(57)【要約】【課題】成膜速度を精度良く制御する。【解決手段】蒸着装置２０は、蒸着源ユニット１００、気化された成膜材料を輸送する輸送機構２００及び輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構４００有する。蒸着源ユニット１００は、蒸着源アセンブリＡｓ、ハウジングＨｕ及び水冷ジャケット１５０を有する。蒸着源アセンブリＡｓは、ガス供給機構１０５、ガス導入部１１５及び第１の材料気化室Ｕを一体形成する。アルゴンガスは、ガス供給機構１０５に形成された複数のガス流路１０５ｐから第１の材料気化室Ｕに導入される。ハウジングＨｕのヒータ１２０は、第１の材料気化室Ｕの成膜材料および複数のガス流路１０５ｐを流れるキャリアガスを加熱する。気化された成膜材料は、アルゴンガスにより運ばれる。水冷ジャケット１５０は、ハウジングＨｕの外周面から所定の距離を離して設けられ、蒸着源ユニット１００を冷却する。【選択図】図５Ａ
2008120610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットであって、
前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、
前記蒸着源アセンブリは、
成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と、
複数のガス流路を含み、前記第１の材料気化室にキャリアガスを供給するために前記複数のガス流路にキャリアガスを流すためのガス供給機構とを有し、
前記ハウジングは、
前記複数のガス流路を流れるキャリアガスおよび前記第１の材料気化室に収納された成膜材料を加熱する加熱機構を有する蒸着源ユニット。
【請求項２】
前記複数のガス流路は、
互いに平行した状態で長手方向に貫通している請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項３】
前記複数のガス流路は、
前記加熱機構から均等に加熱されるように配置される請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項４】
前記ガス供給機構は、筒状に形成され、
前記複数のガス流路は、
前記ガス供給機構の長手方向の中心軸に対して環状に配置される請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項５】
前記複数のガス流路は、
前記ガス供給機構の長手方向の中心軸から外周に向かって多段に配置される請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項６】
前記蒸着源アセンブリは、
前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構との間にて前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構とに一体的に設けられ、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを前記第１の材料気化室に導入する開口を有するガス導入部をさらに有する請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項７】
前記ガス導入部の開口は、
千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材またはポーラス部材のいずれかにより形成されている請求項６に記載された蒸着源ユニット。
【請求項８】
前記ガス導入部の開口は、
前記第１の材料気化室に設けられた材料投入口より所定の距離だけ離れて設けられる請求項６に記載された蒸着源ユニット。
【請求項９】
前記ガス導入部は、
前記複数のガス流路の出口と前記ガス導入部の開口との間にキャリアガスを一時的に蓄えるバッファ領域を有する請求項６に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１０】
前記加熱機構は、前記ハウジングの外周に設けられたヒータである請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１１】
前記ハウジングは、前記蒸着源アセンブリを着脱可能に収納する請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１２】
前記第１の材料気化室には、
千鳥配列された多孔、メッシュ状の開口または穴状の開口を有する蓋が着脱可能に設けられる請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１３】
前記ハウジングは、
前記第１の材料気化室にて気化された成膜材料を搬送する搬送路を有し、
前記蒸着源ユニットは、
外部に配置された輸送路を前記搬送路に連結することにより、前記搬送路から前記連結された輸送路に成膜材料を輸送させ、輸送させた成膜材料を吹き出し機構から吹き出させる請求項１に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１４】
前記蒸着源ユニットは、
前記搬送路内のいずれかの位置に設けられ、成膜材料をさらに気化させる第２の材料気化室を設ける請求項１３に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１５】
前記第２の材料気化室は、
千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材またはポーラス部材のいずれかにより形成されている請求項１４に記載された蒸着源ユニット。
【請求項１６】
成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備える蒸着装置であって、
前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、
前記蒸着源アセンブリは、
成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と、
複数のガス流路を含み、前記第１の材料気化室にキャリアガスを供給するために前記複数のガス流路にキャリアガスを流すためのガス供給機構とを有し、
前記ハウジングは、
前記複数のガス流路を流れるキャリアガスおよび前記材料収納室に収納された成膜材料を加熱する加熱機構を有する蒸着装置。
【請求項１７】
成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備える蒸着装置の使用方法であって、
前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、
前記蒸着源アセンブリに設けられた第１の材料気化室に収納された成膜材料を前記ハウジングに設けられた加熱機構により加熱することにより、前記第１の材料気化室に納められた成膜材料を気化させ、
前記蒸着源アセンブリに設けられたガス供給機構にて形成される複数のガス流路にキャリアガスを流しながら前記加熱機構により加熱し、
前記加熱されたキャリアガスを前記蒸着源アセンブリに設けられた千鳥配列された多孔、メッシュ状またはポーラス気孔間の開口から前記第１の材料気化室に導入する蒸着装置の使用方法。
【請求項１８】
真空中に配置され、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガス搬送する蒸着源ユニットの温度を調整する装置であって、
前記蒸着源ユニットは、
気化された成膜材料を搬送するためのキャリアガスを流す複数のガス流路を有し、
前記温度調整装置は、
前記蒸着源ユニットに取り付けられ、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを加熱する加熱機構と、
前記加熱機構から所定の距離を離して設けられ、前記蒸着源ユニットを冷却する冷却機構と、を備える蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項１９】
前記冷却機構は、
前記冷却機構に冷媒を通すことにより蒸着源ユニットを冷却する請求項１８に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２０】
前記冷却機構は、
前記加熱機構から一定の距離を離して設けられる請求項１８に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２１】
前記蒸着源ユニットは、
成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と前記複数のガス流路とを内蔵する蒸着源アセンブリと、
前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを有し、
前記加熱機構は、
前記ハウジングの外周近傍に取り付けられ、
前記冷却機構は、
前記ハウジングの外周面から所定の距離を離して設けられる請求項１８に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２２】
前記冷却機構は、
前記ハウジングに対向する面にて所望の表面粗さを有している請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２３】
前記ハウジングは、
前記冷却機構に対向する面にて所望の表面粗さを有している請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２４】
前記冷却機構は、
前記ハウジングに対向する面の表面が、熱を吸収しやすいように加工されている請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２５】
前記ハウジングは、
前記冷却機構に対向する面の表面が、熱を放射しやすいように加工されている請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２６】
前記蒸着源アセンブリは、
前記ハウジングに着脱可能に収納される請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２７】
前記ハウジングは、
前記第１の材料気化室にて気化された成膜材料を搬送する搬送路を有し、
外部に配置された輸送路を介して外部に配置された吹き出し機構に前記搬送路を連結することにより、前記搬送路を搬送した成膜材料を前記吹き出し機構から吹き出させる請求項２１に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２８】
前記蒸着源ユニットは、
前記搬送路と前記輸送路との連結側が狭くなったボトル状の首部を有している請求項２７に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項２９】
