、側壁下部１２Ａと側壁上部１３Ａとが接続する部分には、上方（＋Ｚ方向）にドーナツ状の段部ＳＴが形成されている。
【００８９】
側壁下部１２Ａは、軸ＰＡに沿って底部１１Ａ側から開口部ＯＰＡにかけて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに対して垂直な面における断面積が略一定である孔部ＣｖＡの下部領域（下部孔領域）１２ａＡを形成している。側壁上部１３Ａは、軸ＰＡに沿って底部１１Ａ側から開口部ＯＰＡに近づくにつれて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに対して垂直な面における断面積が徐々に増大する孔部ＣｖＡの上部領域（上部孔領域）１３ａＡを形成している。底部１１の内壁面は、所定の曲率を有しており、−Ｚ方向に凸の半球状の空間領域（底部孔領域）１１ａＡを形成し、底部孔領域１１ａＡおよび下部孔領域１２ａＡによって形成された空間領域の軸ＰＡに沿った延設距離が所定値Ｌ１、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに沿った延設距離が所定値ＬＡとなっている。
【００９０】
なお、開口部ＯＰＡのＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ１（ここでは、φＡ１＝約２０ｍｍ）、上部孔領域１３ａＡの最も底部１１Ａ側のＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ２（ここでは、φＡ２＝約１８．５ｍｍ）、下部孔領域１２ａＡのＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ３（ここでは、φＡ３＝約７．５）で略一定となっている。つまり、段部ＳＴは、内径がφＡ３、外径がφＡ２の形状を有している。
【００９１】
また、図７で示すように、中蓋ＭＳは、所定の厚みＴ（ここでは、Ｔ＝１ｍｍ）、内径が所定値φｃｖ（ここでは、φｃｖ＝５ｍｍ）、外径が所定値φＡ２’（ここでは、φＡ２’＝１８ｍｍ）であるドーナツ状の形状を有する。つまり、中蓋ＭＳは、略中央部に−Ｚ方向から＋Ｚ方向に貫通する孔部（貫通孔部）ＣＶｍを有する。
【００９２】
この中蓋ＭＳが、段部ＳＴに載置されると、下部孔領域１２ａＡと上部孔領域１３ａＡとが、軸ＰＡに沿った貫通孔部ＣＶｍによって接続された状態となる。
【００９３】
このように中蓋ＭＳが段部ＳＴに載置された蒸着用坩堝１０Ａを用いて、以下の条件(a)〜(k)に従って蒸着材料を基板上に蒸着し、形成された蒸着膜の膜厚を実施例として測定した。
【００９４】
(a)蒸着材料を所定の有機材料（ここではＡｌｑ3）、
(b)孔部ＣｖＡの底部から１０ｍｍ未満の深さまで蒸着材料を装填、
(c)所定の真空度（ここでは１０-5Ｐａ前後）、
(d)蒸着材料の加熱温度を所定温度（ここでは３２０℃）、
(e)図８で示す８０×８０ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する基板５Ａ、
(f)基板５Ａ上で有機膜を形成する領域（有機成膜領域）Ａｒを７０×６０ｍｍの略長方形の領域、
(g)有機成膜領域Ａｒの略中心の点（ポイントｃ）の法線と蒸着用坩堝１０Ａの軸ＰＡとが重なるように、蒸着用坩堝１０Ａと基板５Ａとが所定距離（３００ｍｍ）離隔されて配置、
(h)ポイントｃにおける蒸着レートが所定値（ここでは１Å／sec）、
(i)蒸着時間は所定時間（ここでは１０００sec）、
(j)光学式膜厚測定装置で膜厚を測定（薄膜の屈折率と透過率により膜厚を測定）、
(k)図８で示す有機成膜領域Ａｒの略中心の点（ポイントｃ）を通り有機成膜領域Ａｒの長辺に平行な線上で所定距離（ここでは１５ｍｍ）ずつ離隔したポイントｃを含む５つのポイント（ポイントａ〜ｅ）が膜厚の測定位置。
【００９５】
なお、比較のために、図１１で示したシリンダ型坩堝ＣＬ、および図１２で示したコーン型坩堝ＣＮを用いて、上記(a)〜(k)と同様な条件に従って、蒸着材料を基板上に蒸着し、形成された蒸着膜の膜厚を比較例１，２として測定した。
【００９６】
図９は、有機成膜領域Ａｒにおける膜厚の測定結果を示す図であり、ポイントｃにおける蒸着膜の膜厚を基準として、ポイントａ〜ｅにおける膜厚（測定対象となるポイントにおける膜厚をポイントｃの膜厚で除した値）を示したものである。より詳細には、横軸が測定位置（ポイントａ〜ｅ）を示し、縦軸が各ポイントにおける膜厚を中心膜厚（ポイントｃにおける膜厚）で除した値（膜厚／中心膜厚）を示す。また、図９では、丸印および実線が実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）を示し、菱形および破線が比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）を示し、三角印および一点鎖線が比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）を示している。
【００９７】
また、図１０は、図９で示した膜厚測定結果に関し、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）、比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）、および比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）について、ポイントａ〜ｅの膜厚の変動を示す標準偏差を算出して示している。
【００９８】
図９および図１０に示すように、膜厚分布の均一性については、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）では、比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）と比べて、同等以上に膜厚分布が均一になることが分かった。そして、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）では、比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）と比べて、膜厚分布が顕著に改善することが分かった。
【００９９】
＜その他＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１００】
◎例えば、上記実施形態では、複数の有機ＥＬ素子が基板上に形成された有機ＥＬディスプレイのような有機ＥＬ装置を製造するものとして説明したが、これに限られず、本発明は、例えば、１つの有機ＥＬ素子が基板上に形成された有機ＥＬ素子を利用した照明装置など、有機ＥＬ装置一般の製造に適用することができる。
【０１０１】
◎また、上記実施形態では、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の断面積、および下部孔領域１２ａのＸＹ断面の円形の径（すなわち軸Ｐ，ＰＡを挟んで対向する内面の離隔距離）が軸Ｐ，ＰＡに沿って略一定であるものとして説明したが、この円形の径（すなわち軸Ｐ，ＰＡを挟んで対向する内面の離隔距離）が略一定である態様には、例えば、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の円形の径が軸Ｐ，ＰＡに沿って、下部孔領域１２ａ，１２ａＡの軸Ｐ，ＰＡに沿った延設距離に対して、１０％程度変動するような態様まで含まれる。また、ＸＹ断面の断面積が略一定である態様には、例えば、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の断面積が軸Ｐ，ＰＡに沿って、下部孔領域１２ａの軸Ｐ，ＰＡに沿った延設距離の２乗の１％程度変動するような態様まで含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸着装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸着用セルの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝の構成を示す模式図である。
【図４】蒸着材料の残量の代表的なタイプについて例示する図である。
【図５】開口径と材料の利用効率との関係を示す図である。
