(57)【要約】【課題】基板に成膜される有機材料中に含まれる水分量を低減する。【解決手段】ガスフロー蒸着装置２０は、キャリアガスの流量を制御するＭＦＣ４００と、ＭＦＣによって流量を制御されたキャリアガスを加熱する熱交換器３００とを備える。また、ガスフロー蒸着装置２０は、蒸着材料を内部に収容し、熱交換器によって加熱されたキャリアガスととともに蒸着材料の蒸気を流出する材料容器２００と、材料容器２００から流出された蒸着材料の蒸気及びキャリアガスを含むガスを噴射する蒸着ヘッド１００とを備える。熱交換器３００は、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じるよう形成されている。【選択図】図２
2015129316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアガスの流量を制御する流量制御部と、
前記流量制御部によって流量を制御されたキャリアガスを加熱する熱交換器と、
蒸着材料を内部に収容し、前記熱交換器によって加熱されたキャリアガスとともに前記蒸着材料の蒸気を流出する材料容器と、
前記材料容器から流出された前記蒸着材料の蒸気及び前記キャリアガスを含むガスを噴射する蒸着ヘッドと、を備え、
前記熱交換器は、前記キャリアガスの流入側の圧力と前記キャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる熱交換器である
ことを特徴とするガスフロー蒸着装置。
【請求項２】
前記熱交換器は、前記差圧が２５０Ｐａ以上になるよう形成された熱交換器である
ことを特徴とする請求項１に記載のガスフロー蒸着装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記キャリアガスの流入側から前記キャリアガスの流出側へ通流したキャリアガスの量に対する、前記キャリアガスの流出側から前記キャリアガスの流入側へ通流した水の量の割合が、１パーセント以下になるよう形成された熱交換器である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスフロー蒸着装置。
【請求項４】
前記熱交換器は、ペクレ数が５以上になるよう形成された熱交換器である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガスフロー蒸着装置。
【請求項５】
前記流量制御部によって前記キャリアガスの流量を第１の流量から第２の流量へ変えた場合において、前記流量の変更指令が発生してから前記キャリアガスの流量が前記第２の流量になるまでの時間が５ｓｅｃ以下である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガスフロー蒸着装置。
【請求項６】
キャリアガスの流量を制御する流量制御部から流出したキャリアガスを熱交換器で加熱する第１の工程と、
前記第１の工程で加熱され第１のバルブを介して材料容器に流入したキャリアガスとともに前記材料容器の内部に収容した蒸着材料の蒸気を流出する第２の工程と、
前記第２の工程の後第２のバルブを介して流出した前記蒸着材料の蒸気及び前記キャリアガスを含むガスを蒸着ヘッドから噴射する第３の工程と、を備えたガスフロー蒸着方法であって、
前記第１のバルブを閉じた状態で前記流量制御部と前記熱交換器との間の配管から分岐する第１のベント配管から第１の排気処理を行い、
前記第１の排気処理の後、前記第１のバルブを開くとともに前記第２のバルブを閉じ、前記材料容器と前記第２のバルブの間の配管から分岐する第２のベント配管から第２の排気処理を行い、
前記第２の排気処理の後、前記蒸着材料の蒸気及び前記キャリアガスを含むガスを前記蒸着ヘッドから噴射する
ことを特徴とするガスフロー蒸着方法。
【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、ガスフロー蒸着装置、及びガスフロー蒸着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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：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、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素子の陽極及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。注入されたホール及び電子は有機層にて再結合し、このとき発光が生じる。
