蒸着装置
【課題】蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を温度低下させること無く蒸着ヘッドに送ることができる蒸着装置を提供する。
【解決手段】蒸着により被処理体Ｇを成膜処理する蒸着装置１３であって、被処理体Ｇを成膜処理する処理室３０と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室３１とを隣接させて配置し、処理室３０の内部と蒸気発生室３１の内部を減圧させる排気機構３６，４１と、処理室３０の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニット５５〜６０とを設け、蒸着ユニット５５〜６０は、処理室３０の内部に向けて成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０と、蒸気発生室３１に、成膜材料を蒸発させる蒸気発生部７０〜７２と、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁７５〜７７と、蒸気発生部７０〜７２で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出さずに、蒸気噴出口８０に供給させる流路８１〜８３、８５とを備える。
【解決手段】蒸着により被処理体Ｇを成膜処理する蒸着装置１３であって、被処理体Ｇを成膜処理する処理室３０と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室３１とを隣接させて配置し、処理室３０の内部と蒸気発生室３１の内部を減圧させる排気機構３６，４１と、処理室３０の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニット５５〜６０とを設け、蒸着ユニット５５〜６０は、処理室３０の内部に向けて成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０と、蒸気発生室３１に、成膜材料を蒸発させる蒸気発生部７０〜７２と、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁７５〜７７と、蒸気発生部７０〜７２で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出さずに、蒸気噴出口８０に供給させる流路８１〜８３、８５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス(ＥＬ;ＥＬectroluminescence)を利用した有機ＥＬ素子が開発されている。有機ＥＬ素子は、熱をほとんど出さないのでブラウン管などに比べて消費電力が小さく、また、自発光なので、液晶ディスプレー(LCD)などに比べて視野角に優れている等の利点があり、今後の発展が期待されている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子のもっとも基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極）層、発光層およびカソード（陰極）層を重ねて形成したサンドイッチ構造である。発光層の光を外に取り出すために、ガラス基板上のアノード層には、ITO(Indium Tin Oxide）からなる透明電極が用いられる。かかる有機ＥＬ素子は、表面にITO層（アノード層）が予め形成されたガラス基板上に、発光層とカソード層を順に成膜することによって製造されるのが一般的である。
【０００４】
以上のような有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる装置としては、例えば特許文献１に示す真空蒸着装置が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力まで減圧させることが行われる。その理由は、上記のように有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる場合、蒸着ヘッドから２００℃〜５００℃程度の高温にした成膜材料の蒸気を供給して、基板表面に成膜材料を蒸着させるのであるが、仮に大気中で成膜処理すると、気化させた成膜材料の蒸気の熱が処理容器内の空気を伝わることにより、処理室内に配置された各種センサ等の部品を高温にさせ、それら部品の特性を悪化させたり、部品自体の破損を招いてしまうからである。そこで、有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力まで減圧させ、成膜材料の蒸気の熱が逃げないように維持している（真空断熱）。
【０００７】
一方、成膜材料を蒸発させる蒸気発生部や、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を蒸着ヘッドに送る配管、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁などは、成膜材料の補充、メンテナンス等の理由から、処理容器の外部に置かれるのが一般的である。しかしながら、仮にこれら蒸気発生部、配管、制御弁などを大気圧下に配置した場合、空気中を通じて放熱することにより、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、蒸着ヘッドに送るまでの間、所望の温度に保ちにくいといった問題を生じる。例えば、蒸着ヘッドに送るまでの間に、成膜材料の蒸気が設定温度以下となると、成膜材料が配管中などで析出し、蒸着ヘッドに十分に送られなくなってしまう。そのため、蒸着ヘッドからの蒸気の供給量が減少し、蒸着速度が低下してしまう。
【０００８】
従って本発明の目的は、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を温度低下させること無く蒸着ヘッドに送ることができる蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置であって、被処理体を成膜処理する処理室と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室とを隣接させて配置し、前記処理室の内部と前記蒸気発生室の内部を減圧させる排気機構と、前記処理室の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニットとを設け、前記蒸着ユニットは、前記処理室の内部に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出口と、前記蒸気発生室に成膜材料を蒸発させる蒸気発生部と、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁と、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、前記処理室と前記蒸気発生室の外部に出さずに、前記蒸気噴出口に供給させる流路とを備えることを特徴とする、蒸着装置が提供される。
【００１０】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸着ヘッドの前記蒸気噴出口が形成された面を前記処理室内に露出させた姿勢で、前記蒸着ヘッドを、前記処理室と前記蒸気発生室とを仕切る隔壁に支持した構成としても良い。その場合、前記隔壁の少なくとも一部を断熱材とすると良い。また、前記蒸気発生部と前記制御弁を、前記蒸着ヘッドに支持させても良い。
【００１１】
また、前記蒸気発生部で蒸発させた成膜材料の蒸気を前記蒸気噴出口に供給させるためのキャリアガスを、前記蒸気発生部に供給するキャリアガス供給配管を有していても良い。この場合、前記蒸気発生部は、全体を一体的に加熱可能なヒータブロックを有し、前記ヒータブロックの内部に、成膜材料を充填可能な材料容器と、前記キャリアガス供給配管から供給されたキャリアガスを前記材料容器に通すキャリアガス経路を配置しても良い。