前記搬送路と前記輸送路との連結部分は、メタルシールにてシールされる請求項２７に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項３０】
前記冷却機構には、蒸着源ユニットから所定の距離を離して、蒸着源ユニットを覆うように設けられた冷却ジャケットが含まれる請求項１８に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項３１】
前記吹き出し機構は、複数並行に設けられ、
前記冷却機構には、前記蒸着源ユニットの近傍にて前記複数の吹き出し機構を仕切るように設けられた隔壁に冷媒を通す機構が含まれる請求項２７に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項３２】
前記加熱機構には、前記ハウジングの外周に巻きつけられたヒータが含まれる請求項１８に記載された蒸着源ユニットの温度調整装置。
【請求項３３】
成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備え、真空中に配置された蒸着装置であって、
前記蒸着ユニットにて気化された成膜材料を搬送するためのキャリアガスを流す複数のガス流路と、
前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを加熱する加熱機構と、
前記加熱機構から所定の距離を離して設けられ、前記蒸着ユニットを冷却する冷却機構とを備える蒸着装置。
【請求項３４】
前記蒸着装置は、
前記輸送路に複数の蒸着源ユニットを連結させ、連結された複数の蒸着源ユニットの少なくとも１つ以上の蒸着源ユニットに前記冷却機構を備える請求項３３に記載された蒸着装置。
【請求項３５】
成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備え、真空中に配置された蒸着装置の温度を調整する方法であって、
成膜材料を第１の材料気化室に収納し、収納した成膜材料を第１の材料気化室にて気化させ、
複数のガス流路を含んだガス供給機構にキャリアガスを流し、
前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構とを収納したハウジングの外周面から所定の距離を離して設けられた冷却機構により前記蒸着源ユニットを冷却し、
前記ハウジングに取り付けられた加熱機構により前記第１の材料気化室および前記ガス供給機構を加熱する蒸着装置の温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着法により被処理体に所望の膜を形成するための蒸着源ユニット、蒸着装置および蒸着装置の使用方法に関する。特に、本発明は、キャリアガスの加熱方法に関する。【０００２】
また、本発明は、蒸着法により被処理体に所望の膜を形成するための蒸着源ユニットの温度調整装置、蒸着源ユニットの温度調整方法、蒸着装置の温度調整方法に関する。特に、本発明は、冷却および加熱による蒸着源ユニットの温度制御およびその蒸着源ユニットを有する蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、有機化合物を用いて発光させる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を利用した有機ＥＬディスプレイが注目されている。有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子は、自発光し、反応速度が速く、消費電力が低い等の特徴を有しているため、バックライトを必要とせず、たとえば、携帯型機器の表示部等への応用が期待されている。【０００４】
このような有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に形成され、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をしている。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。【０００５】
このようにして自発光する有機ＥＬ素子の製造工程では、蒸着法により所望の膜を積層させることによって有機層が形成される。この際、有機材料の成膜速度（Ｄ／Ｒ：Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を精度良く制御することは、有機材料を完全にガス化させ、基板上に良質な膜を形成することにより有機ＥＬ素子の発光輝度を高めるために非常に重要である。このため、蒸着装置の温度を制御することにより成膜速度を制御する方法が従来から提案されている（たとえば、特開２００４−２２０８５２号公報を参照）。【０００６】
これによれば、材料収納容器に設置されたヒータを加熱することにより、材料収納容器を所望の温度に制御し、これにより、有機材料の気化速度を制御する。気化された有機材料は、効率よく基板に付着させるためにキャリアガスにより搬送される。このとき、キャリアガスと気化された成膜材料とに温度勾配があると、成膜速度を精度良く制御することができず、有機材料が完全にガス化しない可能性がある。この結果、基板上に形成される膜の特性が悪くなる。【０００７】
そこで、上記蒸着装置では、キャリアガスと気化された成膜材料とに温度勾配が生じないように制御するために、キャリアガス供給源から供給されたキャリアガスを材料収納容器まで輸送する配管にもヒータを設置し、ヒータの熱により配管内を流れるキャリアガスの温度を制御していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蒸着装置の内部が、真空状態に保持されている場合、蒸着装置内部の気体分子の数は非常に少ない。このため、ある気体分子が蒸着装置内の残存気体分子に衝突する確率は非常に低い。このような真空断熱状態では、伝熱効率が悪く、蒸着装置内の特定部分を所望の温度に制御するために加熱しても、その熱がその特定部分に伝わるまでには、相当の時間がかかる。よって、キャリアガスが配管内を流れ、材料収納容器に到達するまでに、キャリアガスの温度を気化された成膜材料とほぼ同じ温度にするためには、キャリアガスが通る配管の長さを相当程度長くしなければならず、これが、蒸着装置を大型化する要因となっていた。【０００９】
蒸着装置の大型化の問題は、キャリアガスの流量が多いとさらに深刻になる。すなわち、同径の配管をキャリアガスが流れる場合、キャリアガスの流量が多ければ多いほど、キャリアガスの流速は速くなり、ヒータによる加熱効率は低下する。よって、キャリアガスの流量が多い場合には、キャリアガスが通過する配管をさらに長くしなければならず、さらなる設置スペースと加熱設備が必要となる。一方、蒸着装置の大型化は、排気効率を悪化させ、製品の製造コストを高くするため好ましくない。【００１０】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、省スペース化を図り加熱効率および排気効率を向上させた蒸着源ユニット、蒸着装置および蒸着装置の使用方法を提供する。【００１１】
一方、蒸着装置の一部から熱が発せられると、放射熱や伝熱によって、成膜材料の気化速度を精度良く制御することが難しくなり、基板上に形成される膜の特性が悪くなる。したがって、特に、材料気化室近傍の温度制御を容易にするために、熱伝導や放射熱の伝達を回避する仕組みが必要である。【００１２】
その一つとしては、たとえば、加熱機器と冷却装置とを一体的に配置し、冷却装置に冷媒を流して加熱機器を直接冷却することにより、材料気化室の温度が加熱機器により高温になることを防いで、材料気化室を所望の温度に制御する方法が考えられる。しかしながら、通常、ヒータは、２００℃以上の高温に制御されている。このため、ヒータ等の加熱機器と一体的に冷却装置を設けると、冷媒が気化して冷却装置が損傷し、作動しなくなるおそれがある。よって、加熱機器と冷却装置とを一体的に配置することはできない。【００１３】
また、自然放射による冷却では、前述したように、真空中では伝熱効率が悪いため、蒸着装置の特定部分を所望の温度にまで冷却するまでには相当の時間を費やさなければならず、現実的でない。【００１４】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、加熱機器から所定の距離を離した位置に冷却機構を備えることにより良好な温度制御を可能とする蒸着源ユニットの温度調整装置、蒸着源ユニットの温度調整方法、蒸着装置および蒸着装置の温度調整方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットであって、前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、前記蒸着源アセンブリは、成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と、複数のガス流路を含み、前記第１の材料気化室にキャリアガスを供給するために前記複数のガス流路にキャリアガスを流すためのガス供給機構とを有し、前記ハウジングは、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスおよび前記第１の材料気化室に収納された成膜材料を加熱する加熱機構を有する蒸着源ユニットが提供される。【００１６】
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）も含む。【００１７】
これによれば、成膜材料を収納する第１の材料気化室と複数のガス流路からキャリアガスを供給するガス供給機構とを有する蒸着源アセンブリは、ハウジングに収納される。また、ハウジングに設けられた加熱機構により、複数のガス流路を流れるキャリアガスおよび前記第１の材料気化室に収納された成膜材料は加熱される。【００１８】
このようにして、ガス供給機構は、蒸着源ユニット内にコンパクトに収納される。これにより、複数のガス流路を通るキャリアガスの流速は、狭い空間を流れる間に低下する。この結果、蒸着源ユニットの内部にて複数のガス流路を通過中のキャリアガスを加熱機構により充分に加熱することができる。このようにして、キャリアガスが第１の材料気化室に到達するまでにキャリアガスの温度と成膜材料の気化温度とに温度勾配が生じていない状態にすることができる。これにより、成膜速度を精度良く制御することができるとともに、成膜材料を完全にガス化することができる。この結果、被処理体上に所望の特性を有する膜を形成することができる。【００１９】
また、かかる構成によれば、長い配管および長い配管を加熱する設備が不要になる。この結果、蒸着装置の小型化を図ることができる。これにより、排気効率を向上させ、かつ製品の製造コストを下げることができる。【００２０】
蒸着源ユニットに収納されたガス供給機構の複数のガス流路は、いろいろな構造を有することができる。たとえば、複数のガス流路は、互いに平行した状態で長手方向に貫通していてもよい。【００２１】