【図６】コーン長と材料の利用効率との関係を示す図である。
【図７】蒸着用坩堝の構成を示す模式図である。
【図８】膜厚の測定ポイントを示す図である。
【図９】蒸着膜の測定ポイントと膜厚の変動量との関係を示す図である。
【図１０】膜厚変動の標準偏差を示す図である。
【図１１】シリンダ型坩堝の構成を示す模式図である。
【図１２】コーン型坩堝の構成を示す模式図である。
【図１３】コーン型坩堝に装填された蒸着材料の状態を示す図である。
【図１４】蒸着材料の深さと蒸着材料の利用効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 蒸着装置
２ チャンバ
５，５Ａ 基板
６ 蒸着用セル
７ メタルマスク
１０，１０Ａ 蒸着用坩堝
１１，１１Ａ 底部
１１ａ，１１ａＡ 底部孔領域
１１ｗ 内壁面
１２，１２Ａ 側壁下部
１２３ 側壁部
１２ａ，１２ａＡ 下部孔領域
１２ｗ 側壁下部内面区間
１３，１３Ａ 側壁上部
１３ａ，１３ａＡ 上部孔領域
１３ｗ 側壁上部内面区間
１６ 加熱用ヒータ
φＭ 開口径
φｍ 径
ＣＶｍ 貫通孔部
Ｃｖ，ＣｖＡ 孔部
ＯＰ，ＯＰＡ 開口部
Ｐ，ＰＡ 軸
ＳＴ 段部
ＶＭ 蒸着材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子等の各種素子の製造技術として、基板上に所望の材料を蒸着させる手法が広く採用されている。この蒸着を行う際には、蒸着用の坩堝（蒸着用坩堝）に蒸着させたい所望の材料（蒸着材料）を入れておいて、加熱することで、所望の材料を気化させる。
【０００３】
ところで、近年では、有機ＥＬ装置の大型化が指向され、大口径の基板に対してより均一な薄膜を形成する技術が要求されている。
【０００４】
このような要求に対し、蒸着用坩堝として、例えば、図１１(ａ)で断面形状が模式的に示され、図１１(ｂ)で平面形状が模式的に示された円筒状の坩堝（シリンダ型坩堝）ＣＬや、図１２(ａ)で断面形状が模式的に示され、図１２(ｂ)で平面形状が模式的に示された円錐状の坩堝（コーン型坩堝）ＣＮが提案され、容器の中央から外方に向けて傾斜された孔が複数個設けられた有機化合物用の容器も提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリンダ型坩堝を使用した場合には、膜厚が比較的均一な薄膜を生成することができるが、蒸着材料が広範囲に飛ぶため、蒸着材料の利用効率が悪い。また、コーン型坩堝を使用した場合には、比較的高い指向性を持って蒸着材料が基板に向けて飛ぶため、蒸着材料の利用効率は良いが、薄膜の膜厚が不均一となるとともに、この膜厚の均一性は、坩堝中の蒸着材料の残量に依っても変動する。更に、上記特許文献１で提案された有機化合物用の容器は、開口付近の形状が複雑であるために、製造が難しい上に、複雑な形状の開口近傍に有機物が析出し易く、開口の狭窄や閉塞により蒸着材料の放出が阻害され、均一な薄膜の形成や蒸着材料の利用効率が阻害される。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる蒸着技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、蒸着用坩堝であって、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部とを備え、前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、蒸着用坩堝であって、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部とを備え、前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部を有し、前記側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を前記底部側から前記開口部にかけて空間順次に有し、前記第１の区間では、前記底部側から前記開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、前記第２の区間では、前記底部側から前記開口部に近づくにつれて対向する内壁どうしの離隔距離が増大することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の蒸着用坩堝と、前記蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えることを特徴とする蒸着装置である。
【００１１】
また、請求項４の発明は、蒸着方法であって、(a)請求項１に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、(b)前記蒸着用坩堝のうち、前記第２の領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の領域に蒸着材料を装填するステップと、(c)前記(b)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５の発明は、蒸着方法であって、(A)請求項２に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、(B)前記蒸着用坩堝の前記孔部のうち、前記側壁部の前記第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填するステップと、(C)前記(B)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６の発明は、有機ＥＬ装置の製造方法であって、(i)請求項４または請求項５に記載の蒸着方法を用いて、基板上に予め形成された第１の電極上に１以上の有機層を形成するステップと、(ii)前記１以上の有機層上に第２の電極を形成するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部とを備えた蒸着用坩堝において、孔部が、底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の所定軸に対して垂直な面における断面積が底部側から開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の所定軸に対して垂直な面における断面積が底部側から開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域とを有して構成されるため、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００１５】
なお、孔部の第２の領域に蒸着材料を配置せず、孔部の底部付近や第１の領域に蒸着材料を装填して、該蒸着材料を加熱および気化させることで、蒸着材料の残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部とを備えた蒸着用坩堝において、孔部が、底部とは反対側に位置する開口部を有し、側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を底部側から開口部にかけて空間順次に有し、第１の区間では、底部側から開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、第２の区間では、底部側から開口部に近づくにつれて対向する内壁面どうしの離隔距離が増大するように構成されるため、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００１７】
なお、側壁部の開口側の第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、底部や側壁部の底部側の第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填して、該蒸着材料を加熱および気化させることで、蒸着材料の残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜シリンダ型坩堝とコーン型坩堝の特徴＞
本発明の実施形態に係る蒸着装置について説明する前に、従来技術に係るシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮの特徴について説明する。
