蒸着装置
【課題】被処理体に蒸着する成膜材料の蒸気を均熱化することができる蒸着装置を提供する。
【解決手段】減圧された処理室３０内において、被処理体に成膜材料を蒸着して成膜処理する蒸着装置であって、成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０が処理室３０に配置された蒸着ヘッド６５を備える。蒸着ヘッド６５には、処理室３０内に対して封止されたヒータ収納部１０２が形成され、ヒータ収納部１０２には、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在する。
【解決手段】減圧された処理室３０内において、被処理体に成膜材料を蒸着して成膜処理する蒸着装置であって、成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口８０が処理室３０に配置された蒸着ヘッド６５を備える。蒸着ヘッド６５には、処理室３０内に対して封止されたヒータ収納部１０２が形成され、ヒータ収納部１０２には、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した成膜材料を被処理体に蒸着して成膜処理する蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス(ＥＬ；Electro Luminescence)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、液晶ディスプレイ（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】
有機ＥＬ素子の基本的な構造は、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。発光層としては、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体化合物等の材料が用いられる。また、必要に応じて、アノード層と発光層との間、またはカソード層と発光層との間に、発光効率を良好にするための薄膜を形成することもあり、これらの薄膜も、蒸着により形成することができる。
【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】
一般に、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）。
【０００６】
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。ところが、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。したがって、蒸気発生部、配管、制御弁などもまた、減圧空間内に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８２２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蒸着ヘッド内で成膜材料の蒸気を加熱するヒータが、上記のように減圧空間内に設置されていることにより、ヒータと成膜材料の流路との間に少しでも隙間があると、真空断熱状態となり、ヒータの熱が十分に成膜材料に伝わらない。そのため、成膜材料を均一に加熱することが困難であり、温度のばらつきが生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、ヒータの熱を効率的に成膜材料に伝えて成膜材料の蒸気を均熱化す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】
【００１０】
上記問題を解決するため、本発明は、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、前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、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を配置し、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を有する蒸着ヘッドを設け、前記蒸着ヘッドには、前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置を提供する。これにより、ヒータと加熱面との間に隙間が生じても、アルゴンガス、窒素ガスのいずれかを介して熱が伝達される。
【００１１】
また、本発明は、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、前記処理室に隣接させて配置され、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室と、前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、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を配置し、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を有する蒸着ヘッドを設け、前記蒸着ヘッドには、前記蒸気発生室および前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置を提供する。
【００１２】
前記ヒータ収納部が密閉され、前記アルゴンガス、前記窒素ガスの少なくともいずれかが数十トル程度の圧力となるように封入されていてもよい。
【００１３】
１つの蒸着ヘッドに対し、複数の蒸気発生部を備えていてもよい。
【００１４】
前記ヒータへの電力供給線が前記蒸気発生室の内部を通って前記処理室の外側へ延びていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒータの熱を成膜材料に効率よく伝達し、処理室に噴出される成膜材料の蒸発量と蒸気の温度を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】蒸着ヘッドの設置状態を示す斜視図である。
