(57)【要約】【課題】無駄になる材料を少なくして蒸着効率を高め、さらに生産性の向上も可能にした蒸着装置を提供する。【解決手段】被処理基板Ｗに蒸着材料を蒸着させる蒸着装置１である。蒸着室２内に配置されて蒸着材料を収容する蒸着容器４と、蒸着容器４の開口を覆う蓋部１１に設けられて、被処理基板Ｗに向けて収容した蒸着材料を飛散させる複数の口部１５と、蒸着容器４内の蒸着材料を加熱する加熱手段と、少なくとも複数の口部１５を、蒸着容器４の周方向に回転させる回転手段と、を含んでなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、
蒸着室内に配置されて前記蒸着材料を収容する収容容器と、
前記収容容器の開口を覆う蓋部に設けられて、前記被処理基板に向けて収容した蒸着材料を飛散させる複数の口部と、
前記収容容器内の蒸着材料を加熱する加熱手段と、
少なくとも前記複数の口部を、前記収容容器の周方向に回転させる回転手段と、を含むことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記回転手段は、前記複数の口部を前記収容容器と一体にして、該収容容器の周方向に回転させるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記被処理基板を、前記蒸着室に対して連続的に搬入・搬送する搬送機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着法は、材料を加熱して蒸発もしくは昇華させることにより、基板に成膜する方法であり、真空中で行うことで、基板表面を清浄に保ち、かつ高純度の膜質を生成することができる。したがって、各種半導体装置や電気光学装置の製造では、従来、真空蒸着法による薄膜形成が多くなされている。例えば、電気光学装置として有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）を製造する場合には、マスク蒸着法により、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などとして機能する有機膜（有機機能層）を、基板上に順次成膜している。
【０００３】
真空蒸着法によって基板に成膜を行う蒸着装置としては、蒸着源として坩堝を一つ備えたものが一般的である。このような蒸着装置では、蒸着によって形成する膜の厚さを均一にするため、例えば蒸着中に基板を回転させている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、坩堝が一つでは、膜厚を均一にするためにはより厚く成膜する必要があり、無駄になる材料が多くなることによって蒸着効率が低くなるといった課題がある。また、基板を一枚ずつしか蒸着できないため、生産性が低いといった課題もある。なお、基板を回転させるのに代えて、回転機構により蒸着源を回転させる構成としてもよいことが、特許文献１には記載されている。
【０００４】
また、生産性向上を目的として、基板を連続的に移動させつつ蒸着を行う、インラインの蒸着装置も知られている。このインラインの蒸着装置では、複数枚の基板を連続的に成膜処理できるため、生産性が向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１４５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されているように回転機構によって蒸着源を回転させた場合でも、坩堝が一つの場合ではこの坩堝から飛散させる蒸着材料にムラが生じ、このムラを無くして膜厚を均一にするためにはより厚く成膜する必要があり、やはり無駄になる材料が多くなって蒸着効率が低くなってしまう。
また、坩堝を複数備えることで、坩堝を一つだけ備えた場合に比べて蒸着効率を高めることも考えられるが、その場合には、坩堝間での蒸着材料のバラツキなどによってこれら坩堝間で飛散させる蒸着材料にムラが生じ易くなり、やはり蒸着効率を十分に高めるのは困難である。
【０００７】
また、基板を連続的に移動させつつ蒸着を行うインライン蒸着装置では、膜厚を均一にするのが難しく、さらに坩堝が固定されていることで蒸着粒子の入射方向がほぼ固定されるため、蒸着マスクの影になる部分では特に蒸着がされにくくなり、膜厚の不均一化がより顕著になってしまう。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、無駄になる材料を少なくして蒸着効率を高め、さらに生産性の向上も可能にした蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の蒸着装置では、被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、
蒸着室内に配置されて前記蒸着材料を収容する収容容器と、
