(57)【要約】【課題】被処理体の成膜材料を吹き出す蒸着ヘッドを成膜位置と収納位置との間にて移動させることが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】６層連続成膜装置１０は、成膜材料が収納された複数の蒸着源１５５と、複数の蒸着源１５５に連結され、蒸着源１５５にて気化された成膜材料を搬送する複数の連結管１５０と、複数の連結管１５０にそれぞれ連結され、高さ方向にそれぞれ離隔しながら配設された複数の蒸着ヘッド１２５と、複数の蒸着ヘッド１２５から吹き出された成膜材料により、内部にて被処理体を連続成膜する処理室１００と、を備える。複数の蒸着ヘッド１２５は、複数の連結管１５０を搬送した成膜材料を基板Ｇに向けて吹き出すために収納位置と成膜位置との間を移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料が収納された複数の蒸着源と、
前記複数の蒸着源にそれぞれ連結され、前記複数の蒸着源にて気化された成膜材料を搬送する複数の連結管と、
前記複数の連結管にそれぞれ連結され、高さ方向にそれぞれ離隔しながら配設された複数の蒸着ヘッドと、
各蒸着ヘッドから吹き出された成膜材料により内部にて被処理体を一層ずつ成膜する処理室と、を備え、
前記各蒸着ヘッドは、前記各蒸着ヘッドの収納位置と成膜位置との間を移動し、前記成膜位置に移動した順に蒸着ヘッドから順に各連結管に通された成膜材料を被処理体に向けて吹き出す成膜装置。
【請求項２】
前記各蒸着ヘッドは、その下面に成膜材料を吹き出す吹き出し口を有し、前記成膜位置に移動した後、前記各連結管に通された成膜材料を前記吹き出し口から下向きに吹き出す請求項１に記載された成膜装置。
【請求項３】
前記各蒸着ヘッドは、成膜後に前記成膜位置から前記収納位置まで移動して収納される請求項１又は請求項２のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項４】
前記処理室は、前記処理室の内部を成膜空間と収納空間とに区画する収納部を有し、
前記複数の蒸着ヘッドの収納位置は、前記収納部内の収納空間内であり、
前記複数の蒸着ヘッドの成膜位置は、前記収納部外の成膜空間内である請求項１〜３のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項５】
前記処理室内には、被処理体を載置するステージと、前記ステージの下方にて前記処理室内を排気する排気口と、が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項６】
前記複数の蒸着ヘッドは、前記ステージの両側にて高さ方向にそれぞれ離隔しながら、対向する蒸着ヘッド同士が段違いになるように配設され、前記各蒸着ヘッドが順に各蒸着ヘッドの収納位置から成膜位置へ移動することにより、被処理体を一層ずつ連続成膜する請求項１〜５のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項７】
前記複数の蒸着ヘッドは、前記ステージの片側にて高さ方向に離隔しながら配設され、前記各蒸着ヘッドが順に各蒸着ヘッドの収納位置から成膜位置へ移動することにより、被処理体を一層ずつ連続成膜する請求項１〜５のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項８】
前記ステージは、成膜位置まで移動した各蒸着ヘッドと前記ステージとの対向面が一定の間隔に離隔されるように昇降する請求項５〜７のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項９】
前記ステージは、成膜中、前記処理室の接地面に対して水平方向であって前記蒸着ヘッドの吹き出し口の長手方向に対して垂直な方向に移動する請求項５〜８のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項１０】
前記ステージが前記水平方向に移動する際、往路又は復路のいずれか一方で成膜処理を実行するか、又は、往路及び復路の両方で成膜処理を実行する請求項９に記載された成膜処理。
【請求項１１】
前記複数の蒸着ヘッドには、前記蒸着ヘッドとともに移動する防着板がそれぞれ取り付けられている請求項１〜１０のいずれかに記載された成膜装置。
【請求項１２】
前記複数の蒸着源にて気化された成膜材料を前記複数の蒸着源に連結された複数の連結管に通して搬送するステップと、
前記複数の連結管に連結された複数の蒸着ヘッドを処理室内の収納位置から成膜位置まで順に移動させるステップと、
前記成膜位置に移動した蒸着ヘッドから順に各連結管に通された成膜材料を被処理体に向けて吹き出させるステップと、
各蒸着ヘッドから吹き出された成膜材料により、前記処理室の内部にて被処理体を一層ずつ成膜するステップと、を含む成膜方法。
【請求項１３】
成膜後、各蒸着ヘッドを前記成膜位置から収納位置まで移動させるステップを更に含む請求項１２に記載された成膜方法。
【請求項１４】