【００１９】
＜シリンダ型坩堝＞
図１１(ａ)は、シリンダ型坩堝ＣＬの断面模式図を示し、図１１(ｂ)は、シリンダ型坩堝ＣＬの平面図を示している。なお、図１１では、方位関係を明確化するために相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。
【００２０】
シリンダ型坩堝ＣＬは、耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、ＸＹ断面がＺ軸に平行な軸Ｐ１を中心とした略円形状でかつ上端（図１１中で＋Ｚ方向の端部）に開口部ＯＰａを有する深皿である。そして、開口部ＯＰａから凹んだ孔部Ｃａの内壁の側面は、軸Ｐ１を挟んで、略平行の関係を有し、該孔部ＣａのＸＹ断面が略一定の形状を有する。
【００２１】
ここでは、軸Ｐ１を挟んで対向する内壁の側面が略平行の関係にある部分（垂直部）Ｖａについては、開口部ＯＰａ近傍の径（図１１ではＸＹ断面の直径）がφａ１（例えば約１３ｍｍ）、底面側の径（図１１ではＸＹ断面の直径）がφａ２（例えば約１２ｍｍ）とされている。また、孔部Ｃａの深さ、すなわち軸Ｐ１に沿った孔部Ｃａの延設距離がＬａ（例えば約８０ｍｍ）とされている。
【００２２】
なお、図１１では、開口部ＯＰａの周囲には、所謂フランジのような部分（フランジ部）Ｆａが設けられ、例えば、フランジ部Ｆａの径が３２ｍｍ、フランジ部Ｆａと垂直部Ｖａとが若干の曲率を有して接続される例が挙げられる。
【００２３】
このシリンダ型坩堝ＣＬを用いて気化させて基板表面に蒸着させる材料（蒸着材料）としては、例えば、有機ＥＬ装置において発光する有機層を構成する発光有機材料（Ａｌｑ3、ルブレン、ＮＰＢ、ＣｕＰｃ等）が挙げられる。
【００２４】
そして、蒸着材料を蒸着させる対象物である基板とシリンダ型坩堝ＣＬとの距離を所定値としつつ、該基板のうちの蒸着膜を形成したい領域の略中心の法線と軸Ｐ１とが重なるようにシリンダ型坩堝ＣＬを設置し、蒸着材料をシリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａに装填して加熱すると、蒸着材料の残量に拘わらず基板に対して比較的均一に蒸着材料の薄膜（蒸着膜）が生成される。しかしながら、蒸着材料が広範囲に飛散し、蒸着材料の利用効率がコーン型坩堝ＣＮよりも低くなる。これは、孔部Ｃａを形成する相互に対向し合う側壁の内面が略平行であり且つ孔部Ｃａの深さが非常に深いため、蒸着時に、シリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａに装填されて気化された蒸着材料の粒子が、側壁に衝突し易く、開口部ＯＰａ近傍の内壁面から広範囲に拡がって飛んで行き易いからであると考えられる。
【００２５】
＜コーン型坩堝＞
図１２(ａ)は、コーン型坩堝ＣＮの断面模式図を示し、図１２(ｂ)は、コーン型坩堝ＣＮの平面図を示している。なお、図１２では、方位関係を明確化するために図１１と同様な相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。
【００２６】
コーン型坩堝ＣＮは、シリンダ型坩堝ＣＬと同様に耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、ＸＹ断面がＺ軸に平行な軸Ｐ２を中心とした略円形状でかつ上端（図１２中で＋Ｚ方向の端部）に開口部ＯＰｂを有する深皿である。そして、開口部ＯＰｂから凹んだ孔部Ｃｂの内壁の側面は、軸Ｐ２を挟んで、孔部Ｃｂの底部側から開口部ＯＰｂにかけて、徐々に離隔していく関係にあり、該孔部Ｃｂは、ＸＹ断面の断面積が、孔部Ｃｂの底部側から開口部ＯＰｂにかけて徐々に増大する形状を有する。
【００２７】
ここでは、孔部Ｃｂのうち対向する内壁が徐々に離隔していく部分（拡張部）Ｄｐについては、開口部ＯＰｂ近傍の径（図１２ではＸＹ断面の直径）がφｂ１（例えば約１８．５〜２０ｍｍ）、底面側の径（図１２ではＸＹ断面の直径）がφｂ２（例えば約７．５ｍｍ）とされている。また、孔部Ｃｂの深さ、すなわち、孔部Ｃｂの軸Ｐ２に沿った延設距離がＬｂ（例えば約８０〜８２ｍｍ）とされている。
【００２８】
なお、図１２では、開口部ＯＰｂの周囲には、所謂フランジのような部分（フランジ部）Ｆｂが設けられ、例えば、フランジ部Ｆｂの径が３５．３〜３６．３ｍｍ、フランジ部Ｆｂと拡張部Ｄｐとが若干の曲率を有して接続される例が挙げられる。
【００２９】
そして、蒸着材料を蒸着させる対象物である基板とコーン型坩堝ＣＮとの距離を所定値としつつ、該基板のうちの蒸着膜を形成したい領域の略中心の法線と軸Ｐ２とが重なるようにコーン型坩堝ＣＮを設置し、蒸着材料をコーン型坩堝ＣＮの孔部Ｃｂに装填して加熱すると、シリンダ型坩堝ＣＬよりも軸Ｐ２に沿った強い指向性を持って蒸着材料が基板に対して飛んでいく。このため、蒸着材料の利用効率がシリンダ型坩堝ＣＬよりも高くなる。これは、孔部Ｃｂが、開口部ＯＰｂへ向けて徐々に拡がっているため、蒸着時に、孔部Ｃｂに装填されて気化された蒸着材料の粒子が、シリンダ型坩堝ＣＬの場合と比較して、側壁に衝突し難いために、基板へ向けて直接飛んでいき易く、更に側壁の内面が若干基板側に向いているために、開口部ＯＰｂ近傍の内壁面から広範囲に拡がって飛び難いからであると考えられる。
【００３０】
しかしながら、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合には、基板上における蒸着膜の膜厚はシリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合と比較して、不均一となる。更に、孔部Ｃｂ内の蒸着材料ＶＭの残量が多い場合（例えば図１３(ａ)で示す状態）と、孔部Ｃｂ内の蒸着材料ＶＭの残量が少ない場合（例えば図１３(ｂ)で示す状態）とで、蒸着材料の利用効率や膜厚の均一性が変動してしまう。
【００３１】
具体的なシミュレーション結果を図１４で示している。このシミュレーションの条件は、基板が１００ｍｍ四方の正方形の盤面を有し、開口部ＯＰｂと基板との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐｂに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｂの内壁面が全反射面となるようにした。また、コーン型坩堝ＣＮの寸法は、φｂ１＝約２０ｍｍ、φｂ２＝約５ｍｍ、Ｌｂ＝約８０ｍｍとした。なお、内壁面を全反射面としたのは、坩堝全体が加熱されているため、一度気体状態となった蒸着材料が内壁に衝突する際には、析出せず、内壁面で跳ね返るような挙動を示すためである。
【００３２】
図１４で示すように、コーン型坩堝ＣＮに装填された蒸着材料ＶＭの深さＤｂ、すなわち蒸着材料ＶＭの残量が多ければ多いほど、基板に対して着弾する蒸着材料の粒子数が減少する。これは、コーン型坩堝ＣＮに装填された蒸着材料ＶＭの表面が開口部ＯＰｂに近づけば近づくほど、孔部Ｃｂの壁面に衝突せずに飛び出していく蒸着材料の粒子が比較的広範囲に飛び出し易いためと考えられる。
【００３３】
上述したように、従来技術に係るシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮでは、蒸着膜の均一性と材料の利用効率の面で一長一短を有する。そこで、本願発明者らは、上述したシリンダ型坩堝ＣＬおよびコーン型坩堝ＣＮの特徴を考慮して、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる蒸着技術を創出した。以下、その蒸着技術について説明する。
【００３４】
＜実施形態＞
＜蒸着装置の構成概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る蒸着装置１の概略構成を示す模式図である。なお、図１及び図１以降の図では、各構成が配置される方向を明確化するためにＸＹＺの直交する３軸を適宜付している。
【００３５】
図１で示すように、蒸着装置１は、チャンバ２と、蒸着用セル６とを備えており、有機ＥＬ装置を構成する有機層を基板５上に蒸着するための装置である。
【００３６】
チャンバ２は、基板５を収納できるように構成されており、チャンバ２内において、基板５はマグネットプレート３とメタルマスク７との間で挟持されて固定される。チャンバ２は、基板５に対する蒸着処理が行われる際に、内部が減圧状態（例えば、真空状態）に保持される。
