(57)【要約】【課題】隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えること。【解決手段】成膜装置は、処理容器と、搬送機構と、複数の蒸着ヘッドと、仕切り壁と、排気機構とを備えた。処理容器は、基板を処理するための処理室を画成する。搬送機構は、処理室において所定方向に延びる搬送経路上で基板を搬送する。複数の蒸着ヘッドは、所定方向に沿って処理室に配置され、搬送機構によって搬送経路上で搬送される基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。排気機構は、各収容室に設けられた排気口を介して各収容室に接続され、蒸着ヘッドの周囲を排気する。【選択図】図１
2014095131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための処理室を画成する処理容器と、
前記処理室において所定方向に延びる搬送経路上で前記基板を搬送する搬送機構と、
前記所定方向に沿って前記処理室に配置され、前記搬送機構によって前記搬送経路上で搬送される前記基板の成膜面に向けて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、
各前記蒸着ヘッドを隔離するように前記処理室に立設され、前記搬送経路を挿通させつつ、前記処理室を各前記蒸着ヘッドを収容する複数の収容室に仕切る仕切り壁と、
各前記収容室に設けられた排気口を介して各前記収容室に接続され、前記蒸着ヘッドの周囲を排気する排気機構と
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記排気口は、各前記収容室において、前記搬送経路に鉛直な方向から見て前記搬送経路と重ならない位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記排気口は、各前記収容室において、前記搬送経路に鉛直な方向から見て前記所定方向に交差する方向に沿って前記蒸着ヘッドを挟む位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各前記収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各前記収容室の圧力が、３×１０−３Ｐａ以下に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の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】
近年、有機ＥＬ（Electro−Luminescence）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ディスプレイに利用される有機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、例えば、携帯型機器の表示部等への応用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の成膜には、気化された蒸着材料の蒸気を供給して基板上に蒸着膜を成膜する成膜装置が用いられる場合がある。ここで、蒸着材料は、例えば、有機ＥＬ素子などの有機材料である。成膜装置は、例えば、基板を処理するための処理室を画成する処理容器、処理室において基板を搬送する搬送機構、及び、基板の搬送方向に沿って配置され、基板の被成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを順に噴射する複数の蒸着ヘッド等を備える。また、成膜装置は、処理室を減圧するための排気機構等を備える。
【０００４】
ところで、このような成膜装置においては、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避するために、蒸着ヘッド間を隔離することが求められる。この点、特許文献１には、所定の高さを有する仕切り壁を蒸着ヘッド間に設け、この仕切り壁により隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えることまでは考慮されていない。
【０００７】
すなわち、従来技術のように、所定の高さを有する仕切り壁を蒸着ヘッド間に設けるだけでは、仕切り壁を越えて流れる蒸気を遮蔽することが困難であるため、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入が発生する恐れがある。また、従来技術では、仕切り壁により排気機構へ向かう気体の流れが妨げられるため、蒸着ヘッドの周囲の排気効率が低下する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る成膜装置は、処理容器と、搬送機構と、複数の蒸着ヘッドと、仕切り壁と、排気機構とを備えた。処理容器は、基板を処理するための処理室を画成する。搬送機構は、前記処理室において所定方向に延びる搬送経路上で前記基板を搬送する。複数の蒸着ヘッドは、前記所定方向に沿って前記処理室に配置され、前記搬送機構によって前記搬送経路上で搬送される前記基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。排気機構は、各前記収容室に設けられた排気口を介して各前記収容室に接続され、前記蒸着ヘッドの周囲を排気する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えることができる成膜装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】図２は、図１に示す成膜装置のＰ−Ｐ線における断面図である。
【図３】図３は、図１に示す成膜装置のＱ−Ｑ線における断面図である。
【図４】図４は、真空ポンプによる排気が停止された場合の収容室の圧力の時間変動を示す説明図である。
【図５】図５は、収容室の圧力と蒸着材料の成膜レートとの対応関係を示す図である。
【図６】図６は、基板を支持したステージが静止した場合の収容室の圧力と蒸着膜の膜厚分布との対応関係を示す図である。
【図７】図７は、収容室の圧力と蒸着膜の均一性との対応関係を示す図である。
【図８】図８は、収容室の圧力と収容室に含まれる各成分の分圧との対応関係を示す図である。
【図９】図９は、収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧と蒸着膜の純度との対応関係を示す図である。
【図１０】図１０は、一実施形態に係る蒸着ヘッドを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、一実施形態に係るガス供給源を模式的に示す図である。
【図１２】図１２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１３Ａ】図１３Ａは、一実施形態に係る成膜装置によって基板に対して成膜処理を行った場合の蒸着膜の均一性を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、一実施形態に係る成膜装置によって基板に対して成膜処理を行った場合の蒸着膜の均一性を示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、一実施形態に係る成膜装置によって基板に対して成膜処理を行った場合の蒸着膜の均一性を示す図である。