【図７】蒸着ヘッドのヒータ収納部へのヒータの取り付け状態を示す断面図と、一部分の拡大図である。
【図８】図７で用いる皿ばねの例を示す斜視図である。
【図９】異なる連通路を設けた蒸着ユニットを示す斜視図である。
【図１０】異なる蒸着ユニットの設置状態を示す斜視図である。
【図１１】実施例の試験体を正面および平面から見た図である。
【図１２】実施例のヒータ取り付け状態を示す断面図であり、（Ａ）は本発明にかかる取付方法によるもの、（Ｂ）は０．２ｍｍ厚さのスペーサを設けたもの、（Ｃ）は従来方法によるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
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、被処理体としてのガラス基板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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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）の回路図である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
同様に、蒸気発生室３１の底面３９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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。また、連通路１０１が、配管ケース６６の下部から底面３９を貫通して処理室３０の外側へ連通している。
【００３１】
図５に示すように、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。各蒸気発生部７０〜７２は、いずれも同様の構成を有しており、内部に有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料（蒸着材料）が配置され、側面に複数のヒータが取り付けられて、成膜材料を蒸発させる。
【００３２】
蒸着ヘッド６５には、図６に示すように、成膜材料の蒸気の流路の近傍を囲んでヒータ１００が取り付けられている。蒸気の流路の全側面に沿ってヒータ１００を設けることにより、蒸着ヘッド６５内を通過する蒸気の温度のばらつきを低減させ、均一に加熱することができる。
【００３３】
図７は、ヒータ収納部１０２内におけるヒータ１００の配置例と、破線円内を拡大して示した図である。図７に示すように、ヒータ１００は、ヒータ収納部１０２に取り付けられる。ヒータ１００は、成膜材料の蒸気の流路１０３に面したヒータ収納部１０２の内側面に押さえつけられている。押さえつける手段としては、例えば図８に示すような皿ばね１１０が用いられ、適宜間隔で配置される。さらに、皿ばね１１０の押圧力が均等にヒータ１００の面全体に伝達されるように、皿ばね１１０とヒータ１００との間に、図７の拡大図に示すように、押さえ板１１１を配置させることが好ましい。このようにしてヒータ１００が流路１０３側に向けて押さえつけられることにより、蒸着ヘッド６５内を通過する成膜材料の蒸気に効率的且つ均一に熱が伝わるので、温度管理が容易になり、蒸気の温度を安定させて安定した蒸着プロセスが実現できる。
【００３４】
さらに、図４に示すように、ヒータ１００へ電力を供給するための電力供給線１０４が収納された連通路１０１が、処理室３０の外側へ連通している。この連通路１０１を介して、ヒータ収納部１０２に大気が入り込み、ヒータ１００が大気中に配置されることになる。これにより、ヒータ１００とヒータ収納部１０２の側面との間に隙間の開いた個所が生じても、空気を介してヒータ１００の熱を流路１０３側へ伝達し、均一に熱を伝えることができる。
【００３５】
また、図６に示すように、ヒータ収納部１０２に例えば熱電対１２１などの温度測定手段を設けることにより、ヒータ１００の温度を測定するとともに、温度データをフィードバックして、適切な温度制御を行うことができる。熱電対１２１の接続線１２２、およびヒータ１００に電力を供給する電力供給線１０４は、連通路１０１を通って処理室３０の外側へ延ばす。
【００３６】
また、図９は、異なる形態の連通路１０１ａを設けた蒸着ユニット５５を示す。連通路１０１ａは、図示するように、蒸着ヘッド６５下部の両側面から延びて蒸気発生室３１の底面３９を貫通し、蒸着ヘッド６５内部と蒸気発生室３１の外部とを連通する。連通路１０１ａは、例えば蛇腹状等とすることにより柔軟に変形できるものとし、材質はステンレス等が用いられる。上述の図４の連通路１０１と同様、ヒータ１００への電力供給線１０４等は、図９の連通路１０１ａ内を通って処理室３０の外側へ延びる。
【００３７】
なお、図１０に示すように、蒸着ヘッド６５内のヒータ収納部１０２を密閉空間とし、その内部に、アルゴンガスや窒素ガス等を例えば数十トル程度の圧力になるように封入してもよい。この場合にも、これらのガスを介して、ヒータ１００の熱を伝達することができる。なお、ヒータ１００への電力供給線１０４は、例えば蒸気発生室３１の内部を通って処理室３０の外側へ延びている。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、蒸着ヘッド６５に供給される。蒸着ヘッド６５に供給された成膜材料の蒸気が、ヒータ１００で均一な温度に制御された状態で、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。
【００４２】
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。均熱化された蒸気が供給されることにより、高品質な成膜処理が行える。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しう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、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。
