(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容する処理室と、該処理室の外部に設けられており、有機成膜材料の蒸気を発生させる蒸気発生部と、該蒸気発生部で発生させた有機成膜材料の蒸気を該被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部とを備える成膜装置において、
無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部を備え、
前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部は、
前記有機成膜材料及び無機成膜材料の被噴出箇所が前記被処理基板上で重複するように配されており、
前記無機成膜材料供給部は、
無機成膜材料が装入される容器と、
該容器を加熱する第１ヒータと、
前記容器を収容しており、前記無機成膜材料の蒸気を噴出する無機成膜材料噴出孔を有する無機成膜材料用筐体と、
該無機成膜材料用筐体を加熱する第２ヒータと
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記有機成膜材料供給部から噴出された有機成膜材料の蒸気と、前記無機成膜材料供給部から噴出された無機成膜材料の蒸気とを混合させる混合室を備え、
前記混合室は、
有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を通過させて前記被処理基板へ供給する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記開口部は、
スリット又は一方向に列設された複数の孔部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記有機成膜材料供給部は、
外部から有機成膜材料の蒸気が流入する流入室と、
該流入室に流入した蒸気を噴出する複数の有機成膜材料噴出孔と
を備え、
前記無機成膜材料供給部は、
無機成膜材料の蒸気を噴出する複数の無機成膜材料噴出孔を備え、
前記有機成膜材料噴出孔及び無機成膜材料噴出孔は、前記スリットの長手方向又は前記一方向と略同一方向に並設されている
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記有機成膜材料供給部の温度を保持する保持手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記保持手段は、
熱媒体を通流させる熱媒体通流路及び／又はヒータを備える
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記容器の温度を検出する第１温度検出部と、
前記無機成膜材料用筐体の温度を検出する第２温度検出部と、
前記第１及び第２ヒータに給電する給電部と、
前記第１温度検出部にて検出した温度が第１温度以上である場合、前記第１ヒータへの給電を停止させ、前記第２温度検出部にて検出した温度が第２温度以上である場合、前記第２ヒータへの給電を一時停止させ又は給電量を低下させるように、前記給電部による給電を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第２ヒータは、
前記無機成膜材料用筐体に埋め込まれている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記無機成膜材料用筐体は、
熱媒体を通流させる熱媒体通流路を内部に備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記有機成膜材料供給部は、
有機成膜材料の蒸気を噴出する有機成膜材料噴出孔を有し、外部から有機成膜材料の蒸気が流入する有機成膜材料用筐体と、
前記有機成膜材料用筐体を加熱する有機成膜材料加熱ヒータと
を備え、
前記有機成膜材料加熱ヒータは、
前記有機成膜材料用筐体に埋め込まれている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記有機成膜材料用筐体は、
熱媒体を通流させる熱媒体通流路を内部に備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記有機成膜材料供給部は、
前記無機成膜材料供給部から前記無機成膜材料が噴射される領域の外側に配されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部から前記被処理基板へ放射される熱を遮断する遮熱板を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１４】
被処理基板へ向けて成膜材料の蒸気を供給する成膜ヘッドにおいて、
有機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部と、
無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部と
を備え、
前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部は、
前記有機成膜材料及び無機成膜材料の被噴出箇所が前記被処理基板上で重複するように配されており、
前記無機成膜材料供給部は、
無機成膜材料が装入される容器と、
該容器を加熱する第１ヒータと、
前記容器を収容しており、前記無機成膜材料の蒸気を噴出する無機成膜材料噴出孔を有する無機成膜材料用筐体と、
該無機成膜材料用筐体を加熱する第２ヒータと
を備えることを特徴とする成膜ヘッド。
【請求項１５】
被処理基板へ向けて成膜材料の蒸気を供給する成膜ヘッドにおいて、
有機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部と、
無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部と、
前記有機成膜材料供給部から噴出された有機成膜材料の蒸気と、前記無機成膜材料供給部から噴出された無機成膜材料の蒸気とを混合させる混合室と
を備え、
前記混合室は、
有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を通過させて前記被処理基板へ供給する開口部を有する
ことを特徴とする成膜ヘッド。
【請求項１６】
前記開口部は、
スリット又は一方向に列設された複数の孔部を有する
ことを特徴とする請求項１５に記載の成膜ヘッド。
【請求項１７】
前記容器の温度を検出する第１温度検出部と、
前記無機成膜材料用筐体の温度を検出する第２温度検出部と、
前記第１及び第２ヒータに給電する給電部と、
前記第１温度検出部にて検出した温度が第１温度以上である場合、前記第１ヒータへの給電を停止させ、前記第２温度検出部にて検出した温度が第２温度以上である場合、前記第２ヒータへの給電を一時停止又は給電量を低下させるように、前記給電部による給電を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の成膜ヘッド。
【請求項１８】
前記第２ヒータは、
前記無機成膜材料用筐体に埋め込まれている
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１７に記載の成膜ヘッド。
【請求項１９】
前記無機成膜材料用筐体は、
熱媒体を通流させる熱媒体通流路を内部に備える
ことを特徴とする請求項１４、請求項１７又は１８に記載の成膜ヘッド。
【請求項２０】
前記有機成膜材料供給部は、
有機成膜材料の蒸気を噴出する有機成膜材料噴出孔を有し、外部から有機成膜材料の蒸気が流入する有機成膜材料用筐体と、
前記有機成膜材料用筐体を加熱する有機成膜材料加熱ヒータと
を備え、
前記有機成膜材料加熱ヒータは、
前記有機成膜材料用筐体に埋め込まれている
ことを特徴とする請求項１４乃至請求項１９のいずれか一つに記載の成膜ヘッド。
【請求項２１】
前記有機成膜材料用筐体は、
熱媒体を通流させる熱媒体通流路を内部に備える
ことを特徴とする請求項２０に記載の成膜ヘッド。
【請求項２２】
前記有機成膜材料供給部は、