前記収容容器の開口を覆う蓋部に設けられて、前記被処理基板に向けて収容した蒸着材料を飛散させる複数の口部と、
前記収容容器内の蒸着材料を加熱する加熱手段と、
少なくとも前記複数の口部を、前記収容容器の周方向に回転させる回転手段と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
この蒸着装置によれば、一つの収容容器に複数の口部を設けているので、これら口部から飛散される蒸着材料は同じ収容容器内に収容されていた同じ蒸着材料の一部であることにより、蒸着材料間のバラツキがなくなり、したがって口部間で飛散される蒸着材料にムラが生じるのが防止される。
また、複数の口部を回転させているので、被処理基板に対する蒸着粒子の入射方向が固定されることなく３６０度に亘る全方向となり、したがって蒸着マスクの影になる部分がほとんどなくなって膜厚の不均一化が抑制される。
【００１１】
また、前記蒸着装置において、前記回転手段は、前記複数の口部を前記収容容器と一体にして、該収容容器の周方向に回転させるよう構成されているのが好ましい。
このようにすれば、収容容器を回転させることでこの収容容器内の蒸着材料も流動させることができ、したがって複数の口部から飛散する蒸着材料間のバラツキをより確実になくすことができる。
【００１２】
また、前記蒸着装置においては、前記被処理基板を、前記蒸着室に対して連続的に搬入・搬送する搬送機構を備えているのが好ましい。
このようにすれば、基板を連続的に移動させつつ蒸着を行うことが可能になり、したがって複数枚の基板を連続的に成膜処理できるため、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の蒸着装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の蒸着装置の第１実施形態を示す側面図である。
【図３】収容容器の説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図４】有機ＥＬ装置を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の蒸着装置の変形例を示す蓋部の平面図である。
【図６】本発明の蒸着装置の第２実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１５】
（第１実施形態）
図１、図２は、本発明の蒸着装置の第１実施形態を示す図であり、図１は内部を透視した平面図、図２は内部を透視した側面図である。これらの図において符号１は蒸着装置である。この蒸着装置１は、図２に示すようにチャンバー（蒸着室）２と、このチャンバー２内に配置されて蒸着材料を収容する蒸着容器４と、蒸着容器４内の蒸着材料を加熱するヒーター（加熱手段）とを備えたもので、基板（被処理基板）Ｗに対して蒸着材料を蒸着させるよう構成されたものである。
【００１６】
また、この蒸着装置１は、図１に示すようにチャンバー２を複数（本実施形態では３つ）備えてこれらを一列に連設・配置したもので、基板Ｗを保持する保持手段（図示せず）とこの保持手段を移動させる移動手段とを含む公知の搬送機構（図示せず）を備えたものである。このような搬送機構によって蒸着装置１は、図１中矢印で示すように、一方の側のチャンバー２Ａから真ん中のチャンバー２Ｂを通って他方の側のチャンバー２Ｃに向けて、基板Ｗが連続的に搬入・搬送されるようになっている。
【００１７】
また、図２に示すようにそれぞれのチャンバー２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）には、排気孔６を介して真空ポンプ（図示せず）が接続されており、この真空ポンプによってチャンバー２内は、成膜処理中やその待機中などの間、常時真空引きされている。このチャンバー２内には、内部の真空度を検知するための真空計（図示せず）が設けられている。
【００１８】
また、このチャンバー２内の上方には、前記搬送機構が基板Ｗを保持した状態でこれを移動させる空間となる、基板搬送部８が設けられている。なお、チャンバー２には、基板Ｗを出し入れするための搬入口（図示せず）及び搬出口（図示せず）が、それぞれ開閉可能に設けられている。
【００１９】
蒸着容器４は、基台９上に配置されたもので、図３（ａ）の斜視図、図３（ｂ）の側断面図に示すように、有底円筒状の容器本体（収容容器）１０とこれの開口を覆う円盤状の蓋部１１とからなるものである。この容器本体１０内には、図３（ｂ）に示すように蒸着材料３が収容されている。
容器本体１０には、該容器本体１０を加熱することで、これに収容された蒸着材料３を加熱するためのヒーター５が内蔵されている。ヒーター５は、図示しない制御装置によって加熱温度が制御されるようになっており、これにより、収容した蒸着材料３に対応して、蒸着に最適な温度で加熱できるようになっている。
【００２０】