【０００４】
ここで、有機ＥＬ素子の成膜には、ガスフロー蒸着装置が用いられる場合がある。ガスフロー蒸着装置は、材料容器に収容した有機材料を加熱して蒸発させ、蒸発させた有機材料ガスを蒸着ヘッドへ輸送し、蒸着ヘッドを介して基板へ噴射する。より具体的には、ガスフロー蒸着装置は、ＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いて、例えばアルゴンガスのようなキャリアガスを流量制御して材料容器に輸送する。そして、ガスフロー蒸着装置は、材料容器で蒸発した有機材料ガスをキャリアガスとともに蒸着ヘッドへ輸送し、蒸着ヘッドから基板へ噴射する。
【０００５】
例えば、特許文献１には、材料容器の外周に外部ヒータを巻きつけるとともに、材料容器の内部に内部ヒータを設置し、外部ヒータ及び内部ヒータを用いて材料容器を加熱することによって有機材料を気化させる構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３１３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ガスフロー蒸着装置では、大気中に有機材料を保管した場合に、有機材料に水分が付着することがある。水分が付着した有機材料を用いてガスフロー蒸着をした場合、水分がキャリアガスとともに搬送され、基板に成膜された有機材料に水分が含まれるおそれがある。基板に成膜された有機材料に水分が含まれると、有機材料の成膜性能の劣化が問題となる。
【０００８】
これに対して、基板に対するガスフロー蒸着処理を行う前に、有機材料に付着した水分をあらかじめ除去する処理（水枯らし処理）を行うことが考えられる。例えば、材料容器と蒸着ヘッドとの間の輸送管にバルブを設けるとともに、材料容器とバルブとの間の輸送管から分岐するベント配管を設ける。そして、このバルブを閉じた状態で、材料容器、輸送管、及びバルブを加熱して水分を蒸発させながらキャリアガスを流し、ベント配管から水分の排気処理を行うことが考えられる。この水枯らし処理を行うことによって、有機材料に付着した水分をベント配管からある程度排気することができると考えられる。
【０００９】
ところで、材料容器や材料容器以降のバルブを含む輸送管は、種々の有機材料の蒸発温度に対応するため、４５０℃程度までは加熱可能な仕様となるが、ＭＦＣを含む１次側輸送管はＭＦＣが精密制御機器であるため多くのものは耐熱温度がその温度まで届かない。したがって、１次側輸送管のほうが２次側輸送管より低温の仕様となる。そこで、キャリアガスを予め材料蒸発温度と同等に昇温させるために、ＭＦＣと材料容器との間に熱交換器を設置して、熱交換器でキャリアガスを加熱する場合がある。
【００１０】
しかしながら、上記のような水枯らし処理を行うと、水枯らし処理の際に水分が材料容器側から熱交換器側の１次輸送管に逆拡散した場合、１次側輸送管のほうが温度が低いため、水分が付着するおそれがある。１次側の輸送管に水分が付着した場合、この付着した水分がガスフロー蒸着処理の際に、更に高い温度設定で加熱されて再蒸発して基板まで搬送される結果、有機材料の成膜性能の劣化を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面に係るガスフロー蒸着装置は、キャリアガスの流量を制御する流量制御部と、前記流量制御部によって流量を制御されたキャリアガスを加熱する熱交換器とを備える。また、ガスフロー蒸着装置は、蒸着材料を内部に収容し、前記熱交換器によって加熱されたキャリアガスとともに前記蒸着材料の蒸気を流出する材料容器と、前記材料容器から流出された前記蒸着材料の蒸気及び前記キャリアガスを含むガスを噴射する蒸着ヘッドとを備える。