前記無機成膜材料供給部から前記無機成膜材料が噴射される領域の外側に配されている
ことを特徴とする請求項１４乃至請求項２１のいずれか一つに記載の成膜ヘッド。
【請求項２３】
前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部から前記被処理基板へ放射される熱を遮断する遮熱板を備える
ことを特徴とする請求項１４乃至請求項２２のいずれか一つに記載の成膜ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を被処理基板へ供給することによって、共蒸着を行う成膜装置、該成膜装置を構成する成膜ヘッド、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（EL:electroluminescence）を利用した有機ＥＬ素子が開発されている。有機ＥＬ素子は、ブラウン管などに比べて消費電力が小さく、また、自発光であるため、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）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素子のもっとも基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極）層、発光層および陰極（カソード）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。【０００４】
また、有機ＥＬ素子の陰極側には、陰極層から発光層への電子の移動の橋渡しを行わせるために、発光層の上に電子輸送層及び電子注入層（仕事関数調整層）が順に成膜されている。電子注入層としては仕事関数が小さいアルカリ金属、例えばセシウムＣｓ、リチウムＬｉなどが用いられ、電子輸送層には、電子輸送性の有機材料例えばＡｌｑ3 が用いられている。電子輸送層及び電子注入層は、それぞれ、蒸着によって成膜されている。【０００５】
一方、特許文献１，２には、上述の有機ＥＬ素子を製造する成膜装置が開示されている。該成膜装置は、被処理基板であるガラス基板を収容する処理室を備えており、成膜材料の蒸気を発生させる蒸気発生部が処理室の外部に配置されている。処理室の内部には、配管を通じて蒸気発生部に接続され、蒸気発生部で発生した成膜材料の蒸気をガラス基板へ向けて噴出する蒸着ヘッドが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３８２２５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０６６１０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の有機ＥＬ素子においては、有機ＥＬ素子の陰極側に電子注入層及び電子輸送層が蒸着によってそれぞれ成膜されているが、有機成膜材料からなる電子輸送層の成膜の後に、無機成膜材料の電子注入層を成膜する構成であるため、電子輸送層及び電子注入層の界面のエネルギー障壁が大きくなり、駆動電圧を高くしなければ、十分な発光強度を得ることができないという問題があった。【０００８】
一方、界面のエネルギー障壁を低くする方法として、有機成膜材料と、無機成膜材料とを共蒸着させる方法が考えられるが、特許文献１，２に開示された成膜装置においては、種々の制約があり、所要の電子注入層ないし電子輸送層を形成することができないという問題があった。【０００９】
例えば、蒸着ヘッドの内圧、特に有機成膜材料の蒸気圧が１０Ｐａ、処理室の内圧が１×１０-2Ｐａ、成膜材料の温度が４５０℃である場合を考える。
電子注入層に用いられるリチウムＬｉ及びセシウムＣｓの４５０℃における蒸気圧は１０-2Ｐａより高く、ナトリウムＮａの蒸気圧は約１０2 Ｐａ、カルシウムの蒸気圧は１０4 Ｐａより高いため、原理的には、各無機成膜材料を蒸着ヘッドから処理室内に噴出させることができる。しかしながら、特に利用が望まれているリチウムＬｉの蒸気圧は極めて小さく、有機成膜材料と同等濃度の共蒸着を行うことができないため、界面のエネルギー障壁を低くすることはできない。
一方、リチウムＬｉの蒸気圧を１０Ｐａ以上にするためには、成膜材料の温度を７００℃以上にする必要があるが、この場合、蒸着ヘッド内の有機成膜材料が焼失してしまい、共蒸着を行うことは困難である。【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、上述の制約が無い所要条件下における有機成膜材料及び無機成膜材料の共蒸着を可能にし、また、該共蒸着によって、有機ＥＬ素子の電子輸送層及び電子注入層における界面のエネルギー障壁を低減させて電子注入効率を向上させることができ、発光強度が向上した有機ＥＬ素子の製造を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る成膜装置は、被処理基板を収容する処理室と、該処理室の外部に設けられており、有機成膜材料の蒸気を発生させる蒸気発生部と、該蒸気発生部で発生させた有機成膜材料の蒸気を該被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部とを備える成膜装置において、無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部を備え、前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部は、前記有機成膜材料及び無機成膜材料の被噴出箇所が前記被処理基板上で重複するように配されており、前記無機成膜材料供給部は、無機成膜材料が装入される容器と、該容器を加熱する第１ヒータと、前記容器を収容しており、前記無機成膜材料の蒸気を噴出する無機成膜材料噴出孔を有する無機成膜材料用筐体と、該無機成膜材料用筐体を加熱する第２ヒータとを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る成膜ヘッドは、被処理基板へ向けて成膜材料の蒸気を供給する成膜ヘッドにおいて、有機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部と、無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部とを備え、前記有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部は、前記有機成膜材料及び無機成膜材料の被噴出箇所が前記被処理基板上で重複するように配されており、前記無機成膜材料供給部は、無機成膜材料が装入される容器と、該容器を加熱する第１ヒータと、前記容器を収容しており、前記無機成膜材料の蒸気を噴出する無機成膜材料噴出孔を有する無機成膜材料用筐体と、該無機成膜材料用筐体を加熱する第２ヒータとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る成膜ヘッドは、被処理基板へ向けて成膜材料の蒸気を供給する成膜ヘッドにおいて、有機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する有機成膜材料供給部と、無機成膜材料の蒸気を前記被処理基板へ向けて噴出する無機成膜材料供給部と、前記有機成膜材料供給部から噴出された有機成膜材料の蒸気と、前記無機成膜材料供給部から噴出された無機成膜材料の蒸気とを混合させる混合室とを備え、前記混合室は、有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を通過させて前記被処理基板へ供給する開口部を有することを特徴とする。【００１４】
本発明に係る成膜方法は、被処理基板を処理室内に収容し、収容された該被処理基板へ向けて成膜材料の蒸気を供給することによって成膜を行う成膜方法において、前記処理室の外部で有機成膜材料の蒸気を発生させる工程と、前記処理室の外部で発生させた有機成膜材料の蒸気を、前記処理室内に噴出する工程と、無機成膜材料の蒸気を、前記有機成膜材料の蒸気及び該無機成膜材料の蒸気が混合され、前記被処理基板へ向けて供給されるよう、前記処理室内に噴出する工程とを有することを特徴とする。【００１５】
