(57)【要約】      （修正有）【課題】材料補充時、成膜装置内を大気開放せず、装置内の温調を管理しながら有機材料を補充、混合する成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１０は、有機材料ｍが収納された材料容器５００を収容するロードロック室１００ａと、ゲートバルブＧＶ２を介してロードロック室１００ａと接続された中間室２００と、ロードロック室内の材料容器５００を、ゲートバルブＧＶ２を介して中間室２００に投入する複数のピン機構７００と、複数のピン機構７００により中間室２００に投入された材料容器５００内の有機材料ｍを気化させるシースヒータ２０５ａと、シースヒータ２０５ａにより気化された有機材料ｍを輸送する輸送室３００と、輸送室３００を輸送された有機材料ｍにより基板Ｇを成膜する成膜室４００とを有する。【選択図】図１
2010242175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料が収納された材料容器を収容するロードロック室と、
開閉機構を介して前記ロードロック室と接続された中間室と、
前記ロードロック室内の材料容器を、前記開閉機構を介して前記中間室に投入する材料投入手段と、
前記材料投入手段により前記中間室に投入された材料容器内の成膜材料を気化させる材料気化手段と、
前記材料気化手段により気化された成膜材料を輸送する輸送室と、
前記輸送室を輸送された成膜材料により被処理体を成膜する成膜室と、を備える成膜装置。
【請求項２】
前記ロードロック室は、内部にて前記材料容器を予備加熱する予備加熱室を有する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記中間室は、前記材料気化手段により気化された成膜材料を前記輸送室まで搬送する搬送路と、
前記搬送路中に設けられ、前記気化された成膜材料を混合する混合室と、を有する請求項１又は請求項２のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項４】
前記気化された成膜材料が搬入される前記混合室の入口と成膜材料が搬出される前記混合室の出口とは対向しない位置に設けられる請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記混合室は、球状である請求項３又は請求項４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記気化された成膜材料は、キャリアガスを用いて搬送される請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記輸送室は、被処理体に平行に配置された複数の板状部材により仕切られ、
各板状部材には、隣接する板状部材に対して互いに段違いになる位置に複数の貫通口が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記ロードロック室には、異なる材料容器が複数並行して挿入され、
前記材料投入手段は、前記ロードロック室内の複数の材料容器を、前記開閉機構を介して前記中間室にそれぞれ投入する請求項１〜７のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記ロードロック室は、複数備えられ、
前記材料投入手段は、前記複数のロードロック室内の材料容器を前記中間室にそれぞれ投入し、
前記材料気化手段は、前記中間室に投入された複数の材料容器内の成膜材料をそれぞれ気化させ、
前記複数の材料容器内の気化された成膜材料が前記混合室に搬入される複数の入り口は互いに対向しない位置に設けられる請求項４〜８のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜材料を気化させ、気化された成膜材料により被処理体を成膜する成膜装置に関し、特に、成膜材料の投入、混合及び輸送に適した成膜装置に関する。
【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。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。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイ用の基板に有機膜を成膜する工程は、蒸着源を加熱し、蒸着源に収納された有機材料を気化させ、その有機分子を成膜室まで輸送し、成膜室内の被処理体に向けて吹き出させ、基板に付着させることにより実行される。この工程中、蒸着源は、成膜材料を気化させるために２００℃〜５００℃程度の高温になる。このため、大気中で成膜処理すると成膜材料の分子は基板に達する前に成膜室内の残存気体分子に衝突する。このようにして発生する衝突の連鎖により、蒸着源から発生した高熱が成膜室内の、たとえば各種センサ等の部品に伝わり、各部品の特性を悪化させたり、部品自体の破損を招いたりする。これを防ぐためには、成膜室内を所定の真空度に保持した状態にて成膜処理を実行する必要がある（たとえば、特許文献１、２を参照）。成膜室内を所定の真空度に制御すれば、真空断熱により成膜材料の分子と成膜室内の残存気体分子との衝突は控えられ、蒸着源から発生した熱は成膜室内の他の部品に伝わらないため、成膜時の温度制御性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８２２１９号公報