これによれば、互いに平行した状態で長手方向に貫通した複数のガス流路にキャリアガスを流すことにより、各ガス流路を流れるキャリアガスのコンダクタンスを同程度にし、各ガス流路を流れるキャリアガスの流速をほぼ等しくすることができる。この結果、蒸着源ユニットの内部にて各ガス流路を流れるキャリアガスを均等に加熱することができ、これにより、第１の材料気化室に導入されるキャリアガスと気化された成膜材料との間に温度勾配が生じていない状態にすることができる。この結果、成膜材料を完全にガス化し、成膜速度を精度良く制御することができる。【００２２】
また、複数のガス流路は、加熱機構から均等に加熱されるように配置されていてもよい。これによれば、複数のガス流路を流れるキャリアガスは、均等にムラなく加熱される。これにより、キャリアガスと気化された成膜材料とをムラなくほぼ同程度の温度にすることができる。この結果、成膜速度を精度良く制御し、成膜材料を完全にガス化することができる。【００２３】
前記複数のガス流路は、前記ガス供給機構の長手方向の中心軸から外周に向かって多段に配置されていてもよい。また、前記ガス供給機構は、筒状に形成され、前記複数のガス流路は、前記ガス供給機構の長手方向の中心軸に対して環状に配置されていてもよい。さらに、複数のガス流路は、前記ガス供給機構の長手方向の中心軸に対して環状に多段に配置されていてもよい。また、前記複数のガス流路は、前記ガス供給機構の筒状の中心軸から点対称または放射状に配置されていてもよい。【００２４】
このように複数のガス流路を配置することにより、ガス供給機構をユニット内にコンパクトに収納することができ、複数のガス流路を流れるキャリアガスの加熱効率を上げることができる。これにより、キャリアガスと気化された成膜材料をほぼ同一の温度にすることができる。この結果、成膜速度を精度良く制御することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。【００２５】
前記蒸着源アセンブリは、前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構との間にて前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構とに一体的に設けられ、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを前記第１の材料気化室に導入する開口を有するガス導入部をさらに有していてもよい。【００２６】
これによれば、キャリアガスは複数のガス流路を経てガス導入部の開口から第１の材料気化室に導入される。たとえば、前記ガス導入部の開口を、千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材またはポーラス部材のいずれかにより形成することにより、その流速を抑えながらキャリアガスを千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材の開口またはポーラス部材の気孔間の隙間全体から万遍なく第１の材料気化室に導入することができる。これにより、キャリアガスが勢いよく吹き込まれるために第１の材料気化室に収納された成膜材料に生じる片減りをなくすことができる（図７Ａ及び図７Ｂを参照）。【００２７】
成膜材料の片減りは、材料収納容器の壁面と成膜材料との接触状態を変化させ、成膜材料の気化速度を変化させるため、成膜速度を変動させる要因となり、成膜材料の不完全なガス化を誘因する。このようにして、完全にガス化されなかった成膜材料により成膜すると、形成された薄膜の膜質が悪く、有機ＥＬ素子の発光輝度が悪くなるおそれがある。【００２８】
しかしながら、かかる構成によれば、成膜材料の片減りをなくして、成膜速度を精度良く制御することにより、成膜材料を完全に気化させることができ、この結果、被処理体に良質な薄膜を形成することができる。【００２９】
前記ガス導入部の開口は、前記第１の材料気化室に設けられた材料投入口より所定の距離だけ離れて設けられていてもよい。また、前記ガス導入部の開口は、千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材またはポーラス部材のいずれかにより形成されていてもよい。【００３０】
これによれば、キャリアガスは、第１の材料気化室に収納された成膜材料から所定の距離だけ離れた位置から第１の材料気化室に送り込まれる。また、キャリアガスは、千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材の開口部分あるいはポーラス内に設けられた気孔間の隙間を通過するときにその速度を減速させてから、第１の材料気化室に送り込まれる。これにより、送り込まれるキャリアガスの流れによって成膜材料に片減りが生じたり、成膜材料が巻き上げられる現象を回避することができる。この結果、成膜速度を精度良く制御することができるのみならず、材料の巻き上げによる材料効率の低下および装置のメンテナンスサイクルの短縮を回避することができる。この結果、製造コストを抑えるとともに製造時のスループットを向上させることができる。【００３１】
前記ガス導入部は、前記複数のガス流路の出口と前記ガス導入部の開口との間にキャリアガスを一時的に蓄えるバッファ領域を有していてもよい。これによれば、キャリアガスが複数のガス流路を経てバッファ領域にて一時的に滞留する間に、キャリアガスの流速を低速および平均化することができる。これにより、成膜材料の片減りや巻き上げを防止して、被処理体に良質な膜を形成することができる。【００３２】
前記加熱機構は、前記ハウジングの外周に設けられたヒータであってもよい。これによれば、ハウジングの外周に設けられたヒータにより、ハウジングの内部に収納された蒸着源アセンブリを効果的に加熱することができる。これにより、加熱効率を向上させて、装置全体を小型化することができる。この結果、成膜速度を精度良く制御することにより被処理体に良質な膜を形成することができるとともに、排気効率を向上させることにより、スループットの向上および製造コストの低下を図ることができる。【００３３】
前記ハウジングは、前記蒸着源アセンブリを着脱可能に収納してもよい。これによれば、材料収納容器が蒸着装置に固定されておらず、着脱可能なので容易に材料を補充することができる。【００３４】
前記第１の材料気化室には、千鳥配列された多孔、メッシュ状の開口または穴状の開口を有する蓋が着脱可能に設けられていてもよい。これによれば、気化された成膜材料は、千鳥配列された多孔、メッシュ状の開口または穴状の開口から容器の外へ飛来することができるとともに、第１の材料気化室に送り込まれたキャリアガスの流れによって容器内の成膜材料が巻き上げられることを防止することができる。【００３５】
前記ハウジングは、前記第１の材料気化室にて気化された成膜材料を搬送する搬送路を有し、前記蒸着源ユニットは、外部に配置された輸送路を前記搬送路に連結することにより、前記搬送路から前記連結された輸送路に成膜材料を輸送させ、輸送させた成膜材料を吹き出し機構から吹き出させるようにしてもよい。【００３６】
これによれば、第１の材料気化室にて気化された成膜材料は、キャリアガスにより搬送路を効率よく運搬され、輸送路を介して吹き出し機構まで到達し、吹き出し機構から吹き出される。これにより、成膜速度を精度良く制御した状態にて、気化された成膜材料を被処理体に付着させることができる。この結果、被処理体に良質な膜を成膜することができる。【００３７】
前記蒸着源ユニットは、前記搬送路内のいずれかの位置に設けられ、成膜材料をさらに気化させる第２の材料気化室を設けてもよい。第２の材料気化室が設けられている位置は、第１の材料気化室が設けられている位置より輸送路に近い。輸送路は通常４５０℃程度に制御されているから、通常、第２の材料気化室の温度は、第１の材料気化室Ｕの温度より高い。よって、搬送路を通過する成膜材料は、第２の材料気化室によりさらに気化される。これにより、完全にガス化していない状態にてキャリアガスにより搬送されている成膜材料を完全に気化させることができる。この結果、より良質な膜を被処理体に形成することができるとともに材料の使用効率を上げることができる。【００３８】
前記第２の材料気化室は、千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材またはポーラス部材のいずれかにより形成されていてもよい。これによれば、第２の材料気化室の千鳥配列された多孔部材、メッシュ状の部材の開口部分を通過する際、またはポーラス内に設けられた気孔間の隙間を通過する際、完全にガス化していない成膜材料を充分に気化させることができる。【００３９】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備える蒸着装置であって、前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、前記蒸着源アセンブリは、成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と、複数のガス流路を含み、前記第１の材料気化室にキャリアガスを供給するために前記複数のガス流路にキャリアガスを流すためのガス供給機構とを有し、前記ハウジングは、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスおよび前記材料収納室に収納された成膜材料を加熱する加熱機構を有する蒸着装置が提供される。【００４０】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備える蒸着装置の使用方法であって、前記蒸着源ユニットは、蒸着源アセンブリと前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを備え、前記蒸着源アセンブリに設けられた第１の材料気化室に収納された成膜材料を前記ハウジングに設けられた加熱機構により加熱することにより、前記第１の材料気化室に納められた成膜材料を気化させ、前記蒸着源アセンブリに設けられたガス供給機構にて形成される複数のガス流路にキャリアガスを流しながら前記加熱機構により加熱し、前記加熱されたキャリアガスを加熱し、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを前記蒸着源アセンブリに設けられた千鳥配列された多孔、メッシュ状またはポーラス気孔間の開口から前記第１の材料気化室に導入する蒸着装置の使用方法が提供される。【００４１】