【００１２】
前記成膜材料は、例えば、有機ＥＬ素子の発光層の成膜材料である。また、前記制御弁は、例えば、ベローズ弁またはダイアフラム弁である。また、前記排気機構は、前記処理室と前記蒸気発生室にそれぞれ設けられていても良い。また、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を前記蒸着ヘッドに供給する輸送路が設けられ、前記輸送路には、複数の蒸気発生部が取り付けられていても良い。また、前記流路にはヒータを備えなくても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室と蒸気発生室の外部に出さずに、蒸気噴出口に供給させることにより、真空断熱の状態で成膜材料の蒸気を温度低下させること無く蒸着ヘッドに送ることができる。このため、配管中などにおける成膜材料の析出を防止でき、蒸着ヘッドからの蒸気の供給量が安定し、蒸着速度の低下が回避される。
【００１４】
また、蒸着ヘッドに蒸気発生部と制御弁を支持させた一体的な構造とすれば、蒸着ユニットがコンパクトになり、処理室と蒸気発生室の内部の真空断熱により、蒸着ユニット全体の温度制御性、温度均一性が向上する。蒸着ヘッドに蒸気発生部と制御弁を一体化させることにより、各部の継目が無くなり、温度低下が緩和される。また、蒸着ユニットを一体的に取り出すことにより、メンテナンスも容易になる。更に、蒸気発生部を一体的に加熱可能なヒータブロックとし、このヒータブロックの内部に材料容器とキャリアガス経路を配置すれば、キャリアガスのプリヒートのためのヒータも省略でき、全体の省スペース化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。以下の実施の形態では、蒸着処理の一例として、被処理体としてのガラス基板Ｇ上にアノード（陽極）層１、発光層３およびカソード（陰極）層２を成膜して有機ＥＬ素子Ａを製造する処理システム１０を例にして具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
先ず、図１は、本発明の実施の形態において製造される有機ＥＬ素子Ａの説明図である。有機ＥＬ素子Ａのもっとも基本となる構造は、陽極１と陰極２との間に発光層３を挟んだサンドイッチ構造である。陽極１はガラス基板Ｇ上に形成されている。陽極１には、発光層３の光を透過させることが可能な、例えばITO(Indium Tin Oxide）からなる透明電極が用いられる。
【００１７】
発光層３である有機層は一層から多層のものまであるが、図１では、第１層ａ１〜第６層ａ６を積層した６層構成である。第１層ａ１はホール輸送層、第２層ａ２は非発光層（電子ブロック層）、第３層ａ３は青発光層、第４層ａ４は赤発光層、第５層ａ５は緑発光層、第６層ａ６は電子輸送層である。かかる有機ＥＬ素子Ａは、後述するように、ガラス基板Ｇ表面の陽極１の上に、発光層３（第１層ａ１〜第６層ａ６）を順次成膜し、仕事関数調整層（図示せず）を介在させた後、Ａｇ、Ｍｇ／Ａｇ合金などの陰極２を形成し、最後に、全体を窒化膜（図示せず）などで封止して、製造される。
【００１８】
図２は、有機ＥＬ素子Ａを製造するための成膜システム１０の説明図である。この成膜システム１０は、基板Ｇの搬送方向（図２において右向き）に沿って、ローダ１１、トランスファーチャンバ１２、発光層３の蒸着装置１３、トランスファーチャンバ１４、仕事関数調整層の成膜装置１５、トランスファーチャンバ１６、エッチング装置１７、トランスファーチャンバ１８、スパッタリング装置１９、トランスファーチャンバ２０、ＣＶＤ装置２１、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を直列に順に並べた構成である。ローダ１１は、基板Ｇを成膜システム１０内に搬入するための装置である。トランスファーチャンバ１２、１４、１６、１８、２０、２２は、各処理装置間で基板Ｇを受け渡しするための装置である。アンローダ２３は、基板Ｇを成膜システム１０外に搬出するための装置である。
【００１９】
ここで、本発明の実施の形態にかかる蒸着装置１３について、更に詳細に説明する。図３は、蒸着装置１３の構成を概略的に示した断面図、図４は、蒸着装置１３が備える蒸着ユニット５５（５６，５７，５８，５９，６０）の斜視図、図５は、蒸着ユニット５５（５６，５７，５８，５９，６０）の回路図、図６は、蒸気発生部７０，７１，７２の斜視図である。
【００２０】
この蒸着装置１３は、内部において基板Ｇを成膜処理するための処理室３０と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室３１とを上下に隣接させて配置した構成である。これら処理室３０と蒸気発生室３１は、アルミニウム、ステンレススチール等で構成された容器本体３２の内部に形成されており、処理室３０と蒸気発生室３１の間は、断熱材で構成された隔壁３３によって仕切られている。
【００２１】
処理室３０の底面には、排気孔３５が開口しており、排気孔３５には、容器本体３２の外部に配置された排気機構である真空ポンプ３６が、排気管３７を介して接続されている。この真空ポンプ３６の稼動により、処理室３０の内部は所定の圧力に減圧される。
【００２２】
同様に、蒸気発生室３１の底面には、排気孔４０が開口しており、排気孔４０には、容器本体３２の外部に配置された排気機構である真空ポンプ４１が、排気管４２を介して接続されている。この真空ポンプ４１の稼動により、蒸気発生室３１の内部は所定の圧力に減圧される。
【００２３】
処理室３０の上方には、ガイド部材４５と、このガイド部材４５に沿って適宜の駆動源（図示せず）によって移動する支持部材４６が設けられている。支持部材４６には、静電チャックなどの基板保持部４７が取り付けられており、成膜対象である基板Ｇは基板保持部４７の下面に水平に保持される。
【００２４】
処理室３０の側面には、搬入口５０と搬出口５１が形成されている。この蒸着装置１３では、搬入口５０から搬入された基板Ｇが、基板保持部４７で保持されて、処理室３０内において図３中の右向きに搬送され、搬出口５１から搬出される。
【００２５】
処理室３０と蒸気発生室３１の間を仕切っている隔壁３３には、成膜材料の蒸気を供給する６個の蒸着ユニット５５，５６，５７，５８，５９，６０が、基板Ｇの搬送方向に沿って配置されている。これら蒸着ユニット５５〜６０は、ホール輸送層を蒸着させる第１の蒸着ユニット５５、非発光層を蒸着させる第２の蒸着ユニット５６、青発光層を蒸着させる第３の蒸着ユニット５７、赤発光層を蒸着させる第４の蒸着ユニット５８、緑発光層を蒸着させる第５の蒸着ユニット５９、電子輸送層を蒸着させる第６の蒸着ユニット６０からなり、基板保持部４７によって保持されながら搬送されていく基板Ｇの下面に対して成膜材料の蒸気を順に成膜させるようになっている。また、各蒸着ユニット５５〜６０の間には、蒸気仕切り壁６１が配置されており、各蒸着ユニット５５〜６０から供給される成膜材料の蒸気が互いに混合せずに、基板Ｇの下面に順に成膜されるようになっている。
【００２６】
各蒸着ユニット５５〜６０は、いずれも同様の構成を有しているので代表して第１の蒸着ユニット５５について説明する。図４に示すように、蒸着ユニット５５は、蒸着ヘッド６５の下方に配管ケース（輸送路）６６を取り付け、この配管ケース６６の両側面に、３つの蒸気発生部７０，７１，７２と３つの制御弁７５、７６，７７を取り付けた構成である。
【００２７】
蒸着ヘッド６５の上面には、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０が形成されている。蒸気噴出口８０は、基板Ｇの搬送方向に直交する方向に沿ってスリット形状に配置されており、基板Ｇの幅と同じか僅かに長い長さを有している。このスリット形状の蒸気噴出口８０から成膜材料の蒸気を噴出させながら、上述の基板保持部４７によって基板Ｇを搬送することにより、基板Ｇの下面全体に成膜させるようになっている。