【００３７】
マグネットプレート３は、電磁石等を備えて構成され、磁力の発生と解除とを適宜切り替えることができる。メタルマスクは７は、有機ＥＬ装置の各有機ＥＬ素子に対応する多数の開口が設けられたものである。蒸着装置１では、チャンバ２内の中央部の比較的上方において、マグネットプレート３がフェライト系ステンレス鋼等によって構成されるメタルマスク７を磁力によって吸引することで、基板５がマグネットプレート３とメタルマスク７との間で挟持される。
【００３８】
蒸着用セル６は、基板５に対して蒸着させるための材料（蒸着材料）を加熱することで気化（蒸発又は昇華）させるものである。蒸着用セル６から気化した蒸着材料は、基板５に向けて放出され（図１中矢印）、メタルマスク７に設けられた多数の開口を介して基板５上に適宜蒸着される。なお、基板５は、例えば、１０ｃｍ四方の略正方形の盤面を有し、基板５のうち、蒸着材料が蒸着される対象の領域を以下「蒸着対象領域」とも称する。
【００３９】
また、蒸着用セル６は、蒸着対象領域の正面、すなわち蒸着対象領域の略中心における蒸着対象領域の法線上に配置されている。より詳細には、蒸着用セル６が、基板５の法線方向に所定距離Ｌｄだけ離隔されて配置されている。
【００４０】
以下、蒸着用セル６の構成について説明する。
【００４１】
＜蒸着用セルの構成＞
図２は、本発明の実施形態に係る蒸着用セル６の構成を例示する図である。図２(ａ)は、蒸着用セル６を正面方向（側方）から見た断面図であり、図２(ｂ)は、蒸着用セル６を上方から見た平面模式図である。なお、図２(ａ)は、図２(ｂ)の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。
【００４２】
蒸着用セル６は、蒸着用坩堝１０と、リフレクタ１５と、加熱用ヒータ１６とを備えている。
【００４３】
蒸着用坩堝１０は、耐熱性のある材料（例えばアルミナ）によって構成され、蒸着材料を加熱および気化させる深皿である。ここで、蒸着用坩堝１０の構造について図３を参照しつつ具体的に説明する。
【００４４】
図３(ａ)は、蒸着用坩堝１０を正面方向（側方）から見た断面図であり、図３(ｂ)は、蒸着用坩堝１０を上方から見た平面模式図である。なお、図３(ａ)は、図３(ｂ)の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００４５】
図３に示すように、この蒸着用坩堝１０は、軸Ｐを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する。また、蒸着用坩堝１０には、内側に軸Ｐを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する孔部Ｃｖが設けられ、当該孔部Ｃｖの上端（図３中で＋Ｚ方向の端部）には開口部ＯＰが設けられている。そして、蒸着用坩堝１０の下半分（図３中で−Ｚ方向の部分）が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分（図３中で＋Ｚ方向の部分）の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有している。
【００４６】
より詳細には、蒸着用坩堝１０は、−Ｚ方向から＋Ｚ方向へ向けて、深皿の底を形成する部分（底部）１１、側壁のうちの下部（側壁下部）１２、側壁のうちの上部（側壁上部）１３、および開口部ＯＰの周囲に形成されたドーナツ状の部分（フランジ部）１４を空間順次に備えて形成される。なお、以下では、適宜、側壁下部１２と側壁上部１３とを単に「側壁部」１２３とも総称する。つまり、孔部Ｃｖは、Ｚ軸と平行な軸Ｐに沿って、底部１１および側壁部１２３の内面によって囲まれて形成され、底部１１とは反対側に開口部ＯＰを有している。
【００４７】
側壁下部１２は、軸Ｐに沿って底部１１側から開口部ＯＰにかけて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖのＸＹ断面の断面積が略一定である孔部Ｃｖの下部領域（下部孔領域）１２ａを形成し、下部孔領域１２ａの軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ２となっている。一方、側壁上部１３は、軸Ｐに沿って底部１１側から開口部ＯＰに近づくにつれて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖのＸＹ断面の断面積が徐々に増大する孔部Ｃｖの上部領域（上部孔領域）１３ａを形成し、上部孔領域１３ａの軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ１となっている。なお、底部１１の内壁面１１ｗは、所定の曲率を有しており、−Ｚ方向に凸の半球状の空間領域（底部孔領域）１１ａを形成し、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成された空間領域の軸Ｐに沿った延設距離が所定値Ｌ３となっている。
【００４８】
また、側壁部１２３の内面に着目すると、側壁部１２３の内面は、側壁下部１２の内面によって形成される区間（側壁下部内面区間）１２ｗと、側壁上部１３の内面によって形成される区間（側壁上部内面区間）１３ｗと、を備えて構成される。そして、側壁下部内面区間１２ｗと、側壁上部内面区間１３ｗとは、軸Ｐを挟んで対向する側壁部１２３の内面どうしの関係が相互に異なる。
【００４９】
具体的には、側壁下部内面区間１２ｗについては、底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて軸Ｐを挟んで対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定、すなわち下部孔領域１２ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φｍで略一定となっている。一方、側壁上部内面区間１３ｗについては、軸Ｐに対して所定角度θだけ内壁面が傾けられ、底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて、軸Ｐを挟んで対向する内壁面どうしの離隔距離が徐々に増大する。そして、側壁上部内面区間１３ｗが、側壁下部内面区間１２ｗと接続する部分では、上部孔領域１３ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φｍ、開口部ＯＰでは、上部孔領域１３ａのＸＹ断面の円形の直径が所定値φＭとなっている。
【００５０】
蒸着用坩堝１０で蒸発させる蒸着材料としては、例えば、有機ＥＬ装置において発光する有機層を構成する発光有機材料（Ａｌｑ3、ルブレン、ＮＰＢ、ＣｕＰｃ等）が挙げられる。これらの発光有機材料を気化させるためには、約４００〜５００℃まで蒸着用坩堝１０を加熱する必要があるため、ここで言う耐熱性のある材料とは、少なくとも約４００〜５００℃までの加熱に耐えられる材料である。なお、蒸着装置１において蒸着を行うためには、蒸着材料は、蒸着用坩堝１０で加熱されると固体状態から液体状態を経て蒸発して気体状態となる性質（蒸発性）を有するか、又は加熱されると固体状態から昇華して気体状態となる性質（昇華性）を有する必要性がある。
【００５１】
図２に戻って蒸着用セル６の説明を続ける。
【００５２】
加熱用ヒータ１６は、蒸着用坩堝１０の周囲（主に側方の外周）に配置され、例えば、蒸着用坩堝１０の側面の周囲に巻き付けられた加熱用のコイルに適宜電流を流すことで、蒸着用坩堝１０を加熱するヒータである。なお、図２では、蒸着用坩堝１０の周囲に螺旋状に巻き付けられた発熱材料である加熱用コイルの断面が、小さな円で示されている。
【００５３】
リフレクタ１５は、加熱用ヒータ１６から発せられる熱を逃がさないように効率良く蒸着用坩堝１０側に伝達するためのものである。
【００５４】
＜蒸着材料の放出挙動＞
上述した蒸着用坩堝１０を採用した蒸着装置１では、（要因Ｉ）蒸着用坩堝１０に装填される蒸着材料の残量、（要因II）開口部ＯＰの直径、（要因III）上部孔領域１３ａの延設距離、により、蒸着用坩堝１０で加熱されて蒸着用坩堝１０の外部に放出される蒸着材料の挙動が異なる。以下、上記（要因Ｉ）〜（要因III）が蒸着材料の放出挙動に対して及ぼす影響について説明する。
【００５５】