これによれば、蒸着源ユニット内にコンパクトに収納されたガス供給機構により、蒸着源ユニットの内部にてキャリアガスを効率的に加熱することができる。これにより、第１の材料気化室に到達したキャリアガスと成膜材料の気化温度との間に温度勾配が生じていない状態に制御することができる。これにより、成膜速度を一定に保持することができる。この結果、成膜材料を完全にガス化することができ、これにより、良質な膜を形成することができる。また、かかる構成によれば、蒸着源ユニットを小型化することができるため、排気効率を向上させ、製造コストを下げることができるとともに不要な設備投資を削減することができる。【００４２】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、真空中に配置され、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットの温度を調整する装置であって、前記蒸着源ユニットは、気化された成膜材料を搬送するためのキャリアガスを流す複数のガス流路を有し、前記温度調整装置は、前記蒸着源ユニットに取り付けられ、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを加熱する加熱機構と、前記加熱機構から所定の距離を離して設けられ、前記蒸着源ユニットを冷却する冷却機構と、を備える蒸着源ユニットの温度調整装置が提供される。【００４３】
また、前記冷却機構には、蒸着源ユニットから所定の距離を離して、蒸着源ユニットを覆うように設けられた冷却ジャケットが含まれていてもよい。また、前記冷却機構には、前記蒸着源ユニットの近傍にて複数の吹き出し機構を仕切るように設けられた隔壁に冷媒を通す機構が含まれていてもよい。また、前記加熱機構には、前記ハウジングの外周に巻きつけられたヒータが含まれていてもよい。【００４４】
これによれば、温度調整装置に設けられた加熱機構および加熱機構から所定の距離を離して設けられた冷却機構により、複数のガス流路が内蔵された蒸着源ユニットは、所望の温度に応答性良く調整される。すなわち、温度調整装置は、蒸着源ユニットを目標となる温度より少し低い温度に予め冷却した上で、複数のガス流路に供給されるキャリアガスを加熱機構により所望の温度にまで加熱する。【００４５】
このようにして、冷却機構を加熱機構から所定の距離だけ離して設けることにより、伝熱効率の悪い真空中にあっても、温度制御の対象となる特定部分を予め目標温度より少し低い温度にまで冷却しておくことによって、加熱機構による加熱により特定部分を迅速に目標温度にまで制御することができる。また、加熱機構にて発生した熱を冷却機構により吸収することによって、ターゲットとなる特定部分以外の部分に熱が伝わることを回避することができる。これにより、真空中であっても、キャリアガスの温度を材料収納容器にて気化される成膜材料の温度と同程度になるまで迅速かつ精度良く制御することによって被処理体上に良質な膜を形成することができる。【００４６】
前記冷却機構は、前記冷却機構に冷媒を通すことにより蒸着源ユニットを冷却するようにしてもよい。冷媒としては水冷を用いるのが製造コストの面から好ましい。【００４７】
前記冷却機構は、前記加熱機構から一定の距離だけ離して設けられていてもよい。これによれば、加熱機構から冷却機構まで距離が同じであるため、加熱機構は、冷却機構により均等に冷却される。これにより、加熱機構にて発せられた熱が、材料収納容器近傍に伝わることを効果的に回避することができる。これにより、材料収納容器近傍の温度をより正確に制御することができる。【００４８】
このとき、蒸着源ユニットは、成膜材料を収納し、収納した成膜材料を気化させる第１の材料気化室と前記複数のガス流路とを内蔵する蒸着源アセンブリと、前記蒸着源アセンブリを収納するハウジングとを有し、前記加熱機構は、前記ハウジングの外周近傍に取り付けられ、前記冷却機構は、前記ハウジングの外周面から所定の距離を離して設けられていてもよい。【００４９】
これによれば、蒸着源アセンブリとハウジングとを一体化させたユニットとして蒸着源がコンパクトに設計されるので、キャリアガスの加熱効率を上げることができるとともに装置全体を小型化することができる。この結果、排気効率を向上させることにより、スループットの向上および製造コストの低下を図ることができる。【００５０】
前記冷却機構は、前記ハウジングに対向する面にて所望の表面粗さを有していてもよい。また、前記ハウジングは、前記冷却機構に対向する面にて所望の表面粗さを有していてもよい。【００５１】
これによれば、冷却機構やハウジングの互いに対向する面の表面を粗く加工することにより、その表面積を大きくすることができる。これにより、ハウジング側では、加熱機構にて発生した熱を効果的に外部に発散することができ、冷却機構側では、ハウジング側（加熱機構）にて発生した熱を効果的に内部に吸収することができる。【００５２】
前記冷却機構は、前記ハウジングに対向する面の表面が、熱（赤外光など）を吸収しやすいように加工されていてもよい。また、前記ハウジングは、前記冷却機構に対向する面の表面が、熱を放射しやすいように加工されていてもよい。【００５３】
これによれば、ハウジング側では外部からの熱を放射し、冷却機構側では外部からの熱を吸収する。この結果、ハウジングでは熱の放射率を高く、冷却機構では熱の吸収率を高くすることによって、伝熱効率の悪い真空中であっても冷却機構によりハウジング側をより効率的に冷却し、蒸着源ユニットの内部が過度に高温になることを防ぐことができる。なお、冷却機構のハウジングに対向する面の表面およびハウジングの冷却機構に対向する面の表面は、たとえば、放射率および吸収率を上げるために、サンドブラストなどの表面処理が施されていてもよい。【００５４】
前記蒸着源アセンブリは、前記ハウジングに着脱可能に収納されていてもよい。これによれば、材料収納容器が蒸着装置に固定されておらず、着脱可能なので容易に材料を補充することができる。また、材料補充などのメンテナンス時において、従来は、蒸着源が自然に冷えるまでほぼ一日作業を中断せざるを得なかったのに対し、かかる構成によれば、冷却機構にて蒸着源ユニットを強制的に冷却することにより、メンテナンスに費やす作業時間を短縮することができる。【００５５】
前記ハウジングは、前記第１の材料気化室にて気化された成膜材料を搬送する搬送路を有し、前記搬送路を外部に配置された輸送路を介して外部に配置された吹き出し機構に連結することにより、前記搬送路を搬送した成膜材料を前記吹き出し機構から吹き出させるようにしてもよい。【００５６】
気化成膜分子がキャリアガスとともに輸送路を飛来する際、気化成膜分子が輸送路に付着することなく、より多くの気化成膜分子を被処理体上に付着させるためには、輸送路の温度を材料収納容器近傍の温度より高くする必要がある。なぜなら、輸送路の温度が高ければ高いほど、付着係数は小さくなり、気化成膜分子は輸送路に付着しにくくなるからである。このため、輸送路の温度は、たとえば、４５０℃程度に制御される。【００５７】
このようにして、輸送路を高温にすると、輸送路近傍から熱が発せられ、その熱が熱伝導や放射により材料収納容器近傍に伝わり、材料収納容器近傍の温度制御が困難になる。このため、材料収納容器近傍の温度制御を容易にするためには、熱伝導や放射による熱の伝達を回避する方法が必要である。【００５８】
しかしながら、かかる構成によれば、輸送路から所定の距離だけ離して冷却機構が設けられることにより放射熱や伝熱を吸収する。これにより、輸送路にて発生した熱の影響を受けずに、気化された成膜材料を輸送路に付着させることなく、吹き出し機構まで効率よく運搬することができる。この結果、輸送路を介して吹き出し機構まで到達し、吹き出し機構から吹き出された気化成膜分子により、被処理体に良質な膜を形成することができる。【００５９】
前記蒸着源ユニットは、前記搬送路と前記輸送路との連結側が狭くなったボトル状の首部を有していてもよい。【００６０】
ボトル状に形成された蒸着源ユニットの先の部分（前記搬送路と前記輸送路との連結側、首部）は断面積が小さく、断面積が大きい蒸着源ユニットの胴体部分（頭部）は部分に比べて熱抵抗は大きくなる。よって、かかる構成によれば、蒸着源ユニットの首部の熱抵抗を蒸着源ユニットの頭部の熱抵抗より大きくすることができる。すなわち、蒸着源ユニットの首部を経由して、輸送機構側から蒸着源ユニットの頭部へ熱が伝わる効率を低くすることができる。これにより、蒸着源ユニットの頭部の第１の材料気化室Ｕが必要以上に高温になること防止することができる。【００６１】
前記搬送路と前記輸送路との連結部分は、メタルシールにてシールされていてもよい。これによれば、輸送路が高温に制御されていても熱耐性の強いメタルシールにより搬送路と輸送路の連結部分を確実にシールすることができる。【００６２】
また、搬送路と輸送路との連結部分は、メタルシールにて接触し、他の物質は非接触になるように構成されていてもよい。これによれば、非接触部分は真空空間であるため、真空断熱により輸送路側から蒸着源ユニット側への熱の伝導率を低くすることができる。この結果、輸送路側と蒸着源ユニット側との間に温度勾配をつけ、着源ユニット内部が過度に高温になることを防止することができる。【００６３】
前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、真空中に配置され、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットの温度を調整する方法であって、前記蒸着源ユニットに設けられた複数のガス流路に、気化された成膜材料を搬送するためのキャリアガスを流し、前記蒸着源ユニットに取り付けられ、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを加熱機構により加熱し、前記加熱機構から所定の距離を離して設けられ、前記蒸着源ユニットを冷却機構により冷却する蒸着源ユニットの温度調整方法が提供される。【００６４】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備え、真空中に配置された蒸着装置であって、前記蒸着ユニットにて気化された成膜材料を搬送するためのキャリアガスを流す複数のガス流路と、前記複数のガス流路を流れるキャリアガスを加熱する加熱機構と、前記加熱機構から所定の距離を離して設けられ、前記蒸着ユニットを冷却する冷却機構とを備える蒸着装置が提供される。【００６５】
このとき、前記蒸着装置は、前記輸送路に複数の蒸着源ユニットを連結させ、連結された複数の蒸着源ユニットの少なくとも１つ以上の蒸着源ユニットに前記冷却機構を備えていてもよい。【００６６】
これによれば、冷却機構は、輸送路からの熱伝導および放射熱だけでなく、隣接する蒸着源ユニットからの放射熱により、蒸着源ユニット内部が過度に加熱されることを防止することができる。輸送路に連結された蒸着源ユニットが３つ以上の場合には、すべての蒸着源ユニットに冷却機構を備えるほうがよいが、すべてに備えることができない場合には、各蒸着源ユニットからの放射熱の影響を最も受けやすい中央の蒸着源ユニットや、最も制御温度の低い蒸着源ユニットから優先的に冷却機構を備えることが好ましい。【００６７】