次の成膜のために成膜位置に移動した蒸着ヘッドと被処理体を載置するステージとの対向面が一定の間隔に離隔されるように前記ステージを昇降させるステップを更に含む請求項１２又は請求項１３のいずれかに記載された成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理体を成膜する成膜装置及び成膜方法に関し、特に、被処理体を成膜するための駆動機構を有する成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどを製造する際、成膜材料の気化分子によって基板を成膜する蒸着法が広く用いられている（たとえば、特許文献１を参照。）。このような技術を用いて製造した機器のうち、特に、有機ＥＬディスプレイは、自発光し、反応速度が早く、消費電力が少ない等の優れた長所を有している。このため、フラットパネルディスプレイの製造業界では、有機ＥＬディスプレイに関して、今後ますますの需要が期待されるとともに大型化の要請が強まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、たとえば、特許文献１の蒸着装置では、１つの処理容器内に１つの蒸着源が納められていた。このように一層の膜を形成するために１つの処理容器が必要となると、複数層の膜を被処理体に形成するためには複数の処理容器が必要となり、フットプリントが大きくなるだけでなく、被処理体を搬送中、その被処理体に汚染物が付着する可能性が高くなるという課題を有していた。
【０００５】
一方、この課題を解消するために、１つの処理容器内に複数の蒸着源を配設し、各蒸着源により気化された成膜分子を被処理体に付着させることにより、被処理体を成膜する方法も考えられる。しかしながら、この場合には、同一処理容器内の隣り合う蒸着源から放出された成膜分子が膜中に混入し合い（クロスコンタミネーション）、膜質が悪化する可能性がある。
【０００６】
特に、有機ＥＬディスプレイの場合、他のディスプレイに比べて大型化が難しい側面がある。その理由の一つとしては、有機ＥＬディスプレイの製造にｎｍレベルの微細加工が必要な点が挙げられる。また、有機膜は水分や炭素などの物質に弱いため、有機ＥＬディスプレイの製造時に水分等が存在すると、有機ＥＬ素子内に非発光点（ダークスポット）が生じたり、有機ＥＬ素子の発光特性を劣化させたりする。このため、有機ＥＬディスプレイの製造では特に水分等がほとんど存在しない環境を整える必要がある。よって、以上の困難性を克服して大型有機ＥＬディスプレイの量産を見据えた成膜装置の設計が望まれる。
【０００７】
上記課題を解消するために、本発明は、被処理体の成膜材料を吹き出す蒸着ヘッドを成膜位置と収納位置との間にて移動させることが可能な成膜装置及び成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、成膜材料が収納された複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源にそれぞれ連結され、前記複数の蒸着源にて気化された成膜材料を搬送する複数の連結管と、前記複数の連結管にそれぞれ連結され、高さ方向にそれぞれ離隔しながら配設された複数の蒸着ヘッドと、各蒸着ヘッドから吹き出された成膜材料により内部にて被処理体を一層ずつ成膜する処理室と、を有する。前記各蒸着ヘッドは、前記各蒸着ヘッドの収納位置と成膜位置との間を移動し、前記成膜位置に移動した順に蒸着ヘッドから順に各連結管に通された成膜材料を被処理体に向けて吹き出す。
【０００９】
ここで、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含んでいる。
【００１０】
これによれば、複数の蒸着ヘッドを処理室の高さ方向に並べて配置し、各蒸着ヘッドを順に被処理体の直上まで移動させることにより成膜が実行される。これにより、成膜装置全体のフットプリントを低減し、成膜装置を小型化することができる。
【００１１】
また、かかる構成によれば、成膜に関与しない他の蒸着ヘッドは、収納位置に収納されている。この結果、成膜中、有機材料が他の蒸着ヘッドに付着することを防ぐことができる。また、蒸着ヘッドの出し入れの順番を制御することにより、成膜の順番を容易に変更することができる。
【００１２】
記各蒸着ヘッドは、その下面に成膜材料を吹き出す吹き出し口を有し、前記成膜位置に移動した後、前記各連結管に通された成膜材料を前記吹き出し口から下向きに吹き出してもよい。
【００１３】
これによれば、各蒸着ヘッドの吹き出し口から吹き出されるダウンフローの成膜分子により、被処理体をフェイスアップ方式にて成膜することができる。このため、フェイスダウン方式の場合のように基板がたわんで搬送や成膜が困難になることを避けることができ、大型基板に合致した搬送処理及び成膜処理を実現できる。
【００１４】
前記各蒸着ヘッドは、成膜後に前記成膜位置から前記収納位置まで移動して収納されてもよい。
【００１５】
前記処理室は、前記処理室の内部を成膜空間と収納空間とに区画する収納部を有し、前記複数の蒸着ヘッドの収納位置は、前記収納部内の収納空間内であり、前記複数の蒸着ヘッドの成膜位置は、前記収納部外の成膜空間内であってもよい。
【００１６】
また、前記処理室内には、被処理体を載置するステージと、前記ステージの下方にて前記処理室内を排気する排気口と、が設けられていてもよい。
【００１７】
これによれば、成膜に用いられる蒸着ヘッド以外の蒸着ヘッドは、収納部に収納されている。また、成膜中、排気装置を駆動することにより、成膜に使われなかった余分な成膜分子は排気口から排気される。この結果、残余の成膜分子が、他の蒸着ヘッドや処理室の内壁に付着して、コンタミネーションの原因となることを防ぐことができる。
