(57)【要約】【課題】隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置は、処理容器、複数の蒸着ヘッド、搬送部、第１排気機構を備えている。処理容器は、処理室を画成する。複数の蒸着ヘッドは、処理室内に並べて配置され、蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。搬送部は、複数の蒸着ヘッドの並設方向に沿った搬送経路で、基板の成膜面を複数の蒸着ヘッドと対向させて基板を搬送する。第１排気機構は、処理室に第１排気口を介して接続される。ここで、搬送経路は、成膜面が複数の蒸着ヘッドと対向する処理区間を含み、第１排気口は、成膜面から蒸着ヘッドの配置位置方向にみて処理区間と重なる位置となる処理室の内壁に設けられている。【選択図】図１
2014019942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室を画成する処理容器と、
前記処理室内に並べて配置され、蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する複数の蒸着ヘッドと、
前記複数の蒸着ヘッドの並設方向に沿った搬送経路で、基板の成膜面を前記複数の蒸着ヘッドと対向させて前記基板を搬送する搬送部と、
前記処理室に第１排気口を介して接続された第１排気機構と、
を備え、
前記搬送経路は、前記成膜面が前記複数の蒸着ヘッドと対向する処理区間を含み、
前記第１排気口は、前記成膜面から蒸着ヘッドの配置位置方向にみて前記処理区間と重なる位置となる前記処理室の内壁に設けられている成膜装置。
【請求項２】
前記処理室に第２排気口を介して接続され、前記処理室を減圧する第２排気機構を備え、
前記第２排気口は、前記成膜面から蒸着ヘッドの配置位置方向にみて前記処理区間と重ならない位置となる前記処理室の内壁に設けられている請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１排気口は、前記複数の蒸着ヘッドの間に形成される請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
各蒸着ヘッドは、噴射方向に開口を有する箱状の収容室に収容され、
各収容室は、前記開口を介して前記処理室に連通され、
前記第１排気機構が前記収容室に接続され、
前記第１排気機構が接続された前記収容室の開口が前記第１排気口となる請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１排気機構が複数の収容室に接続される請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記複数の蒸着ヘッドの並設方向における、前記収容室の内壁と前記蒸着ヘッドとの間に形成された間隙の大きさは、前記成膜面と平行でかつ前記複数の蒸着ヘッドの並設方向に直交する方向における、前記収容室の内壁と前記蒸着ヘッドとの間に形成された間隙の大きさよりも小さい請求項４又は５に記載の成膜装置。
【請求項７】
各蒸着ヘッドには、前記成膜面との距離を変更させる駆動機構が設けられている請求項１〜６の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記駆動機構は、第１蒸着ヘッドによって成膜した膜厚と第２蒸着ヘッドによって成膜すべき膜厚との差に基づいて前記第２蒸着ヘッドの前記成膜面との距離を変更させる請求項７に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面及び実施形態は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、気化された材料の蒸気を基板へ供給して成膜する装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。特許文献１記載の装置は、基板を処理する処理室を画成する処理容器を備える。該処理容器内には、基板表面を下向きに向けた状態で基板を支持し、処理室内を水平方向に搬送する搬送機構、及び、基板搬送方向に沿って配置され、基板表面に対して成膜材料の蒸気を順に供給する複数の蒸着ヘッドが配置されている。各蒸着ヘッドには、成膜材料を含む蒸気を供給する蒸気発生室（ガス供給源）が接続されている。上述した処理室及び蒸気発生室は、互いに連通することなく、それぞれに接続された真空ポンプによって所定の圧力に減圧される。そして、各蒸着ヘッド間には、蒸気仕切り壁が設けられている。搬送機構によって搬送される基板には、各蒸着ヘッドの上方を通過中に各蒸着ヘッドから種々の材料が蒸着される。