前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、成膜材料を気化し、気化された成膜材料をキャリアガスにて搬送する蒸着源ユニットと、前記蒸着源ユニットに連結され、前記蒸着源ユニットにて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路に連結され、前記輸送路を輸送された成膜材料を吹き出す吹き出し機構と備え、内部が所望の真空状態に保持された蒸着装置の温度を調整する方法であって、成膜材料を第１の材料気化室に収納し、収納した成膜材料を第１の材料気化室にて気化させ、複数のガス流路を含んだガス供給機構にキャリアガスを流し、前記第１の材料気化室と前記ガス供給機構とを収納したハウジングの外周面から所定の距離を離して設けられた冷却機構により前記蒸着源ユニットを冷却し、前記ハウジングに取り付けられた加熱機構により前記第１の材料気化室および前記ガス供給機構を加熱する蒸着装置の温度調整方法が提供される。【００６８】
これによれば、冷却機構により蒸着源ユニットを冷却した上で、キャリアガスを所望の温度にまで加熱することができる。これにより、伝熱効率の悪い真空中にあっても、蒸着装置の各部の温度制御を迅速かつ精度良く制御することができる。
【発明の効果】
【００６９】
以上説明したように、本発明によれば、加熱機器から所定の距離だけ離して配置した冷却機構により蒸着源ユニットを所望の温度にまで冷却した上で、キャリアガスの温度を気化された成膜材料の温度と同程度にまで加熱することにより、真空中においても成膜速度を精度良く制御することができ、これにより、被処理体に良質な膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態および各変形例にかかるクラスタ型の基板処理装置の概略構成図である。
【図２】同実施形態および各変形例にかかる蒸着装置を模式的に示した図である。
【図３】同実施形態および各変形例にかかる蒸着装置により形成される有機ＥＬ素子の各層を説明するための図である。
【図４Ａ】同実施形態にかかる蒸着装置の縦断面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図５Ａ】同実施形態にかかる水冷ジャケットを含んだ蒸着源ユニットの断面図である。
【図５Ｂ】同実施形態にかかる水冷ジャケットを用いた冷却効果のシミュレーション結果を示した表である。
【図６Ａ】同実施形態および各変形例にかかるガス供給機構のガス流路の断面図である。
【図６Ｂ】同実施形態および各変形例にかかるガス導入板の断面図である。
【図７Ａ】同実施形態および各変形例にかかるガス導入板の作用を説明するための図である。
【図７Ｂ】同実施形態および各変形例にかかるガス導入板の作用を説明するための図である。
【図８】同実施形態にかかるガス供給機構のガス流路の長さとガスの温度との関係を示したグラフである。
【図９】変形例１および変形例２にかかる蒸着源ユニットの断面図である。
【図１０】同実施形態にかかる蒸着源ユニットが受ける熱量を説明するための図である。
【図１１】同実施形態にかかる蒸着源ユニットが受けた熱量に対する温度上昇を示したグラフである。
【図１２】同実施形態にかかる蒸着源ユニットに水冷ジャケットを設けた場合の効果を示した図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０                基板処理装置
２０                蒸着装置
１００              蒸着源ユニット
１０５              ガス供給機構
１０５ｐ            ガス流路
１１０              材料収納容器
１１５              搬送路
１２０              ヒータ
１２５              ガス導入部
１２５ａ            板状部材
１２５ｂ            ガス導入板
１３０              ガス供給口
１３５，１４０      フランジ
１６０              第２の材料気化室
１６５              蓋
１７０              メタルシール
２００              輸送機構
２０５              輸送路
３００              バルブ
４００              吹き出し機構
５００              隔壁
６００              蒸着機構
Ｈｕ                ハウジング
Ａｓ                蒸着源アセンブリ
Ｕ                  第１の材料気化室
Ｂ                  バッファ領域
【発明を実施するための形態】
【００７２】
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。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは、（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは、（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【００７３】
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０について、その概略構成を示した図１を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、基板処理装置１０を用いて有機発光ダイオードを製造する工程について説明する。
【００７４】
（有機発光ダイオードの製造工程）
本実施形態にかかる基板処理装置１０は、複数の処理容器を有するクラスタ型の製造装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）、前処理室ＣＭおよび４つのプロセスモジュールＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍｏｄｕｌｅ）１〜ＰＭ４から構成されている。
【００７５】
ロードロック室ＬＬＭは、大気系から搬送されたガラス基板（以下「基板」という）Ｇを、減圧状態にある搬送室ＴＭに搬送するために内部を減圧状態に保持した真空搬送室である。なお、大気系からロードロック室ＬＬＭに搬入される基板Ｇ上には、予め陽極としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が形成されている。
【００７６】
搬送室ＴＭには、その内部に屈伸および旋回可能な多関節状の搬送アームＡｒｍが配設されている。基板Ｇは、最初に、搬送アームＡｒｍを用いてロードロック室ＬＬＭから前処理室ＣＭに搬送され、つぎに、プロセスモジュールＰＭ１に搬送され、さらに、他のプロセスモジュールＰＭ２〜ＰＭ４に搬送される。前処理室ＣＭでは、基板Ｇに形成された陽極としてのＩＴＯの表面に付着した汚染物（主に有機物）を除去する。
【００７７】
４つのプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４では、有機発光ダイオードを製造するために各工程が実行される。まず、最初に、プロセスモジュールＰＭ１にて、蒸着により基板のＩＴＯ上に６層の有機層が連続的に成膜される。つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４に搬送され、スパッタリングにより基板Ｇの有機層上にメタル電極（陰極層）が形成される。さらに、プロセスモジュールＰＭ２に搬送され、不要な部分をエッチングにより除去した後、プロセスモジュールＰＭ３に搬送され、ＣＶＤにより有機層を封止する封止膜が形成される。
【００７８】
（有機層の連続成膜）
つぎに、プロセスモジュールＰＭ１にて６層の有機層が連続的に成膜される処理について、蒸着装置の斜視図を模式的に示した図２を参照しながら説明する。蒸着装置２０は、矩形状の処理容器Ｃｈを有している。蒸着装置２０は、処理容器Ｃｈの内部に６×各３個の蒸着源ユニット１００ａ〜１００ｆ、６×各１個の輸送機構２００、６×各３個のバルブ３００、６×各１個の吹き出し機構４００ａ〜４００ｆ、７つの隔壁５００を有している。処理容器Ｃｈの内部は、図示しない排気装置により所望の真空度に保持されている。なお、隔壁５００にて仕切られた３個の蒸着源ユニット１００、輸送機構２００、３個のバルブ３００および吹き出し機構４００を、以下、蒸着機構６００ともいう。
【００７９】
６つ×各３個の蒸着源ユニット１００は、各蒸着源ユニット１００をカバーする水冷ジャケット１５０を有している。６つ×各３個の蒸着源ユニット１００および水冷ジャケット１５０は、外形がすべて同一の筒状であって、同一の内部構造を有する蒸着源であり、蒸着源ユニット１００の内部には異なる種類の成膜材料がそれぞれ納められている。６つ×各１個の輸送機構２００は、外形がすべて同一の矩形状であって、長手方向（ｚ方向）の一端にて蒸着装置２０の底壁に固定され、他端にて吹き出し機構４００を支持した状態で互いに平行して等間隔に配置されている。各輸送機構２００は、一の側壁にて各３個の蒸着源ユニット１００が等間隔に平行して配置されるように各３個の蒸着源ユニット１００に連結され、各蒸着源ユニット１００が装着された側壁と対向する側壁であって各蒸着源ユニットに対向する位置にて等間隔に配置された各３個のバルブ３００に連結されているこのようにして、各３個の蒸着源ユニット１００および水冷ジャケット１５０は、等間隔に平行して配置される。また、各輸送機構２００には、各蒸着源ユニット１００が装着された位置に対向した位置に各３個のバルブ３００が連結されている。
【００８０】
６つの輸送機構２００にそれぞれ支持された６つの吹き出し機構４００は、その内部が一部中空の矩形形状をした同一構造を有し、互いに平行して等間隔に配置されている。かかる構成により、各蒸着源ユニット１００にて気化された成膜分子は、各輸送機構２００を通って各吹き出し機構４００の上部中央に設けられた開口Ｓｌからそれぞれ吹き出されるようになっている。
【００８１】
隔壁５００は、蒸着機構６００同士をそれぞれ仕切るように、等間隔に７枚平行して設けられていて、各吹き出し機構４００の上部開口Ｓｌから吹き出される成膜分子が隣の吹き出し機構４００から吹き出される成膜分子に混入することを防止するようになっている。隔壁５００の内部に水を通すことにより(図示せず)、蒸着源ユニット１００は冷却されるようになっている。図示しない摺動機構は、基板Ｇを静電吸着しながら、各吹き出し機構４００のわずか上空にて基板Ｇを平行移動させるようになっている。
【００８２】