【特許文献２】特開２００５−０８２８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成膜時、蒸着源に納められた成膜材料は、気化されて成膜のために消費されていく。このため、随時、成膜材料を補充する必要がある。しかしながら、従来の装置構成では、材料補充時、蒸着源や成膜室内を大気に解放しなければならないため、そのたびに蒸着源や成膜室内の真空度が低下し、材料補充後、再び蒸着源や成膜室内を所定の真空度まで減圧するために多くの時間を必要としていた。特に、大型基板を処理する大型装置の場合、装置内部の容積も大きくなる。したがって、装置内部を所定の真空度まで減圧するために丸一日要する場合もあり、スループットを低下させる要因となっていた。
【０００６】
また、大気開放の度に放射熱及び伝熱により成膜室の内部温度が低下してしまい、蒸着源から成膜室まで搬送中の気化分子が基板まで到達する前に搬送路の内壁に付着してしまい、材料の使用効率が低下する要因ともなっていた。
【０００７】
さらに、有機ＥＬディスプレイ用の基板に有機膜を成膜する工程では、通常、複数種類の成膜材料を混合しながら成膜するため、成膜室内の調温管理が不十分であると蒸着源から成膜室まで複数の有機材料を搬送する間に材料の混合むらがあると膜質が悪化する要因ともなる。
【０００８】
上記問題を解消するために、本発明では、材料補充時、成膜装置内を大気開放せず、装置内の温調を管理しながら成膜材料を補充、混合する成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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材料容器を収容するロードロック室と、開閉機構を介して前記ロードロック室と接続された中間室と、前記ロードロック室内の材料容器を、前記開閉機構を介して前記中間室に投入する材料投入手段と、前記材料投入手段により前記中間室に投入された材料容器内の成膜材料を気化させる材料気化手段と、前記材料気化手段により気化された成膜材料を輸送する輸送室と、前記輸送室を輸送された成膜材料により被処理体を成膜する成膜室と、を有する成膜装置が提供される。
【００１０】
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。
【００１１】
かかる構成によれば、所望の減圧状態に維持されたロードロック室から、ロードロック室と成膜室との間に設けられた中間室に材料容器が投入される。材料容器投入の際、ロードロック室と中間室との間に設けられた開閉機構により中間室内の気密は保持され、ロードロック室と中間室とは、それぞれに定められた所望の減圧状態に維持される。材料容器内の成膜材料は、材料気化手段により気化され、輸送室を経て成膜室まで運ばれ、被処理体上に堆積することにより被処理体を成膜する。
【００１２】
これにより、処理容器内を大気開放することなく、成膜材料を成膜装置の内部に補充することができる。これにより、成膜室の内部を清浄な環境に保つことができる。また、材料補充時の処理容器内の大気開放が不要であることは、装置内の温度低下を防止するため、安定した温度管理が可能となり、良質な有機膜を成膜することができるとともに、成膜材料の使用効率および成膜装置の排気効率を向上させることができる。
【００１３】
前記ロードロック室は、内部にて前記材料容器を予備加熱する予備加熱室を有していてもよい。
【００１４】
前記中間室は、前記材料気化手段により気化された成膜材料を前記輸送室まで搬送する搬送路と、前記搬送路中に設けられ、前記気化された成膜材料を混合する混合室と、を有していてもよい。
【００１５】
前記気化された成膜材料が搬入される前記混合室の入口と成膜材料が搬出される前記混合室の出口とは対向しない位置に設けられていてもよい。
【００１６】
前記混合室は、球状であってもよい。
【００１７】
前記気化された成膜材料は、キャリアガスを用いて搬送されてもよい。
【００１８】
前記輸送室は、被処理体に対して平行に配置された複数の板状部材により仕切られ、各板状部材には、隣接する板状部材に対して互いに段違いになる位置に複数の貫通口が設けられていてもよい。
【００１９】
前記ロードロック室には、異なる材料容器が複数並行して挿入され、前記材料投入手段は、前記ロードロック室内の複数の材料容器を、前記開閉機構を介して前記中間室にそれぞれ投入してもよい。
【００２０】
前記ロードロック室は、複数備えられ、前記材料投入手段は、前記複数のロードロック室内の材料容器を前記中間室にそれぞれ投入し、前記材料気化手段は、前記中間室に投入された複数の材料容器内の成膜材料をそれぞれ気化させ、前記複数の材料容器内の気化された成膜材料が前記混合室に搬入される複数の入り口は互いに対向しない位置に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、材料補充時、成膜装置内を大気開放せず、装置内の温調を管理しながら成膜材料を補充、混合する成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に係る成膜装置の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る成膜装置の平面図である。