【００４６】
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を示したが、これに限ることはなく、各処理装置の台数・配置は任意に変更可能である。
【００４７】
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。
【実施例】
【００４８】
図１１に示すように、６８ｍｍ×２６０ｍｍの筐体に、４５ｍｍ×２１１．５ｍｍのマイカヒータを収納し、加熱面側（蒸気の流路側）であるＡ面の、Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３各点の温度と、ヒータ自体の中央部の温度Ｈ−１点、およびヒータ端部の裏面側（Ｂ面）の温度Ｂ−１点の温度測定を行った。ヒータはマイカヒータとし、ヒータの厚さは１．５ｍｍとした。ヒータ収納部の厚さは、ヒータの厚さに対して０．１ｍｍのクリアランスを有する１．６ｍｍとした。
【００４９】
ヒータの取付方法は、本発明例として、図１２（Ａ）に示すように、押さえ板１１１を介してヒータ１００の裏面を皿ばね１１０で加熱側（Ａ面側）へ押さえつけた。押さえ板１１１の厚さは、０．２ｍｍと０．３ｍｍの２種類について実験を行った。押さえ板１１１が０．２ｍｍで、皿ばね１１０を、図１１のＳ１，Ｓ３，Ｓ５の３個所に配置したものをＮｏ．３、皿ばね１１０をＳ１〜Ｓ５の５個所に配置したものをＮｏ．４とした。押さえ板１１１が０．３ｍｍで、Ｎｏ．４と同様に皿ばね１１０を５個所配置したものをＮｏ．５とした。なお、皿ばね１１０の位置ずれを防ぐために、皿ばね１１０の配置位置には、筐体に、０．２ｍｍ深さの切り欠きを形成した。使用した皿ばね１１０の形状は図８に示すものである。
【００５０】
比較例としては、図１２（Ｂ）に示すように、ヒータ１００の両端に０．２ｍｍ厚さのスペーサ１２１を配置して０．２ｍｍの隙間を設けたものをＮｏ．１とした。さらに、従来方法として、図１２（Ｃ）に示すように、ヒータの厚さよりも０．１ｍｍ厚い収納部にヒータ１００を収納したもの、即ち０．１ｍｍの隙間を有するものをＮｏ．２とした。筐体の平面部分を水平方向に向けた平置き、および平面部分を鉛直方向に向けた縦置きの両方について、Ａ−１点の温度が４５０℃になるまでヒータ加熱を行い、各点の温度を測定した。測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１より、平置き、縦置きともに、皿ばね１１０を用いてヒータ１００を加熱側に押さえつけることにより、加熱側（Ａ面）の表面温度のばらつき（温度差ΔＴ）が小さくなった。押さえ板１１１は、０．２ｍｍよりも０．３ｍｍの方が、よりばらつきが少なくなった。Ａ−１点が４５０℃になるときのヒータ自体の温度（Ｈ−１点の温度）は、隙間寸法が大きいＮｏ．１が最も高くなった。押さえ板１１１が０．３ｍｍの場合にも、Ｈ−１点の温度が若干高くなる傾向が見られたが、温度のばらつきを低減する効果があり、成膜材料の蒸気の温度を安定させるためには有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造分野に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
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
１００ ヒータ
１０１、１０１ａ 連通路
１０２ ヒータ収納部
１０３ 流路
１０４ 電力供給線
１１０ 皿ばね
１１１ 押さえ板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した成膜材料を被処理体に蒸着して成膜処理する蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス(ＥＬ；Electro Luminescence)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、液晶ディスプレイ（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】
有機ＥＬ素子の基本的な構造は、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。発光層としては、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体化合物等の材料が用いられる。また、必要に応じて、アノード層と発光層との間、またはカソード層と発光層との間に、発光効率を良好にするための薄膜を形成することもあり、これらの薄膜も、蒸着により形成することができる。
【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】
一般に、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）。
【０００６】
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。ところが、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。したがって、蒸気発生部、配管、制御弁などもまた、減圧空間内に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８２２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蒸着ヘッド内で成膜材料の蒸気を加熱するヒータが、上記のように減圧空間内に設置されていることにより、ヒータと成膜材料の流路との間に少しでも隙間があると、真空断熱状態となり、ヒータの熱が十分に成膜材料に伝わらない。そのため、成膜材料を均一に加熱することが困難であり、温度のばらつきが生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、ヒータの熱を効率的に成膜材料に伝えて成膜材料の蒸気を均熱化す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】
【００１０】