かかる構成の蒸着装置２０を用いて６層連続成膜処理を実行した結果を図３に示す。これによれば、まず、基板Ｇが、１番目の吹き出し機構４００ａの上方をある速度で進行する際、１番目の吹き出し機構４００ａから吹き出された成膜材料が基板Ｇに付着することにより、基板Ｇに第１層のホール輸送層が形成される。つぎに、基板Ｇが２番目の吹き出し機構４００ｂの上方を移動する際、２番目の吹き出し機構４００ｂから吹き出された成膜材料が基板Ｇに付着することにより、基板Ｇに第２層の非発光層（電子ブロック層）が形成される。同様にして、基板Ｇが３番目の吹き出し機構４００ｃから６番目の吹き出し機構４００ｆまで、その上方を順に移動する際、各吹き出し機構から吹き出された成膜材料により、基板Ｇに第３層の青発光層、第４層の赤発光層、第５層の緑発光層、第６層の電子輸送層が形成される。このようにして、蒸着装置２０では、同一処理容器内で６層の有機膜を連続的に形成することにより、スループットを向上させ、製品の生産性を上げることができる。また、従来のように、異なる有機膜毎に別々のチャンバ（処理室）を複数設ける必要がないので、設備が大型化せず、設備コストを低減することができる。
【００８３】
（輸送経路）
つぎに、各蒸着源ユニット１００にて気化された成膜材料が吹き出し機構４００の開口Ｓｌから吹き出されるまでの輸送経路について説明する。前述したように、６つの蒸着機構６００はすべて同一構造を有しているので、図２のＡ−Ａ面にて蒸着装置２０を縦方向に切断した図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら第５層を形成するための蒸着機構６００について説明し、他の蒸着機構６００についての説明は省略する。
【００８４】
図４Ａに示したように、蒸着源ユニット１００ｅ１〜１００ｅ３は、同一の内部構造を有している。蒸着源ユニット１００ｅの端部は、図示しないアルゴンガス供給源に接続されていて、アルゴンガス供給源から出力されたアルゴンガスが蒸着源ユニット１００ｅの内部に供給されるようになっている。蒸着源ユニット１００ｅは、水冷ジャケット１５０により予め冷却された状態にて、アルゴンガスをガス供給機構１０５に流しながら加熱し、所望の温度にまで上昇したアルゴンガスを第１の材料気化室Ｕに送り込む。第１の材料気化室Ｕでは、有機成膜材料が材料収納容器１１０に収納されていて、材料収納容器１１０を加熱することにより、有機成膜材料を気化する。
【００８５】
気化された有機成膜材料は、第１の材料気化室Ｕに導入されたアルゴンガスをキャリアガスとして、拡散現象により輸送機構２００に向かって搬送路１１５を飛来する。図４ＡのＢ−Ｂ面にて蒸着機構６００を横方向に切断した図４Ｂに示したように、搬送路１１５を通過した有機分子およびキャリアガスは、輸送機構２００の内部に設けられた輸送路の迂回路２０５ａからバルブ３００を経由して輸送路の本路２０５ｂに進み、図４Ａに示したように、吹き出し機構４００に向けて搬送される。
【００８６】
バルブ３００には、バルブ３００を開閉するためのレバー３０５が取り付けられていて、レバー３０５によりバルブ３００が閉まると、成膜材料およびキャリアガスは、バルブ３００にて堰き止められ、それ以上運ばれない。レバー３０５によりバルブ３００が開くと、成膜材料およびキャリアガスは、バルブ３００を通過して輸送路の本路２０５ｂに運ばれる。このようにして、蒸着源ユニット１００ｅ１〜１００ｅ３にて気化された有機分子のうち、膜の形成に必要な有機分子のみが、輸送路の本路２０５ｂを通過し、通過する間に混ざり合いながら吹き出し機構４００まで運ばれる。
【００８７】
吹き出し機構４００は、その上部に吹き出し部４０５を有し、その下部に分岐部４１０を有している。吹き出し部４０５は、その内部が中空の空間Ｓを有し、上面中央に図２にて示した開口Ｓｌを有している。キャリアガスにより吹き出し機構４００まで運ばれた有機分子は、分岐路４１０を通過するキャリアガスおよび有機分子のコンダクタンスを同一にするために、分岐元から分岐先までが等距離になるように段階的に４つに分岐された分岐路４１０のいずれかを通過し、吹き出し部４０５の空間Ｓと連通する開口Ｓｌから基板Ｇに向けて吹き出されるようになっている。
【００８８】
（蒸着源ユニットの内部構成）
つぎに、以上に説明した本実施形態にかかる蒸着装置２０に設けられた蒸着源ユニット１００の内部構成について、図５Ａに示した蒸着源ユニット１００の断面図を参照しながら説明する。
【００８９】
蒸着源ユニット１００は、蒸着源アセンブリＡｓと蒸着源アセンブリＡｓを収納するハウジングＨｕとハウジングＨｕを覆うカバーＦｘとを有している。蒸着源アセンブリＡｓ、ハウジングＨｕおよびカバーＦｘは、たとえば、ステンレスから形成されている。ハウジングＨｕは、長径の環状部分（蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１）および短径の環状部分（蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２）からなる段差のあるボトル構造をしている。長径の環状部分（蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１）に設けられた中空部分は、短径の環状部分（蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２）の中空部分と連通している。ハウジングＨｕは、内部にて蒸着源アセンブリＡｓを着脱可能に装着し、ハウジングＨｕ内部にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送することができる。
【００９０】
ハウジングＨｕには、ハウジングＨｕの外周面全体に渡って螺旋状にヒータ１２０が埋め込まれている。ヒータ１２０は、キャリアガスおよび成膜材料を加熱する加熱機構の一例である。カバーＦｘは、ヒータ１２０を外側から抑えるためにハウジングＨｕを覆っている。
【００９１】
蒸着源アセンブリＡｓは、第１の材料気化室Ｕ、ガス供給機構１０５、ガス導入部１２５、キャリアガスを供給するガス供給口１３０およびフランジ１３５を有している。第１の材料気化室Ｕには、その底部にて材料収納容器１１０が設けられている。材料収納容器１１０には、図３の各層に使用する有機成膜材料がそれぞれ納められている。第１の材料気化室Ｕと搬送路１１５とは連通している。
【００９２】
ガス供給機構１０５は、筒状に形成され、その内部にて複数のガス流路１０５ｐが多段に配置されている。本実施形態にかかる複数のガス流路１０５ｐは、互いに平行した状態で長手方向に貫通した同径のガス通路である。図５ＡのＣ−Ｃ面にてガス供給機構１０５を切断した断面図である図６Ａに示したように、ガス流路１０５ｐは、筒状に形成されたガス供給機構１０５の長手方向の中心軸Ｏに対して環状に多段に設けられている。
【００９３】
このように、複数のガス流路１０５ｐを蒸着源ユニット１００内にて規則正しく多数設けたことにより、キャリアガスは、狭いガス流路１０５ｐを流れる間にその流速を低下させることができる。この結果、ガス流路１０５ｐ内を通過中のキャリアガスをヒータ１２０により充分に加熱することができる。この結果、キャリアガスを第１の材料気化室に到達するまでに成膜材料の気化温度と同程度の温度にまで加熱することができる。これにより、成膜速度を精度良く制御することができる。この結果、成膜材料を完全にガス化することができ、これにより、良質な膜を均一かつ安定的に形成することができる。
【００９４】
また、複数のガス流路１０５ｐは、ヒータ１２０から均等に加熱されるように配置されている。この結果、各ガス流路１０５ｐを流れるキャリアガスを均等にムラなく加熱することができる。これにより、第１の材料気化室に送り込まれるキャリアガスと気化された成膜材料とをほぼ同一の温度にすることができる。この結果、成膜速度を精度良く制御することができる。
【００９５】
ガス導入部１２５は、第１の材料気化室Ｕとガス供給機構１０５との間にて第１の材料気化室Ｕとガス供給機構１０５とに一体的に設けられ、複数のガス流路１０５ｐを流れたキャリアガスを第１の材料気化室Ｕに導入する。ガス導入部１２５には、ガス供給機構１０５の複数のガス流路１０５ｐを通過したアルゴンガスを集約し、中央に設けられた開口からバッファ領域Ｂに流し込む板状部材１２５ａと、バッファ領域Ｂに流し込まれたアルゴンガスを多数の細孔から第１の材料気化室Ｕに導入するために設けられたガス導入板１２５ｂとを有している。
【００９６】
図５ＡのＤ−Ｄ断面にてガス導入板１２５ｂを切断した図６Ｂに示したようにガス導入板１２５ｂには、０．５ｍｍの径φをもつ細孔の集まりＯｐが、千鳥配列された多孔として設けられている。細孔の集まりＯｐは、材料収納容器１１０の材料投入口の高さｈより高い位置に設けられている。なお、ガス導入板１２５ｂには、千鳥配列された多孔部材の代わりにメッシュ状の部材や所定の気孔率を有するポーラス部材が用いられてもよい。
【００９７】
図７Ａに示したように、ガス導入板１２５ｂに比較的大きな開口Ｏｓを設けると、成膜材料に向かって、相当程度の流速を有するアルゴンガスが吹き込まれるので、成膜材料に片減りが生じる。成膜材料の片減りは、材料収納容器１１０の壁面と成膜材料との接触状態を変化させ、成膜材料の気化速度を変化させるため、成膜速度が変動する要因となり好ましくない。また、成膜材料の片減りは、成膜材料の完全なガス化を妨げる要因ともなる。完全にガス化されていない成膜材料により成膜すると、形成された薄膜の膜質が悪く、有機ＥＬ素子の発光輝度が悪くなる。
【００９８】
しかしながら、本実施形態にかかる蒸着源ユニット１００によれば、ガス供給機構１０５に設けられた複数のガス流路１０５ｐを流れるアルゴンガスのコンダクタンスが異なっていても、アルゴンガスが板状部材１２５ａの中央に設けられた開口からバッファ領域Ｂに送り込まれる過程で、コンダクタンスの違いを吸収し、アルゴンガスの流速を低速化および平均化することができる。
【００９９】
このようにしてガスの流れをコントロールしながら、アルゴンガスは、図７Ｂに示したように、ガス導入板１２５ｂの細孔の集まりＯｐの全面から低速かつ偏りのない状態で第１の材料気化室Ｕに送り込まれる。これにより、収納されている成膜材料の片減りや巻き上げを防止することができる。このようにして緩やかに導入されたアルゴンガスは、第１の材料気化室Ｕにて気化された成膜材料を、搬送路１１５を通過して輸送機構２００へ運搬する。
【０１００】
これにより、成膜速度を精度良く制御するとともに成膜材料を完全に気化させることにより、基板Ｇに良質な薄膜を形成することができる。さらに、材料の巻き上げによる材料効率の低下および装置のメンテナンスサイクルの短縮を回避することにより、製造コストを抑えかつ製造時のスループットを向上させることができる。
【０１０１】
なお、前述したように、アルゴンガスは、ガス供給口１３０から０．５〜１０ｓｃｃｍ程度の流量にて供給され、フランジ１３５の中心部に設けられた貫通口から、ガス供給機構１０５に供給されるようになっている。また、輸送機構２００と蒸着源ユニット１００とは、ハウジングＨｕの一端に設けられたフランジ１４０により連結されている。
【０１０２】