【００１８】
前記複数の蒸着ヘッドは、前記ステージの両側にて高さ方向にそれぞれ離隔しながら、対向する蒸着ヘッド同士が段違いになるように配設され、各蒸着ヘッドが順に各蒸着ヘッドの収納位置から成膜位置へ移動することにより、被処理体を一層ずつ連続成膜してもよい。
【００１９】
前記複数の蒸着ヘッドは、前記ステージの片側にて高さ方向に離隔しながら配設され、各蒸着ヘッドが順に各蒸着ヘッドの収納位置から成膜位置へ移動することにより、被処理体を一層ずつ連続成膜してもよい。
【００２０】
前記ステージは、成膜位置まで移動した各蒸着ヘッドと前記ステージとの対向面が一定の間隔に離隔されるように昇降してもよい。
【００２１】
前記ステージは、成膜中、前記処理室の接地面に対して水平な方向であって前記蒸着ヘッドの吹き出し口の長手方向に対して垂直な方向に移動してもよい。
【００２２】
これによれば、蒸着ヘッドの吹き出し口の形状によらず、均一な成膜が可能になる。
【００２３】
前記ステージが前記処理室の接地面に対して水平な方向に移動する際、往路又は復路のいずれか一方で成膜処理を実行してもよく、又は、往路又は復路の両方で成膜処理を実行してもよい。
【００２４】
前記複数の蒸着ヘッドには、前記蒸着ヘッドとともに移動する防着板がそれぞれ取り付けられていてもよい。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の態様によれば、前記複数の蒸着源にて気化された成膜材料を前記複数の蒸着源に連結された複数の連結管に通して搬送するステップと、前記複数の連結管に連結された複数の蒸着ヘッドを処理室内の収納位置から成膜位置まで順に移動させるステップと、前記成膜位置に移動した蒸着ヘッドから順に各連結管に通された成膜材料を被処理体に向けて吹き出させるステップと、各蒸着ヘッドから吹き出された成膜材料により、前記処理室の内部にて被処理体を一層ずつ成膜するステップと、を含む成膜方法が提供される。
【００２６】
これによれば、複数の蒸着ヘッドを処理室の高さ方向に並べて配置し、各蒸着ヘッドを順に被処理体の直上に展開することにより成膜が実行される。これにより、成膜装置全体のフットプリントを低減し、成膜装置を小型化することができる。
【００２７】
成膜後、前記蒸着ヘッドを前記成膜位置から収納位置まで移動させるステップを更に含んでいてもよい。
【００２８】
次の成膜のために成膜位置に移動した蒸着ヘッドと被処理体を載置するステージとの対向面が一定の間隔に離隔されるように前記ステージを昇降させるステップを更に含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、被処理体の成膜材料を吹き出す蒸着ヘッドを成膜位置と収納位置との間にて移動させることができるため、フットプリントを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る６層連続成膜装置の縦断面の模式図である。
【図２】第１及び第２の実施形態に係る蒸着ヘッドの内部構成図である。
【図３】第１及び第２の実施形態に係る蒸着源の内部構成図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、第１の実施形態に係る６層連続成膜装置の動作を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、第１の実施形態に係る６層連続成膜装置の動作を説明するための図である。
【図６】第１及び第２の実施形態に係る６層連続成膜装置により成膜された膜構造の模式図である。
【図７】第１及び第２の実施形態に係る蒸着ヘッドに防着板を装着した図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る６層連続成膜装置の縦断面の模式図である。
【図９】図８の１−１断面図である。
【図１０】従来の成膜装置の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。
【００３２】
なお、説明は以下の順序で行う。
＜第１の実施形態＞
１．６層連続成膜装置の全体構成
２．蒸着ヘッドの内部構成
３．蒸着源の内部構成
４．成膜動作
５．従来の装置との比較
＜第２の実施形態＞
６．６層連続成膜装置の全体構成
７．ステージの移動動作
【００３３】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態に係る６層連続成膜装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る６層連続成膜装置１０の縦断面図を示す。
【００３４】
［６層連続成膜装置の全体構成］
６層連続成膜装置１０は、処理室１００を有している。処理室１００の底面中央には、基板Ｇを載置するステージ１０５が配設されている。ステージ１０５の下方には、モータ１１０、ボールベアリングのネジ１１５及びガイド１２０が設けられている。モータ１１０の動力は、スクリュー上にネジ切りされたボールベアリングのネジ１１５に伝えられる。ボールベアリングのネジ１１５は、モータ１１０の回転運動を直線運動に変換する。これにより、ステージ１０５が、４本のガイド１２０により支持された状態で上下に昇降する。