【図３】第１及び第２の実施形態に係る輸送室の変形例である。
【図４】第１及び第２の実施形態に係る成膜装置によって実行される材料容器の投入処理を示したフローチャートである。
【図５】第１及び第２の実施形態に係る成膜装置によって実行される材料容器の取出処理を示したフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る成膜装置の平面図である。
【図７】図６の１−１断面図である。
【図８】第１及び第２の実施形態に係る６層有機ＥＬ素子構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
なお、説明は以下の順序で行う。
＜第１の実施形態＞
[１−１]成膜装置の全体構成
（１−１−１）ロードロック室
（１−１−２）材料投入手段
（１−１−３）材料気化手段
（１−１−４）中間室
（１−１−５）輸送室
（１−１−６）成膜室
（１−１−７）制御装置
（１−１−８）輸送室の変形例
[１−２]材料容器の投入動作
[１−３]材料容器の取出動作
＜第２の実施形態＞
[２−１]成膜装置の全体構成
（２−１−１）ロードロック室
（２−１−２）中間室
[２−２]６層有機ＥＬ素子構造
【００２５】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、成膜装置の縦断面図であり、図２は、第１の実施形態に係る成膜装置の平面図である。
【００２６】
[１−１]成膜装置の全体構成
本実施形態に係る成膜装置１０は、３つのロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び処理容器Ｃｈを有している。処理容器Ｃｈは、上から中間室２００、輸送室３００及び成膜室４００の三区画に分かれている。
【００２７】
（１−１−１）ロードロック室
図２に示したように、処理容器Ｃｈの天井上には、１２０°の等間隔に点対称に３つのロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃが設置されている。ロードロック室１００ａ〜１００ｃは、成膜材料としての有機材料ｍが収納された材料容器５００を収容する。
【００２８】
図１に示したように、ロードロック室１００ａ〜１００ｃは、気密を保持しながら処理容器Ｃｈの内部と外部とを連通させる主室１０５と、材料容器５００を予備加熱する予備加熱室１１０とを有する。主室１０５の天井面には、材料容器５００を外部からロードロック室１００ａ内に搬入するために開閉可能なゲートバルブＧＶ１が取り付けられている。主室１０５の底面には、材料容器５００を主室１０５から処理容器内に搬入するために開閉可能なゲートバルブＧＶ２が取り付けられている。ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２は開閉機構の一例である。
【００２９】
ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃはガスラインｌｎ１と連結し、ガスラインｌｎ１は成膜装置１０の外部に設置されたガス供給源８００に接続されている。不活性ガスは、ガス供給源８００から供給され、ガスラインｌｎ１を経てロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃに導入される。不活性ガスとしては、後述するキャリアガスと同じアルゴンガスＡｒが望ましい。これにより、ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃの内部を不活性ガス雰囲気にする。ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃには、図示しない排気管及び排気装置が設けられていて、ロードロック室内が所望の減圧状態になるように排気される。
【００３０】
材料容器５００は主室１０５から予備加熱室１１０にスライド移動される。材料容器５００は、予備加熱室１１０にて交流電源６００に接続されたシースヒータ１１０ａにより２００〜２５０℃に予備加熱される。予備加熱後、材料容器５００は、再び主室１０５にスライド移動される。
【００３１】
（１−１−２）材料投入手段
ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃを不活性ガス雰囲気にした後、各ゲートバルブＧＶ１が開くと、材料容器５００は、材料投入手段としての複数のピン機構７００を用いてロードロック室１００ａ〜１００ｃに搬入される。搬入後、各ゲートバルブＧＶ１は閉まる。この状態でロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃを真空引きした後、ゲートバルブＧＶ２を開ける。
【００３２】
各ゲートバルブＧＶ２が開くと、材料容器５００は、ゲートバルブＧＶ２を介してロードロック室１００ａ〜１００ｃとそれぞれ接続された中間室２００に搬入される。具体的には、材料容器５００は、複数のピン機構７００により把持され、中間室２００内の蒸着源２０５に置かれる。これにより、材料投入時、蒸着源に水分や有機物、パーティクルが浸入することを低減することができ、材料容器５００内の有機材料の劣化を抑えることができる。材料容器５００の出し入れの際、ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２の開閉動作により、処理容器Ｃｈの気密は保持される。