本発明にあっては、有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部は、被噴出箇所が前記被処理基板上で重複するように、被処理基板へ、有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気を噴出する。有機成膜材料の蒸気及び無機成膜材料の蒸気は、各別に噴出されるため、例えば、４５０℃の有機成膜材料蒸気と、７００℃の無機成膜材料蒸気とを混合することが可能になる。なお、処理室内に噴出された有機成膜材料及び無機成膜材料の圧力は低下し、各構成分子及び原子は衝突しないため、有機成膜材料が焼失するおそれはない。
従って、有機成膜材料の蒸気と、無機成膜材料の蒸気とが混ざり合い、被処理基板に成膜される。よって、本発明に係る成膜装置、成膜ヘッド、及び成膜方法によれば、有機ＥＬ素子の電子輸送層ないし電子注入層における界面のエネルギー障壁を低くし、電子注入効率を向上させることが可能になる。【００１６】
本発明にあっては、有機成膜材料供給部から噴出された有機成膜材料の蒸気と、無機成膜材料供給部から噴出された無機成膜材料の蒸気とは、混合室で混合され、混合蒸気は、開口部を通じて被処理基板へ供給される。
従って、開口部を有する混合室を備えない場合に比べて、有機成膜材料及び無機成膜材料を均等に混合させて、被処理基板を成膜することが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、所要条件下における有機成膜材料及び無機成膜材料の共蒸着が可能になり、また、該共蒸着によって、有機ＥＬ素子の電子輸送層及び電子注入層における界面のエネルギー障壁を低減させて電子注入効率を向上させることができ、発光強度が向上した有機ＥＬ素子の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る成膜システムの構成を概念的に説明する説明図である。
【図２】製膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図４】本実施の形態に係る成膜ヘッドを模式的に示した一部破断斜視図である。
【図５】成膜ヘッドの側断面図である。
【図６】図５のIV−IV線断面図である。
【図７】無機成膜材料供給部の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本実施の形態に係る成膜システムを用いて成膜された有機ＥＬ素子を模式的に示した断面図である。
【図９】変形例１に係る成膜ヘッドの構成を模式的に示した側断面図である。
【図１０】変形例２に係る成膜ヘッドの側断面図である。
【図１１】有機成膜材料供給部及び無機成膜材料供給部の噴出孔の配置を概念的に示した説明図である。
【図１２】加熱装置の側面図である。
【図１３】加熱装置の正面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】図１２のXV−XV線断面図である。
【図１６】無機成膜材料噴出孔の配設例を示した模式図である。
【図１７】成膜ヘッドの動作を制御する制御装置の一構成例を示したブロック図である。
【図１８】第１及び第２ヒータへの給電に係る制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】第１及び第２ヒータへの給電と、容器の温度変化を示したタイミングチャートである。
【図２０】変形例３に係る成膜ヘッドの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本実施の形態に係る成膜システムの構成を概念的に説明する説明図である。本実施の形態に係る成膜システムは、被処理基板Ｇ（図３参照）の搬送方向に沿って直列順に並べたローダ９０、トランスファーチャンバ９１、成膜装置１、トランスファーチャンバ９２、エッチング装置９３、トランスファーチャンバ９４、スパッタリング装置９５、トランスファーチャンバ９６、ＣＶＤ装置９７、トランスファーチャンバ９８、及びアンローダ９９にて構成される。
【００２０】
ローダ９０は、被処理基板Ｇ、例えば予め表面にＩＴＯ層３１が形成された被処理基板Ｇを成膜システム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９１，９２，９４，９６，９８は、各処理装置間で被処理基板Ｇを受け渡しするための装置である。
成膜装置１は、真空蒸着法にて、被処理基板Ｇ上にホール注入層、ホール輸送層、青発光層、赤発光層、緑発光層、並びに電子輸送層ないし電子注入層を形成するための装置である。詳細は後述する。
エッチング装置９３は、有機層の形状を所定形状に調整するための装置である。
スパッタリング装置９５は、パターンマスクを用いて、例えば銀Ａｇ、マグネシウムＭｇ／銀Ａｇ合金等をスパッタリングすることによって、電子輸送層上に陰極層を形成する装置である。
ＣＶＤ装置９７は、窒化膜等からなる封止層をＣＶＤ等によって成膜し、被処理基板Ｇ上に形成された各種膜を封止するための装置である。
アンローダ９９は、被処理基板Ｇを成膜システム外へ搬出するための装置である。
【００２１】
図２は、成膜装置１の構成を模式的に示す斜視図、図３は、成膜装置１の構成を模式的に示す側断面図である。成膜装置１は、被処理基板Ｇを収容し、内部で被処理基板Ｇに対して成膜処理を行うための処理室１１を備える。処理室１１は、搬送方向を長手方向とする中空略直方体形状をなし、アルミニウム、ステンレス等で構成されている。処理室１１の長手方向一端側の面（図２中背面側の面）には、被処理基板Ｇを処理室１１内に搬入するための搬入口１１ａが形成され、長手方向他端側の面（図２中手前側の面）には、被処理基板Ｇを処理室１１外へ搬出するための搬出口１１ｂが形成されている。搬入口１１ａ及び搬出口１１ｂは、搬入方向に対して直交した長手方向を有するスリット状であり、搬入口１１ａ及び搬出口１１ｂの長手方向は略同一である。以下、搬入口１１ａ及び搬出口１１ｂの長手方向を横方向、該横方向及び搬送方向に直交する方向を上下方向という。また、収容室の適宜箇所には、排気孔１１ｃが形成されており、排気孔１１ｃには、処理室１１の外部に配された真空ポンプ１５が排気管１４を介して接続されている。真空ポンプ１５が駆動することにより、処理室１１の内部は所定の圧力、例えば１０-2Ｐａに減圧される。
【００２２】
処理室１１内部の底部には、被処理基板Ｇを搬入口１１ａから搬出口１１ｂへ搬送する搬送装置１２が設置されている。搬送装置１２は、処理室１１の底部に長手方向に沿って設けられた案内レール１２ａと、該案内レール１２ａに案内されて搬送方向、即ち前記長手方向へ移動可能に設けられた移動部材１２ｂと、移動部材１２ｂの上端部に設けられており、被処理基板Ｇを底部に対して略平行になるように支持する支持台１２ｃとを備える。支持台１２ｃの内部には、被処理基板Ｇを保持する静電チャック、被処理基板Ｇの温度を一定に保つための被処理基板加熱ヒータ、冷媒管等が設けられている。なお、支持台１２ｃは、リニアモータによって移動するように構成されている。
【００２３】
また、処理室１１の上部、搬送方向略中央部には、被処理基板Ｇに対して真空蒸着法にて成膜を行う複数の蒸着ヘッド１３が設けられている。蒸着ヘッド１３は、ホール注入層を蒸着させる第１ヘッド１３ａ、ホール輸送層を蒸着させる第２ヘッド１３ｂ、青発光層を蒸着させる第３ヘッド１３ｃ、赤発光層を蒸着させる第４ヘッド１３ｄ、緑発光層を蒸着させる第５ヘッド１３ｅ、及び本発明に係る成膜ヘッド２を、搬送方向に沿って順に配置して構成されている。成膜ヘッド２は、電子輸送のための材料である有機成膜材料、例えばＡｌｑ3と、電子注入のための材料である無機成膜材料、例えばＬｉとを共蒸着させるための装置であり、成膜ヘッド２には、処理室１１の外部に配された蒸気発生部１７が配管１６を介して接続されている。
【００２４】