蓋部１１は、容器本体８に対して回転可能に配設されたもので、その外周面にはギア１１ａが形成されている。このギア１１ａには、図２に示すように蒸着容器４の側方に配置された駆動ギア１２が歯合しており、この駆動ギア１２は、駆動軸１３を介してモーター等の駆動源１４に連結している。このような構成のもとに、駆動源１４が駆動し、駆動軸１３を介して駆動ギア１２が回転することにより、これに歯合する蓋部１１も、収容容器１０に対して回転するようになっている。ここで、前記の駆動源１４と、駆動軸１３及び駆動ギア１２と、ギア１１ａとにより、本発明における回転手段の一形態が構成されている。なお、この回転手段による蓋部１１の回転速度については、例えば５〜２０ｒｐｍ程度とされるが、これに限定されることなく、任意の速度を設定することができる。
【００２１】
また、蓋部１１には、図３（ａ）に示すように口部１５が複数（本実施形態では４つ）設けられている。口部１５は、蓋部１１の上面から上方に突出した円筒状のもので、基板Ｗに向けて、蒸着容器４内に収容した蒸着材料を飛散させるためのものである。これら口部１５は、蓋部１１の回転中心、すなわち円盤状の蓋部１１の中心点を中心にした円の円周上に等間隔で配置されたものである。また、これら口部１５は、それぞれの向き、つまりその中心軸が、蓋部１１の中心点を通る法線と交差するように配置されている。具体的には、図２に示すように、蓋部１１の中心点を通る法線Ｐと、各口部１５の中心軸Ｑとが、基板Ｗの下面上で交差するように、それぞれ配置されているのが好ましい。このようにすれば、全ての口部１５が、基板Ｗに対して同じ箇所を中心にして蒸着材料を飛散させることができ、蒸着ムラを抑制することができるからである。
【００２２】
蒸着容器４に収容される蒸着材料３としては、例えば有機ＥＬ装置を構成する有機ＥＬ素子の有機機能層、すなわち正孔注入／輸送層、発光層、電子注入／輸送層等となる有機膜の各形成材料が用いられる。もちろん、有機ＥＬ装置以外の用途においては、その用途に応じた種々の成膜材料が用いられる。
【００２３】
次に、このような構成の蒸着装置１による成膜方法について説明する。ここでは、有機ＥＬ装置の有機機能層の成膜を例にして説明する。
まず、有機ＥＬ装置の概略構成について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、有機ＥＬ装置の一例であるラインヘッドを示す図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は平面図である。
【００２４】
図４（ａ）、（ｂ）に示す有機ＥＬ装置５０は、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドであり、複数の有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）５３を配列してなる発光素子列（発光部ライン）５３Ａを１列または複数列、例えば、３列備えている。このようなラインヘッドでは、発光素子列５３Ａに含まれる有機ＥＬ素子５３のうち、所定の有機ＥＬ素子５３を点灯させて感光ドラム上に照射することにより、感光ドラム上に電荷による像（潜像）を形成する。
【００２５】
ここで、有機ＥＬ装置５０は細長い矩形形状を有しており、通常は１枚の大型基板Ｗ上に有機ＥＬ素子５３などを形成した後、単品サイズの複数枚の素子基板に切り出される。また、特にボトムエミッション方式の場合には、素子基板に封止基板が貼られることで、有機ＥＬ装置５０とされる。
【００２６】
すなわち、この有機ＥＬ装置５０は、図３（ａ）に示すように発光層５７で発光した光を画素電極５４側から出射するボトムエミッション方式とされ、素子基板５２側から発光光を取り出すようになっている。このため、素子基板５２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。また、素子基板５２上には、画素電極５４に電気的に接続された駆動用トランジスタ５５ａ（薄膜トランジスタ）などを含む回路部５５が、発光素子列５３Ａに沿って形成されており、その上層側に有機ＥＬ素子５３が形成されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子５３は、陽極として機能する画素電極５４と、この画素電極５４からの正孔を注入／輸送する正孔注入／輸送層５６と、有機ＥＬ物質からなる発光層５７と、電子を注入／輸送する電子注入／輸送層５８と、陰極５９とがこの順に積層された構造になっている。素子基板５２の回路部５５には、外部接続端子（図示せず）が接続されており、各有機ＥＬ素子５３を外部より制御可能となっている。
【００２８】
次に、このような構成の有機ＥＬ装置５０における、有機機能層の成膜について説明する。