前記熱交換器は、前記キャリアガスの流入側の圧力と前記キャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる熱交換器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、基板に成膜される有機材料中に含まれる水分量を低減することができるガスフロー蒸着装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、一実施形態に係る基板処理システムの概略構成図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るガスフロー蒸着装置の概略構成図である。
【図３】図３は、一実施形態に係るガスフロー蒸着装置により形成される有機ＥＬ素子の概略構成図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る熱交換器の概略構成図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る熱交換器の概略構成図である。
【図６】図６は、一実施形態に係る熱交換器の他の一例の概略構成図である。
【図７】図７は、一実施形態に係る熱交換器による逆流水分の比率を示す図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る熱交換器によるキャリアガスの温度変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
まず、ガスフロー蒸着装置を含んだ基板処理システム１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る基板処理システムの概略構成図である。
【００１６】
（基板処理システム）
図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理システム１０は、複数の処理容器を有するクラスタ型装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ、前処理室ＣＭおよび４つのプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４を有している。基板処理システム１０は、例えば、有機ＥＬ素子の製造に使用される。
【００１７】
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Ｇ」という）を、真空度の高いプロセスモジュールＰＭに搬送するために内部を減圧状態に保持する。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。基板Ｇは、搬送室ＴＭの搬送アームＡｒｍを用いて前処理室ＣＭに搬送され、ＩＴＯ表面をクリーニングした後、プロセスモジュールＰＭ１に搬送される。
【００１８】
プロセスモジュールＰＭ１には、図２に示したガスフロー蒸着装置２０が６つ並べて配置され、ＩＴＯ上に６層の有機層が連続成膜される。成膜後、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）を形成する。さらに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２に搬送され、配線用のパターンをエッチングにより形成し、再び、プロセスモジュールＰＭ４にてスパッタリングによりエッチング部分に金属配線を成膜し、最後に、プロセスモジュールＰＭ３に搬送され、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：気相成長法）により有機層を封止する封止膜を形成する。
【００１９】
（有機層の連続成膜）
次に、６層の有機層を連続成膜する機構について説明する。図２は、一実施形態に係るガスフロー蒸着装置の概略構成図である。プロセスモジュールＰＭ１に設置された６つのガスフロー蒸着装置２０は、ほぼ同一構造である。そこで、図２を参照しながら、一のガスフロー蒸着装置２０についてのみ説明することにより、他のガスフロー蒸着装置２０の説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように、ガスフロー蒸着装置２０は、キャリアガスの流量を制御するＭＦＣ４００と、ＭＦＣ４００によって流量を制御されたキャリアガスを加熱する熱交換器３００とを備える。また、ガスフロー蒸着装置２０は、蒸着材料（有機材料）を内部に収容し、熱交換器３００によって加熱されたキャリアガスとともに蒸着材料の蒸気を流出する材料容器２００を備える。また、ガスフロー蒸着装置２０は、材料容器２００から流出された蒸着材料の蒸気及びキャリアガスを含むガスを噴射する蒸着ヘッド１００を備える。