蒸気発生部１７は、容器１７ａと、容器１７ａの内部に配された加熱機構１７ｂとを備える。加熱機構１７ｂは、電子輸送層の材料である有機成膜材料の蒸気を収容可能な容器形状部分を有し、電源１７ｃから供給された電力によって有機成膜材料を加熱するように構成されている。例えば、電気抵抗体にて加熱するように構成されている。こうして、加熱機構１７ｂ内に収納した有機成膜材料を加熱して、有機成膜材料の蒸気を発生させる。また、容器１７ａには、被処理基板Ｇに対して不活性ガス、例えばＡｒなどの希ガス等からなる輸送ガスを供給する輸送ガス供給管１７ｄが接続されており、輸送ガス供給管から容器１７ａに供給された輸送ガスと共に、有機成膜材料の蒸気を蒸気発生部１７から配管１６を介して成膜ヘッド２へ供給するように構成されている。
また、第１乃至第５ヘッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに対しても同様に、図示しない蒸気発生部から所定の有機成膜材料の蒸気が供給されるように構成されている。
【００２５】
図４は、本実施の形態に係る成膜ヘッド２を模式的に示した一部破断斜視図、図５は、成膜ヘッド２の側断面図、図６は、図５のIV−IV線断面図である。成膜ヘッド２は、筐体２１と、有機成膜材料供給部２２と、無機成膜材料供給部２４と、有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気を混合させるための混合室２３と、給電部材２５ａ，２５ｂと、保温ヒータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃとを備える。
【００２６】
筐体２１は、例えば、アルミニウム又はステンレス製であり、搬送方向の幅が薄い横長の中空略直方体形状をなし、底板部２１ａ、側壁２１ｂ、及び天板部２１ｃにて構成されている。筐体２１内部は真空である。
【００２７】
有機成膜材料供給部２２は、有機成膜材料が流入する流入室２２ａを備える。流入室２２ａは、筐体２１よりも小寸法で、搬出口１１ｂ側下部（図５中、右下部）の一辺を切り欠いた中空略直方体形状をなし、筐体２１内部に収容されている。流入室２２ａは、例えばステンレス製であり、流入室２２ａの外側若しくは内側表面のいずれか、又は外側及び内側表面は、銅メッキされている。銅メッキは、熱伝導率を向上させるため、後述する保温ヒータ２７ａ，２７ｂから放射された輻射熱を流入室２２ａに均等に伝達させることができる。なお、流入室２２ａを均等に加熱することができる程度に熱伝導率が高い物質であれば、銅メッキに代えて他の物質で被覆するようにしても良い。
流入室２２ａの上部の略中央部には、蒸気発生部１７にて発生した有機成膜材料の蒸気を流入室２２ａへ流入させる有機成膜材料供給管２２ｂが接続されている。流入室２２ａの切り欠き部分に相当する傾斜部には、横方向両端部に亘って一様に複数の有機成膜材料噴出孔２２ｃが形成されている。なお、横方向において有機成膜材料の蒸気を均一に噴出することができれば、有機成膜材料噴出孔２２ｃの配置方法は特に限定されない。例えば、複数の有機成膜材料噴出孔２２ｃを横方向一直線上に並設しても良いし、横方向に沿って千鳥配置するように構成しても良いし、スリットであっても良い。
【００２８】
混合室２３は、搬入口１１ａ側上部（図５中、左上部）の一辺を傾斜部とした側面視が５角形、横長の混合室下部２３ａと、混合室下部２３ａの上側に形成された略中空直方体形状の混合室上部２３ｂとで構成されている。また、混合室２３の外側及び内側表面は、銅メッキされている。混合室上部２３ｂ及び混合室下部２３ａは連通している。
【００２９】
混合室下部２３ａの傾斜部には、有機成膜材料供給部２２の傾斜部が、混合室上部２３ｂと離隔するように接合しており、有機成膜材料供給部２２から混合室２３内部へ有機成膜材料が噴出されるように構成されている。なお、有機成膜材料供給部２２の傾斜部が、混合室下部２３ａの傾斜部の一部を構成するようにしてある。
また、混合室下部２３ａの底部は、筐体２１の底板部２１ａを共用して構成されている。混合室下部２３ａの搬出口１１ｂ寄り部分には、有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を処理室１１内の被処理基板Ｇへ向けて供給する横方向のスリットからなる開口部２３ｃが設けられている。なお、スリットは、開口部２３ｃの形状の一例であり、有機成膜材料噴出孔２２ｃと同様、一方向に配設した複数の孔部にて開口部２３ｃを構成しても良い。また、複数の孔部は、一直線上に配列している必要は無く、千鳥配置させても良い。
【００３０】
混合室上部２３ｂは、横幅が混合室下部２３ａに比べて短く形成されており、横方向両側面には、無機成膜材料供給部２４へ給電するための給電部材２５ａ，２５ｂが接続されると共に、混合室２３内部に無機成膜材料供給部２４を支持する導電性の支持部材２６ａ，２６ｂが設けられている。支持部材２６ａ，２６ｂは、略直方体板状であり、混合室上部２３ｂに横方向から接続している。
混合室上部２３ｂの内部へ突出した支持部材２６ａ，２６ｂの板片は、無機成膜材料供給部２４に対して電気的に接続している。混合室上部２３ｂの外側へ突出した支持部材２６ａ，２６ｂの板片には、ボルト孔が形成されており、給電部材２５ａ，２５ｂの一端部がボルトで固定されている。
【００３１】
給電部材２５ａ，２５ｂは、長手方向が上下方向になるような姿勢で配されており、他端側は、筐体２１の天板部２１ｃから上方へ突出している。給電部材２５ａ，２５ｂは、導電部を有しており、筐体２１の外部から、筐体２１内部の支持部材２６ａ，２６ｂを介して、無機成膜材料供給部２４へ電力を供給する構成である。
【００３２】
図７は、無機成膜材料供給部２４の構成を模式的に示す断面図である。無機成膜材料供給部２４は、いわゆるアルカリディスペンサであり、中空状の無機成膜材料用筐体２４ａを備える。無機成膜材料用筐体２４ａの下面部には、長手方向両端部に沿って一様に複数の無機成膜材料噴出孔２４ｂが形成されている。また、無機成膜材料用筐体２４ａの内部には、電子注入層の材料である無機成膜材料、例えばアルカリ金属が投入される例えば非金属製角皿状の材料投入部２４ｃが配されており、材料投入部２４ｃは、載置面を上方に向けた姿勢で、加熱装置２４ｄによって支持され、固定部材２４ｉによって固定されている。加熱装置２４ｄは、材料投入部２４ｃが嵌り込む溝部を上面に有する金属製の基材２４ｅを有し、該基材２４ｅの内部にヒータ２４ｆ，２４ｇ，２４ｈが埋設されている。ヒータ２４ｆ，２４ｇ，２４ｈは、支持部材２６ａ，２６ｂを通じて給電部材２５ａ，２５ｂに接続しており、加熱装置２４ｄの基材２４ｅを介して材料投入部２４ｃを間接的に加熱する。また、無機成膜材料供給部２４は、無機成膜材料用筐体２４ａに埋設されたヒータ２４ｊ，２４ｋ，２４ｌ，２４ｍを備える。
以上の構成によれば、図示しない電源から給電部材２５ａ，２５ｂ及び支持部材２６ａ，２６ｂを通じて、ヒータ２４ｆ，２４ｇ，２４ｈに給電される。加熱装置２４ｄ及び材料投入部２４ｃは、該給電によって発熱し、材料投入部２４ｃに投入された無機成膜材料が加熱され、蒸発する。蒸発した無機成膜材料の蒸気は、無機成膜材料用筐体２４ａに形成された無機成膜材料噴出孔２４ｂから下方へ噴出する。
また、以上の構成によれば、材料投入部２４ｃに通電することなく、ヒータ２４ｆ，２４ｇ，２４ｈで基材２４ｅ及び材料投入部２４ｃを加熱し、アルカリ金属を加熱することができ、温度制御の観点からより好ましい。金属製の材料投入部２４ｃに直接通電するように構成することも可能である。
なお、言うまでも無く、無機成膜材料供給部２４の構成は、上記構成に限定されるものでは無い。例えば、無機成膜材料を収容する収容筒を備え、下部周面部に無機成膜材料噴出孔を形成し、収容筒全体が外部から供給された電圧によって加熱する電気抵抗体で構成しても良い。
【００３３】
保温ヒータ２７ａは、電気抵抗熱方式のヒータであり、流入室２２ａの搬入口１１ａ側の面及び下部に対向するように引き回され、輻射熱によって、流入室２２ａの温度は所定温度以上に保持するように構成されている。所定温度は、有機成膜材料が凝縮しないように設定すれば良い。同様に、保温ヒータ２７ｂは、流入室２２ａと、混合室２３との間に引き回され、保温ヒータ２７ｃは、混合室２３の搬出口１１ｂ側の面に対向するように引き回されている。保温ヒータ２７ｂは、流入室２２ａ及び混合室２３を加熱し、保温ヒータ２７ｃは、混合室２３を加熱する。なお、流入室２２ａ及び混合室２３の適宜箇所には、温度センサが配されており、該温度センサの検出結果に基づいて、保温ヒータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃへの給電が制御されている。また、電気抵抗方式のヒータを一例として挙げたが、流入室２２ａ及び混合室２３を加熱することができるのであれば、誘導加熱方式、又は熱媒体を通流させるように構成しても良い。