【図１４】図１４は、一実施形態に係る成膜装置によって基板に対して成膜処理を行った場合の収容室に含まれる水分の分圧の変化を示す図である。
【図１５】図１５は、一実施形態に係る成膜装置を用いて製造された有機ＥＬ素子のデバイス特性を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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付すこととする。
【００１２】
本実施形態に係る成膜装置は、１つの実施形態において、基板を処理するための処理室を画成する処理容器と、処理室において所定方向に延びる搬送経路上で基板を搬送する搬送機構と、所定方向に沿って処理室に配置され、搬送機構によって搬送経路上で搬送される基板の成膜面に向けて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、各蒸着ヘッドを隔離するように処理室に立設され、搬送経路を挿通させつつ、処理室を各蒸着ヘッドを収容する複数の収容室に仕切る仕切り壁と、各収容室に設けられた排気口を介して各収容室に接続され、蒸着ヘッドの周囲を排気する排気機構とを備えた。
【００１３】
また、本実施形態に係る成膜装置は、１つの実施形態において、排気口は、各収容室において、搬送経路に鉛直な方向から見て搬送経路と重ならない位置に設けられた。
【００１４】
また、本実施形態に係る成膜装置は、１つの実施形態において、排気口は、各収容室において、搬送経路に鉛直な方向から見て所定方向に交差する方向に沿って蒸着ヘッドを挟む位置に設けられた。
【００１５】
また、本実施形態に係る成膜装置は、１つの実施形態において、蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲に設定される。
【００１６】
また、本実施形態に係る成膜装置は、１つの実施形態において、蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各収容室の圧力が、３×１０−３Ｐａ以下に設定される。
【００１７】
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２は、図１に示す成膜装置のＰ−Ｐ線における断面図である。図３は、図１に示す成膜装置のＱ−Ｑ線における断面図である。図１〜図３には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。図１〜図３に示す成膜装置１０は、基板Ｓを処理するための処理室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。
【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、Ｘ方向に沿って処理室１２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。蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄは、後述する駆動装置２２によって搬送経路上で搬送される基板Ｓの成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを順次噴射する。
【００１９】
各蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄは、噴射方向に開口４１ａ〜４１ｄを有する箱状の設置室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ設置されている。各設置室４０ａ〜４０ｄは、開口４１ａ〜４１ｄを介して処理室１２と連通されている。
【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、それぞれ箱状の設置室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ設置されていても良い。
【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２２を備える。また、成膜装置１０は、複数のローラ２４を更に備え得る。ローラ２４は、処理容器１１の内壁に回転自在に取り付けられており、駆動装置２２によって回転駆動される。ステージ１４は、ローラ２４上に載置される。ステージ１４は、ローラ２４の回転によって、ローラ２４上を移動する。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、ステージ１４、駆動装置２２及びローラ２４は、処理室１２においてＸ方向に延びる搬送経路Ｃ上で基板Ｓを搬送する。ステージ１４、駆動装置２２及びローラ２４は、搬送機構の一例である。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、真空ポンプ２７ｃ及び真空ポンプ２７ｄを備える。真空ポンプ２７ｃは、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｃを収容する設置室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、複数の設置室に接続され得る。設置室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、設置室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、各設置室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を設置する設置室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、単一の設置室に接続され得る。設置室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、各設置室４０ｄを減圧する構成となっている。
【００２３】
各設置室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、開口４１ｂ、開口４１ｃ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）にみて搬送経路Ｃ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、それぞれ箱状の設置室４０ａ〜４０ｄにそれぞれ収容されていても良い。
【００２４】
また、本実施形態では、処理室１２には、各蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄを隔離するように仕切り壁１７が立設されている。仕切り壁１７は、基板Ｓ及びステージ１４に対応する形状に形成された開口１７ａを有する。仕切り壁１７は、開口１７ａから搬送経路Ｃを挿通させつつ、処理室１２を各蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄを収容する複数の収容室１２ａ〜１２ｄに仕切っている。各収容室１２ａ〜１２ｄには、排気口５１ａ〜５１ｄがそれぞれ設けられている。排気口５１ａ〜５１ｄの設置位置の詳細については、後述する。