【００３３】
複数のピン機構７００は、材料投入手段の一例であり、ピン機構７００の替わりに材料容器５００を昇降させる昇降台等を用いても良い。
【００３４】
材料容器５００は矩形状又は円筒状であって、ＳＵＳ等の金属から形成されている。石英等は有機材料と反応しにくいため、材料容器５００は、石英等でコーティングされた金属から形成されていてもよい。
【００３５】
（１−１−３）材料気化手段
材料容器５００は、シースヒータ２０５ａにより２００℃〜５００℃程度まで加熱され、これにより、有機材料ｍが気化され、ガスとなる。ただし、有機材料ｍは、分解や重合しやすい種類も多いため、過度に加熱しすぎない方がよい。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。シースヒータ２０５ａは、材料気化手段の一例である。
【００３６】
（１−１−４）中間室
中間室２００は、ガスラインｌｎ２を介してガス供給源８００に接続されている。ガス供給源８００から出力された不活性ガスは、蒸着源２０５内の材料容器５００の内部に供給される。これにより、気化された有機材料ｍは、不活性ガスをキャリアガスとして搬送される。中間室２００には、図示しない排気管及び排気装置が設けられていて、中間室内が所望の減圧状態になるように排気される。かかる構成により、メンテナンス時や材料補充時、成膜室４００を大気開放する必要がない。これにより、成膜室４００の内部を清浄な環境に保つことができる。
【００３７】
中間室２００には、蒸着源２０５と連通するように搬送路２１０及び混合室２１５が設けられている。材料容器５００には、その長手方向にて対向する両側壁に貫通口Ｏｐが設けられている。一方の貫通口Ｏｐは、ガスラインｌｎ２と連通する。ガスラインｌｎ２は、成膜装置１０の外部に設置されたガス供給源８００に接続されている。キャリアガスとしてのアルゴンガスＡｒは、ガス供給源８００から供給され、ガスラインｌｎ２を経て貫通口Ｏｐから蒸着源２０５に置かれた材料容器５００の内部に導入される。なお、キャリアガスは、アルゴンガスＡｒに限られず、たとえば、クリプトンやキセノン等の不活性ガスでもよい。
【００３８】
他方の貫通口Ｏｐは、搬送路２１０と連通している。蒸着源２０５にて気化された有機材料は、アルゴンガスＡｒを用いて貫通口Ｏｐから材料容器５００の外部に出て、搬送路２１０を運ばれ、混合室２１５にて混合され、混合室２１５の下に連結された搬送路２１０から輸送室３００まで運ばれる。搬送路２１０には、耐熱調圧バルブＶが設けられ、耐熱調圧バルブＶの開閉により混合室２１５に送られる材料粒子の流量を調整するようになっている。
【００３９】
混合室２１５は、図２に示したように、処理容器Ｃｈのほぼ中央に配置され、１２０度の等間隔で搬送路２１０と連結し、各ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃ下の蒸着源２０５に繋がる。このように、混合室２１５を中心として放射線状に等間隔にロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃを配置することにより、各ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおける材料容器５００の予備加熱及び各ロードロック室１００ａ、１００ｂ、１００ｃ下の蒸着源２０５における材料容器の本加熱を互いに温度干渉させることなく実行させることができる。また、このような配置によりメンテナンス性も向上する。
【００４０】
混合室２１５では、３方向から流入する複数種類の有機材料の粒子同士が対流し、混合される。混合室２１５は球状である。また、気化された有機材料が搬入される混合室２１５の入口と有機材料が搬出される混合室２１５の出口とは対向しない位置に設けられている。図１を参照すると、混合室２１５の材料搬入口Ｉｎは、混合室２１５の横中央にてやや上向きに開口し、混合室２１５の最下に開口された材料搬出口Ｏｕｔとは一直線上にない。かかる構造により、混合室２１５の内部にて有機材料を効率よく混合することができる。このような形状により、複数種類の有機材料を混合室２１５の内部にて均一に混合することができ、基板Ｇに形成する有機膜の膜質を高めることができる。
【００４１】
（１−１−５）輸送室
輸送室３００は、上部中央にて搬送路２１０と連通し、アルゴンガスＡｒをキャリアガスとして搬送路内を運ばれた有機材料を成膜室４００まで輸送する。輸送室３００は、基板Ｇに平行に配置された４枚の板状部材３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄにより仕切られている。各板状部材３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄには、隣接する板状部材に対して互いに段違いになる位置に複数のガス孔ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４が設けられている。これにより、輸送室３００を運ばれる有機材料の粒子は必ず蛇行しながら最下面の複数のガス孔ｈ４から基板Ｇに向けて吹き出される。かかる構成によれば、輸送室３００は、シャワーヘッドとして機能し、シャワーヘッドの吹き付け圧力はほぼ等しくなる。なお、輸送室３００の内壁等は図示しない防着板で覆われている。