これにより基板上に積層体が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２６０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の成膜装置のように、複数の蒸着ヘッドを並べて積層体を形成する場合には、隣接する蒸着ヘッド間において両者の蒸気の混入が発生するおそれがある。各蒸着ヘッド間に配置された蒸気仕切り壁は、このような蒸気の混入を防ぐために有効であるが、成膜条件によっては物理的な遮蔽のみでは十分でない場合がある。このため、本技術分野においては、隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる成膜装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係る成膜装置は、処理容器、複数の蒸着ヘッド、搬送部、第１排気機構を備えている。処理容器は、処理室を画成する。複数の蒸着ヘッドは、処理室内に並べて配置され、蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。搬送部は、複数の蒸着ヘッドの並設方向に沿った搬送経路で、基板の成膜面を複数の蒸着ヘッドと対向させて基板を搬送する。第１排気機構は、処理室に第１排気口を介して接続される。ここで、搬送経路は、成膜面が複数の蒸着ヘッドと対向する処理区間を含み、第１排気口は、成膜面から蒸着ヘッドの配置位置方向にみて処理区間と重なる位置となる処理室の内壁に設けられている。
【０００６】
この成膜装置では、蒸着を行う処理区間と重なる位置であって処理室の内壁に形成された第１排気口を介して処理室が減圧される。このように構成することで、蒸着ヘッドから噴射されたガスによって蒸着ヘッドと基板との間の空間の圧力が上昇することを効率良く抑制することができる。蒸着ヘッド近傍の圧力を十分に下げることで、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。よって、隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる。
【０００７】
一実施形態では、処理室に第２排気口を介して接続され、処理室を減圧する第２排気機構を備えてもよい。第２排気口は、成膜面から蒸着ヘッドの配置位置方向にみて処理区間と重ならない位置となる処理室の内壁に設けられていてもよい。このように、処理室全体の圧力を制御する排気機構を設けてもよい。
【０００８】
一実施形態では、第１排気口は、複数の蒸着ヘッドの間に形成されてもよい。処理室に直接的に排気機構を接続する構成とすることで、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを効率的に低減することができる。
【０００９】
一実施形態では、各蒸着ヘッドは、噴射方向に開口を有する箱状の収容室に収容され、各収容室は、開口を介して処理室に連通され、第１排気機構が収容室に接続され、第１排気機構が接続された収容室の開口が第１排気口となってもよい。処理室に連通する蒸着ヘッドの収容室に排気機構を接続する構成とすることで、基板位置に影響を与えられることなく、蒸着ヘッド近傍の圧力及び成膜分布を一定にすることができる。
【００１０】
一実施形態では、第１排気機構が複数の収容室に接続されてもよい。このように構成することで、各収容室に排気機構を備える場合に比べて装置を小型化することができる。
【００１１】
一実施形態では、複数の蒸着ヘッドの並設方向における、収容室の内壁と蒸着ヘッドとの間に形成された間隙の大きさは、成膜面と平行でかつ複数の蒸着ヘッドの並設方向に直交する方向における、収容室の内壁と蒸着ヘッドとの間に形成された間隙の大きさよりも小さくてもよい。このように構成することで、蒸着ヘッドから噴射された材料が、蒸着ヘッドの並設方向よりも成膜面と平行でかつ複数の蒸着ヘッドの並設方向に直交する方向へ排気されるため、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。
【００１２】
一実施形態では、各蒸着ヘッドには、成膜面との距離を変更させる駆動機構が設けられていてもよい。このように構成することで、噴射が広がる前に基板へ材料を到達させることができるため、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。
【００１３】
一実施形態では、駆動機構は、第１蒸着ヘッドによって成膜した膜厚と第２蒸着ヘッドによって成膜すべき膜厚との差に基づいて第２蒸着ヘッドの成膜面との距離を変更させてもよい。このように構成することで、厚さが大きく異なる成膜を行う場合に顕著となる材料の混入をより適切に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の一側面及び実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す蒸着ヘッドを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る成膜装置を用いて製造され得る有機ＥＬ素子の完成状態の一例を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。