＜（要因Ｉ）蒸着材料の残量の影響＞
図４は、蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの代表的な３タイプの装填状態を示す図である。図４(ａ)は、底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態、図４(ｂ)は、上部孔領域１３ａには蒸着材料ＶＭが配置されず、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態、図４(ｃ)は、底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態が示されている。なお、図４では、孔部Ｃｖの最低部からの蒸着材料ＶＭの深さをＤで示している。
【００５６】
蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの装填状態が、底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ａ)）から底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｂ)）にある場合には、加熱用ヒータ１６によって蒸着材料ＶＭが加熱されると、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず基板５に対して比較的均一に蒸着材料の薄膜（蒸着膜）が生成される。また、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様に、蒸着材料の利用効率が高くなる。つまり、蒸着用坩堝１０からの蒸着材料ＶＭの放出挙動が蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず変動しない。
【００５７】
このとき、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成される空間領域が、シリンダ型坩堝ＣＬの孔部Ｃａと同様な形状を有するために、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合と同様に、基板５における蒸着膜の均一性および放出挙動の一定性が実現される。また、上部孔領域１３ａが、コーン型坩堝ＣＮと同様な形状の側壁によって形成されるため、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様な理由により蒸着材料の利用効率がシリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合よりも高くなる。
【００５８】
一方、蒸着用坩堝１０に対する蒸着材料ＶＭの装填状態が、底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｃ)）にある場合、すなわち孔部Ｃｖのうち、コーン型坩堝ＣＮと同様な形状の側壁によって形成された空間領域に蒸着材料ＶＭが装填された場合には、加熱用ヒータ１６によって蒸着材料ＶＭが加熱されると、コーン型坩堝ＣＮを用いた場合と同様に、蒸着材料ＶＭの残量に依存して蒸着材料ＶＭの利用効率や膜厚の均一性が変動してしまう。
【００５９】
ここで、このような蒸着材料の放出挙動に及ぼす蒸着用坩堝１０に装填される蒸着材料の残量の影響について、具体的に行ったシミュレーションの条件およびその結果について説明する。
【００６０】
まず、シミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が蒸着材料の粒子が全反射する面（全反射面）となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ１＝５０ｍｍ、Ｌ３＝５０ｍｍ、φｍ＝８ｍｍ、φＭ＝３２とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤを、Ｄ≒０ｍｍ，Ｄ＝５０ｍｍ，Ｄ＝７０ｍｍの３水準とした。なお、孔部Ｃｖの内壁面を全反射面としたのは、坩堝全体が加熱されているため、一度気体状態となった蒸着材料が内壁に衝突しても、析出せず、内壁面で跳ね返るような挙動を示すためである。以下のシミュレーションにおいても同様な理由で、孔部Ｃｖの内壁面を全反射面とした。
【００６１】
このようなシミュレーションの結果としては、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａにのみ蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ａ)）と、蒸着材料ＶＭの深さＤ＝５０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｂ)）との間で、蒸着用坩堝１０から基板５に対して到達する蒸着材料の粒子数にほとんど変化がなく、その粒子数の分布も均一かつほとんど変化が無かった。一方、蒸着材料ＶＭの深さＤ＝７０ｍｍ、すなわち底部孔領域１１ａから上部孔領域１３ａまで蒸着材料ＶＭが装填された状態（図４(ｃ)）では、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍ，５０ｍｍの場合と比較して、蒸着材料がより広範囲に拡がるように放出され、基板５に到達する蒸着材料の粒子数が減少し、蒸着材料の利用効率が低下することが確認された。
【００６２】
したがって、蒸着用坩堝１０を採用して、蒸着材料ＶＭを上部孔領域１３ａには配置せず、底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａによって形成される空間領域に蒸着材料ＶＭを装填して加熱を行うことで、蒸着膜の特性および蒸着材料の利用効率の両面において、シリンダ型坩堝ＣＬとコーン型坩堝ＣＮの両方の良い面を併せ持たせることができる。その結果、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００６３】
＜（要因II）開口部の直径の影響＞
図５は、蒸着材料の放出挙動に及ぼす蒸着用坩堝１０の開口部ＯＰの直径（開口径）φＭの影響について、シミュレーションを行った結果を示している。図５では、横軸が開口径、縦軸が基板５に到達（着弾）した蒸着材料の粒子数（着弾数）を示している。
【００６４】
このシミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が全反射面となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ１＝４０ｍｍ、Ｌ３＝４０ｍｍ、φｍ＝５ｍｍとし、開口径φＭを、φＭ＝１０，１５，２０，２５，３０，３５ｍｍの６水準とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍとした。
【００６５】
このようなシミュレーションの結果としては、図５で示すように、開口径φＭ＝１５，２０ｍｍで蒸着材料の着弾数が約８００〜９００と著しく高まり、開口径φＭ＝２０ｍｍにおいて蒸着材料の着弾数が約９００と最大値を示すことが確認された。この開口径φＭ＝２０ｍｍの場合には、上部孔領域１３ａの軸Ｐに沿った延設距離Ｌ１＝４０ｍｍ、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍであるため、側壁上部内面区間１３ｗの内壁面と軸Ｐとが成す所定角度θは、約２１度となる。
【００６６】
したがって、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から言えば、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍ、上部孔領域１３ａの延設距離Ｌ１＝４０ｍｍとした場合には、開口径φＭを約１５〜２０ｍｍに設定することが好ましく、開口径φＭを約２０に設定することが更に好ましい。換言すれば、１／４≦｛（φＭ−φｍ）／Ｌ１｝≦３／８の関係を満たすことが好ましく、更に、｛（φＭ−φｍ）／Ｌ１｝≒３／８の関係を満たすことが更に好ましい。
【００６７】
＜（要因III）上部孔領域の延設距離の影響＞