【００３５】
ステージ１０５の両側には、６つの蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆが３つずつそれぞれ配設されている。蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆの下面には、有機材料の気化分子を基板Ｇに向けて下向きに吹き出す吹き出し口（図２の吹き出し口Ｏｐ参照）が設けられている。
【００３６】
蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆは、処理室１００の両側壁をそれぞれ貫通している。蒸着ヘッド１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｅは、処理室１００の高さ方向にそれぞれ離隔しながら水平に並んで配設されている。蒸着ヘッド１２５ｂ、１２５ｄ、１２５ｆも同様に、処理室１００の高さ方向にそれぞれ離隔しながら、蒸着ヘッド１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｅに対向した状態で水平に並んで配設されている。蒸着ヘッド１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｅと蒸着ヘッド１２５ｂ、１２５ｄ、１２５ｆとは、蒸着ヘッド１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ、１２５ｆの順に高い位置になるように、段違いに固定されている。
【００３７】
処理室１００は、処理室１００の内部を成膜空間ＰＳと収納空間ＣＳとに区画する収納部１３０ａ、１３０ｂを有している。収納部１３０ａは、蒸着ヘッド１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｅを収納する。収納部１３０ｂは、１２５ｂ、１２５ｄ、１２５ｆを収納する。収納部１３０ａ、１３０ｂには、各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆの先端近傍にてバルブＶがそれぞれ設けられている。バルブＶの開閉により、各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを収納空間ＣＳと成膜空間ＰＳとの間で出し入れすることができる。
【００３８】
処理室１００には、ステージ１０５の下方であって収納部１３０ａ，１３０ｂとステージ１０５との間の位置に処理室１００の内部を排気する排気口１３５が設けられている。排気口１３５には、ターボモレキュラポンプ（ＴＭＰ：Ｔｕｒｂｏ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｕｍｐ）１４０及びドライポンプ（ＤＲＹ：Ｄｒｙ  Ｐｕｍｐ）１４５が連結されている。処理室１００の内部は、ドライポンプ１４５により粗引きされ、ターボモレキュラポンプ１４０により真空引きされる。これにより、処理室内は所望の真空度に維持される。また、成膜中、ターボモレキュラポンプ１４０及びドライポンプ１４５を駆動することにより、成膜に使われなかった有機分子をステージ１０５の下方に導き、排気口１３５から排気する。これにより、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆや処理室１００の内壁等に成膜材料が付着し、コンタミネーションの原因となることを抑止することができる。
【００３９】
各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆの末端は、連結管１５０ａ〜１５０ｆにそれぞれ連結されている。連結管１５０ａ〜１５０ｆは、さらに、蒸着源１５５ａ〜１５５ｆにそれぞれ連結されている。混合ガスまたは単一ガスである有機分子Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、蒸着源１５５ａ〜１５５ｆにて気化された後、出力され、キャリアガスにより連結管１５０ａ〜１５０ｆを搬送され、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆからそれぞれ吹き出される。連結管１５０ａ〜１５０ｆには、流量調整バルブＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，ＶＥ，ＶＦが設けられていて、流量調整バルブＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，ＶＥ，ＶＦの開度を調節することにより、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆに搬送される有機分子Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの流量をそれぞれ調整することができる。
【００４０】
［蒸着ヘッドの内部構成］
次に、蒸着ヘッドの内部構成について説明する。なお、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆの内部構成はすべて同じであるため、図２に示した蒸着ヘッド１２５ａの内部構成を説明することにより、他の蒸着ヘッド１２５ｂ〜１２５ｆの内部構成の説明を省略する。