上記問題を解決するため、本発明は、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、前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、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を配置し、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を有する蒸着ヘッドを設け、前記蒸着ヘッドには、前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置を提供する。これにより、ヒータと加熱面との間に隙間が生じても、アルゴンガス、窒素ガスのいずれかを介して熱が伝達される。
【００１１】
また、本発明は、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、前記処理室に隣接させて配置され、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室と、前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、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を配置し、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を有する蒸着ヘッドを設け、前記蒸着ヘッドには、前記蒸気発生室および前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置を提供する。
【００１２】
前記ヒータ収納部が密閉され、前記アルゴンガス、前記窒素ガスの少なくともいずれかが数十トル程度の圧力となるように封入されていてもよい。
【００１３】
１つの蒸着ヘッドに対し、複数の蒸気発生部を備えていてもよい。
【００１４】
前記ヒータへの電力供給線が前記蒸気発生室の内部を通って前記処理室の外側へ延びていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒータの熱を成膜材料に効率よく伝達し、処理室に噴出される成膜材料の蒸発量と蒸気の温度を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】蒸着ヘッドの設置状態を示す斜視図である。
【図７】蒸着ヘッドのヒータ収納部へのヒータの取り付け状態を示す断面図と、一部分の拡大図である。
【図８】図７で用いる皿ばねの例を示す斜視図である。
【図９】異なる連通路を設けた蒸着ユニットを示す斜視図である。
【図１０】異なる蒸着ユニットの設置状態を示す斜視図である。
【図１１】実施例の試験体を正面および平面から見た図である。
【図１２】実施例のヒータ取り付け状態を示す断面図であり、（Ａ）は本発明にかかる取付方法によるもの、（Ｂ）は０．２ｍｍ厚さのスペーサを設けたもの、（Ｃ）は従来方法によるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
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、被処理体としてのガラス基板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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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）の回路図である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
同様に、蒸気発生室３１の底面３９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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。また、連通路１０１が、配管ケース６６の下部から底面３９を貫通して処理室３０の外側へ連通している。
【００３１】
図５に示すように、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。各蒸気発生部７０〜７２は、いずれも同様の構成を有しており、内部に有機ＥＬ素子Ａの発光層３の成膜材料（蒸着材料）が配置され、側面に複数のヒータが取り付けられて、成膜材料を蒸発させる。
【００３２】
蒸着ヘッド６５には、図６に示すように、成膜材料の蒸気の流路の近傍を囲んでヒータ１００が取り付けられている。蒸気の流路の全側面に沿ってヒータ１００を設けることにより、蒸着ヘッド６５内を通過する蒸気の温度のばらつきを低減させ、均一に加熱することができる。
【００３３】
図７は、ヒータ収納部１０２内におけるヒータ１００の配置例と、破線円内を拡大して示した図である。図７に示すように、ヒータ１００は、ヒータ収納部１０２に取り付けられる。ヒータ１００は、成膜材料の蒸気の流路１０３に面したヒータ収納部１０２の内側面に押さえつけられている。押さえつける手段としては、例えば図８に示すような皿ばね１１０が用いられ、適宜間隔で配置される。さらに、皿ばね１１０の押圧力が均等にヒータ１００の面全体に伝達されるように、皿ばね１１０とヒータ１００との間に、図７の拡大図に示すように、押さえ板１１１を配置させることが好ましい。このようにしてヒータ１００が流路１０３側に向けて押さえつけられることにより、蒸着ヘッド６５内を通過する成膜材料の蒸気に効率的且つ均一に熱が伝わるので、温度管理が容易になり、蒸気の温度を安定させて安定した蒸着プロセスが実現できる。
【００３４】
さらに、図４に示すように、ヒータ１００へ電力を供給するための電力供給線１０４が収納された連通路１０１が、処理室３０の外側へ連通している。この連通路１０１を介して、ヒータ収納部１０２に大気が入り込み、ヒータ１００が大気中に配置されることになる。これにより、ヒータ１００とヒータ収納部１０２の側面との間に隙間の開いた個所が生じても、空気を介してヒータ１００の熱を流路１０３側へ伝達し、均一に熱を伝えることができる。