図６は、蒸着材料の放出挙動に及ぼす上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１の影響について、シミュレーションを行った結果を示している。図６では、横軸が上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１、縦軸が基板５に到達（着弾）した蒸着材料の粒子数（着弾数）を示している。
【００６８】
このシミュレーションの条件は、基板５が１００ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する、開口部ＯＰと基板５との距離が３００ｍｍ、蒸着材料の表面から４０００粒子が１８０°の範囲に放出、該放出分布が垂直方向（軸Ｐに沿った方向）を中心としたガウス分布、孔部Ｃｖの内壁面が全反射面となるようにした。また、蒸着用坩堝１０の寸法は、Ｌ３＝４０ｍｍ、φｍ＝５ｍｍ、θ＝２１度とし、上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１を、Ｌ１＝５，１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，６０，７０，８０の１３水準とした。更に、蒸着材料ＶＭの深さＤ≒０ｍｍとした。
【００６９】
このようなシミュレーションの結果としては、図６で示すように、コーン長Ｌ１＝３５ｍｍで着弾数が約９００と最大値を示し、コーン長Ｌ１＝３０〜５０ｍｍの範囲で着弾数が最大値（約９００）の約５％以内と多いことが確認された。
【００７０】
したがって、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から言えば、下部孔領域１２ａの径φｍ＝５ｍｍ、側壁上部内面区間１３ｗの内壁面と軸Ｐとが成す所定角度θ＝２１度とした場合には、上部孔領域１３ａの延設距離（コーン長）Ｌ１を約３０〜５０ｍｍに設定することが好ましく、延設距離（コーン長）Ｌ１を約３５〜４０ｍｍに設定することがより好ましく、延設距離（コーン長）Ｌ１を約３５ｍｍに設定することが更に好ましい。
【００７１】
＜有機ＥＬ装置の製造における蒸着処理工程＞
次に、有機ＥＬ装置の製造工程において、上述の蒸着装置１を用いて蒸着材料を蒸着することで有機層を成膜する蒸着処理工程について簡単に説明する。
【００７２】
（１）まず、図４(ａ)，(ｂ)に示すように、蒸着用坩堝１０の底部付近に対して、蒸着材料ＶＭを充填する。このとき蒸着材料ＶＭは、上部孔領域１３ａには配置されることなく、底部孔領域１１ａにのみ、又は底部孔領域１１ａおよび下部孔領域１２ａに装填される。
【００７３】
（２）次に、チャンバ２の内部を真空状態とする。
【００７４】
（３）その次に、真空状態とされたチャンバ２の内部に、第１電極が被覆された１枚の基板５を搬入する。
【００７５】
（４）そして、蒸着用坩堝１０の底部付近に対して充填された蒸着材料ＶＭを、加熱用ヒータ１６によって均一に加熱することで、蒸着材料ＶＭを気化させる。このとき、基板５上に予め形成された第１の電極上に蒸着材料である有機物が蒸着され、有機層が形成される。
【００７６】
（５）更に、加熱用ヒータ１６による加熱を停止して、１つの基板５に対する蒸着処理を終了する。
【００７７】
（６）最後に、チャンバ２の外部に１枚の基板５を搬出する。
【００７８】
ここでは、（２）〜（６）の工程が時間順次に繰り返されることで、チャンバ２の真空状態を維持したまま、複数の基板５に対して時間順次に有機層を成膜することができる。なお、ここで成膜される有機層は、少なくとも発光する発光有機層を含む１以上の有機層によって形成される。
【００７９】
有機膜が形成された基板５については、成膜された有機層上に第２電極層を被着させることにより、複数の有機ＥＬ素子を基板上に形成するとともに、必要に応じて保護膜や封止基板等を有機ＥＬ素子上に配置することにより、有機ＥＬ装置が完成する。
【００８０】
以上のように、本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝１０は、底部１１と、側壁部１２３と、底部１１および側壁部１２３の内面によって囲まれた孔部Ｃｖとを備えている。そして、孔部Ｃｖが、底部１１とは反対側に位置する開口部ＯＰと、孔部Ｃｖの軸Ｐに対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて略一定となっている下部孔領域１２ａと、孔部Ｃｖの軸Ｐに対して垂直な面における断面積が底部１１側から開口部ＯＰ側に近づくにつれて増大する上部孔領域１３ａとを有する。このため、蒸着用坩堝１０および該蒸着用坩堝１０を用いた蒸着装置１では、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合とコーン型坩堝ＣＮを用いた場合の双方の利点を併せ持つこととなり、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００８１】
そして、孔部Ｃｖの上部孔領域１３ａに蒸着材料を配置せず、孔部Ｃｖの底部１１付近（すなわち底部孔領域１１ａ）や下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭを装填して、該蒸着材料ＶＭを加熱および気化させることで、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００８２】
また、側壁部１２３の内面に着目すると、側壁部１２３が、軸Ｐを挟んで対向し合う内壁面どうしの関係が相互に異なる側壁下部内面区間１２ｗおよび側壁上部内面区間１３ｗを底部１１側から開口部ＯＰにかけて空間順次に有している。そして、側壁下部内面区間１２ｗでは、底部１１側から開口部ＯＰ側にかけて対向し合う内壁面どうしの離隔距離が略一定の値（径φｍ）となり、側壁上部内面区間１３ｗでは、底部１１側から開口部ＯＰに近づくにつれて対向し合う内壁面どうしの離隔距離が増大するように構成される。このため、蒸着用坩堝１０および該蒸着用坩堝１０を用いた蒸着装置１では、シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合とコーン型坩堝ＣＮを用いた場合の双方の利点を併せ持つこととなり、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。
【００８３】
また、側壁部１２３の内面の開口部ＯＰ側に位置する側壁上部内面区間１３ｗによって囲まれた領域には蒸着材料ＶＭを配置せず、底部１１の内壁面１１ｗや側壁部１２３の内面の底部１１側に位置する側壁下部内面区間１２ｗによって囲まれた空間領域、すなわち底部孔領域１１ａや下部孔領域１２ａに蒸着材料ＶＭを装填して、該蒸着材料ＶＭを加熱および気化させることで、蒸着材料ＶＭの残量に拘わらず、基板５に対する均一な薄膜の形成と蒸着材料の利用効率の向上とを容易に図ることができる。そして、このような蒸着方法を採用することで、均一な有機層が形成された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００８４】
＜具体例＞
上述した本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝１０と同様に、下半分の部分が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有した蒸着用坩堝１０Ａを用いて、基板に対して蒸着材料を蒸着させた具体例について説明する。
【００８５】
まず、蒸着用坩堝１０Ａの構成について説明する。
【００８６】
図７は、蒸着用坩堝１０Ａの構成を示す図である。そして、図７(ａ)は、蒸着用坩堝１０Ａを正面方向（側方）から見た断面図であり、図７(ｂ)は、蒸着用坩堝１０Ａを上方から見た平面模式図である。なお、蒸着用坩堝１０Ａは、孔部ＣｖＡのうち軸ＰＡに沿った中程にドーナツ状の中蓋ＭＳが装着された状態で使用されるように構成され、図７(ａ)，(ｂ)では、それぞれ右方に孔部ＣｖＡから脱着された中蓋ＭＳが示されている。なお、図７(ａ)は、図７(ｂ)の線Ｃ−Ｃに沿って蒸着用坩堝１０Ａを切断した断面図と、図７(ｂ)の線Ｄ−Ｄに沿って中蓋ＭＳを切断した断面図とが示されている。また、図７(ａ)では、孔部ＣｖＡの中程に中蓋ＭＳが装着される位置を破線で示している。
【００８７】