【００２８】
蒸着ヘッド６５は、蒸気噴出口８０が形成された上面を処理室３０内に露出させた姿勢で、処理室３０と蒸気発生室３１とを仕切る隔壁３３に支持されている。蒸着ヘッド６５の下面は、蒸気発生室３１内に露出しており、この蒸着ヘッド６５の下面に取り付けられた配管ケース（輸送路）６６と、配管ケース６６に取り付けられた蒸気発生部７０，７１，７２および制御弁７５、７６，７７がいずれも蒸気発生室３１に配置されている。
【００２９】
３つの蒸気発生部７０，７１，７２と３つの制御弁７５、７６，７７は互いに対応した関係であり、制御弁７５は、蒸気発生部７０で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御し、制御弁７６は、蒸気発生部７１で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御し、制御弁７７は、蒸気発生部７２で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御するようになっている。配管ケース６６の内部には、各蒸気発生部７０〜７２と各制御弁７５〜７７を接続する枝配管８１，８２，８３と、各蒸気発生部７０〜７２から各制御弁７５〜７７を経て供給された成膜材料の蒸気を、合流させて蒸着ヘッド６５に供給する合流配管８５が設けられている。
【００３０】
各蒸気発生部７０〜７２は、いずれも同様の構成を有しており、図６に示すように、蒸気発生部７０〜７２は、側面に複数のヒータ９０が取り付けられた、全体を一体的に加熱可能なヒータブロック９１を有している。ヒータブロック９１全体は、ヒータ９０によって、成膜材料を蒸発させることができる温度に加熱される。
【００３１】
ヒータブロック９１の内部中央には、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料（蒸着材料）を充填可能な材料容器９２が配置されており、ヒータブロック９１の熱によって、この材料容器９２に充填された成膜材料が蒸発させられるようになっている。また、ヒータブロック９１の側面には、Ａｒなどのキャリアガスを供給するキャリアガス供給配管９３が接続されている。ヒータブロック９１の内部には、このキャリアガス供給配管９３から供給されたキャリアガスを、ヒータブロック９１の内部において迂回させ、十分な距離を通過した後、材料容器９２に供給させるキャリアガス経路９４が形成されている。このため、キャリアガス供給配管９３から供給されたキャリアガスは、キャリアガス経路９４を通過することにより、ほぼヒータブロック９１と同温度にまで昇温されてから、材料容器９２に供給されるようになっている。なお、成膜材料を充填する場合、容器本体３２の下部に形成されたゲートバルブ等（図示せず）を介して蒸気発生室３１内を一旦大気開放し、各蒸気発生部７０〜７２の材料容器９２に対する成膜材料の補充を行う。但し、処理室３０と蒸気発生室３１は上述の隔壁３３によって仕切られているので、このような成膜材料の充填時においても、処理室３０内は減圧されており、真空断熱状態が維持される。
【００３２】
各制御弁７５〜７７は、開閉操作を行うことにより、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられてキャリアガスと一緒に各枝配管８１〜８３を経て供給される成膜材料の蒸気を、合流配管８５側に供給する状態と、供給しない状態とに適宜切り替えることが可能である。制御弁７５〜７７には、ベローズ弁、ダイアフラム弁などを用いることができる。この制御弁７５〜７７の開閉操作によって、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられた成膜材料の蒸気が、任意の組み合わせで合流配管８５にて合流されるようになっている。そして、こうして合流配管８５にて合流された成膜材料の蒸気が、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出ることなく、そのまま、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から噴出させられるようになっている。なお、代表して第１の蒸着ユニット５５について説明したが、他の蒸着ユニット５６〜６０も同様の構成である。
【００３３】
その他、図２に示す仕事関数調整層の成膜装置１５は、蒸着によって基板Ｇの表面に対して仕事関数調整層を成膜するように構成されている。エッチング装置１７は、成膜された各層などをエッチングするように構成されている。スパッタリング装置１９は、Ａｇなどの電極材料をスパッタリングして、陰極２を形成させるように構成されている。ＣＶＤ装置２１は、窒化膜などからなる封止膜を、ＣＶＤ等によって成膜し有機ＥＬ素子Ａの封止を行うものである。
【００３４】
さて、以上のように構成された成膜システム１０において、ローダ１１を介して搬入された基板Ｇが、トランスファーチャンバ１２によって、先ず、蒸着装置１３に搬入される。この場合、基板Ｇの表面には、例えばITOからなる陽極１が所定のパターンで予め形成されている。
【００３５】
そして、蒸着装置１３では、表面（成膜面）を下に向けた姿勢にして基板保持部４７で基板Ｇが保持される。なお、このように基板Ｇが蒸着装置１３に搬入される前に、蒸着装置１３の処理室３０と蒸気発生室３１の内部は、真空ポンプ３６、４１の稼動により、いずれも予め所定の圧力に減圧されている。
【００３６】
そして、減圧された蒸気発生室３１内において、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられた成膜材料の蒸気が、制御弁７５〜７７の開閉操作によって、任意の組み合わせで合流配管８５にて合流され、蒸気発生室３１の外部に出ることなく、そのまま蒸着ヘッド６５に供給される。こうして蒸着ヘッド６５に供給された成膜材料の蒸気が、処理室３０内において、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から噴出される。
【００３７】
また一方、減圧された処理室３０内においては、基板保持部４７で保持された基板Ｇが、図３中の右向きに搬送されていく。そして、移動中に、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から成膜材料の蒸気が供給されて、基板Ｇの表面に発光層３が成膜・積層されていく。
【００３８】
そして、蒸着装置１３において発光層３を成膜させた基板Ｇは、トランスファーチャンバ１４によって、次に、成膜装置１５に搬入される。こうして、成膜装置１５では、基板Ｇの表面に仕事関数調整層が成膜される。
【００３９】
次に、トランスファーチャンバ１６によって、基板Ｇはエッチング装置１７に搬入され、各成膜の形状等が調整される。次に、トランスファーチャンバ１８によって、基板Ｇはスパッタリング装置１９に搬入され、陰極２が形成される。次に、トランスファーチャンバ２０によって、基板ＧはＣＶＤ装置２１に搬入され、有機ＥＬ素子Ａの封止が行われる。こうして製造された有機ＥＬ素子Ａが、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を介して、成膜システム１０外に搬出される。
【００４０】
以上の成膜システム１０にあっては、蒸着装置１３において、蒸気発生部７０〜７２で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出さずに蒸気噴出口８０に供給させることができ、成膜材料の蒸気を真空断熱の状態を維持して温度低下させること無く蒸着ヘッド６５に送ることができる。このため、枝配管８１，８２，８３や各制御弁７５〜７７、合流配管８５などにおける成膜材料の析出を防止でき、蒸着ヘッド６５からの蒸気の供給量が安定し、蒸着速度の低下が回避される。また、配管ケース６６を一体的に加熱することによって、枝配管８１，８２，８３や各制御弁７５〜７７、合流配管８５などを加熱するヒータも省略でき、装置コスト、ランニングコストを低くでき、装置も小型にできる。