【００４２】
（１−１−６）成膜室
輸送室３００を輸送された有機材料は、サセプタ４０５に載置された基板Ｇに吹き付けられ、吸着される。これにより、成膜室４００内にて基板Ｇに成膜処理が施される。成膜室４００には排気管４１０が設けられていて、外部に設置されたドライポンプ及びクライオポンプからなる排気装置８１０に接続されている。排気装置８１０は、成膜室４００の内部を高真空になるように排気する。
【００４３】
以上のようにして、輸送室３００及び成膜室４００を所定の真空度に保持して成膜処理を実行すると、真空断熱により、有機材料が搬送中に成膜装置内の残存気体分子と衝突する確率は著しく低くなり、蒸着源２０５にて発生した熱が輸送室３００及び成膜室４００の内部の部品に伝わることを抑制でき、部品や本体の破損を防止することができる。なお、各室の真空圧は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００４４】
（１−１−７）制御装置
以上に説明した各駆動機構への指令は、専用の制御デバイスあるいはプログラムを実行する制御装置９００により実行される。後述する材料投入処理及び材料取出処理を実行するためのレシピは、ＲＯＭ９０５（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ９１０（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ９１５（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）に予め記憶され、ＣＰＵ９２０により実現される。ＣＰＵ９２０からの指令は、インタフェース９２５を介して、ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２、交流電源６００、複数のピン機構７００、ガス供給源８００、排気装置８１０に電気信号として伝えられ、各装置はこれに従い、所定のタイミングにゲートバルブの開閉、ヒータの加熱、駆動部の駆動、ガスの供給、排気を実行する。
【００４５】
（１−１−８）輸送室の変形例
輸送室３００の変形例を図３に示す。変形例に係る輸送室３００は、上部中央にて搬送路２１０と連通する配管３００ｅが設けられている。配管３００ｅは等間隔で２分岐を４回繰り返し、直線上に設けられた複数のガス孔ｈ５から吹き出される。材料搬出口Ｏｕｔから各ガス孔ｈ５までの配管３００ｅの体積は全て同じである。これにより、各ガス孔ｈ５からの吹き付け圧力を均等にすることができる。なお、変形例に係る輸送室３００の場合、ガス孔ｈ５は直線上に配置されるため、ガス孔ｈ５下に基板Ｇを走査させさせながら成膜する必要がある。
【００４６】
[１−２]材料容器の投入動作
次に、上記成膜装置１０に材料容器５００を投入する動作を説明する。図４は、材料容器投入処理を示したフローチャートである。前述したように、ロードロック室１００ａ及び蒸着源２０５は、材料容器投入処理開始前に所望の減圧状態及び不活性雰囲気に保たれている。以下の処理もすべて制御装置９００からの指令に従い実行される。
【００４７】
すなわち、制御装置９００からの指令に従い材料容器投入処理がステップＳ４００から開始されると、ステップＳ４０５にて、アクチュエータは制御装置９００からの指令に従いゲートバルブＧＶ１を開く。次に、ステップＳ４１０にて、ピン機構７００を駆動し、材料容器５００をロードロック室１００ａ内に投入する。次に、ステップＳ４１５にて、ゲートバルブＧＶ１を閉じる。次に、ステップＳ４２０にて、図示しない排気機構はロードロック室１００ａ内を排気する。
【００４８】
次に、ステップＳ４２５にて、ゲートバルブＧＶ２を開く。次に、ステップＳ４３０にて、ピン機構７００を駆動し、材料容器５００を蒸着源２０５に置く。次に、ステップＳ４３５にて、ゲートバルブＧＶ２を閉じ、ステップＳ４９５にて本処理を終了する。
【００４９】
以上に説明した材料容器の投入動作によれば、所望の減圧状態に維持されたロードロック室１００ａから、ロードロック室１００ａと成膜室４００との間に設けられた中間室２００（蒸着源２０５）に材料容器５００が投入される。材料容器投入の際、ロードロック室１００ａと中間室２００との間に設けられたゲートバルブＧＶ１，ＧＶ２の開閉により中間室２００内の気密は保持され、ロードロック室１００ａと中間室２００とは、それぞれに定められた所望の減圧状態に維持される。材料容器内の有機材料ｍは、シースヒータ２０５ａの加熱により気化され、輸送室３００を経て成膜室４００まで運ばれ、基板Ｇ上に吸着され、蒸着する。
【００５０】
これにより、中間室２００、輸送室３００及び成膜室４００を大気開放することなく、有機材料を成膜装置内に補充することができる。この結果、成膜装置内の温度低下を防止することができ、材料の使用効率を高めることができる。また、材料補充時、中間室２００、輸送室３００及び成膜室４００を大気開放する必要がないため、成膜装置１０の排気効率を向上させることができる。また、大気開放により有機材料ｍに水分等が吸着して劣化することを防ぐことができる。さらに、前記装置構成により複数の有機材料ｍを中間室２００から輸送室３００を経て成膜室４００まで搬送する間に材料を十分に混合することができ、良質の膜を基板上に形成することができる。