【００３４】
以下、成膜処理システム、成膜装置１及び成膜ヘッド２の動作について説明する。
図８は、本実施の形態に係る成膜システムを用いて成膜された有機ＥＬ素子３を模式的に示した断面図である。
まず、予め表面にＩＴＯ層３１が形成された被処理基板Ｇがローダ９０を介して成膜システム内に搬入され、トランスファーチャンバ９１によって、更に奥の成膜装置１へ搬入される。
【００３５】
成膜装置１の収容室に搬入された被処理基板Ｇは、基板の表面、即ちＩＴＯ層３１を上に向けた姿勢で図３に示した支持台１２ｃに静電吸着され、一定温度に保持される。なお、被処理基板Ｇが搬入される前に、処理室１１の内部は真空ポンプ１５の駆動によって、予め所定圧力、例えば１０-2Ｐａ以下に減圧されている。そして、支持台１２ｃが案内レール１２ａに沿って搬送方向へ移動し、被処理基板Ｇが蒸着ヘッド１３の下方を通過していく。蒸着ヘッド１３の下方を通過する過程で、図８に示すように、被処理基板Ｇには、ホール注入層３３ａ、ホール輸送層３３ｂ、青発光層３３ｃ、赤発光層３３ｄ、緑発光層３３ｅが順次成膜される。特に最終段の成膜ヘッド２では、有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気が混合した混合蒸気が供給されているため、被処理基板Ｇには、有機成膜材料及び無機成膜材料の共蒸着が行われる。つまり、被処理基板Ｇには、有機成膜材料と、無機成膜材料とが混合した電子輸送層３３ｆが形成される。該電子輸送層３３ｆは、有機成膜材料と、無機成膜材料とを順番に蒸着させた場合に形成される界面、即ちエネルギー障壁が形成されない。従って、電子注入効率を向上させることができ、発光強度が向上する。
【００３６】
成膜ヘッド２における動作は以下の通りである。
まず、収容室外部の蒸気発生部１７から配管１６及び有機成膜材料供給管２２ｂを通じて、流入室２２ａに有機成膜材料の蒸気が流入する。なお、有機成膜材料の蒸気圧は例えば１０Ｐａである。混合室２３の内圧は約１０-2Ｐａであるため、流入室２２ａに流入した有機成膜材料の蒸気は、有機成膜材料噴出孔２２ｃから混合室２３内部へ噴出される。
一方、図示しない電源から給電部材２５ａ，２５ｂ及び支持部材２６ａ，２６ｂを通じて、無機成膜材料供給部２４の収容筒２４ａに給電される。収容筒２４ａは、該給電によって発熱し、収容筒２４ａに収容された無機成膜材料が加熱され、蒸発する。なお、給電量を調整することによって、無機成膜材料の蒸気圧が制御される。蒸発した無機成膜材料の蒸気は、収容筒２４ａに形成された無機成膜材料噴出孔２４ｂから下方へ噴出する。
噴出された有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気は混合室２３内で混合し、混合して得られた混合蒸気は、開口部２３ｃを通じて処理室１１内の被処理基板Ｇへ向けて供給される。なお、混合室２３内に噴出された有機成膜材料及び無機成膜材料の圧力ないし温度は低下し、各構成分子及び原子が高頻度で衝突しないため、有機成膜材料が焼失するおそれはない。
【００３７】
次に、成膜処理を終えた被処理基板Ｇは、トランスファーチャンバ９２によって、エッチング装置９３に搬入される。エッチング装置９３では、各種膜の形状等が調整される。次に、トランスファーチャンバ９４によって、スパッタリング装置９５に搬入される。スパッタリング装置９５では、陰極層３２が形成される。次に、トランスファーチャンバ９６によって、被処理基板Ｇは、ＣＶＤ装置９７に搬入される。ＣＶＤ装置９７では、被処理基板Ｇに成膜された各層を窒化膜等の封止層３４によって封止する。そして、封止処理された被処理基板Ｇは、トランスファーチャンバ９８を介してアンローダ９９から成膜処理システム外へ搬出される。
【００３８】
本実施の形態によれば、所要条件下における有機成膜材料及び無機成膜材料の共蒸着が可能になる。例えば、４５０℃で、蒸気圧が１０Ｐａの有機成膜材料Ａｌｑ3 を流入室２２ａに供給して噴出させると共に、７００℃で、蒸気圧が１０Ｐａの無機成膜材料Ｌｉを噴出させ、混合させた上、共蒸着させることができる。つまり、有機成膜材料Ａｌｑ3 及び無機成膜材料Ｌｉを同程度の濃度で混合させた電子輸送層を成膜することができる。
共蒸着によって、有機ＥＬ素子３の電子輸送層及び電子注入層における界面のエネルギー障壁を低減させて電子注入効率を向上させることができ、発光強度が向上した有機ＥＬ素子３を製造することができる。
【００３９】
また、開口部２３ｃが形成された混合室２３を備えているため、有機成膜材料及び無機成膜材料をより均等に混合させて、被処理基板Ｇを成膜することが可能になる。電子輸送層の膜均一性を向上させることによって、電子注入効率を向上させることができ、発光強度が向上した有機ＥＬ素子３を製造することができる。
【００４０】
更に、混合した有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気をスリット状の開口部２３ｃから被処理基板Ｇへ供給する。従って、被処理基板Ｇの線状領域に対して、混合した蒸気による成膜が可能になる。なお、開口部２３ｃを、一方向に列設された複数の孔部で構成しても同様である。また、無機成膜材料噴出孔２４ｂ及び有機成膜材料噴出孔２２ｃは、開口部２３ｃの長手方向に並設されている。従って、有機成膜材料及び無機成膜材料をより均等に混合させて、被処理基板Ｇを成膜することが可能になる。なお、開口部２３ｃを、一方向に列設された複数の孔部で構成する場合、無機成膜材料噴出孔２４ｂ及び有機成膜材料噴出孔２２ｃを、開口部の前記一方向と略同一方向に並設することによって、同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
更に、有機成膜材料噴出孔２２ｃ及び無機成膜材料噴出孔２４ｂは、開口部２３ｃの長手方向と略同一方向に並設されているため、有機成膜材料及び無機成膜材料の共蒸着層の膜均一性をより向上させることができる。
【００４２】
更にまた、保温ヒータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃによって、有機成膜材料が流入層内部で凝縮することを防止することができる。
【００４３】
更にまた、無機成膜材料噴出孔２４ｂの配列幅を、有機成膜材料噴出孔２２ｃの配列幅よりも幅狭に構成してあるため、成膜ヘッド２の横寸法を小さくすることができる。
【００４４】
なお、実施の形態では、混合室２３を設けてあるが、有機成膜材料及び無機成膜材料の蒸気を、略同一箇所に噴出することができるように構成すれば、混合室２３を廃しても良い。また、開口部を有する仕切板のみを設けるように構成しても良い。
【００４５】
また、有機成膜材料供給部２２及び無機成膜材料供給部２４を、並置させても良い。有機成膜材料供給部２２及び無機成膜材料供給部２４を、夫々を筒状に構成し、同軸配置するように構成しても良い。更に、開口部から有機成膜材料及び無機成膜材料の混合蒸気を供給できるのであれば、有機成膜材料供給部２２及び無機成膜材料供給部２４の取付姿勢は特に限定されない。
【００４６】
（変形例１）
図９は、変形例１に係る成膜ヘッド１０２の構成を模式的に示した側断面図である。変形例１に係る成膜装置１は、上述の実施の形態と同様、筐体１２１、有機成膜材料供給部１２２、混合室１２３、無機成膜材料供給部２４、給電部材２５ａ，２５ｂ、保温ヒータ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを備える。また、変形例１に係る成膜装置１は、更に、流入室１２２ａを冷却するための熱媒体を通流される熱媒体通流路２８ａを備える。熱媒体通流路２８ａは、例えば、水が通流する水冷流路である。また、熱媒体通流路２８ａは、水冷遮熱板２８ｂに覆われている。