【００４１】
また、図示のように蒸着ヘッド６５の下方に配管ケース６６、蒸気発生部７０，７１，７２、制御弁７５、７６，７７を一体的に取り付けた蒸着ユニット５５〜６０を採用すれば、各蒸着ユニット５５〜６０をコンパクトに構成できる。また、各蒸着ユニット５５〜６０をそれぞれ一体的に取り出すことにより、メンテナンスも容易になる。
【００４２】
また、図６に示したように、蒸気発生部７０，７１，７２を一体的に加熱可能なヒータブロック９１とし、このヒータブロック９１の内部に材料容器９２とキャリアガス経路９４を配置すれば、キャリアガスのプリヒートのためのヒータも省略でき、省スペース化が図れる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の蒸着装置１３に基づいて説明したが、本発明は、その他の各種電子デバイス等の処理に利用される蒸着装置に適用することができる。
【００４４】
処理の対象となる基板Ｇは、ガラス基板、シリコン基板、角形、丸形等の基板など、各種基板に適用できる。また、基板以外の被処理体にも適用できる。
【００４５】
図２では、基板Ｇの搬送方向に沿って、ローダ１１、トランスファーチャンバ１２、発光層３の蒸着装置１３、トランスファーチャンバ１４、仕事関数調整層の成膜装置１５、トランスファーチャンバ１６、エッチング装置１７、トランスファーチャンバ１８、スパッタリング装置１９、トランスファーチャンバ２０、ＣＶＤ装置２１、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を直列に順に並べた構成の成膜システム１０を示した。しかし、図７に示すように、トランスファーチャンバ１００の周囲に、例えば、基板ロードロック装置１０１、スパッタリング蒸着成膜装置１０２、アライメント装置１０３、エッチング装置１０４、マスクロードロック装置１０５、ＣＶＤ装置１０６、基板反転装置１０７、蒸着成膜装置１０８を配置した構成の成膜システム１０９としても良い。各処理装置の台数・配置は任意に変更可能である。
【００４６】
例えば、図８に示すように、トランスファーチャンバ１１０の周りに６台の処理装置１１１〜１１６を設けた処理システム１１７において本発明を適用することも可能である。なお、この図８に示す処理システム１１７では、搬入出部１１８から、２つのロードロック室１１９を介して、基板Ｇをトランスファーチャンバ１１０に搬入出させ、トランスファーチャンバ１１０によって、各処理装置１１１〜１１６に対して基板Ｇを搬入出させるようになっている。
【００４７】
また例えば、図９に示すように、搬入出部１２０からロードロック室１２１を介して、各処理装置１２２、１２２に対して基板Ｇを直接（トランスファーチャンバを介さずに）搬入出させるように構成された処理システム１２３において本発明を適用することも可能である。このように、処理システムに設ける処理装置の台数、配置は任意である。
【００４８】
また、蒸着装置１３内において、搬入口５０から処理室３０内に搬入された基板Ｇが、処理後、搬出口５１から搬出される例を示した。しかし、搬入口と搬出口を兼用する搬入出口を設け、搬入出口から処理室３０内に搬入された基板Ｇが、処理後、再び搬入出口から搬出されても良い。なお、処理後は、なるべく短時間で基板Ｇを処理室３０内から搬出できるような搬送経路とすることが好ましい。
【００４９】
なお、各蒸着ユニット５５〜６０の蒸着ヘッド６５から噴出される材料は同じでも異なっていても良い。また、蒸着ユニットの連数は６つに限らず、任意である。また、蒸着ユニットに設けられる蒸気発生部や制御弁の数も任意である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、例えば有機ＥＬ素子の製造分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】有機ＥＬ素子の説明図である。
【図２】成膜システムの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる蒸着装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図４】蒸着ユニットの斜視図である。
【図５】蒸着ユニットの回路図である。
【図６】蒸気発生部の斜視図である。
【図７】トランスファーチャンバの周囲に各処理装置を配置した成膜システムの説明図である。
【図８】トランスファーチャンバの周りに６台の処理装置を設けた処理システムの説明図である。
【図９】搬入出部から各処理装置に対して基板を直接搬入するように構成された処理システムの説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 有機ＥＬ素子
Ｇ ガラス基板
１０ 処理システム
１１ ローダ１１
１２、１４、１６、１８、２０、２２ トランスファーチャンバ
１３ 発光層の蒸着装置
１５ 仕事関数調整層の成膜装置
１７ エッチング装置
１９ スパッタリング装置
２１ ＣＶＤ装置
２３ アンローダ
３０ 処理室
３１ 蒸気発生室
３２ 容器本体
３３ 隔壁
３５、４０ 排気孔
３６、４１ 真空ポンプ
４５ ガイド部材
４７ 基板保持部
５５〜６０ 蒸着ユニット
６５ 蒸着ヘッド
６６ 配管ケース
７０〜７２ 蒸気発生部
７５〜７７ 制御弁
８０ 蒸気噴出口
８１〜８３ 枝配管
８５ 合流配管
９０ ヒータ
９１ ヒータブロック
９２ 材料容器
９３ キャリアガス供給配管
９４ キャリアガス経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス(ＥＬ;ＥＬectroluminescence)を利用した有機ＥＬ素子が開発されている。有機ＥＬ素子は、熱をほとんど出さないのでブラウン管などに比べて消費電力が小さく、また、自発光なので、液晶ディスプレー(LCD)などに比べて視野角に優れている等の利点があり、今後の発展が期待されている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子のもっとも基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極）層、発光層およびカソード（陰極）層を重ねて形成したサンドイッチ構造である。発光層の光を外に取り出すために、ガラス基板上のアノード層には、ITO(Indium Tin Oxide）からなる透明電極が用いられる。かかる有機ＥＬ素子は、表面にITO層（アノード層）が予め形成されたガラス基板上に、発光層とカソード層を順に成膜することによって製造されるのが一般的である。
【０００４】
以上のような有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる装置としては、例えば特許文献１に示す真空蒸着装置が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力まで減圧させることが行われる。その理由は、上記のように有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる場合、蒸着ヘッドから２００℃〜５００℃程度の高温にした成膜材料の蒸気を供給して、基板表面に成膜材料を蒸着させるのであるが、仮に大気中で成膜処理すると、気化させた成膜材料の蒸気の熱が処理容器内の空気を伝わることにより、処理室内に配置された各種センサ等の部品を高温にさせ、それら部品の特性を悪化させたり、部品自体の破損を招いてしまうからである。そこで、有機ＥＬ素子の発光層を成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力まで減圧させ、成膜材料の蒸気の熱が逃げないように維持している（真空断熱）。
【０００７】