【００５１】
[１−３]材料容器の取出動作
次に、成膜装置１０から材料容器５００を取り出す動作を説明する。図５は、材料容器取出処理を示したフローチャートである。以下の処理もすべて制御装置９００からの指令に従い実行される。
【００５２】
材料容器取出処理がステップＳ５００から開始されると、ステップＳ５０５にてゲートバルブＧＶ２を開く。次に、ステップＳ５１０にて、ピン機構７００を駆動し、材料容器５００を把持してロードロック室１００ａまで持ち上げる。次に、ステップＳ５１５にて、ゲートバルブＧＶ２を閉じる。次に、ステップＳ５２０にて、ガス供給源８００は窒素ガスＮ２を供給し、ロードロック室１００ａ内をパージすることにより材料容器５００を冷却する。ついで、ステップＳ５２５にてゲートバルブＧＶ１を開き、ロードロック室１００ａを大気開放する。次に、ステップＳ５３０にてピン機構７００を駆動し、材料容器５００を把持して材料容器５００を外部に取り出し、ステップＳ５９５にて本処理を終了する。
【００５３】
以上に説明した材料容器の取出動作によれば、所望の減圧状態に維持されたロードロック室１００ａを介して中間室２００（蒸着源２０５）から外部に材料容器５００が取り出される。材料容器を取り出す際、ロードロック室１００ａと中間室２００との間に設けられたゲートバルブＧＶ１，ＧＶ２の開閉により中間室２００内の気密は保持され、ロードロック室１００ａのみが大気開放される。
【００５４】
この結果、装置内の温度低下を防止するため、安定した温度管理が可能となり、成膜時の気化材料の温度制御の向上によって良質な有機膜を成膜することができるとともに、有機材料の使用効率および装置の排気効率を向上させることができる。上記作用及び効果によりコストダウンを図り、有機ＥＬ素子の生産性を向上させることにより、量産により適した成膜装置１０を構築できる。また、ロードロック室１００ａにて高温状態の材料容器５００を十分に低温にしてから、外部に取り出すため、高温で運用される中間室２００、輸送室３００及び成膜室４００に人を近づける必要がなく、安全性を高めることができる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る成膜装置１０について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る成膜装置１０の平面図を示す。また、図７は、図６の１−１断面図を示す。第２の実施形態に係る成膜装置１０では、ロードロック室が６つ設けられており、有機膜を６層連続して成膜することができる。なお、本実施形態に係る成膜装置１０の縦断面は図１に示したとおりであり、処理容器Ｃｈが中間室２００、輸送室３００及び成膜室４００の三区画に分かれている点は第１実施形態に係る成膜装置１０と同様である。
【００５６】
[２−１]成膜装置の全体構成
（２−１−１）ロードロック室
図６に示したように、処理容器Ｃｈの天井上には、６０°の等間隔に点対称に６つのロードロック室１００ａ〜１００ｆが設置されている。本実施形態においても、ロードロック室１００ａ〜１００ｆは、外部と処理容器Ｃｈとを連通させる主室１０５と、材料容器５００を予備加熱する予備加熱室１１０とを有する。ロードロック室１００ａ〜１００ｆには、３つの材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃが並行して投入される。材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃには、異なる種類の有機材料が収納される。
【００５７】
図７に示したように、主室１０５の天井面には、材料容器５００を外部からロードロック室内に搬入するために開閉可能なゲートバルブＧＶ１が材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃに一対一に対応して取り付けられている。主室１０５の底面には、材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃを主室１０５から蒸着源２０５に搬入するために開閉可能なゲートバルブＧＶ２が材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃに一対一に対応して取り付けられている。ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２は開閉機構の一例である。ロードロック室１００ａ〜１００ｆ及び蒸着源２０５は、３つに分かれていて、各部屋に設けられたゲートバルブＧＶ１，ＧＶ２の開閉により、中間室２００の気密を保持しながら、材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃを中間室２００（蒸着源２０５）に投入することができる。なお、ゲートバルブＧＶ１，ＧＶ２は、すべてが一体的に開閉してもよく、それぞれが別々に開閉してもよい。かかる構成により、メンテナンス時や材料補充時、成膜室４００を大気開放する必要がない。これにより、成膜室４００の内部を清浄な環境に保つことができる。