【００２５】
各収容室１２ａ〜１２ｄには、排気口５１ａ〜５１ｄを介して真空ポンプ６０ａ〜６０ｄが接続されている。すなわち、収容室１２ａには、排気口５１ａを介して真空ポンプ６０ａが接続されており、真空ポンプ６０ａは、収容室１２ａに収容された蒸着ヘッド１６ａの周囲を排気口５１ａから排気する。また、収容室１２ｂには、排気口５１ｂを介して真空ポンプ６０ｂが接続されており、真空ポンプ６０ｂは、収容室１２ｂに収容された蒸着ヘッド１６ｂの周囲を排気口５１ｂから排気する。また、収容室１２ｃには、排気口５１ｃを介して真空ポンプ６０ｃが接続されており、真空ポンプ６０ｃは、収容室１２ｃに収容された蒸着ヘッド１６ｃの周囲を排気口５１ｃから排気する。また、収容室１２ｄには、排気口５１ｄを介して真空ポンプ６０ｄが接続されており、真空ポンプ６０ｄは、収容室１２ｄに収容された蒸着ヘッド１６ｄの周囲を排気口５１ｄから排気する。すなわち、真空ポンプ６０ａ〜６０ｄの作動によって、収容室１２ａ〜１２ｄの内部は、個別に所定の圧力に減圧される。真空ポンプ６０ａ〜６０ｄは、排気機構の一例である。
【００２６】
ここで、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄから蒸着材料の蒸気を含むガス（以下「蒸着材料ガス」という）が噴射された状態において、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力は、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、３×１０−３Ｐａ以下に設定される。言い換えると、真空ポンプ６０ａ〜６０ｄは、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄから蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、３×１０−３Ｐａ以下となるように、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの周囲を排気する。
【００２７】
図４は、真空ポンプによる排気が停止された場合の収容室の圧力の時間変動を示す説明図である。図４の例では、真空ポンプ６０ａ〜６０ｄによる排気が停止されている場合の収容室１２ｂの圧力の時間変動を示す。図４において、横軸は時刻を示しており、縦軸は収容室１２ｂの圧力［Ｐａ］を示している。図４に示すように、真空ポンプ６０ａ〜６０ｄによる排気が停止されている場合には、基板Ｓの収容室１２ｂへの侵入が開始されてから基板Ｓの収容室１２ｂへの侵入が完了するまでの時間において、収容室１２ｂの圧力が上昇する。さらに、基板Ｓの収容室１２ｂへの退出が開始される直前において、収容室１２ｂの圧力が上昇する。理由は、基板Ｓが開口５０ｂからの排気、開口１７aからの排気などを妨げるため収容室１２ｂの圧力が上昇する。つまり、基板Ｓの位置により収容室１２ｂのコンダクタンスが変動し、収容室１２ｂ内の圧力も変動する。このようにして収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲及び中間流に対応する圧力範囲を超えて粘性流に対応する圧力範囲まで上昇することがある。収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇すると、以下の問題点（１）及び（２）が発生する。すなわち、（１）収容室に収容される蒸着ヘッドから蒸着材料ガスが噴出され難くなるため、蒸着特性（蒸着材料の成膜レート及び蒸着膜の均一性）が低下する。また、（２）収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧が上昇するため、水分による蒸着材料の分解が加速されて蒸着膜の純度が低下する。
【００２８】
上記の問題点（１）について説明する。図５は、収容室の圧力と蒸着材料の成膜レートとの対応関係を示す図である。図５において、横軸は、チャンバ圧力［Ｐａ］を示し、縦軸は、蒸着材料の成膜レート［ｎｍ／ｓ］を示している。チャンバ圧力とは、収容室の圧力を指す。また、図５では、蒸着材料としてα―ＮＰＤが用いられ、収容室の温度が２８０℃に設定され、蒸着材料ガスの流量が３０ｓｃｃｍであるものとする。また、図５では、一例として、収容室１２ａのチャンバ圧力と、収容室１２ｂのチャンバ圧力とが示されている。図５に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、蒸着材料の成膜レートが低下することが分かる。収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇してしまう。その結果、ノズル１８aから出た蒸着材料の分子が、基板Ｓに到達する間に、途中で衝突するようになり、基板Ｓに到達する蒸着材料の分子の量が減少する。また、粘性流となった分子は圧力変動の影響を受けやすくなり蒸着膜の均一性も劣化する。
【００２９】
図６は、収容室の圧力と基板を静止させた場合の蒸着膜の膜厚分布との対応関係を示す図である。図７は、収容室の圧力と蒸着膜の均一性との対応関係を示す図である。図６及び図７の上側において、縦軸は、基板Ｓ上の蒸着膜の膜厚［ａ．ｕ．］を示している。また、図６において、横軸は、蒸着ヘッドのノズルの中心位置からの距離［ｍｍ］を示している。すなわち、図６は、蒸着ヘッドのノズルの中心位置を「０」として、蒸着ヘッドの「−１５０（ｍｍ）」の位置から「＋１５０（ｎｍ）」の位置までの蒸着膜の膜厚を示すものである。また、図７の上側において、横軸は、基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）の位置を示している。すなわち、図７の上側は、基板Ｓの中心位置を「０」として、基板Ｓの「−５００（ｍｍ）」の位置から「＋５００（ｍｍ）」の位置までの蒸着膜の膜厚を示すものである。また、図７の下側では、チャンバ圧力［Ｐａ］に対応付けて蒸着膜の均一性［％］を示した。図６に示すように、蒸着ヘッドのノズルの中心位置から離れた位置での蒸着膜の膜厚が、チャンバ圧力が上昇するほど、厚くなる。すなわち、チャンバ圧力が上昇するほど、上述したように蒸着材料の分子の衝突が増加するため、蒸着ヘッドのノズルの中心位置から中心位置以外の位置へ飛散する蒸着材料の量が増大する。すると、図７の上側に示すように、基板Ｓの中央部における蒸着膜の膜厚は、基板Ｓの周縁部における蒸着膜の膜厚と比較して、厚くなる。すなわち、チャンバ圧力が上昇するほど、基板Ｓの中央部における蒸着膜の膜厚と基板Ｓの周縁部における蒸着膜の膜厚との差が増大する。換言すれば、図７の下側に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、蒸着膜の均一性が劣化する。収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇してしまう。その結果、粘性流となった分子は圧力変動の影響を受けやすくなり蒸着膜の均一性も劣化する。
【００３０】