まず、有機機能層の材料として、前記の正孔注入／輸送層５６、発光層５７、電子注入／輸送層５８の各形成材料を用い、それぞれを別々のチャンバー２の蒸着容器４に収容する。すなわち、図１に示した基板Ｗ搬入側のチャンバー２Ａに正孔注入／輸送層５６の形成材料を配し、次のチャンバー２Ｂに発光層５７の形成材料を配し、搬出側のチャンバー２Ｃに電子注入／輸送層５８の形成材料を配する。
【００２９】
そして、各チャンバー２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）内を真空引きして所定の真空度にするとともに、チャンバー２Ａ内の蒸着容器４のヒーター５により、収容した蒸着材料（正孔注入／輸送層５６の形成材料）を加熱する。
【００３０】
チャンバー２Ａ内が所定の真空度に達し、その蒸着容器４を所望の温度に加熱したら、まず、前記回転手段によって蒸着容器４の蓋部１１を回転させ、４つの口部１５を収容容器１１の周方向に回転させる。そして、基板Ｗを、搬送機構によってチャンバー２Ａ内の基板搬送部８に搬入する。なお、この基板Ｗは、図４（ａ）に示した、画素電極４及び隔壁（図示せず）までを形成した個片化する前の素子基板５２を、多数含んでなるものとする。
【００３１】
このようにして基板Ｗをチャンバー２Ａ内に搬入し、所定の速度で基板搬送部８を通過させると、その間に蒸着容器４の各口部１５から飛散してきた蒸着材料（正孔注入／輸送層５６の形成材料）が基板Ｗの下面に蒸着し、これによって図４（ａ）に示した正孔注入／輸送層５６が形成される。
また、この間に、チャンバー２Ｂ、チャンバー２Ｃのそれぞれの蒸着容器４についてもヒーター５によって加熱しておき、さらに前記回転手段によって蒸着容器４の蓋部１１を回転させ、４つの口部１５を収容容器１１の周方向に回転させる。
【００３２】
そして、正孔注入／輸送層５６を形成した基板Ｗを、搬送機構によってチャンバー２Ｂ内の基板搬送部８に搬入し、ここで発光層５７を形成する。
さらに、この発光層５７を形成した基板Ｗを、搬送機構によってチャンバー２Ｃ内の基板搬送部８に搬入し、ここで電子注入／輸送層５８を形成する。これにより、基板Ｗに対して図４（ａ）に示した有機機能層を全て形成する。
なお、１枚目の基板Ｗがチャンバー２Ａにて成膜を終了したら、この基板Ｗをチャンバー２Ｂに移動するとともに、２枚目の基板Ｗをチャンバー２Ａに搬入し、成膜処理する。同様にして、チャンバー２Ａ、２Ｂ、２Ｃ順に多数枚を連続的に処理するようにする。
【００３３】
前記構成の蒸着装置１にあっては、各チャンバー２毎で、一つの蒸着容器４に４つの口部１５を設けているので、これら口部１５から飛散される蒸着材料は同じ蒸着容器４内に収容されていた同じ蒸着材料の一部であることにより、蒸着材料間のバラツキがなくなり、したがって４つの口部１５間で飛散される蒸着材料にムラが生じるのを防止することができる。よって、この蒸着装置１によれば、口部１５間で飛散される蒸着材料にムラが生じるのが防止されているため、必要以上に膜厚を厚くする必要がなくなることなどにより、無駄になる材料を少なくして蒸着効率を高めることができる。
【００３４】
また、４つの口部１５を回転させているので、基板Ｗに対する蒸着粒子の入射方向が固定されることなく３６０度に亘る全方向となり、したがって蒸着マスクの影になる部分をほとんどなくして膜厚の不均一化を抑制することができる。よって、これによっても蒸着効率を高めることができる。
さらに、チャンバー２に対して基板Ｗを連続的に搬入・搬送する搬送機構を備えているので、基板Ｗを連続的に移動させつつ蒸着を行うことができ、したがって複数枚の基板Ｗを連続的に成膜処理できるため、生産性を向上することができる。
【００３５】
なお、この蒸着装置１では、口部１５をそれぞれ傾けて形成しているが、口部１５の向きについては、基板Ｗに向いていれば、その傾斜角等については形成する膜に応じて任意に選択することができる。また、口部１５の数についても、複数であれば４つに限ることなく、２つ、３つ、あるいは５つ以上の任意の数に設定することができる。したがって、予め口部１５の向き（傾斜角）や数を所望の形態に形成しておいた蓋部１１を複数用意しておき、形成する膜に応じて蓋部１１を適宜に選択し、用いるのが好ましい。
【００３６】
さらに、口部１５の配置についても、全てを一つの円周上に配置することなく、例えば図５の平面図に示すように、蓋部１１の中心点Ｏを中心とする複数の同心円Ｒ１〜Ｒ４に対して、それぞれ一つの口部１５を配置してもよい。なお、図５に示す例では、前記同心円Ｒ１〜Ｒ４のうちの最少の円Ｒ１の半径をｒとすると、他の同心円の半径は２ｒ、３ｒ、４ｒとなるように設定する。このように回転中心からの口部１５の配置を等間隔でずらすことにより、基板Ｗに対してより効率的に蒸着を行うことが可能になる。
【００３７】
（第２実施形態）
図６は、本発明の蒸着装置の第２実施形態を示す図であり、図６は収容容器とこれを保持する基台とを示す斜視図である。