一方、成膜材料を蒸発させる蒸気発生部や、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を蒸着ヘッドに送る配管、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁などは、成膜材料の補充、メンテナンス等の理由から、処理容器の外部に置かれるのが一般的である。しかしながら、仮にこれら蒸気発生部、配管、制御弁などを大気圧下に配置した場合、空気中を通じて放熱することにより、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、蒸着ヘッドに送るまでの間、所望の温度に保ちにくいといった問題を生じる。例えば、蒸着ヘッドに送るまでの間に、成膜材料の蒸気が設定温度以下となると、成膜材料が配管中などで析出し、蒸着ヘッドに十分に送られなくなってしまう。そのため、蒸着ヘッドからの蒸気の供給量が減少し、蒸着速度が低下してしまう。
【０００８】
従って本発明の目的は、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を温度低下させること無く蒸着ヘッドに送ることができる蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置であって、被処理体を成膜処理する処理室と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室とを隣接させて配置し、前記処理室の内部と前記蒸気発生室の内部を減圧させる排気機構と、前記処理室の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニットとを設け、前記蒸着ユニットは、前記処理室の内部に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出口と、前記蒸気発生室に成膜材料を蒸発させる蒸気発生部と、成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁と、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、前記処理室と前記蒸気発生室の外部に出さずに、前記蒸気噴出口に供給させる流路とを備えることを特徴とする、蒸着装置が提供される。
【００１０】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸着ヘッドの前記蒸気噴出口が形成された面を前記処理室内に露出させた姿勢で、前記蒸着ヘッドを、前記処理室と前記蒸気発生室とを仕切る隔壁に支持した構成としても良い。その場合、前記隔壁の少なくとも一部を断熱材とすると良い。また、前記蒸気発生部と前記制御弁を、前記蒸着ヘッドに支持させても良い。
【００１１】
また、前記蒸気発生部で蒸発させた成膜材料の蒸気を前記蒸気噴出口に供給させるためのキャリアガスを、前記蒸気発生部に供給するキャリアガス供給配管を有していても良い。この場合、前記蒸気発生部は、全体を一体的に加熱可能なヒータブロックを有し、前記ヒータブロックの内部に、成膜材料を充填可能な材料容器と、前記キャリアガス供給配管から供給されたキャリアガスを前記材料容器に通すキャリアガス経路を配置しても良い。
【００１２】
前記成膜材料は、例えば、有機ＥＬ素子の発光層の成膜材料である。また、前記制御弁は、例えば、ベローズ弁またはダイアフラム弁である。また、前記排気機構は、前記処理室と前記蒸気発生室にそれぞれ設けられていても良い。また、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を前記蒸着ヘッドに供給する輸送路が設けられ、前記輸送路には、複数の蒸気発生部が取り付けられていても良い。また、前記流路にはヒータを備えなくても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室と蒸気発生室の外部に出さずに、蒸気噴出口に供給させることにより、真空断熱の状態で成膜材料の蒸気を温度低下させること無く蒸着ヘッドに送ることができる。このため、配管中などにおける成膜材料の析出を防止でき、蒸着ヘッドからの蒸気の供給量が安定し、蒸着速度の低下が回避される。
【００１４】
また、蒸着ヘッドに蒸気発生部と制御弁を支持させた一体的な構造とすれば、蒸着ユニットがコンパクトになり、処理室と蒸気発生室の内部の真空断熱により、蒸着ユニット全体の温度制御性、温度均一性が向上する。蒸着ヘッドに蒸気発生部と制御弁を一体化させることにより、各部の継目が無くなり、温度低下が緩和される。また、蒸着ユニットを一体的に取り出すことにより、メンテナンスも容易になる。更に、蒸気発生部を一体的に加熱可能なヒータブロックとし、このヒータブロックの内部に材料容器とキャリアガス経路を配置すれば、キャリアガスのプリヒートのためのヒータも省略でき、全体の省スペース化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。以下の実施の形態では、蒸着処理の一例として、被処理体としてのガラス基板Ｇ上にアノード（陽極）層１、発光層３およびカソード（陰極）層２を成膜して有機ＥＬ素子Ａを製造する処理システム１０を例にして具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
先ず、図１は、本発明の実施の形態において製造される有機ＥＬ素子Ａの説明図である。有機ＥＬ素子Ａのもっとも基本となる構造は、陽極１と陰極２との間に発光層３を挟んだサンドイッチ構造である。陽極１はガラス基板Ｇ上に形成されている。陽極１には、発光層３の光を透過させることが可能な、例えばITO(Indium Tin Oxide）からなる透明電極が用いられる。
【００１７】
発光層３である有機層は一層から多層のものまであるが、図１では、第１層ａ１〜第６層ａ６を積層した６層構成である。第１層ａ１はホール輸送層、第２層ａ２は非発光層（電子ブロック層）、第３層ａ３は青発光層、第４層ａ４は赤発光層、第５層ａ５は緑発光層、第６層ａ６は電子輸送層である。かかる有機ＥＬ素子Ａは、後述するように、ガラス基板Ｇ表面の陽極１の上に、発光層３（第１層ａ１〜第６層ａ６）を順次成膜し、仕事関数調整層（図示せず）を介在させた後、Ａｇ、Ｍｇ／Ａｇ合金などの陰極２を形成し、最後に、全体を窒化膜（図示せず）などで封止して、製造される。
【００１８】
図２は、有機ＥＬ素子Ａを製造するための成膜システム１０の説明図である。この成膜システム１０は、基板Ｇの搬送方向（図２において右向き）に沿って、ローダ１１、トランスファーチャンバ１２、発光層３の蒸着装置１３、トランスファーチャンバ１４、仕事関数調整層の成膜装置１５、トランスファーチャンバ１６、エッチング装置１７、トランスファーチャンバ１８、スパッタリング装置１９、トランスファーチャンバ２０、ＣＶＤ装置２１、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を直列に順に並べた構成である。ローダ１１は、基板Ｇを成膜システム１０内に搬入するための装置である。トランスファーチャンバ１２、１４、１６、１８、２０、２２は、各処理装置間で基板Ｇを受け渡しするための装置である。アンローダ２３は、基板Ｇを成膜システム１０外に搬出するための装置である。
【００１９】
ここで、本発明の実施の形態にかかる蒸着装置１３について、更に詳細に説明する。図３は、蒸着装置１３の構成を概略的に示した断面図、図４は、蒸着装置１３が備える蒸着ユニット５５（５６，５７，５８，５９，６０）の斜視図、図５は、蒸着ユニット５５（５６，５７，５８，５９，６０）の回路図、図６は、蒸気発生部７０，７１，７２の斜視図である。
【００２０】