上記の問題点（２）について説明する。図８は、収容室の圧力と収容室に含まれる各成分の分圧との対応関係を示す図である。図８において、横軸は収容室の圧力、すなわち、チャンバ圧力［Ｐａ］を示しており、縦軸は、収容室に含まれる各成分の分圧［Ｐａ］を示している。図８に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、収容室に含まれる各成分の分圧も上昇することが分かる。より詳細には、チャンバ圧力が３×１０−３Ｐａを超過した場合に、収容室に含まれる各成分の分圧の上昇率が、チャンバ圧力が３×１０−３Ｐａ以下である場合と比較して、大きくなる。特に、チャンバ圧力が３×１０−３Ｐａを超過した場合に、収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧の上昇率が、チャンバ圧力が３×１０−３Ｐａ以下である場合と比較して、大きくなる。収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧の上昇は、基板Ｓ上の蒸着膜の純度を低下させる要因となる。
【００３１】
図９は、収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧と蒸着膜の純度との対応関係を示す図である。図９において、縦軸は、基板Ｓ上の蒸着膜の純度［％］を示し、横軸は、収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧［Ｐａ］を示している。蒸着膜の純度とは、蒸着膜全体に対する蒸着材料の割合を示す。図９に示す例では、蒸着材料としてＨＡＴ−ＣＮが用いられたものとする。図９に示すように、収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧が上昇するほど、基板Ｓ上の蒸着膜の純度が低下することが分かる。これは、収容室に含まれるＨ２Ｏの増加に伴ってＨ２Ｏによる蒸着材料の分解が加速されるためであると考えられる。
【００３２】
これに対して、本実施形態では、仕切り壁１７で仕切られた各収容室１２ａ〜１２ｄに排気口５１ａ〜５１ｄを設け、排気口５１ａ〜５１ｄを介して各収容室１２ａ〜１２ｄに真空ポンプ６０ａ〜６０ｄを接続することにより、蒸着ヘッド間を隔離しつつ排気を行うことができる。このため、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽しつつ、各収容室を効率良く減圧することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ各収容室の排気効率の低下を抑えることができるので、基板Ｓの成膜面に対し、高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態では、蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、３×１０−３Ｐａ以下に設定することにより、蒸着材料ガスの噴射を円滑化し、かつ、収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧の上昇を抑えることができる。このため、本実施形態によれば、各収容室の排気効率の低下をより一層抑えることができるので、基板Ｓの成膜面に対し、より高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【００３４】
図１〜図３の説明に戻り、排気口５１ａ〜５１ｄの設置位置の詳細について説明する。排気口５１ａ〜５１ｄは、各収容室１２ａ〜１２ｄにおいて、基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向（図２に示すＺ方向）から見て搬送経路Ｃと重ならない位置に設けられている。より詳細には、排気口５１ａは、収容室１２ａにおいて、基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向（図２に示すＺ方向）から見て基板Ｓの移動方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に沿って蒸着ヘッド１６ａを挟む位置に設けられている。排気口５１ｂは、収容室１２ｂにおいて、基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向（図２に示すＺ方向）から見て基板Ｓの移動方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に沿って蒸着ヘッド１６ｂを挟む位置に設けられている。排気口５１ｃは、収容室１２ｃにおいて、基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向（図２に示すＺ方向）から見て基板Ｓの移動方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に沿って蒸着ヘッド１６ｃを挟む位置に設けられている。排気口５１ｄは、収容室１２ｄにおいて、基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向（図２に示すＺ方向）から見て基板Ｓの移動方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に沿って蒸着ヘッド１６ｄを挟む位置に設けられている。
【００３５】
本実施形態のように排気口５１ａ〜５１ｄを基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向から見て搬送経路Ｃと重ならない位置に設けることにより、排気口５１ａ〜５１ｄへの排気が搬送中の基板Ｓにより妨げられることを回避することができる。その結果、本実施形態によれば、排気口５１ａ〜５１ｄが設けられた収容室１２ａ〜１２ｄの内部を効率良く減圧することができるので、基板Ｓの成膜面に対し、より一層高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【００３６】
次に、蒸着ヘッド１６ａ〜１６ｄの詳細について説明する。図１０は、一実施形態に係る蒸着ヘッドを示す斜視図である。図１０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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、ガス供給源２０ａ〜２０ｄの詳細について説明する。なお、ガス供給源２０ａ〜２０ｄは同様の構成を有し得るので、以下の説明においては、ガス供給源２０ｃについて説明し、他のガス供給源についての説明を割愛する。図１１は、一実施形態に係るガス供給源を模式的に示す図である。図１１に示すように、ガス供給源２０ｃは、輸送管Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１と、輸送管（個別輸送管）Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２と、輸送管（共通輸送管）Ｌ４０と、第１蒸気発生部１０１と、第２蒸気発生部２０１と、第３蒸気発生部３０１と、第１収容容器１２０と、第２収容容器２２０と、第３収容容器３２０と、を備える。
【００３９】