【図５】図４に示す蒸着ヘッド及び収容室を示す斜視図である。
【図６】第３実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。
【図７】成膜シミュレーション結果のグラフである。
【図８】蒸着レートのシミュレーション結果のグラフである。
【図９】積層体の濃度のシミュレーション結果のグラフである。
【図１０】積層体の濃度のシミュレーション結果の表である。
【図１１】積層体の濃度のシミュレーション結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図１には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。図１に示す成膜装置１０は、基板Ｓを収容する処理室１２を画成する処理容器１１と、基板Ｓを支持するステージ１４とを備える。基板Ｓの一方の面（成膜面）は例えば鉛直方向（Ｚ方向）において下を向いている。即ち、成膜装置１０はフェースダウン型の成膜装置である。ステージ１４は、基板Ｓを吸着する静電チャックを内蔵してもよい。なお、別の実施形態においては、成膜装置は、上に向いた成膜面に蒸着材料の蒸気を含むガスを吹き付ける型、即ち、フェースアップ型の成膜装置であってもよい。処理容器１１には、処理室１２の内壁に形成された排気口６０（第２排気口）及び管１２ｂを介して真空ポンプ２７ｂ（第２排気機構）が接続されており、当該真空ポンプ２７ｂにより、処理室１２内を減圧することができる。排気口６０の形成位置の詳細については後述する。
【００１８】
成膜装置１０は、蒸着材料の蒸気を含むガスＧを基板Ｓに噴き付けるノズル１８ｂを有する蒸着ヘッド１６ｂを備える。成膜装置１０は、更に、ノズル１８ｂと同様の構造を有するノズル１８ａ，１８ｃ，１８ｄをそれぞれ有する蒸着ヘッド１６ａ，１６ｃ，１６ｄを備えてもよい。ノズル１８ａ，１８ｃ，１８ｄからは、ノズル１８ｂから噴き出される蒸着材料とは別の蒸着材料であって、かつ、互いに異なる蒸着材料を噴き出してもよい。これにより、基板Ｓ上に複数種類の膜を連続的に蒸着させることができる。蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄは、処理室１２内にＸ方向に並べて配置されている。すなわちＸ方向が蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの並設方向となる。
【００１９】
各蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄは、噴射方向に開口４１ａ〜４１ｄを有する箱状の収容室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ収容されている。各収容室４０ａ〜４０ｄは、開口４１ａ〜４１ｄを介して処理室１２と連通されている。また、開口４１ａ〜４１ｄを囲むように、蒸気仕切り壁１７ａ〜１７ｄが立設されている。
【００２０】
蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄには、蒸着材料の蒸気を含むガスを供給するガス供給源２０ａ〜２０ｄがそれぞれ接続されている。例えば、ガス供給源２０ｂからは、ガスＧが蒸着ヘッド１６ｂに供給される。ノズル１８ａ〜１８ｄの先端には例えば円形の噴射口が形成されている。当該噴射口から蒸着材料を含むガスが噴射される。ここで、ガス供給源２０ａ〜２０ｄが、それぞれ箱状の収容室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ収容されていても良い。
【００２１】
成膜装置１０は、Ｙ方向と交差するＸ方向にステージ１４を駆動する駆動装置（搬送部）２２を備える。また、成膜装置１０は、レール２４を更に備え得る。レール２４は処理容器１１の内壁に取り付けられている。ステージ１４は、例えば支持部１４ａによってレール２４に接続されている。ステージ１４及び支持部１４ａは、駆動装置２２によってレール２４上をスライドするように移動する。これにより、ノズル１８ａ〜１８ｄに対して相対的に基板ＳがＸ方向に移動する。すなわち基板Ｓの搬送経路は、Ｘ方向（蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの並設方向）に沿って延びている。基板Ｓは、Ｘ方向に移動することによって、ノズル１８ａ〜１８ｄの開口に順番に対面配置されることとなる。図１における矢印Ａはステージ１４の移動方向を示している。また、成膜装置１０の処理容器１１は、ゲートバルブ２６ａ及び２６ｂを有している。基板Ｓは、処理容器１１に形成されたゲートバルブ２６ａを通って処理室１２内に導入可能であり、処理容器１１に形成されたゲートバルブ２６ｂを通って処理室１２外に搬出可能である。
