(57)【要約】【課題】材料の使用効率のよい蒸着装置を提供する。【解決手段】蒸着装置１０は、蒸着源２１０と輸送路１１０ｅ２１と吹き出し容器１１０と処理容器（第１の処理容器１００）とを有している。蒸着源２１０は、成膜の原料である成膜材料を気化させる。輸送路１１０ｅ２１は、連結路２２０ｅを介して蒸着源２１０に連結され、蒸着源２１０にて気化された成膜材料を輸送する。吹き出し口１１０ｅ１１は、メタルポーラスにて形成され、輸送路１１０ｅ２１を介して緩衝空間Ｓを通過した成膜材料をメタルポーラスから吹き出す。第１の処理容器１００は、吹き出された成膜材料により被処理体Ｇ上に成膜処理を施す。メタルポーラスから均一性の高い気体分子が放出されることにより、被処理体Ｇと吹き出し口１１０ｅ１との間隔を短くすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜の原料である成膜材料を気化させる蒸着源と、連結路を介して前記蒸着源に連結され、前記蒸着源にて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路と連結された吹き出し口を有し、前記輸送路を輸送された成膜材料を前記吹き出し口から吹き出す吹き出し容器と、前記吹き出された成膜材料により被処理体に成膜処理を施す処理容器とを備えた蒸着装置であって、
前記吹き出し容器は、
前記吹き出し容器の内部に緩衝空間を設け、前記吹き出し容器の内部に設けられた緩衝空間の圧力が、前記吹き出し容器の外部の圧力より高くなるように、前記成膜材料を、前記緩衝空間に通してから前記吹き出し口から吹き出す蒸着装置。
【請求項２】
前記吹き出し口は、多孔質体から形成される請求項１に記載された蒸着装置。
【請求項３】
前記吹き出し口は、
前記吹き出し口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対して前記幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内であり、前記開口の長手方向の長さｌｏが、前記吹き出し容器の上方に位置する被処理体の、前記開口の長手方向に水平な方向の長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長い形状を有している請求項１に記載された蒸着装置。
【請求項４】
前記輸送路は、複数の輸送路に分岐され、
分岐後の各輸送路の距離は、等距離である請求項１〜３のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項５】
前記分岐後の各輸送路の開口は、等間隔に配置される請求項４に記載された蒸着装置。
【請求項６】
前記分岐後の輸送路は、輸送路の分岐位置に対して点対称に形成される請求項４または請求項５のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項７】
前記吹き出し容器の緩衝空間を前記吹き出し口側の空間と前記輸送路側の空間とに仕切り、成膜材料の通過が可能な拡散板をさらに備える請求項１〜６のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項８】
前記拡散板は、
多孔質体から形成された仕切板または複数の穴が形成された仕切板のいずれかである請求項７に記載された蒸着装置。
【請求項９】
前記吹き出し口および前記拡散板は、導電性部材からそれぞれ形成されている請求項１〜８のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１０】
前記吹き出し口および前記拡散板は、前記吹き出し口および前記拡散板の温度を制御する温度制御機構をそれぞれ有する請求項９に記載された蒸着装置。
【請求項１１】
前記蒸着源は、前記蒸着源の温度を制御する温度制御機構を有する請求項１〜１０のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１２】
前記蒸着源の温度制御機構は、第１の温度制御機構および第２の温度制御機構を含んで構成され、
前記第１の温度制御機構は、
前記蒸着源の成膜材料が納められた部分側に配設され、前記成膜材料が納められた部分を所定の温度に保持し、
前記第２の温度制御機構は、
前記蒸着源の成膜材料が放出される出口側に配設され、前記出口部分の温度を前記成膜材料が納められた部分の温度より高くまたは同一に保持する請求項１１に記載された蒸着装置。
【請求項１３】