ハウジングＨｕは、蒸着源アセンブリＡｓを着脱可能に収納する。蒸着源アセンブリＡｓをハウジングＨｕに装着する際には、蒸着源アセンブリＡｓをハウジングＨｕの中央に設けられた空間に納め、蒸着源アセンブリＡｓに設けられたフランジ１３５の複数の開口（図示せず）にネジを挿入し、ネジの先端をネジ受け（図示せず）に係合することによりネジ止めする。これによれば、材料収納容器１１０が着脱可能なので容易に材料を補充することができる。
【０１０３】
（実験）
以上に説明した蒸着源ユニット１００を用いた場合、キャリアガスがガス供給機構１０５のガス流路１０５ｐを通過し第１の材料気化室Ｕに導入される際、キャリアガスの温度と気化された成膜材料の温度との間に温度勾配が生じていないか否かについて、発明者らは、つぎのようなシミュレーションを行った。
【０１０４】
計算の条件としては、キャリアガスとしてアルゴンガスを１０ｓｃｃｍ供給した。また、ガス供給機構１０５には、径φが２ｍｍのガス流路１０５ｐを４２本設けた。ガス供給機構１０５の温度は４５０℃に制御した。
【０１０５】
この条件でのシミュレーション結果を図８に示す。これによれば、４２本のガス流路１０５ｐの各ガス流路１０５ｐの長さが０．１０５ｍ（＝１０．５ｃｍ）のとき、アルゴンガスの温度は４３１．５℃であった。この程度の温度であれば、第１の材料気化室Ｕに導入されるアルゴンガスの温度は、気化された成膜材料の温度と同等になると考えられる。以上のようにして、発明者らは、上記シミュレーション結果に基づき、ガス流路１０５ｐの長さが１０ｃｍ以上であれば、本実施形態にかかる蒸着装置２０を用いて成膜速度を精度良く制御することができることを実証した。
【０１０６】
本実施形態にかかる蒸着源ユニット１００よれば、成膜速度を精度良く制御することにより、基板Ｇに良質な膜を形成することができる。
【０１０７】
（変形例１）
図９に示したように、搬送路１１５内のいずれかの位置にて成膜材料をさらに気化させるための第２の材料気化室（第２の材料気化部材）１６０を設けてもよい。このとき、第２の材料気化室１６０は、メッシュ状の金属部材、メタルポーラス部材、千鳥配列された多孔部材またはオリフィスなどにより形成されていてもよい。
【０１０８】
第２の材料気化室１６０が設けられている位置は、第１の材料気化室Ｕが設けられている位置より輸送機構２００に近い。輸送機構２００は通常４５０℃程度に制御されているから、通常、第２の材料気化室１６０の温度は、第１の材料気化室Ｕの温度より高い。よって、ハウジングＨｕに設けられた搬送路１１５を通過する成膜材料は、たとえば、メッシュ状の部材の開口部分を通過する際、またはポーラス内に設けられた気孔間の隙間を通過する際に再度気化される。これにより、完全にガス化していない状態にてキャリアガスにより搬送されている成膜材料を完全に気化させることができる。この結果、より良質な膜を基板Ｇに均一に形成することができるとともに材料の使用効率を上げることができる。
【０１０９】
（変形例２）
さらに、蒸着源ユニット１００の第１の材料気化室Ｕには、第１の材料気化室Ｕの上蓋となる千鳥配列された多孔、メッシュ状の開口または穴状の開口を有する蓋１６５が着脱可能に設けられていてもよい。これによれば、気化された成膜材料は、千鳥配列された多孔、メッシュ状の開口または穴状の開口から材料収納容器１１０の外へ飛来することができるとともに、第１の材料気化室Ｕに送り込まれたキャリアガスの流れによって材料収納容器１１０内の成膜材料が巻き上げられることを防止することができる。
【０１１０】
以上に説明したように、第１実施形態および各変形例によれば、成膜速度を精度良く制御し、基板Ｇに良質な膜を形成することができる。
【０１１１】
（温度調整装置）
つぎに、以上に説明した構成を有する蒸着源ユニット１００の温度を調整する温度調整装置について、再び図５Ａを参照しながら説明する。
【０１１２】
温度調整装置１８０は、たとえば、ヒータ１２０等の加熱機構と、たとえば、水冷ジャケット１５０等の冷却機構とを有している。前述したように、ヒータ１２０は、狭いガス流路１０５ｐを通過中にその流速を低下させた状態にてアルゴンガスを加熱する。この結果、アルゴンガスを第１の材料気化室に到達するまでに成膜材料の気化温度と同程度の温度にまで加熱することができる。また、複数のガス流路１０５ｐは、ヒータ１２０から均等に加熱されるように配置されている。
【０１１３】
水冷ジャケット１５０は、ハウジングＨｕの外周面から所定の距離を離して設けられていて、隣接された蒸着源ユニットの熱影響を受けずに水冷により蒸着源ユニット１００を冷却する。水冷ジャケット１５０は、たとえば、ステンレスから形成されている。水冷ジャケット１５０は、蒸着源ユニット１００を均等に冷却するように、ハウジングＨｕの外周面から一定の距離だけ離して設けられることが好ましい。
【０１１４】
材料補充などのメンテナンス時において、従来は、蒸着源が自然に冷えるまでの間、ほぼ一日作業を中断せざるを得なかったのに対して、かかる構成によれば、水冷ジャケット１５０にて蒸着源ユニット１００を強制的に冷却することができるので、メンテナンス時間を短縮することができる。
【０１１５】
（蒸着源ユニットが受ける熱量）
ここで、中央に位置する蒸着源ユニット１００ｅ２が受ける熱量について図１０および図１１を参照しながら説明する。
【０１１６】
分子が吸着状態にある平均時間（平均滞留時間τ）は、脱離の活性化エネルギーをＥａとすると、τ＝τ０ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴ）にて表される。ここで、Ｔは絶対温度、ｋはボルツマン定数、τ０は所定の定数である。この式から、平均滞留時間τは、絶対温度Ｔの関数であり、温度（℃）が高くなればなるほど付着係数は小さくなるということがわかる。この関係から、通常、有機成膜分子を吹き出し口まで輸送する輸送機構２００は、搬送中に有機成膜分子が輸送路に付着せずに吹き出し口まで到達するように蒸着源ユニット１００よりも高温にする。
【０１１７】
そこで、初期状態において、たとえば、輸送機構２００を４５０℃に制御し、ホスト材料を収納する蒸着源ユニット１００ｅ１を４５０℃、ドーパント材料を収納する蒸着源ユニット１００ｅ２および蒸着源ユニット１００ｅ３を２００℃、２５０℃にそれぞれ制御する場合を仮定する。
【０１１８】
このとき、蒸着源ユニット１００ｅ２は、熱伝導により輸送機構２００側から５．８Ｗの熱量を受ける。また、蒸着源ユニット１００ｅ２は、隣接する各蒸着源ユニット１００ｅ１、１００ｅ３および隣接する処理容器Ｃｈの側壁から、放射により６．４Ｗ、０．７Ｗ、０．３Ｗの熱量を受ける。
【０１１９】
このようにして、各蒸着源ユニット１００ｅ１〜１００ｅ３は、輸送機構２００、隣接する蒸着源ユニットおよび処理容器Ｃｈの側壁からの熱伝導および放射熱を受けて高温になる。特に、中央に位置する蒸着源ユニット１００ｅ２は、両側に位置する蒸着源ユニット１００ｅ１、１００ｅ３からの放射熱を受けるため高温になる。
【０１２０】
たとえば、隣接する各蒸着源ユニット１００ｅ１、１００ｅ３の温度を４５０℃、各蒸着源ユニット１００ｅ１〜１００ｅ３がボトル状（筒状）であって、その径が４０ｍｍ、その長さが１１０ｍｍ、各蒸着源ユニット１００ｅの材料がステンレスの場合、図１１に示したように、中央に位置する各蒸着源ユニット１００ｅ２の温度は、輸送機構２００側からの熱伝導がない場合、すなわち、隣接する各部からの放射熱のみを考えた場合であっても、蒸着源ユニット１００ｅ１，１００ｅ３および処理容器Ｃｈの側壁からの放射熱により２００℃から４５０℃まで上昇してしまう。
【０１２１】
一方、図１１では、所望の真空度に保持されている処理容器Ｃｈ内部では、伝熱効率が悪く、各蒸着源ユニット１００ｅ２の温度が、２００℃から４５０℃まで上昇するのに、２０時間以上かかっていることも示している。
【０１２２】
（温度調整装置：水冷ジャケット）
しかしながら、本実施形態にかかる温度調整装置１８０には、図１２に示したように、ハウジングの外周面から所定の距離を離した位置に蒸着源ユニット１００を囲むようにして、水冷ジャケット１５０が設けられている。これによれば、隣接する蒸着源ユニット１００や隣接する部材からの熱伝導および放射熱を水冷ジャケット１５０が吸収することにより、蒸着源ユニット１００が過度に高温になることを回避することができる。
【０１２３】
（表面粗さ）
また、水冷ジャケット１５０は、ハウジングＨｕに対向する面にて所望の表面粗さを有している。同様に、ハウジングＨｕは、水冷ジャケット１５０に対向する面にて所望の表面粗さを有している。
【０１２４】
これによれば、水冷ジャケット１５０のハウジングＨｕに対向する面の表面積やハウジングＨｕの外周面の表面積が大きくなる。これにより、ハウジング側では、ヒータ１２０にて発生した熱を効果的に外部に発散することができ、水冷ジャケット側では、ヒータ１２０にて発生した熱を効果的に内部に吸収することができる。
【０１２５】
（光の吸収および反射）
水冷ジャケット１５０のハウジングＨｕに対向する面の表面は、熱を吸収しやすいように加工されていてもよい。また、ハウジングＨｕの水冷ジャケット１５０に対向する面の表面は、熱を放射しやすいように加工されていてもよい。
【０１２６】
これによれば、ハウジング側では外部からの熱を放射し、水冷ジャケット側では外部からの熱を吸収する。この結果、ハウジングＨｕでは熱の放射率を高く、水冷ジャケット１５０では熱の吸収率を高くすることによって、伝熱効率の悪い真空中であっても水冷ジャケット１５０によりハウジング側をより効率的に冷却し、蒸着源ユニット１００の内部が過度に高温になることを防ぐことができる。
【０１２７】
なお、水冷ジャケット１５０のハウジングＨｕに対向する面の表面およびハウジングＨｕの水冷ジャケット１５０に対向する面の表面は、たとえば、サンドブラストにより加工されてもよい。ただし、サンドブラストによる表面加工は、所望の面の表面を粗化するための一例であり、サンドブラスト以外の多種の機械加工によっても所望の面の表面に微細な凹凸を形成することができる。
【０１２８】
（蒸着源ユニットの首部）
さらに、前述した図５Ａの蒸着源ユニットは、搬送機構２００の輸送路と搬送路１１５との連結側が狭くなったボトル状の首部を有している。
【０１２９】
ボトル状に形成された蒸着源ユニットの先の部分（首部Ｈｕ２）は断面積が小さく、断面積が大きい蒸着源ユニットの胴体部分（頭部Ｈｕ１）は部分に比べて熱抵抗は大きくなる。よって、かかる構成によれば、蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２の熱抵抗を蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１の熱抵抗より大きくすることができる。すなわち、蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２を経由して、輸送機構側から蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１へ熱が伝わる効率を低くすることができる。これにより、蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１の第１の材料気化室Ｕが必要以上に高温になること防止することができる。