【００４１】
蒸着ヘッド１２５ａは、吹き出し本体１２５ａ１、ボールベアリングのネジ１２５ａ２及びベローズ１２５ａ３を有している。吹き出し本体１２５ａ１は中空であり、その下面に吹き出し口Ｏｐを有している。これにより、吹き出し口Ｏｐから有機分子が吹き出されるようになっている。吹き出し口Ｏｐは矩形状に開口していてもよく、１又は２以上のスリット形状であってもよく、ポーラス材により閉塞されていてもよい。ボールベアリングのネジ１２５ａ２は、スクリュー上にねじ切りされ、処理室１００を貫通して吹き出し本体１２５ａ１の端部に嵌着されている。
【００４２】
ネジ１２５ａ２には、モータ１６０が取り付けられている。モータ１６０の動力は、スクリュー上にネジ切りされたボールベアリングのネジ１２５ａ２に伝えられる。これにより、ネジ１２５ａ２が回転すると、その回転運動は、図示しないナットにより吹き出し本体１２５ａ１の直線運動に変換される。これにより、吹き出し本体１２５ａ１は、前方方向（紙面の右方向）又は後方方向（紙面の左方向）に移動する。
【００４３】
ネジ１２５ａ２の内部には、ガス導入口ｈｏが貫通していて、連結管１５０ａの内部通路（図示せず）及び吹き出し本体１２５ａ１の内部空間Ｓと連通している。これにより、蒸着源１５５ａにて気化された成膜分子は、流量調整バルブＶＡにより流量を調整されながら、連結管１５０ａの内部通路、ガス導入口ｈｏを通って、吹き出し本体１２５ａ１の内部空間Ｓに飛来し、吹き出し口Ｏｐから吹き出される。
【００４４】
ベローズ１２５ａ３は、吹き出し本体１２５ａ１と処理室１００の側壁との間に設けられている。すなわち、ベローズ１２５ａ３の一端は吹き出し本体１２５ａ１の末端に固着され、ベローズ１２５ａ３の他端は処理室１００の側壁に設けられた貫通口の外周にてその側壁に固着されている。ベローズ１２５ａ３は、処理室内の真空空間と処理室外の大気空間とを遮断するとともに、吹き出し本体１２５ａ１の水平移動に応じて伸縮するようになっている。
【００４５】
なお、図１のボールベアリングのネジ１１５及び図２のボールベアリングのネジ１２５ａ２は、ステージ１０５及び蒸着ヘッド１２５ａを昇降及び前後に移動させるためのアクチュエータの一例である。ステージ１０５及び蒸着ヘッド１２５ａを稼働させるアクチュエータの他の例としては、ジャッキスクリューや油圧式駆動機構が挙げられる。
【００４６】
［蒸着源の内部構成］
次に、蒸着源の内部構成について説明する。なお、蒸着源１５５ａ〜１５５ｆの内部構成はすべて同じであるため、図３に示した蒸着源１５５ａの内部構成を説明することにより、他の蒸着源１５５ｂ〜１５５ｆの内部構成の説明を省略する。
【００４７】
蒸着源１５５ａには、３つのるつぼ１５５ａ１，１５５ａ２、１５５ａ３が内蔵されている。各るつぼ１５５ａ１，１５５ａ２、１５５ａ３には、有機材料Ａ１，Ａ２，Ａ３がそれぞれ収納されている。るつぼ１５５ａ１，１５５ａ２、１５５ａ３の底には、ヒータｈｅが埋設されている。各ヒータｈｅはヒータ源２００に接続されている。蒸着源１５５ａの内部は、排気口１５５ａ４に接続された図示しない排気装置により排気され、所望の真空状態に維持されている。
【００４８】
ヒータ源２００から出力された電力により、各るつぼ１５５ａ１，１５５ａ２、１５５ａ３が加熱されると、各るつぼ１５５ａ１，１５５ａ２、１５５ａ３内の有機材料Ａ１，Ａ２，Ａ３が気化し、有機分子となって蒸着源１５５ａ内を飛来する。有機分子は、図示しないガス供給源から供給されるキャリアガスにより連結管１５０ａの内部通路を搬送される。搬送中、各有機材料Ａ１，Ａ２，Ａ３の分子は混合され、混合ガスＡとなる。混合ガスＡは、前述したように、蒸着ヘッド１２５ａの吹き出し口Ｏｐから基板Ｇに向けて吹き出される。なお、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含んでいる。
【００４９】
るつぼには、成膜に必要な有機材料のみが収納されている。たとえば、単一ガスにより成膜される場合、一つのるつぼに特定の有機材料が収納され、他のるつぼには何も収納されない。
【００５０】
［成膜動作］
次に、６層連続成膜の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４（ａ）は、有機材料Ａによる成膜時の６層連続成膜装置１０の縦断面の模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の平面図である。図５（ａ）は、ステージ１０５を上昇させる際の６層連続成膜装置１０の縦断面の模式図であり、図５（ｂ）は、有機材料Ｂによる成膜時の６層連続成膜装置１０の縦断面の模式図である。
【００５１】
まず、図４（ａ）（ｂ）を参照しながら、有機材料Ａによる成膜動作を説明する。なお、処理室１００の内部は、成膜前に所望の真空度に維持されている。また、成膜中の蒸着ヘッド１２５ａとステージ１０５との間隔は、モータ１１０を駆動してステージ１０５を昇降させることにより予め定められたギャップＧａになっている。
【００５２】