前記蒸着源は、複数設けられ、
前記複数の蒸着源には、異なる種類の成膜材料がそれぞれ納められ、
各蒸着源にそれぞれ連結された連結路は、所定位置で結合し、
前記複数の蒸着源にて気化する各種成膜材料の単位時間当たりの量の大小関係に基づき、前記所定位置にて結合する前の連結路のいずれかの位置に前記連結路の流路を調整する流路調整部材を設けた請求項１〜１２のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１４】
前記流路調整部材は、前記複数の蒸着源にて気化する各種成膜材料の単位時間当たりの量の大小関係に基づき、単位時間当たりの気化量が少ない成膜材料が通過する連結路に設けられる請求項１３に記載された蒸着装置。
【請求項１５】
前記吹き出し容器は、複数設けられ、
前記処理容器は、前記複数の吹き出し容器を内蔵し、各吹き出し容器からそれぞれ吹き出される成膜材料により、前記処理容器の内部にて被処理体に連続的に複数の成膜処理が施される請求項１〜１４のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１６】
処理容器は、
有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を原料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成する請求項１〜１５のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１７】
前記蒸着源は、複数設けられ、
前記複数の蒸着源に納められた各成膜材料の気化速度をそれぞれ検出するために、前記複数の蒸着源に対応して複数の第１のセンサを備えた請求項１〜１６のいずれかに記載された蒸着装置。
【請求項１８】
前記吹き出し機構から吹き出される成膜材料の成膜速度を検出するために、前記吹き出し機構に対応して第２のセンサを備えた請求項１７に記載された蒸着装置。
【請求項１９】
前記吹き出し口の多孔質体は、
９７％以下の気孔率を有する請求項２、４〜１８に記載された蒸着装置。
【請求項２０】
前記吹き出し口の短手方向の幅の目標値Ｗｇであるαｍｍは、３ｍｍ以下に設定される請求項３〜１８に記載された蒸着装置。
【請求項２１】
前記請求項１７に記載された蒸着装置を制御する装置であって、
前記複数の第１のセンサを用いて検出された成膜材料毎の気化速度に基づき、蒸着源毎に設けられた温度制御機構の温度をフィードバック制御する蒸着装置の制御装置。
【請求項２２】
前記請求項１７に記載された蒸着装置を制御する方法であって、
前記複数の第１のセンサを用いて検出された成膜材料毎の気化速度に基づき、蒸着源毎に設けられた温度制御機構の温度をフィードバック制御する蒸着装置の制御方法。
【請求項２３】
前記請求項１に記載された蒸着装置を使用する方法であって、
蒸着源に納められた成膜材料を気化させ、
前記気化された成膜材料を連結路、輸送路を介して吹き出し容器に設けられた緩衝空間に通し、
前記緩衝空間の圧力が、前記吹き出し容器の外部の圧力より高くなるように前記吹き出し容器に設けられた吹き出し口から前記緩衝空間に通した成膜材料を吹き出させ、
前記吹き出された成膜材料により処理容器にて被処理体に成膜処理を施す蒸着装置の使用方法。
【請求項２４】
蒸着源により気化された成膜材料を吹き出す吹き出し容器に設けられた吹き出し口を製造する製造方法であって、
前記吹き出し口が有するスリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対して前記幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内であり、かつ、前記開口の長手方向の長さｌｏが、前記開口の長手方向に水平な方向の被処理体の長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長くなるように吹き出し口の形状を形成する吹き出し口の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置、蒸着装置の制御装置、蒸着装置の制御方法、蒸着装置の使用方法におよび吹き出し口の製造方法関する。特に、材料の使用効率がよい蒸着装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどの電子機器を製造する際、所定の成膜材料を気化させて、これにより生成された気体分子を被処理体に付着させることによって、被処理体を成膜する蒸着法が広く用いられている。このような技術を用いて製造した機器のうち、特に、有機ＥＬディスプレイは、自発光し、反応速度が早く、消費電力が少ない等の点において液晶ディスプレイより優れていると言われている。このため、今後、ますますの需要が見込まれるとともに大型化が予測されるフラットパネルディスプレイの製造業界において、有機ＥＬディスプレイへの注目度は高く、これに伴い、有機ＥＬディスプレイを製造する際に用いられる上記技術も非常に重要になっている。