第２実施形態の蒸着装置が第１実施形態の蒸着装置１と異なるところは、第１実施形態では回転手段によって蓋部１１のみを回転させ、これによって口部１５を回転させているのに対し、第２実施形態では、収容容器２０全体を回転させるように構成した点である。
【００３８】
図６に示すように第２実施形態の収容容器２０では、容器本体１０と蓋部１１とからなるものの、蓋部１１にはその外周面にギア１１ａが形成されていない。代わって、この第２実施形態では、収容容器２０を保持する基台２１の上面側が回転可能になっており、この上面側が回転手段によって回転させられるようになっている。
【００３９】
すなわち、基台２１は、底部側に対して上面側が回転可能に支持されており、この上面側の外周面にギア２１ａが形成されている。そして、このギア２１ａには、基台２１の側方に配置された駆動ギア２２が歯合しており、この駆動ギア２２は、駆動軸２３を介してモーター等の駆動源２４に連結している。このような構成のもとに、駆動源２４が駆動し、駆動軸２３を介して駆動ギア２２が回転することにより、これに歯合する基台２１の上面側も回転するようになっている。なお、前記の駆動源２４と、駆動軸２３及び駆動ギア２２と、ギア２１ａとにより、本発明における回転手段の一形態が構成されている。
【００４０】
そして、このように基台２１の上面側が回転させられることにより、この基台２１の上面上に保持された収容容器２０は、全体が回転するようになっている。なお、収容容器２０は、その中心軸が基台２１の回転軸に一致するように、基台２１上に配置されるようになっている。したがって、回転手段によって基台２１の上面側が回転し、これによって収容容器２０もその全体が回転することにより、蓋部１１の口部１５も収容容器２０の周方向に回転するようになっている。
【００４１】
したがって、このような構成からなる蒸着装置にあっても、４つの口部１５から飛散される蒸着材料は同じ収容容器２０内に収容されていた同じ蒸着材料の一部であることにより、蒸着材料間のバラツキがなくなり、これによって第１実施形態の蒸着装置１と同様に、無駄になる材料を少なくして蒸着効率を高めることができる。
また、特に複数の口部１５を、収容容器２０と一体にして該収容容器２０の周方向に回転させるようにしているので、収容容器２０内の蒸着材料も流動させることができ、したがって複数の口部１５から飛散する蒸着材料間のバラツキをより確実になくすことができる。よって、蒸着効率をより一層高めることができる。
【００４２】
また、４つの口部１５を回転させているので、基板Ｗに対する蒸着粒子の入射方向が固定されることなく３６０度に亘る全方向となり、したがって、第１実施形態の蒸着装置１と同様に、膜厚の不均一化を抑制して蒸着効率を高めることができる。
さらに、チャンバー２に対して基板Ｗを連続的に搬入・搬送する搬送機構を備えることにより、第１実施形態の蒸着装置１と同様に複数枚の基板Ｗを連続的に成膜処理することができ、したがって生産性を向上することができる。
【００４３】
なお、この第２実施形態の蒸着装置にあっても、第１実施形態の蒸着装置１と同様に、有機ＥＬ装置（有機ＥＬ素子）の有機機能層の成膜に適用することができる。
また、図５に示したような蓋部１１を用いることができ、さらには、口部１５の向き（傾斜角）や数を所望の形態に形成しておいた蓋部１１を複数用意しておき、形成する膜に応じて蓋部１１を適宜選択して用いてもよい。
【００４４】
さらに、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では本発明の蒸着装置１を、有機ＥＬ装置の有機機能層の成膜に適用する例について説明したが、本発明の蒸着装置はこれに限定されることなく、種々の蒸着膜の形成に用いることができる。
【００４５】
また、前記実施形態では、回転手段としてギアや駆動ギア等からなる構成のものを用いたが、本発明における回転手段はこれらに限定されることなく、口部（蓋部）を選択的に回転させることができ、あるいは収容容器全体を回転させることができれば、従来周知の種々の回転手段を用いることができる。
さらに、蒸着容器内の蒸着材料を加熱する加熱手段（ヒーター５）については、容器本体に内蔵するのに代えて、例えば基台に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…蒸着装置、２…チャンバー（蒸着室）、３…蒸着材料、４、２０…蒸着容器、５…ヒーター（加熱手段）、９、２１…基台、１０…容器本体（収容容器）、１１…蓋部、１１ａ、２１ａ…ギア、１２、２２…駆動ギア、１３、２３…駆動軸、１４、２４…駆動源、Ｗ…基板（被処理基板）
【図１】
2011094196.tif 000003
【図２】
2011094196.tif 000004
【図３】
2011094196.tif 000005
【図４】
2011094196.tif 000006
【図５】
2011094196.tif 000007
【図６】
2011094196.tif 000008