図７で示すように、蒸着用坩堝１０Ａは、軸ＰＡを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する。また、蒸着用坩堝１０Ａには、内側に軸ＰＡを中心とした略円形状のＸＹ断面を有する孔部ＣｖＡが設けられ、当該孔部ＣｖＡの上端（図７中で＋Ｚ方向の端部）には開口部ＯＰＡが設けられている。そして、蒸着用坩堝１０Ａの下半分（図７中で−Ｚ方向の部分）が、シリンダ型坩堝ＣＬと同様な形状を有し、上半分（図７中で＋Ｚ方向の部分）の側壁が、コーン型坩堝ＣＮの側壁と同様な形状を有している。
【００８８】
より詳細には、蒸着用坩堝１０Ａは−Ｚ方向から＋Ｚ方向へ向けて、深皿の底を形成する部分（底部）１１Ａ、側壁のうちの下部（側壁下部）１２Ａ、側壁のうちの上部（側壁上部）１３Ａ、および開口部ＯＰＡの周囲に形成されたドーナツ状の部分（フランジ部）ＦＡを空間順次に備えている。そして、側壁下部１２Ａと側壁上部１３Ａとが接続する部分には、上方（＋Ｚ方向）にドーナツ状の段部ＳＴが形成されている。
【００８９】
側壁下部１２Ａは、軸ＰＡに沿って底部１１Ａ側から開口部ＯＰＡにかけて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに対して垂直な面における断面積が略一定である孔部ＣｖＡの下部領域（下部孔領域）１２ａＡを形成している。側壁上部１３Ａは、軸ＰＡに沿って底部１１Ａ側から開口部ＯＰＡに近づくにつれて（−Ｚ方向から＋Ｚ方向に沿って）、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに対して垂直な面における断面積が徐々に増大する孔部ＣｖＡの上部領域（上部孔領域）１３ａＡを形成している。底部１１の内壁面は、所定の曲率を有しており、−Ｚ方向に凸の半球状の空間領域（底部孔領域）１１ａＡを形成し、底部孔領域１１ａＡおよび下部孔領域１２ａＡによって形成された空間領域の軸ＰＡに沿った延設距離が所定値Ｌ１、孔部ＣｖＡの軸ＰＡに沿った延設距離が所定値ＬＡとなっている。
【００９０】
なお、開口部ＯＰＡのＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ１（ここでは、φＡ１＝約２０ｍｍ）、上部孔領域１３ａＡの最も底部１１Ａ側のＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ２（ここでは、φＡ２＝約１８．５ｍｍ）、下部孔領域１２ａＡのＸＹ断面の円形の直径は、所定値φＡ３（ここでは、φＡ３＝約７．５）で略一定となっている。つまり、段部ＳＴは、内径がφＡ３、外径がφＡ２の形状を有している。
【００９１】
また、図７で示すように、中蓋ＭＳは、所定の厚みＴ（ここでは、Ｔ＝１ｍｍ）、内径が所定値φｃｖ（ここでは、φｃｖ＝５ｍｍ）、外径が所定値φＡ２’（ここでは、φＡ２’＝１８ｍｍ）であるドーナツ状の形状を有する。つまり、中蓋ＭＳは、略中央部に−Ｚ方向から＋Ｚ方向に貫通する孔部（貫通孔部）ＣＶｍを有する。
【００９２】
この中蓋ＭＳが、段部ＳＴに載置されると、下部孔領域１２ａＡと上部孔領域１３ａＡとが、軸ＰＡに沿った貫通孔部ＣＶｍによって接続された状態となる。
【００９３】
このように中蓋ＭＳが段部ＳＴに載置された蒸着用坩堝１０Ａを用いて、以下の条件(a)〜(k)に従って蒸着材料を基板上に蒸着し、形成された蒸着膜の膜厚を実施例として測定した。
【００９４】
(a)蒸着材料を所定の有機材料（ここではＡｌｑ3）、
(b)孔部ＣｖＡの底部から１０ｍｍ未満の深さまで蒸着材料を装填、
(c)所定の真空度（ここでは１０-5Ｐａ前後）、
(d)蒸着材料の加熱温度を所定温度（ここでは３２０℃）、
(e)図８で示す８０×８０ｍｍ四方の略正方形の盤面を有する基板５Ａ、
(f)基板５Ａ上で有機膜を形成する領域（有機成膜領域）Ａｒを７０×６０ｍｍの略長方形の領域、
(g)有機成膜領域Ａｒの略中心の点（ポイントｃ）の法線と蒸着用坩堝１０Ａの軸ＰＡとが重なるように、蒸着用坩堝１０Ａと基板５Ａとが所定距離（３００ｍｍ）離隔されて配置、
(h)ポイントｃにおける蒸着レートが所定値（ここでは１Å／sec）、
(i)蒸着時間は所定時間（ここでは１０００sec）、
(j)光学式膜厚測定装置で膜厚を測定（薄膜の屈折率と透過率により膜厚を測定）、
(k)図８で示す有機成膜領域Ａｒの略中心の点（ポイントｃ）を通り有機成膜領域Ａｒの長辺に平行な線上で所定距離（ここでは１５ｍｍ）ずつ離隔したポイントｃを含む５つのポイント（ポイントａ〜ｅ）が膜厚の測定位置。
【００９５】
なお、比較のために、図１１で示したシリンダ型坩堝ＣＬ、および図１２で示したコーン型坩堝ＣＮを用いて、上記(a)〜(k)と同様な条件に従って、蒸着材料を基板上に蒸着し、形成された蒸着膜の膜厚を比較例１，２として測定した。
【００９６】
図９は、有機成膜領域Ａｒにおける膜厚の測定結果を示す図であり、ポイントｃにおける蒸着膜の膜厚を基準として、ポイントａ〜ｅにおける膜厚（測定対象となるポイントにおける膜厚をポイントｃの膜厚で除した値）を示したものである。より詳細には、横軸が測定位置（ポイントａ〜ｅ）を示し、縦軸が各ポイントにおける膜厚を中心膜厚（ポイントｃにおける膜厚）で除した値（膜厚／中心膜厚）を示す。また、図９では、丸印および実線が実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）を示し、菱形および破線が比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）を示し、三角印および一点鎖線が比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）を示している。
【００９７】
また、図１０は、図９で示した膜厚測定結果に関し、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）、比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）、および比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）について、ポイントａ〜ｅの膜厚の変動を示す標準偏差を算出して示している。
【００９８】
図９および図１０に示すように、膜厚分布の均一性については、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）では、比較例１（シリンダ型坩堝ＣＬを用いた場合）と比べて、同等以上に膜厚分布が均一になることが分かった。そして、実施例（蒸着用坩堝１０Ａを用いた場合）では、比較例２（コーン型坩堝ＣＮを用いた場合）と比べて、膜厚分布が顕著に改善することが分かった。
【００９９】
＜その他＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１００】
◎例えば、上記実施形態では、複数の有機ＥＬ素子が基板上に形成された有機ＥＬディスプレイのような有機ＥＬ装置を製造するものとして説明したが、これに限られず、本発明は、例えば、１つの有機ＥＬ素子が基板上に形成された有機ＥＬ素子を利用した照明装置など、有機ＥＬ装置一般の製造に適用することができる。
【０１０１】
◎また、上記実施形態では、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の断面積、および下部孔領域１２ａのＸＹ断面の円形の径（すなわち軸Ｐ，ＰＡを挟んで対向する内面の離隔距離）が軸Ｐ，ＰＡに沿って略一定であるものとして説明したが、この円形の径（すなわち軸Ｐ，ＰＡを挟んで対向する内面の離隔距離）が略一定である態様には、例えば、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の円形の径が軸Ｐ，ＰＡに沿って、下部孔領域１２ａ，１２ａＡの軸Ｐ，ＰＡに沿った延設距離に対して、１０％程度変動するような態様まで含まれる。また、ＸＹ断面の断面積が略一定である態様には、例えば、蒸着用坩堝１０，１０Ａの下部孔領域１２ａ，１２ａＡのＸＹ断面の断面積が軸Ｐ，ＰＡに沿って、下部孔領域１２ａの軸Ｐ，ＰＡに沿った延設距離の２乗の１％程度変動するような態様まで含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸着装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸着用セルの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸着用坩堝の構成を示す模式図である。