【００２１】
ＭＦＣ４００のキャリアガスの流れの上流側の配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２の間には、バルブＶ６０が設けられる。また、ＭＦＣ４００と熱交換器３００との間には、上流側から順に配管Ｌ１３，配管Ｌ１４が設けられ、配管Ｌ１３と配管Ｌ１４の間には、バルブＶ５０が設けられる。また、バルブＶ５０と熱交換器３００との間の配管Ｌ１４からはベント（ＶＥＮＴ）用の配管Ｌ１５が分岐して設けられ、配管Ｌ１５には、バルブＶ４０が設けられる。
【００２２】
また、熱交換器３００と材料容器２００との間には、上流側から順に配管Ｌ１６，配管Ｌ１７が設けられ、配管Ｌ１６と配管Ｌ１７との間には、バルブＶ３０が設けられる。また、材料容器２００と蒸着ヘッド１００との間には、上流側から順に配管Ｌ１８，配管Ｌ２０が設けられ、配管Ｌ１８と配管Ｌ２０との間には、バルブＶ１０が設けられる。また、材料容器２００とバルブＶ１０との間の配管Ｌ１８からはベント用の配管Ｌ１９が設けられ、配管Ｌ１９には、バルブＶ２０が設けられる。
【００２３】
通常のガスフロー蒸着処理時には、例えばアルゴンガスなどのキャリアガスは、配管Ｌ１１からバルブＶ６０，配管Ｌ１２を介してＭＦＣ４００へ通流する。ＭＦＣ４００で流量を制御されたキャリアガスは、配管Ｌ１３，バルブＶ５０，配管Ｌ１４を介して熱交換器３００へ通流する。熱交換器３００で加熱されたキャリアガスは、配管Ｌ１６，バルブＶ３０，配管Ｌ１７を介して材料容器２００へ通流する。材料容器２００で加熱により蒸発した有機材料のガスとキャリアガスは、配管Ｌ１８，バルブＶ１０，配管Ｌ２０を介して蒸着ヘッド１００へ通流し、蒸着ヘッド１００から基板へ向けて噴射される。
【００２４】
図２に示すガスフロー蒸着装置２０を６つ用いて６層連続成膜処理を実行した結果を図３に示す。図３は、一実施形態に係るガスフロー蒸着装置により形成される有機ＥＬ素子の概略構成図である。図３に示すように、基板Ｇが、１〜６番目のガスフロー蒸着装置２０の蒸着ヘッド１００の上方をある速度で進行することにより、基板ＧのＩＴＯ上に順に、第１層のホール注入層、第２層のホール輸送層、第３層の青発光層、第４層の緑発光層、第５層の赤発光層、第６層の電子輸送層が形成される。このうち、第３層〜第５層の青発光層、緑発光層、赤発光層がホールと電子の再結合により発光する発光層である。また、有機層上のメタル層Ａｌ等は、前述したとおり、基板処理システム１０のプロセスモジュールＰＭ４にてスパッタリングにより成膜される。
【００２５】
続いて、熱交換器３００の構成について具体的に説明する。図４，５は、一実施形態に係る熱交換器の概略構成図である。図４に示すように、熱交換器３００は、配管Ｌ１４のバルブＶ５０への接続端とは反対側の端部に接続された円盤状の分散部３１２と、配管Ｌ１６のバルブＶ３０への接続端とは反対側の端部に接続された円盤状の分散部３１４を有する。分散部３１２及び分散部３１４は、互いに円盤面を対向させて、距離を離して配置される。また、熱交換器３００は、分散部３１２及び分散部３１４の円盤面同士を接続し、配管Ｌ１４及び配管Ｌ１６に比べて径が小さい複数の細管３２０を有する。複数の細管３２０は、互いに並列に配置されている。また、熱交換器３００は、分散部３１２、分散部３１４、複数の細管３２０、及びヒータ３５０を有する。ヒータ３５０は、分散部３１２、分散部３１４、複数の細管３２０、及び配管Ｌ１６を覆い、分散部３１２、分散部３１４、複数の細管３２０、及び配管Ｌ１６を通流するガスを加熱する。
【００２６】