【００５８】
（２−１−２）中間室
図６に示したように、中間室２００には、各蒸着源２０５と連通するバッファ空間２２０が設けられている。蒸着源２０５にて気化された有機材料は、アルゴンガスＡｒを用いてバッファ空間２２０に一時的に蓄積される。その後、搬送路２１０を通って材料搬入口Ｉｎから混合室２１５に運ばれ、混合室２１５にて混合され、混合室２１５の下に開口された材料搬出口Ｏｕｔから輸送室３００に運ばれる。
【００５９】
本実施形態においても、混合室２１５を中心として放射線状に等間隔にロードロック室１００ａ〜１００ｆを配置することにより、互いの温度干渉を抑制し、成膜時の温度制御性を高めるとともにメンテナンス性を向上させることができる。これにより、有機膜の膜質を高めることができる。
【００６０】
また、材料容器５００ａ、５００ｂ、５００ｃにて気化された成膜材料が混合室２１５に搬入される複数の入口Ｉｎ及び出口Ｏｕｔは互いに対向しない位置に設けられる。これにより、材料の混合効率を高めることができる。
【００６１】
[２−２]６層有機ＥＬ素子構造
本実施形態に係る成膜装置１０を用いた有機膜の６層連続成膜の結果、図８に示したように、基板ＧのＩＴＯ上に順に、第１層のホール注入層、第２層のホール輸送層、第３層の青発光層、第４層の緑発光層、第５層の赤発光層、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。
【００６２】
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素子がガラス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。大型基板であっても、有機層の６層連続成膜処理が可能となり、量産体制に合致した構成となる。
【００６３】
また、かかる構成によれば、基板Ｇをフェイスアップ方式（基板Ｇの上面に成膜）にて処理することができる。これによれば、被処理体が大型基板であっても、フェイスダウン方式のように基板がたわんで搬送や成膜処理が困難になることなく、大型基板に向いた搬送及び成膜を実現でき、その点においても量産体制に合致した構成となる。
【００６４】
以上に説明したように、各実施形態に係る成膜装置１０によれば、処理容器Ｃｈを大気開放することなく、有機材料を成膜装置１０の内部に補充することができる。これにより、成膜室４００の内部を清浄な環境に保つことができる。また、材料補充時の処理容器Ｃｈ内の大気開放が不要であることは、装置内の温度低下を防止するため、安定した温度管理が可能となり、成膜時の気化材料の温度制御の向上によって良質な有機膜を成膜することができるとともに、有機材料の使用効率および装置の排気効率を向上させることができる。
【００６５】
また、混合室の位置の適正化により複数種類の有機材料を十分に混合することができ、これによっても有機膜の膜質を向上させることができる。さらに、複数のロードロック室及び蒸着源を設けることにより、有機膜の連続成膜が可能になる。
【００６６】
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。
【００６７】
たとえば、本発明に係る成膜装置では、ロードロック室及び蒸着源の個数は、３組又は６組に限られず、１組であってもよく、２以上の複数組であってもよい。
【００６８】
また、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。
【００６９】
また、本発明に係る成膜装置によって処理される被処理体は、基板であってもよくシリコンウエハであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０                成膜装置
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ  ロードロック室
１０５              主室
１１０              予備加熱室
２００              中間室
１１０ａ、２０５ａ            シースヒータ
２１０              搬送路
２１５              混合室
２２０              バッファ空間
３００              輸送室
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ  板状部材
３００ｅ            配管
４００              成膜室
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ  材料容器
６００              交流電源
７００              ピン機構
８００              ガス供給源
８１０              排気装置
９００              制御装置
Ｃｈ                処理容器
ＧＶ１、ＧＶ２      ゲートバルブ
【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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