【０００３】
このような社会的背景から注目が集まっている上記技術は、蒸着装置によって具現化される。この蒸着装置には、蒸着源に設けられた点状の開口から、気体分子を噴き出すことにより、気体分子を基板に付着させるポイントソース型の蒸着源と、上記ポイントソース型の蒸着源をアレイ状に複数個配置したことにより実現される開口または長方形の開口から、気体分子を噴き出すことにより、気体分子を基板に付着させるリニアソース型の蒸着源とが存在する（たとえば、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
これらの蒸着装置のうち、長方形の開口を有するリニアソース型の蒸着装置において、成膜の原料となる成膜材料が複数存在する場合、均一かつ良質な成膜のためには、各成膜材料の気体分子を均一に混ざり合った状態で基板に付着させる必要がある。このため、従来の蒸着装置では、異なる成膜材料の気体分子が、吹き出し口から被処理体まで移動する間にそれぞれ拡散し充分に混ざり合った後、基板に付着するように、成膜材料が吹き出される吹き出し口から被処理体までの間隔は、ある程度広く空けられていた（たとえば、特許文献２を参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】有機ＥＬディスプレイ・照明２００５徹底検証（２００５年６月２８日開催）  主催  電子ジャーナル  講演予稿集  ３２〜３４ページ
【特許文献２】特開２００１−２９１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、吹き出し口から被処理体までの間隔をある程度広く空けると、気体分子が吹き出し口から被処理体まで移動する間に拡散する範囲は広くなる。このようにして、気体分子が被処理体の蒸着面以上に広がりながら移動すると、被処理体に付着することなく排気される成膜材料（気体分子）の量が増え、材料の使用効率が悪くなり、製品の生産コストが上がる。
【０００７】
また、基板に付着しなかった分子は、容器内の他の部分に付着する場合もある。これにより、処理容器内のクリーニングの周期が短くなり、スループットが低下し、製品の生産性が下がる。
【０００８】
上記問題を解消するために、本発明では、材料の使用効率のよい、新規かつ改良された蒸着装置、蒸着装置の制御装置、蒸着装置の制御方法および蒸着装置の使用方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、成膜の原料である成膜材料を気化させる蒸着源と、連結路を介して前記蒸着源に連結され、前記蒸着源にて気化された成膜材料を輸送する輸送路と、前記輸送路と連結された吹き出し口を有し、前記輸送路を輸送された成膜材料を前記吹き出し口から吹き出す吹き出し容器と、前記吹き出された成膜材料により内部にて被処理体に成膜処理を施す処理容器とを備えた蒸着装置が提供される。
【００１０】
ここで、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含んでいる。
【００１１】
吹き出し容器の内部には、緩衝空間が設けられていて、吹き出し容器は、前記吹き出し容器の内部に設けられた緩衝空間の圧力が、前記吹き出し容器の外部の圧力より高くなるように、前記成膜材料を、前記緩衝空間に通してから前記吹き出し口から吹き出す。
【００１２】
吹き出し容器内部の緩衝空間の圧力が、吹き出し容器外部の圧力より高い場合、吹き出し口の近傍では、次のような現象が生じていると考えられる。すなわち、吹き出し容器の内部に存在する気体分子の少なくとも一部は、すんなりと吹き出し口を通過することができず、吹き出し容器の内壁を反射して緩衝空間に跳ね返されることを繰り返したのち、吹き出し口の開口から外部に出ていく。すなわち、蒸着源にて気化され、連結路および輸送路を介して緩衝空間に入り込んだ気体分子のうち、所定量を超えた気体分子はすぐには吹き出し口を通ることができず、一時的に緩衝空間に滞留する。このようにして、緩衝空間内の圧力は、上記吹き出し容器の外部の圧力より高い所定の圧力（密度）に保たれる。これにより、気体分子は、緩衝空間に滞留する間に混ざり合い、ある程度均一な状態となる。