【図４】蒸着材料の残量の代表的なタイプについて例示する図である。
【図５】開口径と材料の利用効率との関係を示す図である。
【図６】コーン長と材料の利用効率との関係を示す図である。
【図７】蒸着用坩堝の構成を示す模式図である。
【図８】膜厚の測定ポイントを示す図である。
【図９】蒸着膜の測定ポイントと膜厚の変動量との関係を示す図である。
【図１０】膜厚変動の標準偏差を示す図である。
【図１１】シリンダ型坩堝の構成を示す模式図である。
【図１２】コーン型坩堝の構成を示す模式図である。
【図１３】コーン型坩堝に装填された蒸着材料の状態を示す図である。
【図１４】蒸着材料の深さと蒸着材料の利用効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 蒸着装置
２ チャンバ
５，５Ａ 基板
６ 蒸着用セル
７ メタルマスク
１０，１０Ａ 蒸着用坩堝
１１，１１Ａ 底部
１１ａ，１１ａＡ 底部孔領域
１１ｗ 内壁面
１２，１２Ａ 側壁下部
１２３ 側壁部
１２ａ，１２ａＡ 下部孔領域
１２ｗ 側壁下部内面区間
１３，１３Ａ 側壁上部
１３ａ，１３ａＡ 上部孔領域
１３ｗ 側壁上部内面区間
１６ 加熱用ヒータ
φＭ 開口径
φｍ 径
ＣＶｍ 貫通孔部
Ｃｖ，ＣｖＡ 孔部
ＯＰ，ＯＰＡ 開口部
Ｐ，ＰＡ 軸
ＳＴ 段部
ＶＭ 蒸着材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着用坩堝であって、
底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部と、を備え、
前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域と、を有することを特徴とする蒸着用坩堝。
【請求項２】
蒸着用坩堝であって、
底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部と、を備え、
前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部を有し、
前記側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を前記底部側から前記開口部にかけて空間順次に有し、
前記第１の区間では、前記底部側から前記開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、
前記第２の区間では、前記底部側から前記開口部に近づくにつれて対向する内壁どうしの離隔距離が増大することを特徴とする蒸着用坩堝。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蒸着用坩堝と、
前記蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータと、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
蒸着方法であって、
(a)請求項１に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、
(b)前記蒸着用坩堝のうち、前記第２の領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の領域に蒸着材料を装填するステップと、
(c)前記(b)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップと、
を備えることを特徴とする蒸着方法。
【請求項５】
蒸着方法であって、
(A)請求項２に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、
(B)前記蒸着用坩堝の前記孔部のうち、前記側壁部の前記第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填するステップと、
(C)前記(B)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップと、
を備えることを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
有機ＥＬ装置の製造方法であって、
(i)請求項４または請求項５に記載の蒸着方法を用いて、基板上に予め形成された第１の電極上に１以上の有機層を形成するステップと、
(ii)前記１以上の有機層上に第２の電極を形成するステップと、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
蒸着用坩堝であって、
底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれ且つ所定軸に沿って形成された孔部と、を備え、
前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側にかけて略一定である第１の領域と、該孔部の前記所定軸に対して垂直な面における断面積が前記底部側から前記開口部側に近づくにつれて増大する第２の領域と、を有することを特徴とする蒸着用坩堝。
【請求項２】
蒸着用坩堝であって、
底部と、側壁部と、該底部および該側壁部の内面によって囲まれた孔部と、を備え、
前記孔部が、前記底部とは反対側に位置する開口部を有し、
前記側壁部が、対向する内壁面どうしの関係が相互に異なる第１および第２の区間を前記底部側から前記開口部にかけて空間順次に有し、
前記第１の区間では、前記底部側から前記開口部側にかけて対向する内壁面どうしの離隔距離が略一定であり、
前記第２の区間では、前記底部側から前記開口部に近づくにつれて対向する内壁どうしの離隔距離が増大することを特徴とする蒸着用坩堝。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蒸着用坩堝と、
前記蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータと、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
蒸着方法であって、
(a)請求項１に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、
(b)前記蒸着用坩堝のうち、前記第２の領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の領域に蒸着材料を装填するステップと、
(c)前記(b)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップと、
を備えることを特徴とする蒸着方法。
【請求項５】
蒸着方法であって、
(A)請求項２に記載の蒸着用坩堝と、該蒸着用坩堝の周囲に設けられたヒータとを備えた蒸着装置を準備するステップと、
(B)前記蒸着用坩堝の前記孔部のうち、前記側壁部の前記第２の区間によって囲まれた領域には蒸着材料を配置せず、前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に蒸着材料を装填するステップと、
(C)前記(B)ステップにおいて前記底部付近および前記第１の区間によって囲まれた領域に装填された蒸着材料を、前記ヒータによって加熱及び気化させるステップと、
を備えることを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
有機ＥＬ装置の製造方法であって、
(i)請求項４または請求項５に記載の蒸着方法を用いて、基板上に予め形成された第１の電極上に１以上の有機層を形成するステップと、
(ii)前記１以上の有機層上に第２の電極を形成するステップと、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２３１４７９（Ｐ２００８−２３１４７９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７０５５７（Ｐ２００７−７０５５７）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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