この状態にて図４（ｂ）に示したバルブＶｉｎを開閉し、処理室内の気密を保持しながらステージ１０５上に基板Ｇを載置する。次に、モータ１６０を駆動して蒸着ヘッド１２５ａを前方方向に移動させる。これにより、蒸着ヘッド１２５ａは、収納空間ＣＳの収納位置から成膜空間ＰＳの成膜位置まで移動する。
【００５３】
移動後、図１の流量調整バルブＶＡを開く。これにより、蒸着源１５５ａにて気化された図３の有機分子Ａ１，Ａ２，Ａ３は、連結管１５０ａの内部通路を経て蒸着ヘッド１２５ａまで搬送され、ヘッド内のバッファ空間Ｓにて一時滞留した後、吹き出し口Ｏｐから下方に向けて吹き出される。この結果、蒸着ヘッド１２５ａから吹き出される有機材料Ａにより基板Ｇに成膜処理が施され、図６に示したように、ガラス基板ＧのＩＴＯ表面上に有機材料Ａによる第１層のホール注入層が形成される。
【００５４】
次に、モータ１６０を駆動して、図５（ａ）に示したように蒸着ヘッド１２５ａを後方方向に移動させる。これにより、蒸着ヘッド１２５ａは、成膜空間ＰＳの成膜位置から収納空間ＣＳの収納位置まで移動し、収納部１３０ａの内部に収納される。ついで、モータ１１０を駆動し、次に成膜に用いられる蒸着ヘッド１２５ｂの高さとステージ１０５との間隔が一定のギャップＧａになるように、ステージ１０５を上昇させる。このようにして、ステージ１０５を所望の位置まで上昇させた後、図５（ｂ）に示したように、蒸着ヘッド１２５ｂを前方方向に移動させる。これにより、蒸着ヘッド１２５ｂは、収納空間ＣＳの収納位置から成膜空間ＰＳの成膜位置まで移動する。蒸着ヘッド１２５ｂとステージ１０５との間隔は、ギャップＧａに制御されている。移動後、蒸着ヘッド１２５ｂから吹き出される有機材料Ｂにより基板Ｇに成膜処理が施される。この結果、図６に示したように、第１層のホール注入層上に有機材料Ｂによる第２層のホール輸送層が形成される。以上に説明した蒸着ヘッドの移動、成膜、ステージの昇降を蒸着ヘッド１２５ｃ〜１２５ｆについて繰り返し行い、その後、バルブＶｏｕｔを開閉して成膜後の基板Ｇを搬出する。
【００５５】
この結果、図６に示したように、基板ＧのＩＴＯ上に順に、有機材料Ａによる第１層のホール注入層、有機材料Ｂによる第２層のホール輸送層、有機材料Ｃによる第３層の青発光層、有機材料Ｄによる第４層の緑発光層、有機材料Ｅによる第５層の赤発光層、有機材料Ｆによる第６層の電子輸送層が形成される。このうち、第３層〜第５層の青発光層、緑発光層、赤発光層は、ホールと電子の再結合により発光を生じさせる発光層である。なお、第１層〜第６層の有機層上のメタル層は、スパッタリングにより成膜されてもよく、蒸着により成膜されてもよい。
【００５６】
これにより、有機層を陽極（アノード）および陰極（カソード）にてサンドイッチした構造の有機ＥＬ素子が基板上に形成される。有機ＥＬ素子の陽極および陰極に電圧を印加すると、陽極からはホール（正孔）が有機層に注入され、陰極からは電子が有機層に注入される。注入されたホールおよび電子は有機層にて再結合し、このとき発光が生じる。
【００５７】
［従来の装置との比較］
従来の成膜装置と本実施形態に係る成膜装置１０とを比較する。たとえば、図１０に示した従来の成膜装置９０では、蒸着ヘッド９０５ａ〜９０５ｆが処理室９００の底面に等間隔に縦置きされている。基板Ｇはフェイスダウン方式でステージ９１０に静電吸着され、摺動機構９１５により天井面を摺動するようになっている。ステージ９１０には、防着板として機能するベローズ９２０が天井面と各蒸着ヘッド９０５ａ〜９０５ｆとを隔離するように装着されている。これによれば、ステージ９１０が各蒸着ヘッド９０５ａ〜９０５ｆ上を移動しながら、６層連続成膜が実行される。
【００５８】
従来の成膜装置９０では、次の点で課題が残る。まず、第１に、蒸着ヘッドが等間隔に縦置きされているため、フットスペースが広く、成膜装置９０の小型化の妨げになる。第２に、基板Ｇがフェイスダウンで載置されるため、基板Ｇにたわみが生じ、特に大型基板の搬送及び成膜に不利となる。
【００５９】
第３に、成膜中も各蒸着ヘッド９０５ａ〜９０５ｆが据え置きされているので、隣接する蒸着ヘッドから吹き出される異なる有機分子によるクロスコンタミネーションが生じるおそれがある。これにより、他膜に不必要な有機分子が混入し、膜質が悪くなるおそれがある。また、ベローズ９２０や処理室の内壁への堆積物が多種の成膜材料から形成されるため、単一の物質から形成されている場合に比べて剥離しやすく、コンタミネーションの原因になりやすい。このようにして生じるコンタミによる歩留まりの低下を回避するため、従来の成膜装置９０では、ベローズ９２０を毎日交換する必要がある。
【００６０】
これに対して、第１の実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、第１に、６つの蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを処理室１００の高さ方向に隔しながら平行に配置し、各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを順に基板直上に移動させることにより成膜が実行される。これによれば、成膜装置全体のフットプリントを低減し、６層連続成膜装置１０を小型化することができる。これにより、排気時間を短縮してスループットを向上させ、生産性を高めることができる。また、排気エネルギーのロスを減らすことができる。
【００６１】