【００１３】
この結果、気体分子は、均一な状態を保持したまま吹き出し口から吹き出され、このようにして成膜の制御性が高められた気体分子により、吹き出し容器の吹き出し口と被処理体との間隔を従来に比べて著しく短縮しても、被処理体上に均一かつ良質な膜を形成することができる。
【００１４】
また、吹き出し容器の吹き出し口と被処理体との間隔を短くすることにより、吹き出し口から吹き出された気体分子の過度な拡散を抑止して、より多くの気体分子を被処理体の蒸着面に付着させ、材料の使用効率を向上させることができる。この結果、製品の生産コストを下げることができる。
【００１５】
また、このようにして分子の過度な拡散を抑止することにより、気体分子が容器内の他の部分に付着することを抑止することができる。これにより、処理容器内のクリーニングの周期を長くすることができ、この結果、スループットを上げ、製品の生産性を上げることができる。
【００１６】
上記吹き出し口は、多孔質体から形成されていてもよい。また、上記吹き出し口は、上記吹き出し口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対して上記幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内であり、上記開口の長手方向の長さｌｏが、上記吹き出し容器の上方に位置する被処理体の上記長手方向に水平な方向の長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長い形状を有していてもよい。
【００１７】
吹き出し口が多孔質体により形成されている場合、その多孔質体の気孔率は、９７％以下であることが好ましい。たとえば、気孔率が９７％の場合、その多孔質体の粒径は６００μｍ程度になる。６００μｍ以下の粒径を持つ多孔質体を気体分子を多孔質体に通過させた場合、気体分子は、多孔質体内部の流路（気孔間の隙間）の壁面や他の気体分子に衝突してその速度を落としながら、吹き出し口表面全体から万遍なく、方向の偏りも少ない状態で吹き出される。これにより、成膜材料の気体分子を、充分に混ざり合った状態で吹き出し口の表面全体から吹き出すことができる。
【００１８】
また、吹き出し口が所定のスリット状に形成されている場合、スリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対してその幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内になるようにスリット幅の精度を高めた場合、スリット状の開口から均一なガスを噴き出すことができる。特に、スリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇは、３ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１９】
さらに、スリット開口の長手方向の長さｌｏが、吹き出し容器の上方に位置する被処理体のスリット開口の長手方向に水平な方向の長さｌｓ（図１０参照）よりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長くすることが好ましい。
【００２０】
このように、スリット開口の長さｌｏを被処理体の長さｌｓよりスリット開口の両端にて１０％ずつ長くすることにより、スリット開口の長さ方向に有機分子（成膜材料の気体分子）が拡散する際に、被処理体の外周縁にまで拡散する有機分子の量を被処理体の他の位置に拡散する有機分子の量とほぼ同量に保つことができる。この結果、被処理体上に均一かつ良質な膜を形成することができる。
【００２１】
上記輸送路は、複数の輸送路に分岐され、分岐後の各輸送路の距離は、等距離であるほうがよい。成膜材料の気体分子が、輸送路を通過する間に輸送路の壁面や他の気体分子に衝突して減速する程度は、気体分子が通過する輸送路の長さに比例する。よって、分岐後の各輸送路の距離を等距離にすることにより、ほぼ同速の気体分子を分岐後の各輸送路の開口から緩衝空間に放出することができる。
【００２２】