【００２２】
成膜装置１０は、処理室１２内を減圧する真空ポンプ２７ｂの他に、真空ポンプ２７ａ（第１排気機構）を備える。真空ポンプ２７ａは、処理室１２に排気口５０（第１排気口）を介して接続されている。排気口５０は、処理室１２の内壁であって、基板Ｓの成膜面と、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとの間の空間（蒸着空間）に露出するように形成されている。すなわち、基板Ｓの搬送経路は、基板Ｓの成膜面が蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄと対向する処理区間Ｋを含んでおり、排気口５０は、成膜面から蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの配置位置方向（−Ｚ方向）にみて処理区間Ｋと重なる位置となる処理室１２の内壁に設けられている。さらに、排気口５０は、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄ間に形成されている。排気口５０は、処理室１２の中央部に設けられてもよい。処理室１２の中央部は圧力が上昇しやすい。このため、排気口５０を処理室１２の中央部に設けることで、効率良く圧力を低下させることができる。
【００２３】
一方、排気口６０は、成膜面から蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの配置位置方向（−Ｚ方向）にみて処理区間Ｋと重ならない位置となる処理室１２の内壁に設けられている。なお、真空ポンプ２７ｂは、直接的に処理室１２に接続されていなくてもよい。すなわち、排気口６０と管１２ｂとの間にポンプ室等を設けてもよい。
【００２４】
図２は、一実施形態に係る蒸着ヘッドを示す斜視図である。図２に示すように、蒸着ヘッド１６ｂは、一実施形態においては、複数の噴射口１４ｂを有し得る。複数の噴射口１４ｂからは、ガス供給源２０ｂによって供給されたガスがＺ方向の軸線中心に噴射される。これら噴射口１４ｂは、ステージ１４の移動方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に配列され得る。
【００２５】
また、蒸着ヘッド１６ｂには、ヒータ１５が内蔵され得る。一実施形態においては、ヒータ１５は、蒸着ヘッド１６ｂに蒸気として供給された蒸着材料が析出することがない温度まで、蒸着ヘッド１６ｂを加熱する。
【００２６】
図３は、一実施形態に係る成膜装置を用いて製造され得る有機ＥＬ素子の完成状態の一例を示す図である。図３に示す有機ＥＬ素子Ｄは、基板Ｓ、第１層Ｄ１、第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、第４層Ｄ４、第５層Ｄ５、及び第６層Ｄ６を備え得る。基板Ｓは、ガラス基板のような光学的に透明な基板である。
【００２７】
基板Ｓの一主面上には、第１層Ｄ１が設けられている。第１層Ｄ１は、陽極層として用いられ得る。この第１層Ｄ１は、光学的に透明な電極層であり、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような導電性材料により構成され得る。第１層Ｄ１は、例えば、スパッタリング法により形成される。
【００２８】
第１層Ｄ１上には、第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、第４層Ｄ４及び第５層Ｄ５が順に積層されている。第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、第４層Ｄ４及び第５層Ｄ５は、有機層である。第２層Ｄ２は、ホール注入層で有り得る。第３層Ｄ３は、例えば、非発光層Ｄ３ａ、非発光層Ｄ３ｂを含み得る。また、第４層Ｄ４は、発光層であり得る。第５層Ｄ５は、電子輸送層であり得る。有機層である第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、第４層Ｄ４及び第５層Ｄ５を、成膜装置１０を用いて形成し得る。
【００２９】
第５層Ｄ５上には、第６層Ｄ６が設けられている。第６層Ｄ６は、陰極層であり、例えば、Ａｇ、Ａｌ等により構成され得る。第６層Ｄ６は、スパッタリング法等により形成され得る。このような構成の素子Ｄは、更に、マイクロ波プラズマＣＶＤ等により形成されるＳｉＮといった材料の絶縁性の封止膜によって封止され得る。