第２に、各本実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、基板Ｇをフェイスアップ方式にて処理することができるため、フェイスダウン方式の場合のように基板がたわんで搬送や成膜が困難になることを避けることができる。よって、大型基板に合致した搬送処理及び成膜処理を実現できる。
【００６２】
第３に、各本実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、他の蒸着ヘッド１２５ｂ〜１２５ｆは、収納部１３０ａ、１３０ｂに収納されている。また、成膜中、ターボモレキュラポンプ１４０及びドライポンプ１４５を駆動することにより、成膜に使われなかった有機材料Ａは排気口１３５から排気される。この結果、残余の有機材料Ａが、他の蒸着ヘッド１２５ｂ〜１２５ｆや処理室１００の内壁に付着して、コンタミネーションの原因となることを防ぐことができる。
【００６３】
第４に、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆの出し入れの順番を制御することにより、成膜の順番を容易に変更することができる。たとえば、蒸着ヘッド１２５ａ→１２５ｆの順に各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを成膜位置に移動させれば、有機材料Ａ→Ｆの順に積層膜が形成され、蒸着ヘッド１２５ｆ→１２５ａの順に各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを成膜位置に移動させれば、有機材料Ｆ→Ａの順に積層膜が形成される。また、各本実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、図６の有機層及びメタル層、さらにこれらの層を封止する封止層（図示せず）の連続成膜が可能となり、量産体制に合致した構成となる。
【００６４】
さらに、図７に示したように、蒸着ヘッド１２５ａの周りを防着板３１０にて覆うことにより、蒸着ヘッド１２５ａへの有機材料の付着を防止することができる。防着板３１０の下面には開口３１０ａが設けられ、壁内にはヒータ３１０ｂが埋設されている。開口３１０ａは、蒸着ヘッド１２５ａの吹き出し口Ｏｐとほぼ同位置にてほぼ同一形状に開口されていて、これにより、有機分子が蒸着ヘッド１２５ａから外部に吹き出される際の妨げにならないようになっている。また、ヒータ３１０ｂに電力を印加して防着板３１０を加熱し、これにより、有機分子の付着係数との関係で蒸着ヘッド１２５ａの内壁に有機分子が付着することを抑止するようになっている。この結果、材料の使用効率が高められる。特に、有機材料は高価であるため、コストダウンを図ることができる。
【００６５】
防着板３１０は、蒸着ヘッド１２５ａと一体的に成膜位置と収納位置との間を移動する。よって、防着板３１０には、蒸着ヘッド１２５ａから吹き出された有機材料Ａが付着し、他の蒸着ヘッド１２５ｂ〜１２５ｆから吹き出された他の有機材料はほとんど付着しない。同一の有機材料が付着すると、異なる有機材料が付着している場合に比べて付着物同士の密着性が高く、剥がれにくい。このようにして、本実施形態では、防着板の交換サイクルを長くすることができる。この結果、メンテナンスを容易にし、コスト削減を図ることができる。
【００６６】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る６層連続成膜装置１０について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、第２の実施形態に係る６層連続成膜装置１０の縦断面図を示し、図９は、図８の１−１断面を示す。
【００６７】
［６層連続成膜装置の全体構成］
第１の実施形態に係る６層連続成膜装置１０では、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆが、ステージ１０５の両側に配設されていたのに対し、第２の実施形態に係る６層連続成膜装置１０では、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆが、ステージ１０５の片側にて高さ方向に離隔しながら６つ配設される。したがって、本実施形態では、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを収納する収納部１３０ｃは、処理室１００の片側に１つだけ設けられている。
【００６８】
本実施形態においても、成膜動作は、第１の実施形態と同様であり、蒸着ヘッド１２５ａ→１２５ｆの順に各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆが収納空間ＣＳの収納位置から成膜空間ＰＳの成膜位置へ移動することにより、基板Ｇ上に有機膜が６層連続して成膜される。また、ステージ１０５の高さも、第１の実施形態と同様に昇降しこれにより、成膜時、ステージ１０５と蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆとの間のギャップＧａは一定に管理される。
【００６９】
［ステージの移動動作］