【００３５】
また、図６に示すように、ヒータ収納部１０２に例えば熱電対１２１などの温度測定手段を設けることにより、ヒータ１００の温度を測定するとともに、温度データをフィードバックして、適切な温度制御を行うことができる。熱電対１２１の接続線１２２、およびヒータ１００に電力を供給する電力供給線１０４は、連通路１０１を通って処理室３０の外側へ延ばす。
【００３６】
また、図９は、異なる形態の連通路１０１ａを設けた蒸着ユニット５５を示す。連通路１０１ａは、図示するように、蒸着ヘッド６５下部の両側面から延びて蒸気発生室３１の底面３９を貫通し、蒸着ヘッド６５内部と蒸気発生室３１の外部とを連通する。連通路１０１ａは、例えば蛇腹状等とすることにより柔軟に変形できるものとし、材質はステンレス等が用いられる。上述の図４の連通路１０１と同様、ヒータ１００への電力供給線１０４等は、図９の連通路１０１ａ内を通って処理室３０の外側へ延びる。
【００３７】
なお、図１０に示すように、蒸着ヘッド６５内のヒータ収納部１０２を密閉空間とし、その内部に、アルゴンガスや窒素ガス等を例えば数十トル程度の圧力になるように封入してもよい。この場合にも、これらのガスを介して、ヒータ１００の熱を伝達することができる。なお、ヒータ１００への電力供給線１０４は、例えば蒸気発生室３１の内部を通って処理室３０の外側へ延びている。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、蒸着ヘッド６５に供給される。蒸着ヘッド６５に供給された成膜材料の蒸気が、ヒータ１００で均一な温度に制御された状態で、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。
【００４２】
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。均熱化された蒸気が供給されることにより、高品質な成膜処理が行える。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しう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、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。
【００４６】
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を示したが、これに限ることはなく、各処理装置の台数・配置は任意に変更可能である。
【００４７】
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。
【実施例】
【００４８】
図１１に示すように、６８ｍｍ×２６０ｍｍの筐体に、４５ｍｍ×２１１．５ｍｍのマイカヒータを収納し、加熱面側（蒸気の流路側）であるＡ面の、Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３各点の温度と、ヒータ自体の中央部の温度Ｈ−１点、およびヒータ端部の裏面側（Ｂ面）の温度Ｂ−１点の温度測定を行った。ヒータはマイカヒータとし、ヒータの厚さは１．５ｍｍとした。ヒータ収納部の厚さは、ヒータの厚さに対して０．１ｍｍのクリアランスを有する１．６ｍｍとした。
【００４９】
ヒータの取付方法は、本発明例として、図１２（Ａ）に示すように、押さえ板１１１を介してヒータ１００の裏面を皿ばね１１０で加熱側（Ａ面側）へ押さえつけた。押さえ板１１１の厚さは、０．２ｍｍと０．３ｍｍの２種類について実験を行った。押さえ板１１１が０．２ｍｍで、皿ばね１１０を、図１１のＳ１，Ｓ３，Ｓ５の３個所に配置したものをＮｏ．３、皿ばね１１０をＳ１〜Ｓ５の５個所に配置したものをＮｏ．４とした。押さえ板１１１が０．３ｍｍで、Ｎｏ．４と同様に皿ばね１１０を５個所配置したものをＮｏ．５とした。なお、皿ばね１１０の位置ずれを防ぐために、皿ばね１１０の配置位置には、筐体に、０．２ｍｍ深さの切り欠きを形成した。使用した皿ばね１１０の形状は図８に示すものである。
【００５０】
比較例としては、図１２（Ｂ）に示すように、ヒータ１００の両端に０．２ｍｍ厚さのスペーサ１２１を配置して０．２ｍｍの隙間を設けたものをＮｏ．１とした。さらに、従来方法として、図１２（Ｃ）に示すように、ヒータの厚さよりも０．１ｍｍ厚い収納部にヒータ１００を収納したもの、即ち０．１ｍｍの隙間を有するものをＮｏ．２とした。筐体の平面部分を水平方向に向けた平置き、および平面部分を鉛直方向に向けた縦置きの両方について、Ａ−１点の温度が４５０℃になるまでヒータ加熱を行い、各点の温度を測定した。測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１より、平置き、縦置きともに、皿ばね１１０を用いてヒータ１００を加熱側に押さえつけることにより、加熱側（Ａ面）の表面温度のばらつき（温度差ΔＴ）が小さくなった。押さえ板１１１は、０．２ｍｍよりも０．３ｍｍの方が、よりばらつきが少なくなった。Ａ−１点が４５０℃になるときのヒータ自体の温度（Ｈ−１点の温度）は、隙間寸法が大きいＮｏ．１が最も高くなった。押さえ板１１１が０．３ｍｍの場合にも、Ｈ−１点の温度が若干高くなる傾向が見られたが、温度のばらつきを低減する効果があり、成膜材料の蒸気の温度を安定させるためには有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造分野に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
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
１００ ヒータ
１０１、１０１ａ 連通路
１０２ ヒータ収納部
１０３ 流路
１０４ 電力供給線
１１０ 皿ばね
１１１ 押さえ板
【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、
前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、