第１蒸気発生部１０１は、第１収容容器１２０によって画成される収容室Ｒ１内に収容される。同様に、第２、第３蒸気発生部２０１，３０１は、第２、第３収容容器２２０，３２０によって画成される収容室Ｒ２，Ｒ３にそれぞれ収容される。即ち、第１〜第３蒸気発生部１０１〜３０１は、収容室Ｒ１〜Ｒ３内にそれぞれ独立して収容される。
【００４０】
第１蒸気発生部１０１は、隔壁１０２によって画成される蒸気発生室１０３を備える。蒸気発生室１０３内には、蒸着材料Ｘが入れられた容器１０４が配置される。第１蒸気発生部１０１には、ヒータ１０５が設けられている。ヒータ１０５は、容器１０４に入れられた蒸着材料Ｘを加熱する。これにより、第１蒸気発生部１０１内において、蒸着材料Ｘから当該蒸着材料Ｘを含む蒸気が発生する。容器１０４は、隔壁１０２及び第１収容容器１２０にそれぞれ設けられた取り出し口を介して、第１収容容器１２０外から蒸気発生室１０３内への搬入、及び、蒸気発生室１０３内から第１収容容器１２０外への搬出が可能となっている。
【００４１】
第２、第３蒸気発生部２０１，３０１も、第１蒸気発生部１０１と同様に、隔壁２０２，３０２によって画成される蒸気発生室２０３，３０３と、ヒータ２０５，３０５と、をそれぞれ備える。また、第２、第３蒸気発生部２０１，３０１内にも、蒸着材料Ｘが入れられた容器２０４，３０４が配置される。第２、第３蒸気発生部２０１，３０１内においても、蒸着材料Ｘから当該蒸着材料Ｘを含む蒸気が発生する。容器２０４，３０４は、容器１０４と同様に、第２、第３収容容器２２０，３２０外から蒸気発生室２０３，３０３内への搬入、及び、蒸気発生室２０３，３０３内から第２，第３収容容器２２０，３２０外への搬出がそれぞれ可能となっている。第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１内にそれぞれ配置される蒸着材料Ｘは、同種の蒸着材料であり得る。
【００４２】
第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１には、輸送管Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１がそれぞれ接続されている。輸送管Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１は、キャリアガスとしてアルゴンガスを第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１の蒸気発生室１０３，２０３，３０３内にそれぞれ輸送する。なお、アルゴンガスに替えて、他の不活性ガスを用いることもできる。また、第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１には、輸送管Ｌ１２の一端，Ｌ２２の一端，Ｌ３２の一端がそれぞれ接続されている。輸送管Ｌ１２の他端，Ｌ２２の他端，Ｌ３２の他端は、輸送管Ｌ４０に接続されている。輸送管Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２は、蒸気発生室１０３，２０３，３０３内に導入されたアルゴンガス、及び蒸着材料Ｘの蒸気を、処理室１２内に輸送する。輸送管Ｌ４０は、輸送管Ｌ１２，２２，３２によって処理室１２内に輸送されたアルゴンガス及び蒸着材料Ｘの蒸気を、蒸着ヘッド１６ｃに輸送する。即ち、第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１で発生した蒸着材料Ｘの蒸気は、蒸気発生室１０３，２０３，３０３内に導入されたアルゴンガスと共に蒸着ヘッド１６ｃへ輸送される。
【００４３】
輸送管Ｌ１１には、第１蒸気発生部１０１に近い側から順に、バルブＶ１０２、断熱輸送管１４０、バルブＶ１０３、第１ＭＦＣ（マスフローコントローラ）１１０、及びバルブＶ１０４が設けられている。バルブＶ１０２，Ｖ１０３，Ｖ１０４は、輸送管Ｌ１１内のアルゴンガスの流れを選択的に遮断するために用いられる。第１ＭＦＣ１１０は、輸送管Ｌ１１内を流れるアルゴンガスの流量を制御する。
【００４４】
バルブＶ１０２及び断熱輸送管１４０は、第１収容容器１２０内における輸送管Ｌ１１に設けられている。断熱輸送管１４０とバルブＶ１０２との間の輸送管Ｌ１１、バルブＶ１０２、及び、バルブＶ１０２と第１蒸気発生部１０１との間の輸送管Ｌ１１にはそれぞれ、ヒータ１１５ａ、１１５ｂ、及び１１５ｃが取り付けられている。ヒータ１１５ａ、１１５ｂ、及び１１５ｃにより、これらヒータが取り付けられた部分の温度を個別に制御することが可能である。また、これらヒータにより、アルゴンガスが蒸着材料Ｘの気化温度に対応する温度となるよう、収容室Ｒ１内において輸送管Ｌ１１及びバルブＶ１０２を加熱することができる。
【００４５】
また、断熱輸送管１４０は、第１収容容器１２０外の輸送管Ｌ１１と第１収容容器１２０内の輸送管Ｌ１１との間での熱交換を抑制することができる。そのため、断熱輸送管１４０は、輸送管Ｌ１１の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、輸送管Ｌ１１は、ステンレス製であり、断熱輸送管１４０は、石英製であり得る。
【００４６】
輸送管Ｌ１２には、第１蒸気発生部１０１に近い側から順に、断熱輸送管１４１、及びバルブＶ１０１が設けられている。バルブＶ１０１は、処理室１２内において輸送管Ｌ１２に設けられている。バルブＶ１０１は、輸送管Ｌ１２から輸送管Ｌ４０へのアルゴンガス及び蒸着材料Ｘの蒸気の供給を選択的に遮断するために用いられる。第１蒸気発生部１０１と断熱輸送管１４１との間の輸送管Ｌ１２、及び、断熱輸送管１４１とバルブＶ１０１との間の輸送管Ｌ１２にはそれぞれ、ヒータ（加熱部）１２５ａ及びヒータ（加熱部）１２５ｂが取り付けられている。ヒータ１２５ａ及びヒータ１２５ｂにより、これらヒータが取り付けられた部分の温度を個別に制御することが可能である。また、これらヒータにより、蒸着材料Ｘが析出することがない温度まで輸送管Ｌ１２を加熱することができる。
【００４７】
また、断熱輸送管１４１は、第１収容容器１２０内において輸送管Ｌ１２に設けられている。断熱輸送管１４１は、第１収容容器１２０外の輸送管Ｌ１２と第１収容容器１２０内の輸送管Ｌ１２との間での熱交換を抑制し得る。そのため、断熱輸送管１４１は、輸送管Ｌ１２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、輸送管Ｌ１２は、ステンレス製であり、断熱輸送管１４１は、石英製であり得る。
【００４８】
また、輸送管Ｌ２１にも、輸送管Ｌ１１と同様に、第２蒸気発生部２０１に近い側から順に、バルブＶ２０２、断熱輸送管２４０、バルブＶ２０３、第２ＭＦＣ２１０、及びバルブＶ２０４が設けられている。また、断熱輸送管２４０とバルブＶ２０２との間の輸送管Ｌ２１、バルブＶ２０２、及び、バルブＶ２０２と第２蒸気発生部２０１の間の輸送管Ｌ２１には、ヒータ２１５ａ、ヒータ２１５ｂ、ヒータ２１５ｃがそれぞれ設けられている。バルブＶ２０２、断熱輸送管２４０、バルブＶ２０３、第２ＭＦＣ２１０、バルブＶ２０４、ヒータ２１５ａ、ヒータ２１５ｂ、ヒータ２１５ｃの構成及び機能は、バルブＶ１０２、断熱輸送管１４０、バルブＶ１０３、第１ＭＦＣ１１０、バルブＶ１０４、ヒータ１１５ａ、ヒータ１１５ｂ、ヒータ１１５ｃの機能及び構成と、それぞれ同様である。
【００４９】