これに加えて、本実施形態では、ステージ１０５が、処理室１００の接地面に対して水平方向にも摺動する。すなわち、図９に示したように、処理室１００の底面には多数のコロ３００が配置され、成膜時、ステージ１０５がステージ１０５を支持する支持体３０５とともに、コロ３００の回転に応じて摺動する。摺動方向は、蒸着ヘッド１２５ａの下面に形成された吹き出し口（開口）の長手方向に対して垂直な方向が好ましい。ここでは、ステージ１０５は、蒸着ヘッド１２５ａの移動方向に垂直な方向に摺動する。これによれば、たとえば、蒸着ヘッド１２５ａの吹き出し口が、図９に示したように、蒸着ヘッド１２５ａの下面中央にスリット状や矩形状に形成されていたとしても、その開口下を基板Ｇがある速度で移動するため、基板Ｇ上に均一な膜を成膜することができる。
【００７０】
ステージ１０５が処理室１００の接地面に対して水平な方向に移動する際、往路又は復路のいずれか一方に移動中のみ成膜処理を実行してもよい。また、往路又は復路の両方で成膜処理を実行してもよい。往路又は復路のいずれにおいても成膜処理を実行可能とすると、スループットを向上させ、より生産性を高めることができる。
【００７１】
第２の実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、６つの蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆのすべてを処理室１００の高さ方向に並べて配置し、各蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを順に基板直上に展開することにより成膜を実行する。これによれば、蒸着ヘッド１２５ａ〜１２５ｆを３つずつ高さ方向に配置した第１の実施形態装に比べて、成膜装置全体のフットプリントをさらに低減することができる。
【００７２】
以上に説明したように、各実施形態に係る６層連続成膜装置１０によれば、装置のフットプリントを軽減し、装置を小型化することができる。また、基板Ｇの載置にフェイスアップ方式を採用したことにより大型基板の搬送及び成膜に有利な構成とすることができる。この結果、量産時のコストダウンを図ることができる。
【００７３】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、上記６層連続成膜装置１０の実施形態を、６層連続成膜方法の実施形態とすることができる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想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。
【００７５】
たとえば、本発明に係る成膜装置は、被処理体を成膜処理する装置であれば、６層連続成膜を実現する装置でなくてもよい。すなわち、たとえば、本発明に係る成膜装置において、蒸着源及び蒸着ヘッドの個数は６つに限られず、２以上であればいくつであってもよい。
【００７６】
また、蒸着ヘッドを、接地面に対して水平方向に前進及び後退させるだけでなく、昇降させるようにしてもよい。これによれば、ステージを昇降させる機構が不要になる。
【００７７】
本発明に係る成膜装置の成膜材料には、パウダー状（固体）の有機材料を用いることができる。成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）に用いることもできる。また、本発明に係る成膜装置の成膜材料は、有機材料に限られず、たとえば、銀等の電極用の成膜材料や封止膜用の成膜材料であってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０                ６層連続成膜装置
１００              処理室
１０５              ステージ
１１０，１６０      モータ
１１５，１２５ａ２  ネジ
１２０              ガイド
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｆ  蒸着ヘッド
１２５ａ１          吹き出し本体
１２５ａ３          ベローズ
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ  収納部
１３５，１５５ａ４  排気口
１４０              ターボモレキュラポンプ
１４５              ドライポンプ
１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ，１５０ｅ，１５０ｆ  連結管
１５５，１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１５５ｄ，１５５ｅ，１５５ｆ  蒸着源
１５５ａ１，１５５ａ２，１５５ａ３  るつぼ
２００              ヒータ源
３００              コロ
３１０              防着板
収納空間            ＣＳ
成膜空間            ＰＳ
ギャップ            Ｇａ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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