【００４７】
収容室の底板部１２１ａ、側壁１２１ｂ及び天板部１２１ｃ、並びに混合室下部１２３ａは、流入室１２２ａ及び混合室１２３間に２本の保温ヒータ２７ｂ，２７ｄ及び熱媒体通流路２８ａが搬送方向に並べて配置できるような寸法を有している。一本の保温ヒータ２７ｂは、流入室１２２ａに近接対向し、他の保温ヒータ２７ｄ，２７ｃは、混合室１２３に近接対向している。熱媒体通流路２８ａは、流入室１２２ａと、混合室１２３との間、より詳細には保温ヒータ２７ｂ，２７ｄの間に位置するように引き回されている。熱媒体通流路２８ａへ熱媒体を通流させる冷媒サイクルの動作は、図示しない制御部によって制御されている。
【００４８】
変形例１にあっては、熱媒体通流路２８ａに熱媒体、特に冷媒を通流させることによって、流入室１２２ａの温度を、有機成膜材料が焼失しない温度以下になるように制御することができる。保温ヒータ２７ｂ，２７ｄ及び熱媒体通流路２８ａによって、有機成膜材料の凝縮及び焼失を防止することができる。
【００４９】
（変形例２）
変形例２に係る成膜装置は、成膜ヘッド２０２の構成のみが実施の形態と異なるため、以下では主に、成膜ヘッド２０２について説明する。
図１０は、変形例２に係る成膜ヘッド２０２の側断面図である。変形例２に係る成膜ヘッド２０２は、有機成膜材料の蒸気を被処理基板Ｇへ向けて噴出する有機成膜材料供給部４と、無機成膜材料の蒸気を被処理基板Ｇへ向けて噴出する無機成膜材料供給部５とを有し、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５は、有機成膜材料及び無機成膜材料の被噴出箇所が被処理基板Ｇ上で重複するように配されている。
【００５０】
図１１は、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５の噴出孔の配置を概念的に示した説明図である。有機成膜材料供給部４は、無機成膜材料供給部５から無機成膜材料が噴射される領域の外側に配されている。該領域は、無機成膜材料供給部５から無機成膜材料を噴出するための無機成膜材料噴出孔５１ａを含む平面の下方、即ち、被処理基板Ｇ側である。図１１中、二点鎖線で示した直線よりも下側の領域は、無機成膜材料供給部５から無機成膜材料が噴射される領域を示している。有機成膜材料供給部４は、前記二点鎖線で示した直線よりも上側に配されている。
【００５１】
有機成膜材料供給部４は、有機成膜材料の蒸気を噴出する有機成膜材料噴出孔４１ａを有し、外部から有機成膜材料の蒸気が流入する有機成膜材料用筐体４１と、前記有機成膜材料用筐体４１を加熱する有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄと、空気等の熱媒体を通流させる熱媒体通流路４３，４３とを備え、有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ及び熱媒体通流路４３，４３は、ヒータ固定部材４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅによって有機成膜材料用筐体４１の内部に埋め込まれている。
【００５２】
有機成膜材料用筐体４１は、長手方向が紙面に略垂直な略長方形の枠部材を有し、該枠部材の下面略中央部から無機成膜材料供給部５側へ、中空板部材が突出している。中空板部材の先端部には、枠部材及び中空板部材の内部を通流した有機成膜材料を噴出する有機成膜材料噴出孔４１ａが形成されている。
【００５３】
中空板部材の外面には、有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂと、熱媒体通流路４３ａ，４３ｂとを埋め込むための複数の凹部が形成されている。凹部は、例えば、側面視が略円弧状をなしている。有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂ及び熱媒体通流路４３ａ，４３ｂは、外形がそれぞれ円柱状であり、その外周面には良好な熱伝導性の膜、例えばカーボングラファイト膜が巻かれ、前記複数の凹部に嵌め込まれている。前記凹部に嵌め込まれた有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂ，…及び熱媒体通流路４３ａ，４３ｂは、ヒータ固定部材４１ｄ，４１ｅによって固定されている。ヒータ固定部材４１ｄ，４１ｅは、中空板部材の前記外面に対応する板状の部材であり、有機成膜材料加熱ヒータ４２ａ，４２ｂ及び熱媒体通流路４３ａ，４３ｂに嵌り込む凹部を有している。該凹部の形状は、中空板部材に形成された凹部と同様、側面視が略半円形である。なお、ヒータ固定部材４１ｄ，４１ｅは、有機成膜材料用筐体４１に固定されている。
【００５４】
同様に、枠部材の上面には、他の有機成膜材料加熱ヒータ４２ｃ，４２ｄが嵌め込まれており、ヒータ固定部材４１ｂ，４１ｃによって、枠部材に固定されている。枠部材の上部の略中央部には、蒸気発生部１７にて発生した有機成膜材料の蒸気を有機成膜材料用筐体４１へ流入させる有機成膜材料供給管４０が接続されている。有機成膜材料供給管４０は、例えば、ステンレス製であり、有機成膜材料供給管４０の外側若しくは内側表面のいずれか、又は外側及び内側表面は、熱伝導率を向上させるため、銅メッキされている。また、成膜装置は、有機成膜材料供給管４０を加熱する供給管加熱ヒータ６１，６２を備える。
【００５５】
無機成膜材料供給部５は、中空の無機成膜材料用筐体５１を備える。無機成膜材料筐体は、長手方向が紙面に対して略垂直な中空略筒状をなし、下部が有機成膜材料供給部４側へ突出している。突出している部分の下面部には、長手方向両端部に沿って一様に複数の無機成膜材料噴出孔５１ａが形成されている。また、無機成膜材料用筐体５１の内部には、電子注入層の材料である無機成膜材料、例えばアルカリ金属が装入される容器が加熱装置５４によって支持されている。容器は、無機成膜材料の蒸気を無機成膜材料用筐体５１の内部へ送出するための開口５７ａを上面に有する非金属製角皿状をなしている。
【００５６】
図１２は、加熱装置５４の側面図、図１３は、加熱装置５４の正面図、図１４は、図１３のXIV−XIV線断面図、図１５は、図１２のXV−XV線断面図である。加熱装置５４は、該加熱装置５４の下側を構成する第１半体５４ａと、加熱装置５４の上側を構成する第２半体５４ｂとを有し、第２半体５４ｂの上面には、容器が嵌り込む溝部が形成されている。第１及び第２半体５４ａ，５４ｂは金属製である。
【００５７】
第１半体５４ａの上面には、第１ヒータ５５ａ，５５ｂと、第１熱媒体通流路５６とを埋め込むための複数の凹部が形成されている。凹部は、例えば、側面視が略円弧状をなしている。第１ヒータ５５ａ，５５ｂ及び第１熱媒体通流路５６は、外形がそれぞれ円柱状であり、その外周面には良好な熱伝導性の膜５５ｃ，５５ｄ，５６ａ、例えばカーボングラファイト膜が巻かれ、前記複数の凹部に嵌め込まれている。前記凹部に嵌め込まれた第１ヒータ５５ａ，５５ｂ及び第１熱媒体通流路５６は、第２半体５４ｂによって挟み込まれるようにして固定されている。第２半体５４ｂは、第１半体５４ａに対応する板状の部材であり、第１ヒータ５５ａ，５５ｂ及び第１熱媒体通流路５６に嵌り込む凹部を有している。該凹部の形状は、中空板部材に形成された凹部と同様、側面視が略半円形である。なお、第１及び第２半体５４ａ，５４ｂは全周溶接されている。第１熱媒体通流路５６の両端部は、図示しない空冷装置に接続されており、該空冷装置は、第１熱媒体通流路５６ｂ，５６ｃに空気を通流させている。
【００５８】