また、輸送管Ｌ２２にも、輸送管Ｌ１２と同様に、第２蒸気発生部２０１に近い側から順に、断熱輸送管２４１、及びバルブＶ２０１が設けられている。また、第２蒸気発生部２０１と断熱輸送管２４１との間の輸送管Ｌ２２、及び、断熱輸送管２４１とバルブＶ２０１との間の輸送管Ｌ２２には、ヒータ（加熱部）２２５ａ及びヒータ（加熱部）２２５ｂがそれぞれ設けられている。断熱輸送管２４１、バルブＶ２０１、ヒータ２２５ａ、ヒータ２２５ｂの構成及び機能は、断熱輸送管１４１、バルブＶ１０１、ヒータ１２５ａ、ヒータ１２５ｂの構成及び機能とそれぞれ同様である。
【００５０】
また、輸送管Ｌ３１にも、輸送管Ｌ１１と同様に、第３蒸気発生部３０１に近い側から順に、バルブＶ３０２、断熱輸送管３４０、バルブＶ３０３、第３ＭＦＣ３１０、及びバルブＶ３０４が設けられている。また、断熱輸送管３４０とバルブＶ３０２との間の輸送管Ｌ３１、バルブＶ３０２、及び、バルブＶ３０２と第３蒸気発生部３０１の間の輸送管Ｌ３１には、ヒータ３１５ａ、ヒータ３１５ｂ、ヒータ３１５ｃがそれぞれ設けられている。バルブＶ３０２、断熱輸送管３４０、バルブＶ３０３、第３ＭＦＣ３１０、バルブＶ３０４、ヒータ３１５ａ、ヒータ３１５ｂ、ヒータ３１５ｃの構成及び機能は、バルブＶ１０２、断熱輸送管１４０、バルブＶ１０３、第１ＭＦＣ１１０、バルブＶ１０４、ヒータ１１５ａ、ヒータ１１５ｂ、ヒータ１１５ｃの機能及び構成と、それぞれ同様である。
【００５１】
また、輸送管Ｌ３２にも、輸送管Ｌ１２と同様に、第３蒸気発生部３０１に近い側から順に、断熱輸送管３４１、及びバルブＶ３０１が設けられている。また、第３蒸気発生部３０１と断熱輸送管３４１との間の輸送管Ｌ３２、及び、断熱輸送管３４１とバルブＶ３０１との間の輸送管Ｌ３２には、ヒータ（加熱部）３２５ａ及びヒータ（加熱部）３２５ｂがそれぞれ設けられている。断熱輸送管３４１、バルブＶ３０１、ヒータ３２５ａ、ヒータ３２５ｂの構成及び機能は、断熱輸送管１４１、バルブＶ１０１、ヒータ１２５ａ、ヒータ１２５ｂの構成及び機能とそれぞれ同様である。
【００５２】
輸送管Ｌ４０には、当該輸送管Ｌ４０を加熱するヒータ（加熱部）４１５が設けられている。ヒータ４１５は、蒸気となった蒸着材料Ｘが析出することがない温度まで、輸送管Ｌ４０を加熱する。ヒータ１２５ａ〜ｂ，２２５ａ〜ｂ，３２５ａ〜ｂ，４１５は、互いに独立して温度制御が可能となっている。
【００５３】
また、ガス供給源２０ｃには、収容室Ｒ１〜Ｒ３を減圧する減圧機構５００が備えられている。より詳細には、減圧機構５００は、減圧配管Ｌ５０１，Ｌ５１１，Ｌ５２１，Ｌ５３１、バルブＶ１０７，Ｖ２０７，Ｖ３０７、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）５０１、及びドライポンプ（ＤＰ）５０２を備える。
【００５４】
減圧配管Ｌ５１１の一端は、収容室Ｒ１と連通するように第１収容容器１２０に接続される。同様に、減圧配管Ｌ５２１の一端，Ｌ５３１の一端は、収容室Ｒ２，Ｒ３と連通するように第２、第３収容容器２２０，３２０にそれぞれ接続される。減圧配管Ｌ５１１、Ｌ５２１、及びＬ５３１のそれぞれの他端は、減圧配管Ｌ５０１に接続される。この減圧配管Ｌ５０１は、ターボ分子ポンプ５０１及びドライポンプ５０２に接続されている。ターボ分子ポンプ５０１及びドライポンプ５０２の吸引作用により、減圧配管Ｌ５０１，Ｌ５１１を介して収容室Ｒ１が減圧され、減圧配管Ｌ５０１，Ｌ５２１を介して収容室Ｒ２が減圧され、減圧配管Ｌ５０１，Ｌ５３１を介して収容室Ｒ３が減圧される。
【００５５】
バルブＶ１０７，Ｖ２０７，Ｖ３０７は、減圧配管Ｌ５１１，Ｌ５２１，Ｌ５３１にそれぞれ設けられる。バルブＶ１０７，Ｖ２０７，Ｖ３０７の開閉により、収容室Ｒ１〜Ｒ３を独立して選択的に減圧することが可能である。収容室Ｒ１〜Ｒ３内を減圧することで、第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１内の蒸着材料Ｘに水分等が付着することが抑制され得る。また、収容室Ｒ１〜Ｒ３の断熱効果が向上される。
【００５６】
一実施形態においては、成膜装置１０は、ＱＣＭ（Quartz  Crystal  Microbalance）センサ３０を更に備え得る。ＱＣＭセンサ３０は、処理室１２内に配置される基板Ｓの近傍に設置され得る。ＱＣＭセンサ３０は、蒸着ヘッド１６ｃから噴き出された蒸着材料Ｘの量を測定する。
【００５７】
また、一実施形態においては、成膜装置１０は、ガス排出系統（排出管）６００を更に備え得る。ガス排出系統６００は、第１〜第３蒸気発生部１０１，２０１，３０１からのガスを個別に且つ選択的に、蒸着ヘッド１６ｃではなく外部へ排出する。具体的には、ガス排出系統６００は、排出配管Ｌ６０１，Ｌ６１１，Ｌ６２１，Ｌ６３１、バルブＶ１０５，Ｖ２０５，Ｖ３０５、断熱配管１４２，２４２，３４２、及びヒータ１５５ａ〜ｃ，２５５ａ〜ｃ，３５５ａ〜ｃを備える。
【００５８】
排出配管Ｌ６１１は、断熱輸送管１４１と第１蒸気発生部１０１との間において輸送管Ｌ１２から分岐されている。排出配管Ｌ６１１は、輸送管Ｌ１２内を流れるアルゴンガスや蒸着材料Ｘの蒸気を、蒸着ヘッド１６ｃではなく第１収容容器１２０外に導く。排出配管Ｌ６１１と同様に、排出配管Ｌ６２１，Ｌ６３１は、輸送管Ｌ２２，Ｌ３２からそれぞれ分岐されている。排出配管Ｌ６２１，Ｌ６３１は、輸送管Ｌ２２，Ｌ３２内を流れるアルゴンガスや蒸着材料Ｘの蒸気を、蒸着ヘッド１６ｃではなく第２、第３収容容器２２０，３２０外にそれぞれ導く。
【００５９】
排出配管Ｌ６１１は、第１収容容器１２０外において排出配管Ｌ６０１に接続されている。同様に、排出配管Ｌ６２１は、第２収容容器２２０外において排出配管Ｌ６０１に接続されている。また、同様に、排出配管Ｌ６３１は、第３収容容器３２０外において排出配管Ｌ６０１に接続されている。排出配管Ｌ６０１は、第１〜第３収容容器１２０，２２０，３２０外に導かれたアルゴンガスや蒸着材料Ｘの蒸気を、蒸着ヘッド１６ｃではなく成膜装置１０の外部に排出する。
【００６０】
排出配管Ｌ６１１，Ｌ６２１，Ｌ６３１には、バルブＶ１０５，Ｖ２０５，Ｖ３０５がそれぞれ設けられている。バルブＶ１０５の開閉により、第１蒸気発生部１０１からのガスを、選択的に、輸送管Ｌ１２及びＬ４０を介して蒸着ヘッド１６ｃに供給し、又は、排出配管Ｌ６１１及びＬ６０１を介して排出することができる。同様に、バルブＶ２０５の開閉により、第２蒸気発生部２０１からのガスを、選択的に、輸送管Ｌ２２及びＬ４０を介して蒸着ヘッド１６ｃに供給し、又は、排出配管Ｌ６２１及びＬ６０１を介して排出することができる。また、同様に、第３蒸気発生部３０１からのガスを、選択的に、輸送管Ｌ３２及びＬ４０を介して蒸着ヘッド１６ｃに供給し、又は、排出配管Ｌ６３１及びＬ６０１を介して排出することができる。
【００６１】
成膜装置１０では、輸送管Ｌ１２とバルブＶ１０５との間の排出配管Ｌ６１１、バルブＶ１０５、及び、バルブＶ１０５と断熱配管１４２との間の排出配管Ｌ６１１に、ヒータ１５５ａ、ヒータ１５５ｂ、及び１５５ｃがそれぞれ設けられている。同様に、輸送管Ｌ２２とバルブＶ２０５との間の排出配管Ｌ６２１、バルブＶ２０５、及び、バルブＶ２０５と断熱配管２４２との間の排出配管Ｌ６２１に、ヒータ２５５ａ、ヒータ２５５ｂ、及び２５５ｃがそれぞれ設けられている。また、同様に、輸送管Ｌ３２とバルブＶ３０５との間の排出配管Ｌ６３１、バルブＶ３０５、及び、バルブＶ３０５と断熱配管３４２との間の排出配管Ｌ６３１に、ヒータ３５５ａ、ヒータ３５５ｂ、及び３５５ｃがそれぞれ設けられている。かかる構成により収容室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において排出配管Ｌ６１１、Ｌ６２１、Ｌ６３１の内部それぞれに、蒸着材料Ｘが析出することを抑制し得る。