このように、一実施形態の熱交換器３００は、複数の細管３２０によりガス流路が形成されているので、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる。例えば、一実施形態の熱交換器３００は、細管３２０の径φを１．０ｍｍ、細管３２０の本数を４本とすることができる。なお、細管３２０の径及び本数については、これに限られない。
【００２７】
また、一実施形態のガスフロー蒸着装置２０は、図４，５に示した熱交換器３００とは異なる他の熱交換器を用いることもできる。図６は、一実施形態に係る熱交換器の他の一例の概略構成図である。図６においては、配管を通流するガスを加熱するヒータについては図示を省略し、ガスが通流する配管形状のみを示している。
【００２８】
図６に示すように、熱交換器３００は、例えばニードル型の熱交換器であってもよい。すなわち、熱交換器３００は、配管Ｌ１４と配管Ｌ１６との間に、配管の径方向に進退可能なニードル３７０が設けられ、このニードル３７０の位置を調整することによってガスが通流する流路の径を調整可能な熱交換器である。このような熱交換器３００であっても、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる点については同様である。また、これらの熱交換器に関わらず、例えば圧力（差圧）調整可能な熱交換器のように、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる熱交換器であれば、適宜使用することができる。
【００２９】
ところで、有機材料は通常、大気中にて保管されているので、大気中に放置されている際に有機材料には水分が付着する。そして、有機材料に付着した水分が材料容器２００で加熱されることにより蒸発して、キャリアガスとともに蒸着ヘッド１００に搬送され、基板に成膜された有機材料の成膜性能に劣化が生じるおそれがある。そこで、一実施形態のガスフロー蒸着装置２０は、ガスフロー蒸着処理を行う前に水分枯らし処理を実行する。以下、水分枯らし処理について説明する。
【００３０】
まず、ガスフロー蒸着装置２０は、バルブＶ３０を閉じ、バルブＶ４０を開いた状態で、熱交換器３００より１次側のヒータを加熱させながらキャリアガスを通流させる。これにより、熱交換器３００、及び熱交換器３００とＭＦＣ４００との間の配管Ｌ１３，Ｌ１４などにあらかじめ付着している水分を、配管Ｌ１５を介してベント（排気）する（第１の水分枯らし処理）。
【００３１】
続いて、ガスフロー蒸着装置２０は、バルブＶ３０を開き、バルブＶ４０を閉じ、バルブＶ１０を閉じ、バルブＶ２０を開いた状態で、熱交換器３００のヒータを加熱させながらキャリアガスを通流させる。これにより、材料容器２００に収容された有機材料に付着した水分を、配管Ｌ１９を介してベント（排気）する（第２の水分枯らし処理）。
【００３２】
ここで、一実施形態の熱交換器３００によれば、第２の水分枯らし処理の際に、材料容器２００で蒸発した水分が、熱交換器３００、又は熱交換器３００とＭＦＣ４００との間の配管Ｌ１３，Ｌ１４などに逆拡散するのを抑制することができる。
【００３３】
すなわち、一実施形態の熱交換器３００は、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じるように形成されている。例えば、一実施形態の熱交換器３００は、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が２５０Ｐａ以上になるよう形成されている。
【００３４】
これにより、水分の逆拡散率を約１％以下にすることができる。ここで、水分の逆拡散率は、熱交換器３００の上流側から下流側へ単位時間あたりに通流させたキャリアガスの量に対する、熱交換器３００の下流側から上流側へ単位時間あたりに拡散した水分の量である。つまり、水分の逆拡散率＝（熱交換器３００の下流側から上流側へ単位時間あたりに拡散した水分の量／熱交換器３００の上流側から下流側へ単位時間あたりに通流させたキャリアガスの量）となる。
【００３５】
この点について、ペクレ数（Ｐｅ）を用いて説明する。ペクレ数は逆拡散係数ともいい、移流によるキャリアガスの輸送量に対する拡散輸送量の比率を表す無次元数である。ペクレ数（Ｐｅ）＝ｕＬ／Ｄで表される。ここで、ｕ：速度、Ｌ：細管３２０の長さ、Ｄ：拡散係数である。より具体的には、速度ｕはガス分子量Ｍ１、分子直径σ１、温度Ｔ、粘性係数η、流量Ｑの使用ガス条件、孔径、及び孔数等から導かれる。速度ｕ＝質量流量Ｑ／（圧力Ｐ×孔開口面積Ａ）となる。