また、無機成膜材料用筐体５１の外周面には、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆと、第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃとを嵌め込むための複数の凹部が形成され、該凹部に第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ及び第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃが嵌め込まれている。そして、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ及び第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、ヒータ固定部材５１ｂ，５１ｃ，５１ｄによって、無機成膜材料用筐体５１に埋め込まれるように固定される。第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃの両端部は、図示しない空冷装置に接続されており、該空冷装置は、第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃに空気を通流させている。なお、前記空冷装置は、例えば、空気を通流させる方向を周期的に切り換えるように構成されている。空気を周期的に切り換えることによって、無機成膜材料用筐体５１の一端部と、他端部との間で温度差が発生することを防止し、容器５７の長手方向における熱均一性を向上させることが可能になる。
【００５９】
図１６は、無機成膜材料噴出孔５１ａの配設例を示した模式図である。無機成膜材料噴出孔５１ａは、例えば、図１６に示すように千鳥配置されている。なお、言うまでもなく、無機成膜材料噴出孔５１ａの配置は、一例である。
【００６０】
成膜ヘッド２０２は、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５から被処理基板Ｇへ放射される熱を遮断する有機材料供給部用の遮熱板７１と、無機成膜材料供給部５用の遮熱板７２を有する。また、成膜ヘッド２０２は、有機成膜材料供給部４と、無機成膜材料供給部５とを隔て、有機成膜材料供給部４と、無機成膜材料供給部５との間で放射される熱を遮断する遮熱板８を有する。遮熱板８は、空冷用の熱媒体通流路８ａを内部に有する。
【００６１】
図１７は、成膜ヘッド２０２の動作を制御する制御装置５９の一構成例を示したブロック図である。制御装置５９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部５９ａを有する。制御部５９ａには、バスを介して、少なくとも、成膜ヘッド２０２の第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの動作を制御するためのコンピュータプログラムを記憶したＲＯＭ５９ｂと、一時記憶用のＲＡＭ５９ｃと、キーボード、マウス等の入力装置５９ｄと、表示装置等の出力装置５９ｅと、第１ヒータ５５ａ，５５ｂと、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆと、第１温度検出部５９ｆと、第２温度検出部５９ｇとが接続されている。第１温度検出部５９ｆは、第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺の温度、例えば加熱装置５４の第１半体５４ａの温度を検出し、検出した温度を制御部５９ａに与える。第２温度検出部５９ｇは、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺の温度、例えば、無機成膜材料用筐体５１の温度を検出し、検出した温度を制御部５９ａに与える。なお、厳密には、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆは、Ｉ／Ｏポートに接続された電源回路を介してバスに接続されているが、Ｉ／Ｏポート及び電源回路は図示されていない。制御部５９ａは、無機成膜材料供給部５の温度を特定の目標温度に到達するよう、第１及び第２温度検出部５９ｆ，５９ｇの検出結果に基づいて、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電を制御する。なお、図１７では、作図の便宜上、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆをそれぞれ１つのブロックで表している。
【００６２】
図１８は、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電に係る制御の処理手順を示すフローチャート、図１９は、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電と、容器５７の温度変化を示したタイミングチャートである。まず、制御部５９ａは、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆをオン状態にする（ステップＳ１１）。具体的には、制御部５９ａは、電源回路へ制御信号を与えることによって、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電を開始させる。そして、制御部５９ａは、第１及び第２温度検出部５９ｆ，５９ｇを用いて、第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２以下で無いと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部５９ａは、第１ヒータ５５ａ，５５ｂの出力を低下させ、又は第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの出力を増大させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１２，１３の処理は、無機成膜材料の蒸気が無機成膜材料用筐体５１の内壁で凝縮し、付着することを防止するための処理である。従ってまた、無機成膜材料の蒸気が発生しない所定温度未満の段階では、ステップＳ１２，１３の処理を必ずしも実行する必要は無く、無機成膜材料の温度が所定温度に到達するまでに、上述の温度関係になるようになっていれば良い。第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２以下であると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、またはステップＳ１３の処理を終えた場合、制御部５９ａは、第１温度検出部５９ｆを用いて、第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第１温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。第１温度は、特定の目標温度よりも低い温度である。例えば、目標温度が５００度である場合、第１温度を４００度〜４５０度に設定する。なお、第１温度は、実験によって特定した所定の温度であっても良いし、入力された目標温度に基づいて算出される温度であっても良い。第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第１温度未満であると判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部５９ａは、再び、ステップＳ１４の処理を実行する。
【００６３】