【００３０】
以上、第１実施形態に係る成膜装置１０によれば、蒸着を行う処理区間Ｋと重なる位置であって処理室１２の内壁に形成された排気口５０を介して処理室１２が減圧される。このように構成することで、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄから噴射されたガスによって蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄと基板Ｓとの間の空間の圧力が上昇することを効率良く抑制することができる。蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄ近傍の圧力を十分に下げることで、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。よって、隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる。
【００３１】
また、第１実施形態に係る成膜装置１０によれば、排気口５０が基板Ｓの成膜面と蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとの間の空間に露出するように形成され、真空ポンプ２７ａが直接的に処理室１２に接続されているため、該空間の圧力を効率的に低下させ、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを効率的に低減することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る成膜装置１０は、第１実施形態に係る成膜装置１０とほぼ同様に構成され、真空ポンプ２７ａに替えて真空ポンプ２７ｃ及び真空ポンプ２７ｄを備える点が相違する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００３３】
図４は、一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図４には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。図４に示す成膜装置１０は、処理室１２内を減圧する真空ポンプ２７ｂの他に、真空ポンプ２７ｃ（第１排気機構）及び真空ポンプ２７ｄ（第１排気機構）を備える。真空ポンプ２７ｃは、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｃを収容する収容室４０ａ〜４０ｃに管１２ｃを介して接続されている。すなわち真空ポンプ２７ｃは、複数の収容室に接続され得る。収容室４０ａの底部には、開口５０ａが形成されており、管１２ｃが接続されている。同様に、収容室４０ｂ,４０ｃの底部には、開口５０ｂ,５０ｃが形成されており、管１２ｃが接続されている。すなわち、真空ポンプ２７ｃは、各収容室４０ａ〜４０ｃを減圧する構成となっている。真空ポンプ２７ｄは、蒸着ヘッド１６ｄを収容する収容室４０ｄに管１２ｄを介して接続されている。すなわち真空ポンプ２７ｄは、単一の収容室に接続され得る。収容室４０ｄの底部には、開口５０ｄが形成されており、管１２ｄが接続されている。すなわち、真空ポンプ２７ｄは、各収容室４０ｄを減圧する構成となっている。
【００３４】
各収容室４０ａ〜４０ｄは、開口４１ａ〜４１ｄを介して処理室１２と連通されている。すなわち、真空ポンプ２７ｃは、開口４１ａ（第１排気口）、開口４１ｂ（第１排気口）、開口４１ｃ（第１排気口）を介して処理室１２と連通されている。真空ポンプ２７ｄは、開口４１ｄ（第１排気口）を介して処理室１２と連通されている。開口４１ａ〜４１ｄは、処理室１２の内壁であって、基板Ｓの成膜面と、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとの間の空間（蒸着空間）に露出するように形成されている。排気口５０ａ〜５０ｄは、成膜面から蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの配置位置方向（−Ｚ方向）にみて処理区間Ｋと重なる位置となる処理室１２の内壁に設けられている。ここで、ガス供給源２０ａ〜２０ｄは、それぞれ箱状の収容室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ収容されていても良い。
【００３５】