【００３６】
なお、２成分系気体の拡散係数Ｄは、以下の数１式で表される。ここで、Ｍ１，Ｍ２は第１成分及び第２成分の分子量、ｎは混合物中の分子数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。ΩＤは拡散における衝突積分であり衝突分子間の分子間力の法則により決まり、温度の関数である。σ１２は分子間力の法則から決定される分子の直径である。ｆＤは補正項であり、ほぼ１である。
【００３７】
【数１】
2015129316.tif 000003
【００３８】
一実施形態の熱交換器３００は、細管３２０の径φが比較的小さい（＝熱交換器３００の入り口側と出口側の差圧が大きい）。これはつまり、上記速度ｕの式における孔開口面積Ａが小さくなるので、速度ｕは大きくなる。速度ｕが大きくなると、ペクレ数は大きくなる。ペクレ数は、大きいほど、水分の逆拡散量が少なくなる。したがって、一実施形態の熱交換器３００のように細管３２０の径φを小さくして熱交換器３００の入り口側と出口側の差圧を大きくするほど、水分の逆拡散量が少なくなる。
【００３９】
なお、参考までに、ガスの流れ方向の混合拡散の影響Ｘ方向１次元管内の定常濃度分布の基礎方程式（数２式）と、数２式の定常解（数３式）を開示する。ここで、ｕ：速度、Ｄ：拡散係数、Ｃ：濃度である。
【００４０】
【数２】
2015129316.tif 000004
【００４１】
【数３】
2015129316.tif 000005
【００４２】
次に、一実施形態のガスフロー蒸着装置の熱交換器による逆流水分の比率について説明する。図７は、一実施形態に係る熱交換器による逆流水分の比率を示す図である。図７において、横軸は細管３２０の距離（長さ）であり、縦軸は、水分の逆拡散率を示す。
【００４３】
図７において、グラフ５０２，５０４，５０６，５０８は、例えば細管の径φが２．０ｍｍ、細管３２０の本数が９０本の熱交換器（比較例）の水分の逆拡散率を示している。また、グラフ５０２，５０４，５０６，５０８はそれぞれ、キャリアガスの流量が５ｓｃｃｍ，１０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，２０ｓｃｃｍの際の水分の逆拡散率を示している。
【００４４】
これに対して、グラフ５１２，５１４，５１６，５１８は、本実施形態のように細管の径φが１．０ｍｍ、細管３２０の本数が４本の熱交換器の水分の逆拡散率を示している。また、グラフ５１２，５１４，５１６，５１８はそれぞれ、キャリアガスの流量が５ｓｃｃｍ，１０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，２０ｓｃｃｍの際の水分の逆拡散率を示している。
【００４５】
図７に示すように、比較例においては、細管の長さが長くなるにつれて、水分の逆拡散率は小さくなってはいるが、いずれも水分の逆拡散率は１．０％（１．Ｅ−０２）より大きくなっている。これに対して、本実施形態の熱交換器３００では、キャリアガスの流量が５ｓｃｃｍである場合、細管３２０が約１０ｍｍ以上の長さであれば、水分の逆拡散率は１％以下になり、細管３２０が長くなるにつれて水分の逆拡散率は小さくなる。例えば、細管３２０の長さが約３０ｍｍの場合、水分の逆拡散率は０．００１％程度にまで小さくなる。また、本実施形態の熱交換器３００では、キャリアガスの流量が１０，１５，２０ｓｃｃｍの場合は、細管３２０が１０ｍｍに満たないような比較的短い長さであっても、水分の逆拡散率が１％以下になり、細管３２０が長くなるにつれて水分の逆拡散率は小さくなる。例えば、キャリアガスの流量が１５ｓｃｃｍの場合、細管３２０の長さが約１０ｍｍの状態で、水分の逆拡散率は０．００１％程度にまで小さくなる。
【００４６】
次に、本実施形態の熱交換器を設けたことによるキャリアガスの温度変化について説明する。図８は、一実施形態に係る熱交換器によるキャリアガスの温度変化を示す図である。図８において、横軸は細管３２０の距離（長さ）であり、縦軸は、キャリアガスの温度を示す。
【００４７】