第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第１温度以上であると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部５９ａは、図１８に示すように、第１ヒータ５５ａ，５５ｂをオフ状態にする（ステップＳ１５）。具体的には、制御部５９ａは、電源回路へ制御信号を与えることによって、第１ヒータ５５ａ，５５ｂへの給電を停止させる。次いで、制御部５９ａは、第２温度検出部５９ｇを用いて、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２が、第２温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。第２温度は、特定の目標温度よりも高い温度であり、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２が第２温度に達した時に第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電を停止させた場合、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺から放射された熱によって、容器５７及び無機成膜材料の温度が丁度目標温度に到達するような温度である。第２温度は、実験などで決定される所定の温度であっても良いし、入力された目標温度に基づいて算出される温度であっても良い。例えば、目標温度が５００度である場合、第２温度として５２０度を設定する。第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２が、第２温度未満であると判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部５９ａは、再び、ステップＳ１６の処理を実行する。第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２が第２温度以上であると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御部５９ａは、図１８に示すように、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２をＰＩＤ制御し（ステップＳ１７）、成膜処理を終えた場合、処理を終える。具体的には、制御部５９ａは、第１及び第２温度検出部５９ｆ，５９ｇで検出される温度を監視し、各温度が目標温度に一致するように、電源回路へ制御信号を与えることによって、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電を制御する。より具体的には、制御部５９ａは、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆによる加熱を一時停止又は出力を低下させ、周辺温度Ｔ２が目標温度未満になった場合、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆによる加熱を再開又は増大させる。以下、上述の処理を繰り返すことによって、周辺温度Ｔ２を目標温度に保っている。なお、無機成膜材料の加熱を停止させる場合も、第１ヒータ５５ａ，５５ｂの周辺温度Ｔ１が、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの周辺温度Ｔ２以下になる条件を保ったまま、容器５７及び無機成膜材料の温度を低下させると良い。無機成膜材料の蒸気が無機成膜材料用筐体５１の内壁で凝縮し、付着することを防止するためである。従ってまた、無機成膜材料の蒸気が発生しなくなる所定温度未満になった場合、前記条件を維持する必要は無い。
【００６４】
上述の処理によって、長手方向を有する容器５７を均一に目標温度まで加熱することが可能になる。つまり、容器５７の長手方向における温度均一性を向上させることができる。
なお、容器５７の温度を目標温度に保持するための処理は特に限定されない。例えば、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへ間欠的に給電しても良いし、第２温度検出部５９ｇにて検出した温度が目標温度、又は目標温度によって決定される所定の温度未満になった場合、一定時間、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへ給電するようにしても良い。また、第２ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆへの給電量を変更させることによって、容器５７の温度を制御しても良い。
【００６５】
変形例２に係る成膜装置及び成膜ヘッド２０２によれば、遮熱板７１，７２を有しているため、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５から被処理基板Ｇへ放射される放射熱によって成膜条件が悪化することを防止することができる。例えば、パターンマスクが熱膨張することによって、成膜パターンの位置ずれが発生することを防止することが可能である。また、成膜される有機膜に熱ダメージを与えることも抑制される。
【００６６】
また、有機成膜材料供給部４と、無機成膜材料供給部５とを隔てる遮熱板８を備えることによって、無機成膜材料供給部５から放射される熱によって、有機成膜材料供給部が異常に加熱され、有機成膜材料が焼失することを防止することができる。
【００６７】
更に、有機成膜材料供給部４は、無機成膜材料供給部５に比べて低温であるところ、有機成膜材料供給部４は、無機成膜材料供給部５から無機成膜材料が噴射される領域の外側に配されているため、無機成膜材料供給部５から噴射された無機成膜材料が有機成膜材料供給部４に凝縮し、付着することを防止することができる。なお、無機成膜材料供給部５は高温であるため、有機成膜材料供給部４から噴射された有機成膜材料が無機成膜材料供給部５に付着することは無い。単に有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５を並設した場合、有機成膜材料供給部４に無機成膜材料が付着し、コンタミネーションの問題が発生するおそれがあるが、本実施の形態によれば、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５のいずれにも有機成膜材料及び無機成膜材料が付着することを防止することができる。
【００６８】
更に、第１及び第２ヒータ５５ａ，５５ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆを無機成膜材料用筐体５１及び加熱装置５４に埋め込むことによって、温度制御の応答性を向上させ、容器５７の温度をより精度良く制御することができる。
【００６９】
更にまた、加熱装置５４の温度を、目標温度より低い第１温度まで加熱し、次いで、無機成膜材料用筐体５１を目標温度より高い第２温度まで加熱することによって、容器５７を囲む均一な放射熱により、容器５７を均一に目標温度まで加熱し、容器５７の長手方向における熱分布を均一にすることができる。
【００７０】
更にまた、第１熱媒体通流路５６及び第２熱媒体通流路５３ａ，５３ｂ，５３ｃに熱媒体を通流させる方向を周期的に切り替えることによって、無機成膜材料用筐体５１及び加熱装置５４を均一に冷却することができる。つまり、無機成膜材料用筐体５１及び加熱装置５４、並びに容器５７の長手方向における温度均一性を向上させることができる。
【００７１】
（変形例３）
変形例３に係る成膜装置は、遮熱板３７１，３７２の構成のみが変形例２と異なるため、以下では主に、成膜ヘッド３０２について説明する。図２０は、変形例３に係る成膜ヘッド３０２の側断面図である。変形例３に係る遮熱板３７１，３７２は、それぞれ、空冷用の遮熱板用熱媒体通流路３７１ａ，３７２ａを内部に有する。
【００７２】
変形例３に係る成膜装置及び成膜ヘッド３０２によれば、遮熱板用熱媒体通流路３７１ａ，３７２ａが内部に形成された遮熱板３７１，３７２を有するため、有機成膜材料供給部４及び無機成膜材料供給部５から被処理基板Ｇへ放射される放射熱によって成膜条件が悪化することをより効果的に防止することができる。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１  成膜装置
２  成膜ヘッド
３  有機ＥＬ素子
１１  処理室
１２  搬送装置
１３  蒸着ヘッド
１４  排気管
１５  真空ポンプ
１６  配管
１７  蒸気発生部
２１  筐体
２２  有機成膜材料供給部
２２ｂ  有機成膜材料供給管
２２ａ  流入室
２２ｃ  有機成膜材料噴出孔
２３  混合室
２３ｃ  開口部
２４  無機成膜材料供給部
２４ｂ  無機成膜材料噴出孔
２５ａ，２５ｂ  給電部材
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ  ヒータ
２８ａ  熱媒体通流路
Ｇ  被処理基板
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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