図５は、一実施形態に係る蒸着ヘッド及び収容室を示す斜視図である。図５に示すように、収容室４０ｂの上方は開口されており（開口４１ｂ）、蒸着ヘッド１６ｂの噴射を遮らない状態で、収容室４０ｂに蒸着ヘッド１６ｂが収容されている。複数の蒸着ヘッドの並設方向であるＸ方向において、収容室４０ｂの内壁と蒸着ヘッド１６ｂとの間に形成された間隙の大きさは、収容室４０ｂの幅Ｐ１と蒸着ヘッド１６ｂの幅Ｐ３との差分（Ｐ１−Ｐ３）で算出される。一方、成膜面と平行でかつＸ方向に直交する方向において、収容室４０ｂの内壁と蒸着ヘッド１６ｂとの間に形成された間隙の大きさは、図示のとおりＰ２で示すことができる。ここで、Ｐ２＞（Ｐ１−Ｐ３）とすることで、Ｘ方向に沿った方向へ排気流が生成されるよりも、Ｙ方向に沿った方向へ排気流が生成されやすくすることができる。
【００３６】
以上、第２実施形態に係る成膜装置１０によれば、蒸着を行う処理区間Ｋと重なる位置であって処理室１２の内壁に形成された開口４１ａ〜４１ｄを介して処理室１２が減圧される。このように構成することで、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄから噴射されたガスによって蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄと基板Ｓとの間の空間の圧力が上昇することを効率良く抑制することができる。蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄ近傍の圧力を十分に下げることで、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。よって、隣接する蒸着ヘッド間における蒸気の混入をより適切に防ぐことができる。
【００３７】
また、第２実施形態に係る成膜装置１０によれば、処理室１２に連通する蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの収容室４０ａ〜４０ｄに真空ポンプ２７ｃ、２７ｄを接続する構成とすることで、基板位置に影響を与えられることなく、蒸着ヘッド近傍の圧力及び成膜分布を一定にすることができる。さらに、真空ポンプ２７ｃが複数の収容室を排気することで、収容室の全てに真空ポンプを配置する場合に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る成膜装置１０は、第１実施形態に係る成膜装置１０とほぼ同様に構成され、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの昇降機構（駆動機構）を備える点が相違する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図６は、一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図６には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。図６に示す成膜装置１０は、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄをＺ方向に上下動させることにより、成膜面との距離を変更させる昇降機構を備えている。昇降機構は、例えば、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとガス供給源２０ａ〜２０ｄとの接続管をベローズ等の伸縮自在な部材４２ａ〜４２ｄで形成するとともに、モータ等により上下方向に力を発生させる駆動部４３ａ〜４３ｄを蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの底部に接続することで構成される。
【００４０】
昇降機構によって成膜面と蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとの距離を制御することで、蒸着の拡散分布を制御することができる。例えば、昇降機構によって成膜面と蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄとの距離を短く設定するほど、材料の拡散距離を短くすることができる。また、膜厚が薄い層と膜厚が厚い層とを連続的に成膜する場合には、膜厚が薄い層の濃度等が極端に低下するおそれがある。このため、例えば、膜厚さの差分に基づいて昇降機構の作動タイミングや作動量を決定してもよい。
【００４１】
以上、第３実施形態に係る成膜装置１０によれば、第１実施形態に係る作用効果と同様の作用効果を奏するとともに、噴射が広がる前に基板へ材料を到達させることができるため、隣接する蒸着ヘッド間において材料分子の拡散や回り込みを低減することが可能となる。また、厚さが大きく異なる成膜を連続して行う場合に顕著となる材料の混入をより適切に防ぐことができる。
【００４２】
なお、上述した各実施形態は、本発明に係る成膜装置の一例を示すものである。本発明に係る成膜装置は、各実施形態に係る成膜装置に限られるものではなく、各実施形態に係る成膜装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４３】