前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、
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を配置し、
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を有する蒸着ヘッドを設け、
前記蒸着ヘッドには、前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、
前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
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、
前記処理室に隣接させて配置され、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室と、
前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、
前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、
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を配置し、
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を有する蒸着ヘッドを設け、
前記蒸着ヘッドには、前記蒸気発生室および前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、
前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
前記ヒータ収納部が密閉され、前記アルゴンガス、前記窒素ガスの少なくともいずれかが数十トル程度の圧力となるように封入されてい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】
１つの蒸着ヘッドに対し、複数の蒸気発生部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記ヒータへの電力供給線が前記蒸気発生室の内部を通って前記処理室の外側へ延びている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、
前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、
前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、
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を配置し、
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を有する蒸着ヘッドを設け、
前記蒸着ヘッドには、前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、
前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
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、
前記処理室に隣接させて配置され、成膜材料を蒸発させる蒸気発生室と、
前記処理室の内部を減圧させる排気機構とを設け、
前記処理室に露出して配置された成膜材料の蒸気を噴出させる蒸気噴出口と、
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を配置し、
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を有する蒸着ヘッドを設け、
前記蒸着ヘッドには、前記蒸気発生室および前記処理室内に対して封止されたヒータ収納部が前記流路を囲むように形成され、
前記ヒータ収納部に、アルゴンガス、窒素ガスの少なくともいずれかが存在していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
前記ヒータ収納部が密閉され、前記アルゴンガス、前記窒素ガスの少なくともいずれかが数十トル程度の圧力となるように封入されてい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】
１つの蒸着ヘッドに対し、複数の蒸気発生部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記ヒータへの電力供給線が前記蒸気発生室の内部を通って前記処理室の外側へ延びている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。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５２２４３（Ｐ２０１２−５２２４３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３８２４（Ｐ２０１１−２６３８２４）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【分割の表示】特願２００８−１７１９７９（Ｐ２００８−１７１９７９）の分割
【原出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【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３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【分割の表示】特願２００８−１７１９７９（Ｐ２００８−１７１９７９）の分割
【原出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【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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