【００６２】
また、第１収容容器１２０外の排出配管Ｌ６１１と第１収容容器１２０内の排出配管Ｌ６１１との間には、断熱配管１４２が設けられている。断熱配管１４２は、第１収容容器１２０外の排出配管Ｌ６１１と第１収容容器１２０内の排出配管Ｌ６１１との間での熱交換を抑制する。同様に、第２収容容器２２０外の排出配管Ｌ６２１と第２収容容器２２０内の排出配管Ｌ６２１との間には、断熱配管２４２が設けられており、当該断熱配管２４２は、第２収容容器２２０外の排出配管Ｌ６２１と第２収容容器２２０内の排出配管Ｌ６２１との間での熱交換を抑制する。同様に、第３収容容器３２０外の排出配管Ｌ６３１と第３収容容器３２０内の排出配管Ｌ６３１との間には、断熱配管３４２が設けられており、当該断熱配管３４２は、第３収容容器３２０外の排出配管Ｌ６３１と第３収容容器３２０内の排出配管Ｌ６３１との間での熱交換を抑制する。例えば、排出配管Ｌ６１１、Ｌ６２１、及びＬ６３１はステンレス製であり、断熱配管１４２，２４２，３４２は、石英製であり得る。
【００６３】
また、一実施形態においては、成膜装置１０は、収容室Ｒ１〜Ｒ３内にパージガスを導入するガス導入系統（ガス導入路）７００を更に備え得る。このガス導入系統７００は、導入配管Ｌ７０１，Ｌ７１１，Ｌ７２１，Ｌ７３１、及びバルブＶ１０６，Ｖ２０６，Ｖ３０６を備える。導入配管Ｌ７０１には、窒素ガス（パージガス）が導入され得る。なお、窒素ガスに替えて、他のガスを用いることもできる。導入配管Ｌ７１１の一端は、収容室Ｒ１と連通するように第１収容容器１２０に接続される。導入配管Ｌ７１１の他端は導入配管Ｌ７０１に接続される。同様に、導入配管Ｌ７２１，Ｌ７３１の一端は、収容室Ｒ２，Ｒ３と連通するように第２、第３収容容器２２０，３２０にそれぞれ接続される。導入配管Ｌ７２１，Ｌ７３１の他端は、導入配管Ｌ７０１に接続される。
【００６４】
導入配管Ｌ７１１，Ｌ７２１，Ｌ７３１は、導入配管Ｌ７０１を流れる窒素ガスを収容室Ｒ１〜Ｒ３内にそれぞれ導く。バルブＶ１０６，Ｖ２０６，Ｖ３０６は、導入配管Ｌ７１１，Ｌ７２１，Ｌ７３１にそれぞれ設けられる。バルブＶ１０６の開閉により、導入配管Ｌ７０１を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管Ｌ７１１を介して収容室Ｒ１内に導入するか、又は遮断することができる。同様に、バルブＶ２０６の開閉により、導入配管Ｌ７０１を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管Ｌ７２１を介して収容室Ｒ２内に導入するか、又は遮断することができる。同様に、バルブＶ３０６の開閉により、導入配管Ｌ７０１を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管Ｌ７３１を介して収容室Ｒ３内に導入するか、又は遮断することができる。
【００６５】
図１２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１２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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果（蒸着膜の均一性）について説明する。図１３Ａ〜図１３Ｃは、一実施形態に係る成膜装置によって基板Ｓに対して成膜処理を行った場合の蒸着膜の均一性を示す図である。図１３Ａ〜図１３Ｂにおいて、左上の図は、基板Ｓに成膜された蒸着膜の拡大斜視図を示し、右上の図は、基板Ｓに成膜された蒸着膜の拡大上面図を示している。また、図１３Ａ〜図１３Ｂにおいて、下の図は、チャンバ圧力［Ｐａ］と基板Ｓに成膜された蒸着膜の均一性［％］との対応関係を示すものである。また、図１３Ａは、成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい１．９２×１０−２Ｐａに設定した場合（比較例１）の蒸着膜の均一性を示す図である。また、図１３Ｂは、成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい５．５６×１０−３Ｐａに設定した場合（比較例２）の蒸着膜の均一性を示す図である。一方、図１３Ｃは、本実施形態の成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した場合の蒸着膜の均一性を示す図である。
【００７０】
図１３Ａに示すように、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい１．９２×１０−２Ｐａに設定した比較例１においては、基板Ｓの中央部と基板Ｓの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較的に大きく、結果として、蒸着膜の均一性は±３．０％となった。また、図１３Ｂに示すように、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい５．５６×１０−３Ｐａに設定した比較例２においては、比較例１と同様に基板Ｓの中央部と基板Ｓの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較的に大きく、蒸着膜の均一性は±２．５％となった。これら比較例１及び２の蒸着膜の均一性は、予め定められた許容スペックを満たすものではなかった。
【００７１】
これに対して、図１３Ｃに示すように、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した本実施形態では、基板Ｓの中央部と基板Ｓの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較例１及び２と比較して小さく、結果として、蒸着膜の均一性は±１．８％となった。すなわち、本実施形態のように各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定したことによって、蒸着膜の均一性は、予め定められた許容スペックを満たすものとなった。
【００７２】
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果（収容室に含まれる水分の分圧の変化）について説明する。図１４は、一実施形態に係る成膜装置によって基板Ｓに対して成膜処理を行った場合の収容室に含まれる水分の分圧の変化を示す図である。図１４において、横軸はキャリアガスであるＡｒの流量［ｓｃｃｍ］を示し、縦軸は収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧［Ｐａ］を示している。
【００７３】