例えば、ノズル１８ａ〜１８ｄの噴射口との対面位置（対向位置）には、蒸着材料を遮断可能なシャッターがそれぞれ配置されてもよい。また、例えばＹ方向に沿った回転軸を中心にシャッターを回転させて、必要に応じてノズル１８ａ〜１８ｄの噴射口上に配置したり当該噴射口上から退避させたりしてもよい。
【００４４】
また、第１実施形態において、排気口５０は複数形成されてもよい。また、第２実施形態において、収容室４０ａ〜４０ｄごとに真空ポンプを取り付けてもよい。
【実施例】
【００４５】
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べる。
【００４６】
（蒸着ヘッド間の材料混入確認）
蒸着ヘッド１６ａと蒸着ヘッド１６ｂとの間の位置と、蒸着レート（成膜プロファイル）との関係をシミュレーションした。ここでは、蒸着ヘッド１６ａと蒸着ヘッド１６ｂとの間が５００ｍｍ離れているとした。また、蒸着ヘッド１６ａが図３の第２層Ｄ２を蒸着しているものとし、蒸着ヘッド１６ｂが図３の第３層Ｄ３ａを蒸着しているものとした。成膜プロファイルＺ（Ｘ）は、Ｚ０ｃｏｓｎθで表現される。Ｚ０はＸ＝０の場合のＺ（Ｘ）の値を示す。θは、蒸着ヘッドと基板との距離に依存し、ｎは圧力に依存する。シミュレーションでは、上記式及び実験結果に基づいてグラフを作成した。結果を図７に示す。図７に示すように、蒸着ヘッド１６ａと蒸着ヘッド１６ｂとの中間である２５０ｍｍの位置で材料が混在していることがわかる。従って、何ら対策を取らない場合には、第２層Ｄ２と第３層Ｄ３ａとの間で両者が混ざった層が形成されることが確認された。
【００４７】
（圧力調整による混入量の低減確認）
上記の蒸着ヘッド間の材料混入確認と同様の手法でシミュレーションした。ここではチャンバ圧力（成膜面と蒸着ヘッドとの間の圧力）を０．０３Ｐａと０．０１Ｐａとに調整して比較した。結果を図８に示す。図８の（Ａ）は、チャンバ圧力が０．０３Ｐａの成膜プロファイル、図８の（Ｂ）は、図８の（Ａ）の拡大図、図８の（Ｃ）は、チャンバ圧力が０．０１Ｐａの成膜プロファイルである。図９の（Ａ）は、図８の（Ｂ）から算出した濃度の厚さ依存性のグラフ、図９の（Ｂ）は、図８の（Ｃ）から算出した濃度の厚さ依存性のグラフである。図８の（Ｂ），（Ｃ）、又は図９の（Ａ），（Ｂ）に示すように、圧力を下げることによって材料の混入量が低減されることが確認された。また、図９の（Ａ）に示すように、チャンバ圧力が０．０３Ｐａの場合、第２層Ｄ２の濃度の最大値は９６．８％であった。一方、図９の（Ｂ）に示すように、チャンバ圧力が０．０１Ｐａの場合、第２層Ｄ２の濃度の最大値は９９．３％となった。従って、実施形態に示す排気機構の位置、すなわちチャンバ圧力を下げやすい位置に排気機構を備えることが混入量の低減に有効であることが確認された。
【００４８】
（蒸着ヘッド位置の制御による混入量の低減確認）
図３に示す有機ＥＬ素子Ｄの第２層Ｄ２、第３層Ｄ３ａ、第３層Ｄ３ｂ、第４層Ｄ４、及び、第５層Ｄ５を積層するシミュレーションを行った。まず、比較例として、図１０の（Ａ）に示す膜厚、基板距離で濃度の厚さ依存性のグラフをシミュレーションした。結果を図１０の（Ａ）及び図１１の（Ａ）に示す。図１０の（Ａ）に示すように、第２層Ｄ２と第３層Ｄ３ａとの間、第３層Ｄ３ａと第３層Ｄ３ｂとの間で膜厚差が大きいために、第２層Ｄ２の濃度が９８．５％、第３層Ｄ３ｂの濃度が９９．１％と低い値となった。次に、実施例として、図１０の（Ｂ）に示す膜厚、基板距離で濃度の厚さ依存性のグラフをシミュレーションした。結果を図１０の（Ｂ）及び図１１の（Ｂ）に示す。図１０の（Ｂ）に示すように、第２層Ｄ２の濃度が９９．９％、第３層Ｄ３ｂの濃度が９９．９％と改善されることが確認された。従って、実施形態に示す昇降機構によって混入量の低減できることが確認された。
【符号の説明】
【００４９】
１０…成膜装置、１１…処理容器、１２…処理室、１６ａ〜１６ｄ…蒸着ヘッド、２０ａ〜２０ｄ…ガス供給源、２２…駆動装置（搬送部）、２７ａ、２７ｃ、２７ｄ…真空ポンプ（第１排気機構）、２７ｂ…真空ポンプ（第２排気機構）、Ｋ…処理区間、Ｓ…基板。
【図１】
2014019942.tif 000003
【図２】
2014019942.tif 000004
【図３】
2014019942.tif 000005
【図４】
2014019942.tif 000006
【図５】
2014019942.tif 000007
【図６】
2014019942.tif 000008
【図７】
2014019942.tif 000009
【図８】
2014019942.tif 000010
【図９】
2014019942.tif 000011
【図１０】
2014019942.tif 000012
【図１１】
2014019942.tif 000013