【０１３０】
（メタルシール）
また搬送路１１５と輸送機構２００との連結部分は、メタルシール１７０にてシールされている。これによれば、輸送機構２００からの熱の影響による劣化を防止して搬送路１１５と輸送機構２００とを確実にシールすることができる。
【０１３１】
また、搬送路１１５と輸送機構２００との連結部分は、メタルシール１７０にて接触し、他の物質は非接触になるように構成されていてもよい。これによれば、非接触部分は真空空間であるため、真空断熱により輸送路側から蒸着源ユニット側への熱の伝導率を低くすることができる。この結果、輸送路側と蒸着源ユニット側との間に温度勾配をつけ、着源ユニット１００内部が過度に高温になることを防止することができる。
【０１３２】
なお、以上に示した水冷ジャケット１５０、水冷ジャケット１５０の内部表面やハウジングＨｕの外周表面の表面粗さ、蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２および蒸着源ユニット１００のメタルシール１７０近傍の構造は、蒸着源ユニット１００を冷却するための冷却機構の一例である。
【０１３３】
（温度調整装置：ヒータ）
さらに、本実施形態にかかる温度調整装置１８０には、加熱機構の一例としてハウジングＨｕの外周全面にヒータ１２０が巻き付けられていて、複数のガス流路１０５ｐを通過するアルゴンガスを所望の温度に加熱する。
【０１３４】
このようにして、本実施形態にかかる蒸着装置２０によれば、温度調整装置１８０に設けられたヒータ１２０およびヒータ１２０から所定の距離を離して設けられた水冷ジャケット１５０等の冷却機構により、複数のガス流路１０５ｐが内蔵された蒸着源ユニット１００は、所望の温度にまで応答性良く調整される。すなわち、温度調整装置１８０は、蒸着源ユニット１００を目標となる温度より少し低い温度に予め冷却した上で、複数のガス流路１０５ｐに供給されるキャリアガスをヒータ１２０により所望の温度にまで加熱する。
【０１３５】
このようにして、冷却機構を加熱機構から所定の距離だけ離して設けることにより、伝熱効率の悪い真空中にあっても、温度制御の対象となる蒸着源ユニット１００を予め目標温度より少し低い温度にまで冷却しておくことによって、加熱機構による加熱により蒸着源ユニット１００を迅速に目標温度にまで制御することができる。また、加熱機構にて発生した熱を所定の距離だけ離して配置された冷却機構により吸収することによって、ターゲットとなる蒸着源ユニット１００以外の部分に熱が伝わることを回避することができる。これにより、真空中であっても、キャリアガスの温度を材料収納容器１１０にて気化される成膜材料の温度と同程度になるまで迅速かつ精度良く制御することによって基板Ｇ上に良質な膜を形成することができる。
【０１３６】
（実験）
以上に説明した温度調整装置１８０を用いて、発明者らは、蒸着源ユニット１００の冷却、加熱により温度状態の変化について、つぎのようなシミュレーションを行った。
【０１３７】
図１２に示したように、発明者らは、輸送機構２００側からの入熱（位置ｐ０）として４５０℃を想定した。この条件にて、ヒータ１２０を作動させず、水冷ジャケット１５０を作動させた場合、４５０℃の入熱に対して、蒸着源ユニット１００の第１の材料気化室Ｕの温度はほぼ２００℃を維持していた。これは、主に水冷ジャケット１５０により、輸送機構２００からの伝熱を効果的に吸収したことを示す。
【０１３８】
以上の実験から、発明者らは、ヒータ１２０を作動させなかった場合、水冷ジャケット１５０およびその他の冷却機構により、蒸着源ユニット１００を２００℃まで冷却することができることを証明した。
【０１３９】
つぎに、図５Ａの条件にて、蒸着源ユニット１００を効果的に冷却した上で、発明者らは、ヒータ１２０により、キャリアガスを所望の温度にまで加熱した。この場合のシミュレーション結果を図５Ｂに示す。
【０１４０】
このとき、発明者らは、輸送機構２００側からの入熱（位置ｐ０）として４５０℃を想定した。また、位置ｐ１〜ｐ６における放射係数εをε１〜ε６として示した。放射係数εは、水冷ジャケット１５０の内部表面Ｉｓの表面粗さや、ハウジングＨｕの外周表面Ｏｓの表面粗さや、蒸着源ユニット１００の各部の形状からその値が定められる。
【０１４１】
図５Ｂの結果によれば、蒸着源ユニット１００は、４５０℃の入熱に対して、位置ｐ３〜ｐ５では、４５０℃と高いものの、位置ｐ１，ｐ２にて示される水冷ジャケット１５０を中心とした冷却機構の効果により、蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１の外周近傍の位置ｐ６では、２５０℃と良好な温度を保つことができたことを示す。
【０１４２】
以上の実験から、発明者らは、ヒータ１２０および水冷ジャケット１５０を作動させた場合、蒸着装置２０の一部にて発生した熱が熱伝導や放射により第１の材料気化室Ｕに伝わることを回避しながら、キャリアガスの温度を第１の材料気化室Ｕにて気化される成膜材料の温度と同程度になるまで迅速かつ精度良く制御することができることを証明した。これにより、発明者らは、真空中であっても、加熱機構および冷却機構との組み合わせにより、成膜材料の気化速度（すなわち、被処理体の成膜速度）を迅速かつ正確に制御することによって基板Ｇ上に良質な膜を形成することができる蒸着源ユニット１００を開発することに成功した。
【０１４３】
なお、発明者らは、蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２の長さを１００ｍｍに設定したとき、輸送機構２００から蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１までの温度勾配がどの程度得られるかについても実験した。
【０１４４】
その結果、輸送機構２００が４５０℃のとき、蒸着源ユニットの頭部Ｈｕ１は約３９０℃であった。これにより、蒸着源ユニットに首部Ｈｕ２を設けると、水冷ジャケット１５０との相乗効果により、蒸着源ユニットの首部Ｈｕ２を効率的に冷却することができることがわかった。
【０１４５】
さらに、発明者らは、キャリアガス加熱用の配管を外付けした従来の蒸着装置と、蒸着源の外部に長い配管を設ける代わりに蒸着源ユニット１００の内部にガスを加熱するための機構（ガス供給機構１０５）を設けた本実施形態にかかる蒸着源ユニット１００とでは、蒸着源内部の圧力の状態がどの程度変わるのかを調べた。
【０１４６】
実験の条件としては、キャリアガスを０．５ｓｃｃｍ流し、キャリアガスの導入速度を８．４４×１０−４（Ｐａ・ｍ３／ｓ）とした。これによれば、キャリアガス加熱用の配管を外付けした従来の蒸着装置では、配管端部のボトル部分の内圧がシミュレーションおよび実測値にて約７５（Ｐａ）であったのに対し、本実施形態にかかる蒸着源ユニット１００では、蒸着源ユニット１００の内圧が約１（Ｐａ）と一桁程度低かった。圧力と温度とは比例関係にあるので、この結果は、本実施形態にかかる蒸着源ユニット１００の内部温度が、従来の蒸着装置の配管端部のボトル部分の内部温度より一桁程度低いことを示している。
【０１４７】
以上に説明したように、本実施形態にかかる蒸着装置２０によれば、真空中であっても、冷却機構により蒸着源ユニット１００を予め冷却しつつ、加熱機構により材料収納容器１１０および複数のガス流路１０５ｐを加熱することにより、成膜速度を迅速かつ正確に制御し、基板Ｇ上に良質な膜を形成することができる。
【０１４８】
なお、蒸着装置２０は、輸送機構２００に複数の蒸着源ユニット１００を連結させ、連結された複数の蒸着源ユニット１００の少なくとも１つ以上の蒸着源ユニットに水冷ジャケット１５０を備えていてもよい。
【０１４９】
これによれば、水冷ジャケット１５０は、輸送機構２００からの熱伝導や放射熱だけでなく、隣接する蒸着源ユニット１００からの放射熱により、蒸着源ユニット１００内部の温度制御が影響されることを回避することができる。このとき、輸送機構２００に連結された蒸着源ユニット１００が３つ以上の場合には、すべての蒸着源ユニット１００に水冷ジャケット１５０を備えるほうがよいが、すべてに備えることができない場合には、特に、各蒸着源ユニット１００からの放射熱の影響を最も受けやすい中央の蒸着源ユニット１００や、最も制御温度の低い蒸着源ユニット１００から優先的に冷却機構を備えることが好ましい。
【０１５０】
以上に説明した各実施形態およびその変形例では、キャリアガスとしてアルゴンガスを用いた。しかしながら、キャリアガスは、アルゴンガスに限られず、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの不活性ガスであればよい。
【０１５１】
本実施形態では、複数のガス流路１０５ｐは、ガス供給機構１０５の中心軸Ｏから環状に多段に配置されていた。しかしながら、複数のガス流路１０５ｐの形状はこれに限られず、たとえば、複数のガス流路は、ガス供給機構１０５の長手方向の中心軸Ｏから外周に向かって（環状でなく）多段に設けられていてもよく、ガス供給機構１０５の長手方向の中心軸Ｏから外周に向かって（多段でなく）環状に設けられていてもよい。また、ガス流路１０５ｐは、ガス供給機構１０５の中心軸Ｏから点対称または放射状に配置されていてもよい。
【０１５２】
また、以上に説明した実施形態及び変形例にかかる蒸着装置２０にて成膜処理することが可能なガラス基板のサイズに制限はなく、たとえば、蒸着装置２０は、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズを連続成膜処理することができる。また、各実施形態における蒸着装置２０により処理される被処理体には、上記サイズのガラス基板以外に直径が、たとえば２００ｍｍや３００ｍｍのシリコンウエハも含まれる。
【０１５３】
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、蒸着装置の実施形態を蒸着装置の使用方法及び蒸着装置の温度調整方法の実施形態とすることができる。
【０１５４】
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。
【０１５５】
たとえば、上記実施形態にかかる蒸着装置２０では、成膜材料にパウダー状（固体）の有機ＥＬ材料を用いて、基板Ｇ上に有機ＥＬ多層成膜処理を施した。しかし、本発明にかかる蒸着装置は、たとえば、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５００〜７００℃に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。
【図１】
2008120610.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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