この蒸着装置１３は、内部において基板Ｇを成膜処理するための処理室３０と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室３１とを上下に隣接させて配置した構成である。これら処理室３０と蒸気発生室３１は、アルミニウム、ステンレススチール等で構成された容器本体３２の内部に形成されており、処理室３０と蒸気発生室３１の間は、断熱材で構成された隔壁３３によって仕切られている。
【００２１】
処理室３０の底面には、排気孔３５が開口しており、排気孔３５には、容器本体３２の外部に配置された排気機構である真空ポンプ３６が、排気管３７を介して接続されている。この真空ポンプ３６の稼動により、処理室３０の内部は所定の圧力に減圧される。
【００２２】
同様に、蒸気発生室３１の底面には、排気孔４０が開口しており、排気孔４０には、容器本体３２の外部に配置された排気機構である真空ポンプ４１が、排気管４２を介して接続されている。この真空ポンプ４１の稼動により、蒸気発生室３１の内部は所定の圧力に減圧される。
【００２３】
処理室３０の上方には、ガイド部材４５と、このガイド部材４５に沿って適宜の駆動源（図示せず）によって移動する支持部材４６が設けられている。支持部材４６には、静電チャックなどの基板保持部４７が取り付けられており、成膜対象である基板Ｇは基板保持部４７の下面に水平に保持される。
【００２４】
処理室３０の側面には、搬入口５０と搬出口５１が形成されている。この蒸着装置１３では、搬入口５０から搬入された基板Ｇが、基板保持部４７で保持されて、処理室３０内において図３中の右向きに搬送され、搬出口５１から搬出される。
【００２５】
処理室３０と蒸気発生室３１の間を仕切っている隔壁３３には、成膜材料の蒸気を供給する６個の蒸着ユニット５５，５６，５７，５８，５９，６０が、基板Ｇの搬送方向に沿って配置されている。これら蒸着ユニット５５〜６０は、ホール輸送層を蒸着させる第１の蒸着ユニット５５、非発光層を蒸着させる第２の蒸着ユニット５６、青発光層を蒸着させる第３の蒸着ユニット５７、赤発光層を蒸着させる第４の蒸着ユニット５８、緑発光層を蒸着させる第５の蒸着ユニット５９、電子輸送層を蒸着させる第６の蒸着ユニット６０からなり、基板保持部４７によって保持されながら搬送されていく基板Ｇの下面に対して成膜材料の蒸気を順に成膜させるようになっている。また、各蒸着ユニット５５〜６０の間には、蒸気仕切り壁６１が配置されており、各蒸着ユニット５５〜６０から供給される成膜材料の蒸気が互いに混合せずに、基板Ｇの下面に順に成膜されるようになっている。
【００２６】
各蒸着ユニット５５〜６０は、いずれも同様の構成を有しているので代表して第１の蒸着ユニット５５について説明する。図４に示すように、蒸着ユニット５５は、蒸着ヘッド６５の下方に配管ケース（輸送路）６６を取り付け、この配管ケース６６の両側面に、３つの蒸気発生部７０，７１，７２と３つの制御弁７５、７６，７７を取り付けた構成である。
【００２７】
蒸着ヘッド６５の上面には、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０が形成されている。蒸気噴出口８０は、基板Ｇの搬送方向に直交する方向に沿ってスリット形状に配置されており、基板Ｇの幅と同じか僅かに長い長さを有している。このスリット形状の蒸気噴出口８０から成膜材料の蒸気を噴出させながら、上述の基板保持部４７によって基板Ｇを搬送することにより、基板Ｇの下面全体に成膜させるようになっている。
【００２８】
蒸着ヘッド６５は、蒸気噴出口８０が形成された上面を処理室３０内に露出させた姿勢で、処理室３０と蒸気発生室３１とを仕切る隔壁３３に支持されている。蒸着ヘッド６５の下面は、蒸気発生室３１内に露出しており、この蒸着ヘッド６５の下面に取り付けられた配管ケース（輸送路）６６と、配管ケース６６に取り付けられた蒸気発生部７０，７１，７２および制御弁７５、７６，７７がいずれも蒸気発生室３１に配置されている。
【００２９】
３つの蒸気発生部７０，７１，７２と３つの制御弁７５、７６，７７は互いに対応した関係であり、制御弁７５は、蒸気発生部７０で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御し、制御弁７６は、蒸気発生部７１で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御し、制御弁７７は、蒸気発生部７２で発生させた成膜材料の蒸気の供給を制御するようになっている。配管ケース６６の内部には、各蒸気発生部７０〜７２と各制御弁７５〜７７を接続する枝配管８１，８２，８３と、各蒸気発生部７０〜７２から各制御弁７５〜７７を経て供給された成膜材料の蒸気を、合流させて蒸着ヘッド６５に供給する合流配管８５が設けられている。
【００３０】
各蒸気発生部７０〜７２は、いずれも同様の構成を有しており、図６に示すように、蒸気発生部７０〜７２は、側面に複数のヒータ９０が取り付けられた、全体を一体的に加熱可能なヒータブロック９１を有している。ヒータブロック９１全体は、ヒータ９０によって、成膜材料を蒸発させることができる温度に加熱される。
【００３１】
ヒータブロック９１の内部中央には、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料（蒸着材料）を充填可能な材料容器９２が配置されており、ヒータブロック９１の熱によって、この材料容器９２に充填された成膜材料が蒸発させられるようになっている。また、ヒータブロック９１の側面には、Ａｒなどのキャリアガスを供給するキャリアガス供給配管９３が接続されている。ヒータブロック９１の内部には、このキャリアガス供給配管９３から供給されたキャリアガスを、ヒータブロック９１の内部において迂回させ、十分な距離を通過した後、材料容器９２に供給させるキャリアガス経路９４が形成されている。このため、キャリアガス供給配管９３から供給されたキャリアガスは、キャリアガス経路９４を通過することにより、ほぼヒータブロック９１と同温度にまで昇温されてから、材料容器９２に供給されるようになっている。なお、成膜材料を充填する場合、容器本体３２の下部に形成されたゲートバルブ等（図示せず）を介して蒸気発生室３１内を一旦大気開放し、各蒸気発生部７０〜７２の材料容器９２に対する成膜材料の補充を行う。但し、処理室３０と蒸気発生室３１は上述の隔壁３３によって仕切られているので、このような成膜材料の充填時においても、処理室３０内は減圧されており、真空断熱状態が維持される。
【００３２】
各制御弁７５〜７７は、開閉操作を行うことにより、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられてキャリアガスと一緒に各枝配管８１〜８３を経て供給される成膜材料の蒸気を、合流配管８５側に供給する状態と、供給しない状態とに適宜切り替えることが可能である。制御弁７５〜７７には、ベローズ弁、ダイアフラム弁などを用いることができる。この制御弁７５〜７７の開閉操作によって、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられた成膜材料の蒸気が、任意の組み合わせで合流配管８５にて合流されるようになっている。そして、こうして合流配管８５にて合流された成膜材料の蒸気が、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出ることなく、そのまま、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から噴出させられるようになっている。なお、代表して第１の蒸着ユニット５５について説明したが、他の蒸着ユニット５６〜６０も同様の構成である。
【００３３】
その他、図２に示す仕事関数調整層の成膜装置１５は、蒸着によって基板Ｇの表面に対して仕事関数調整層を成膜するように構成されている。エッチング装置１７は、成膜された各層などをエッチングするように構成されている。スパッタリング装置１９は、Ａｇなどの電極材料をスパッタリングして、陰極２を形成させるように構成されている。ＣＶＤ装置２１は、窒化膜などからなる封止膜を、ＣＶＤ等によって成膜し有機ＥＬ素子Ａの封止を行うものである。