このとき、上記分岐後の各輸送路の開口は、所定方向に対して等間隔に配置されているほうがよい。また、上記分岐後の輸送路は、輸送路の分岐位置に対して点対称に形成されているほうがよい。これによれば、気体分子は、分岐位置を中心として点対称に同一構造を有した輸送路内を通過し、等間隔に配置された各輸送路の開口から緩衝空間に均等に放出される。これにより、ほぼ同速の気体分子をより均一な状態で緩衝空間に放出することができる。この結果、吹き出し容器の緩衝空間にて、さらに、気体分子を均一な状態に保つことができる。
【００２３】
上記吹き出し容器の緩衝空間を上記吹き出し口側の空間と上記輸送路側の空間とに仕切り、成膜材料の通過が可能な拡散板をさらに備えていてもよい。この拡散板は、多孔質体から形成された仕切板であってもよく、または、たとえば、パンチングメタルなど複数の穴が形成された仕切板であってもよい。
【００２４】
これによれば、緩衝空間は、拡散板により、吹き出し口側の空間と輸送路側の空間とに仕切られる。これにより、緩衝空間に放出された気体分子は、必ず拡散板を通過して輸送路側の空間から吹き出し口側の空間に移動する。これにより、拡散板を通過する際に気体分子をさらに混合させることができるとともに、拡散板の仕切りにより吹き出し口側の空間の圧力をより安定させることができる。この結果、気体分子をより均一性の高い状態で吹き出し口から吹き出すことができる。このようにして、気体分子の成膜の制御性を高めることにより、吹き出し容器と被処理体との間隔を従来と比べてより短縮しても、均一かつ良質な膜を被処理体上に形成することができる。
【００２５】
上記多孔質体の吹き出し口および上記拡散板は、導電性部材からそれぞれ形成されていてもよく、さらに、上記多孔質体の吹き出し口および上記拡散板は、上記吹き出し口および上記拡散板の温度を制御する温度制御機構を有していてもよい。
【００２６】
このように、吹き出し口および拡散板を、たとえば、金属などの導電性部材から形成し、さらに、吹き出し口および拡散板に、たとえばヒータ等の温度制御機構を設け、吹き出し口および拡散板をヒータ等で加熱し、その熱を吹き出し口および拡散板全体に伝達させることにより、吹き出し口および拡散板全体を高温に保つことができる。
【００２７】
ここで、書籍名  薄膜光学（出版社  丸善株式会社  発行者  村田誠四郎  発行年月日  平成１５年３月１５日  発行  平成１６年４月１０日  第２刷発行）の記載によれば、被処理体上に入射した蒸発分子（気体分子）は、決してそのまま被処理体に付着して、降り積もるように膜を形成するわけではなく、入射した分子の一部は反射し、真空中に跳ね返される。また、表面に吸着した分子は表面上を動き回り、あるものは再び真空に飛び出し、あるものは被処理体のあるサイトにつかまって膜を形成する。分子が吸着状態にある平均時間（平均滞留時間τ）は、脱離の活性化エネルギーをＥａとすると、τ＝τ０ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴ）にて表される。
【００２８】
Ｔは絶対温度、ｋはボルツマン定数、τ０は所定の定数であるから、平均滞留時間τは、絶対温度Ｔの関数と考えられる。そして、この式は、温度が高くなればなるほど、輸送路等に物理的に吸着する気体分子の数が少なくなることを示している。
【００２９】
以上から、気体分子が通過する部分の部材（吹き出し口および拡散板）を高温にすればするほど、気体分子が部材を通過する間にその部材に付着する気体分子の数は少なくなる。この結果、ほとんどの気体分子を吹き出し口や拡散板に付着させることなく被処理体に付着させることができ、これにより、材料の使用効率をより向上させることができる。
【００３０】
また、上記蒸着源は、上記蒸着源の温度を制御する温度制御機構を有していてもよい。これによれば、蒸着源に設けられた温度制御機構を用いて蒸着源にて気化された成膜材料が蒸着源や連結路に付着する気体分子の数をより少なくするように、蒸着源の温度を制御することができる。この結果、より材料の使用効率を上げることができる。
【００３１】
具体的には、上記蒸着源の温度制御機構は、第１の温度制御機構および第２の温度制御機構を含んで構成され、上記第１の温度制御機構は、上記蒸着源の成膜材料が納められた部分側に配設され、上記成膜材料が納められた部分を所定の温度に保持し、上記第２の温度制御機構は、上記蒸着源の成膜材料が放出される出口側に配設され、上記出口部分の温度を上記成膜材料が納められた部分の温度より高くまたは同一に保持するようにしてもよい。
【００３２】