図８に示すように、本実施形態の熱交換器３００では、細管３２０の長さが約３ｍｍ程度以上あれば、キャリアガスの温度を約２５℃から所望の約４５０℃まで加熱することができる。このように、本実施形態の熱交換器３００では、細管３２０の径を比較的小さくするとともに、本数を比較的少なくしているが、細管３２０の長さを極端に長くすることなく、一般的な距離を持たせれば、十分に熱交換器としての機能（加熱）を果たすことができる。
【００４８】
また、細管３２０の径を比較的小さくするとともに、本数を比較的少なくすることによって、キャリアガスの流量制御時の応答性も考慮したほうが好ましい。すなわち、熱交換器での差圧が大きければ、キャリアガスの流量をある流量から所望の他の流量へ変化させた際に、所望の他の流量になるまでの時間が多くかかるからである。
【００４９】
この点、本実施形態の熱交換器３００では、２０ｓｃｃｍのキャリアガス流量から、１ｓｃｃｍのキャリアガス流量へ流量を変えた場合に、流量の変更指令が発生してからキャリアガスの流量が１ｓｃｃｍになるまでの時間が５．０ｓｅｃであった。
【００５０】
また、本実施形態の熱交換器３００では、２０ｓｃｃｍのキャリアガス流量から、１５ｓｃｃｍのキャリアガス流量へ流量を変えた場合に、流量の変更指令が発生してからキャリアガスの流量が１５ｓｃｃｍになるまでの時間が２．２ｓｅｃであった。
【００５１】
このように、本実施形態の熱交換器３００によれば、細管３２０の径を比較的小さくするとともに本数を比較的少なくすることによって、熱交換器での差圧を生じさせているが、上記実施例はＭＦＣ４００と熱交換器３００が比較的長いモデルであるため、輸送路長短縮にて大幅に応答性は短縮可能となる（例えば１ｓｅｃ以下）。また、上記例は２０ｓｃｃｍ→１ｓｃｃｍと大きくキャリアガスの流量を変化させているが実際の蒸発量制御は少量変化の制御となる。よってキャリアガスの流量を変化させた場合の応答性は許容できる範囲内といえる。
【００５２】
以上、本実施形態のガスフロー蒸着装置２０によれば、基板に成膜される有機材料中に含まれる水分量を低減することができる。すなわち、本実施形態のガスフロー蒸着装置２０では、キャリアガスの流入側の圧力とキャリアガスの流出側の圧力との差圧が生じる熱交換器３００を用いてキャリアガスを加熱して材料容器２００へ輸送する。したがって、水分枯らし処理において、材料容器２００で蒸発した水分が熱交換器３００及び熱交換器３００の上流側へ逆拡散するのを抑制することができる。その結果、水分枯らし処理により、キャリアガスの通流経路に残る水分量を抑制することができるので、ガスフロー蒸着処理において、基板に成膜される有機材料中に含まれる水分量を低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態のガスフロー蒸着方法では、まず、熱交換器３００と材料容器２００との間のバルブＶ３０を閉じ、ＭＦＣ４００と熱交換器３００との間の配管Ｌ１４から分岐するベント配管Ｌ１５のバルブＶ４０を開いて、ベント配管Ｌ１５から第１の排気処理を行う。その後、本実施形態のガスフロー蒸着方法では、バルブＶ３０を開くとともにバルブＶ４０を閉じ、さらに、材料容器２００と蒸着ヘッド１００との間のバルブＶ１０を閉じるとともに、材料容器２００とバルブＶ１０との間の配管から分岐するベント配管Ｌ１９のバルブＶ２０を開いて、ベント配管Ｌ１９から第２の排気処理を行う。このように、第２の排気処理を行うに先立って、第１の排気処理を行うことによって、熱交換器３００及び熱交換器３００の上流側にあらかじめ付着している水分を枯らすことができるので、より一層、基板に成膜される有機材料中に含まれる水分量を低減することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  基板処理システム
２０  ガスフロー蒸着装置
１００  蒸着ヘッド
２００  材料容器
３００  熱交換器
３２０  細管
３５０  ヒータ
３７０  ニードル
Ｖ１０，Ｖ２０，Ｖ３０，Ｖ４０，Ｖ５０，Ｖ６０  バルブ
【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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