【００３４】
さて、以上のように構成された成膜システム１０において、ローダ１１を介して搬入された基板Ｇが、トランスファーチャンバ１２によって、先ず、蒸着装置１３に搬入される。この場合、基板Ｇの表面には、例えばITOからなる陽極１が所定のパターンで予め形成されている。
【００３５】
そして、蒸着装置１３では、表面（成膜面）を下に向けた姿勢にして基板保持部４７で基板Ｇが保持される。なお、このように基板Ｇが蒸着装置１３に搬入される前に、蒸着装置１３の処理室３０と蒸気発生室３１の内部は、真空ポンプ３６、４１の稼動により、いずれも予め所定の圧力に減圧されている。
【００３６】
そして、減圧された蒸気発生室３１内において、各蒸気発生部７０〜７２で蒸発させられた成膜材料の蒸気が、制御弁７５〜７７の開閉操作によって、任意の組み合わせで合流配管８５にて合流され、蒸気発生室３１の外部に出ることなく、そのまま蒸着ヘッド６５に供給される。こうして蒸着ヘッド６５に供給された成膜材料の蒸気が、処理室３０内において、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から噴出される。
【００３７】
また一方、減圧された処理室３０内においては、基板保持部４７で保持された基板Ｇが、図３中の右向きに搬送されていく。そして、移動中に、蒸着ヘッド６５上面の蒸気噴出口８０から成膜材料の蒸気が供給されて、基板Ｇの表面に発光層３が成膜・積層されていく。
【００３８】
そして、蒸着装置１３において発光層３を成膜させた基板Ｇは、トランスファーチャンバ１４によって、次に、成膜装置１５に搬入される。こうして、成膜装置１５では、基板Ｇの表面に仕事関数調整層が成膜される。
【００３９】
次に、トランスファーチャンバ１６によって、基板Ｇはエッチング装置１７に搬入され、各成膜の形状等が調整される。次に、トランスファーチャンバ１８によって、基板Ｇはスパッタリング装置１９に搬入され、陰極２が形成される。次に、トランスファーチャンバ２０によって、基板ＧはＣＶＤ装置２１に搬入され、有機ＥＬ素子Ａの封止が行われる。こうして製造された有機ＥＬ素子Ａが、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を介して、成膜システム１０外に搬出される。
【００４０】
以上の成膜システム１０にあっては、蒸着装置１３において、蒸気発生部７０〜７２で発生させた成膜材料の蒸気を、処理室３０と蒸気発生室３１の外部に出さずに蒸気噴出口８０に供給させることができ、成膜材料の蒸気を真空断熱の状態を維持して温度低下させること無く蒸着ヘッド６５に送ることができる。このため、枝配管８１，８２，８３や各制御弁７５〜７７、合流配管８５などにおける成膜材料の析出を防止でき、蒸着ヘッド６５からの蒸気の供給量が安定し、蒸着速度の低下が回避される。また、配管ケース６６を一体的に加熱することによって、枝配管８１，８２，８３や各制御弁７５〜７７、合流配管８５などを加熱するヒータも省略でき、装置コスト、ランニングコストを低くでき、装置も小型にできる。
【００４１】
また、図示のように蒸着ヘッド６５の下方に配管ケース６６、蒸気発生部７０，７１，７２、制御弁７５、７６，７７を一体的に取り付けた蒸着ユニット５５〜６０を採用すれば、各蒸着ユニット５５〜６０をコンパクトに構成できる。また、各蒸着ユニット５５〜６０をそれぞれ一体的に取り出すことにより、メンテナンスも容易になる。
【００４２】
また、図６に示したように、蒸気発生部７０，７１，７２を一体的に加熱可能なヒータブロック９１とし、このヒータブロック９１の内部に材料容器９２とキャリアガス経路９４を配置すれば、キャリアガスのプリヒートのためのヒータも省略でき、省スペース化が図れる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、有機ＥＬ素子Ａの発光層３の蒸着装置１３に基づいて説明したが、本発明は、その他の各種電子デバイス等の処理に利用される蒸着装置に適用することができる。
【００４４】
処理の対象となる基板Ｇは、ガラス基板、シリコン基板、角形、丸形等の基板など、各種基板に適用できる。また、基板以外の被処理体にも適用できる。
【００４５】
図２では、基板Ｇの搬送方向に沿って、ローダ１１、トランスファーチャンバ１２、発光層３の蒸着装置１３、トランスファーチャンバ１４、仕事関数調整層の成膜装置１５、トランスファーチャンバ１６、エッチング装置１７、トランスファーチャンバ１８、スパッタリング装置１９、トランスファーチャンバ２０、ＣＶＤ装置２１、トランスファーチャンバ２２、アンローダ２３を直列に順に並べた構成の成膜システム１０を示した。しかし、図７に示すように、トランスファーチャンバ１００の周囲に、例えば、基板ロードロック装置１０１、スパッタリング蒸着成膜装置１０２、アライメント装置１０３、エッチング装置１０４、マスクロードロック装置１０５、ＣＶＤ装置１０６、基板反転装置１０７、蒸着成膜装置１０８を配置した構成の成膜システム１０９としても良い。各処理装置の台数・配置は任意に変更可能である。
【００４６】
例えば、図８に示すように、トランスファーチャンバ１１０の周りに６台の処理装置１１１〜１１６を設けた処理システム１１７において本発明を適用することも可能である。なお、この図８に示す処理システム１１７では、搬入出部１１８から、２つのロードロック室１１９を介して、基板Ｇをトランスファーチャンバ１１０に搬入出させ、トランスファーチャンバ１１０によって、各処理装置１１１〜１１６に対して基板Ｇを搬入出させるようになっている。
【００４７】
また例えば、図９に示すように、搬入出部１２０からロードロック室１２１を介して、各処理装置１２２、１２２に対して基板Ｇを直接（トランスファーチャンバを介さずに）搬入出させるように構成された処理システム１２３において本発明を適用することも可能である。このように、処理システムに設ける処理装置の台数、配置は任意である。
【００４８】
また、蒸着装置１３内において、搬入口５０から処理室３０内に搬入された基板Ｇが、処理後、搬出口５１から搬出される例を示した。しかし、搬入口と搬出口を兼用する搬入出口を設け、搬入出口から処理室３０内に搬入された基板Ｇが、処理後、再び搬入出口から搬出されても良い。なお、処理後は、なるべく短時間で基板Ｇを処理室３０内から搬出できるような搬送経路とすることが好ましい。
【００４９】
なお、各蒸着ユニット５５〜６０の蒸着ヘッド６５から噴出される材料は同じでも異なっていても良い。また、蒸着ユニットの連数は６つに限らず、任意である。また、蒸着ユニットに設けられる蒸気発生部や制御弁の数も任意である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、例えば有機ＥＬ素子の製造分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】有機ＥＬ素子の説明図である。
【図２】成膜システムの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる蒸着装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図４】蒸着ユニットの斜視図である。
【図５】蒸着ユニットの回路図である。
【図６】蒸気発生部の斜視図である。
【図７】トランスファーチャンバの周囲に各処理装置を配置した成膜システムの説明図である。
【図８】トランスファーチャンバの周りに６台の処理装置を設けた処理システムの説明図である。
【図９】搬入出部から各処理装置に対して基板を直接搬入するように構成された処理システムの説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 有機ＥＬ素子
Ｇ ガラス基板
１０ 処理システム
１１ ローダ１１
１２、１４、１６、１８、２０、２２ トランスファーチャンバ
１３ 発光層の蒸着装置
１５ 仕事関数調整層の成膜装置