また、図１４において、グラフ５０２は、成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい値に設定した場合（比較例）の、収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧を示している。一方、グラフ５０４は、本実施形態の成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した場合の、収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧を示している。
【００７４】
まず、グラフ５０２に示すように、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい値に設定した比較例では、Ａｒの流量の増加に伴って収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧が大きくなった。これは、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい値に設定した場合には収容室内の流れが粘性流となり排気が滞るため、排気されずに残った水分の分圧が比較的に大きくなったためであると考えられる。
【００７５】
一方、グラフ５０４に示すように、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した本実施形態では、Ａｒの流量を増加させた場合であっても、収容室に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）の分圧を、比較例と比較して、小さい値に維持することができた。すなわち、本実施形態のように各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定したことによって、水分による蒸着材料の分解が抑制されて蒸着膜の純度の低下が抑えられたことが分かる。
【００７６】
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果（デバイス特性）について説明する。図１５は、一実施形態に係る成膜装置を用いて製造された有機ＥＬ素子のデバイス特性を説明するための説明図である。図１５において、横軸は成膜装置１０を用いて製造された有機ＥＬ素子Ｄの、第１層Ｄ１（陽極層）と第６層Ｄ６（陰極層）との間の駆動電圧［Ｖ］を示し、縦軸は第１層Ｄ１（陽極層）と第６層Ｄ６（陰極層）との間の電流密度［ｍＡ／ｃｍ２］を示している。駆動電圧は、有機ＥＬ素子のデバイス特性の一例である。
【００７７】
また、図１５において、グラフ６０２は、成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａより大きい値に設定した場合（比較例）の有機ＥＬ素子Ｄの駆動電圧を示している。一方、グラフ６０４は、本実施形態の成膜装置１０によって各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した場合の有機ＥＬ素子Ｄの駆動電圧を示している。
【００７８】
グラフ６０２とグラフ６０４との比較結果から分かるように、本実施形態のように各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定した場合には、所定の電流密度を得るための有機ＥＬ素子Ｄの駆動電圧が、比較例と比較して、小さくなった。例えば、比較例では、電流密度として１００ｍＡ／ｃｍ２を得るための有機ＥＬ素子Ｄの駆動電圧が２．９Ｖであった。これに対して、本実施形態では、電流密度として１００ｍＡ／ｃｍ２を得るための有機ＥＬ素子Ｄの駆動電圧が２．７Ｖであった。つまり、本実施形態のように各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を３×１０−３Ｐａ以下に設定したことによって、水分による蒸着材料の分解が抑制されて蒸着膜の純度の低下が抑えられたことが分かる。
【００７９】
以上、本実施形態の成膜装置によれば、仕切り壁１７で仕切られた各収容室１２ａ〜１２ｄに排気口５１ａ〜５１ｄを設け、排気口５１ａ〜５１ｄを介して各収容室１２ａ〜１２ｄに真空ポンプ６０ａ〜６０ｄを接続することにより、蒸着ヘッド間を隔離しつつ排気を行うことができる。このため、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽しつつ、各収容室を効率良く減圧することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ各収容室の排気効率の低下を抑えることができるので、基板Ｓの成膜面に対し、高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【００８０】
また、本実施形態では、蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室１２ａ〜１２ｄの圧力を、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、３×１０−３Ｐａ以下に設定することにより、蒸着材料ガスの噴射を円滑化し、かつ、収容室に含まれるＨ２Ｏの分圧の上昇を抑えることができる。このため、本実施形態によれば、各収容室の排気効率の低下をより一層抑えることができるので、基板Ｓの成膜面に対し、より高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【００８１】
また、本実施形態では、排気口５１ａ〜５１ｄを基板Ｓの搬送経路Ｃに鉛直な方向から見て搬送経路Ｃと重ならない位置に設けることにより、排気口５１ａ〜５１ｄへの排気が搬送中の基板により妨げられることを回避することができる。その結果、本実施形態によれば、排気口５１ａ〜５１ｄが設けられた収容室１２ａ〜１２ｄの内部を効率良く減圧することができるので、基板Ｓの成膜面に対し、より一層高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０  成膜装置
１１  処理容器
１２  処理室
１２ａ〜１２ｄ  収容室
１４  ステージ（搬送機構）
１６ａ〜１６ｄ  蒸着ヘッド
１７  仕切り壁
２２  駆動装置（搬送機構）
２４  ローラ（搬送機構）
５１ａ〜５１ｄ  排気口
６０ａ〜６０ｄ  真空ポンプ（排気機構）
Ｃ  搬送経路
Ｓ  基板
【図１】
2014095131.tif 000003
【図２】
2014095131.tif 000004
【図３】
2014095131.tif 000005
【図４】
2014095131.tif 000006
【図５】
2014095131.tif 000007
【図６】
2014095131.tif 000008
【図７】
2014095131.tif 000009
【図８】
2014095131.tif 000010
【図９】
2014095131.tif 000011
【図１０】
2014095131.tif 000012
【図１１】
2014095131.tif 000013
【図１２】
2014095131.tif 000014
【図１４】
2014095131.tif 000015
【図１５】
2014095131.tif 000016
【図１３Ａ】
2014095131.tif 000017
【図１３Ｂ】
2014095131.tif 000018
【図１３Ｃ】
2014095131.tif 000019