１７ エッチング装置
１９ スパッタリング装置
２１ ＣＶＤ装置
２３ アンローダ
３０ 処理室
３１ 蒸気発生室
３２ 容器本体
３３ 隔壁
３５、４０ 排気孔
３６、４１ 真空ポンプ
４５ ガイド部材
４７ 基板保持部
５５〜６０ 蒸着ユニット
６５ 蒸着ヘッド
６６ 配管ケース
７０〜７２ 蒸気発生部
７５〜７７ 制御弁
８０ 蒸気噴出口
８１〜８３ 枝配管
８５ 合流配管
９０ ヒータ
９１ ヒータブロック
９２ 材料容器
９３ キャリアガス供給配管
９４ キャリアガス経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置であって、
被処理体を成膜処理する処理室と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室とを隣接させて配置し、
前記処理室の内部と前記蒸気発生室の内部を減圧させる排気機構と、
前記処理室の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニットとを設け、
前記蒸着ユニットは、
前記処理室の内部に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出口と、
前記蒸気発生室に成膜材料を蒸発させる蒸気発生部と、
成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁と、
前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、前記処理室と前記蒸気発生室の外部に出さずに、前記蒸気噴出口に供給させる流路とを備えることを特徴とする、蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸気発生部と前記制御弁を、前記蒸着ヘッドに支持させたことを特徴とする、請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸気発生部で蒸発させた成膜材料の蒸気を前記蒸気噴出口に供給させるためのキャリアガスを、前記蒸気発生部に供給するキャリアガス供給配管を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸気発生部は、全体を一体的に加熱可能なヒータブロックを有し、前記ヒータブロックの内部に、成膜材料を充填可能な材料容器と、前記キャリアガス供給配管から供給されたキャリアガスを前記材料容器に通すキャリアガス経路を配置したことを特徴とする、請求項３に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸着ヘッドの前記蒸気噴出口が形成された面を前記処理室内に露出させた姿勢で、前記蒸着ヘッドを、前記処理室と前記蒸気発生室とを仕切る隔壁に支持したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記隔壁の少なくとも一部を断熱材としたことを特徴とする、請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記制御弁は、ベローズ弁またはダイアフラム弁であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記排気機構は、前記処理室と前記蒸気発生室にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を前記蒸着ヘッドに供給する輸送路が設けられ、前記輸送路には、複数の蒸気発生部が取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記流路にヒータを備えないことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項１】
蒸着により被処理体を成膜処理する蒸着装置であって、
被処理体を成膜処理する処理室と、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室とを隣接させて配置し、
前記処理室の内部と前記蒸気発生室の内部を減圧させる排気機構と、
前記処理室の内部に成膜材料の蒸気を供給する蒸着ユニットとを設け、
前記蒸着ユニットは、
前記処理室の内部に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出口と、
前記蒸気発生室に成膜材料を蒸発させる蒸気発生部と、
成膜材料の蒸気の供給を制御する制御弁と、
前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を、前記処理室と前記蒸気発生室の外部に出さずに、前記蒸気噴出口に供給させる流路とを備えることを特徴とする、蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸気発生部と前記制御弁を、前記蒸着ヘッドに支持させたことを特徴とする、請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸気発生部で蒸発させた成膜材料の蒸気を前記蒸気噴出口に供給させるためのキャリアガスを、前記蒸気発生部に供給するキャリアガス供給配管を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸気発生部は、全体を一体的に加熱可能なヒータブロックを有し、前記ヒータブロックの内部に、成膜材料を充填可能な材料容器と、前記キャリアガス供給配管から供給されたキャリアガスを前記材料容器に通すキャリアガス経路を配置したことを特徴とする、請求項３に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸着ヘッドの前記蒸気噴出口が形成された面を前記処理室内に露出させた姿勢で、前記蒸着ヘッドを、前記処理室と前記蒸気発生室とを仕切る隔壁に支持したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記隔壁の少なくとも一部を断熱材としたことを特徴とする、請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記制御弁は、ベローズ弁またはダイアフラム弁であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記排気機構は、前記処理室と前記蒸気発生室にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記蒸着ユニットは、前記蒸気噴出口が任意の面に形成された蒸着ヘッドを有し、前記蒸気発生部で発生させた成膜材料の蒸気を前記蒸着ヘッドに供給する輸送路が設けられ、前記輸送路には、複数の蒸気発生部が取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記流路にヒータを備えないことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２６０４１（Ｐ２０１２−２６０４１Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６１４７（Ｐ２０１１−２３６１４７）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【分割の表示】特願２００６−２６９０８５（Ｐ２００６−２６９０８５）の分割
【原出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【分割の表示】特願２００６−２６９０８５（Ｐ２００６−２６９０８５）の分割
【原出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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