上記蒸着源の成膜材料が納められた部分側に配設された第１の温度制御機構の一例としては、成膜材料が納められた蒸着源の底壁に埋め込まれた第１のヒータが挙げられる（たとえば、図２の符号４００ｅ１を参照）。また、蒸着源の成膜材料が放出される出口側に設けられた第２の温度制御機構の一例としては、蒸着源の側壁に埋め込まれた第２のヒータが挙げられる（たとえば、図２の符号４１０ｅ１を参照）。第１のヒータ及び第２のヒータを用いた温度制御としては、たとえば、電源から第２のヒータに供給する電圧を第１のヒータに供給する電圧より高く制御する方法が挙げられる。これにより、蒸着源の成膜材料が納められた部分近傍（図２のｑにて示した位置）の温度より、気化された成膜材料が放出される各るつぼの出口近傍（図２のｒにて示した位置）の温度を高くすることができる。この結果、成膜材料が吹き出し容器側に飛来する間に蒸着源や連結路に付着する気体分子の数をより少なくして、材料の使用効率を上げることができる。
【００３３】
上記蒸着源は、複数設けられ、上記複数の蒸着源には、異なる種類の成膜材料がそれぞれ納められ、各蒸着源にそれぞれ連結された連結路は、所定位置で結合し、上記複数の蒸着源にて気化する各種成膜材料の単位時間当たりの量の大小関係に基づき、上記所定位置にて結合する前の連結路のいずれかの位置に上記連結路の流路を調整する流路調整部材（たとえば、オリフィス）を設けてもよい。
【００３４】
たとえば、上記流路調整部材は、上記複数の蒸着源にて気化する各種成膜材料の単位時間当たりの量の大小関係に基づき、単位時間当たりの気化量が少ない成膜材料が通過する連結路に設けられてもよい。
【００３５】
連結路が同じ径を持つ場合、蒸着源にて気化する気化量（単位時間当たりの分子量）が多い成膜材料が通る連結路の内部圧力は、気化量が少ない成膜材料が通る連結路の内部圧力より高くなる。よって、気体分子は、内部圧力が高い連結路から内部圧力が低い連結路に流れ込もうとする。
【００３６】
しかし、これによれば、複数の蒸着源にて気化する気化量の大小関係に基づき、気化量が少ない成膜材料を通過させる連結路に流路調整部材が設けられる。たとえば、流路調整部材として中央に開口を有するオリフィス（仕切り板）を用いた場合、オリフィスが設けられた部分では、流路が狭められ気体分子の通過が制限される。
【００３７】
これにより、内部圧力が高い連結路から内部圧力が低い連結路へ向けて成膜材料の気体分子が流れ込もうとする上記現象を回避することができる。このようにして、成膜材料の気体分子を逆流させないことにより、各種成膜材料の気体分子をそれぞれ吹き出し容器側へ誘導することができる。この結果、より多くの気体分子を被処理体に蒸着させることができ、材料の使用効率をより高めることができる。
【００３８】
上記吹き出し容器は、複数設けられ、上記処理容器は、上記複数の吹き出し容器を内蔵し、各吹き出し容器からそれぞれ吹き出される成膜材料により、上記処理容器の内部にて被処理体に連続的に複数の成膜処理が施されるようにしてもよい。
【００３９】
これによれば、同一の処理容器内で複数の膜が連続形成される。これにより、スループットを向上させ、製品の生産性を向上させることができる。また、従来のように、形成する膜毎に複数の処理容器を設ける必要がないので、設備が大型化せず、設備コストを低減することができる。
【００４０】
なお、上記処理容器は、有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を原料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成してもよい。
【００４１】
また、上記蒸着源は、複数設けられ、上記複数の蒸着源に納められた各成膜材料の気化速度をそれぞれ検出するために、上記複数の蒸着源に対応して複数の第１のセンサが備えられていてもよい。
【００４２】
これにより、第１のセンサから出力された各単体の成膜材料の気化速度に基づいて、各蒸着源の温度を精度よくフィードバック制御することができる。この結果、各蒸着源に納められた成膜材料の気化速度をより正確に目標値に近づけることにより、吹き出し機構から吹き出される混合気体分子の混合比をより精度良く制御することができる。この結果、成膜の制御性を高め、より均一かつ良質な薄膜を被処理体に形成することができる。
【００４３】
上記吹き出し機構から吹き出される成膜材料の成膜速度を検出するために、第１の処理容器の内部にて上記吹き出し機構に対応して第２のセンサをさらに備えていてもよい。
【００４４】
これによれば、第１のセンサを用いて各蒸着源に納められた各成膜材料単体の気化速度をそれぞれ検出しながら、第２のセンサを用いて吹き出し容器の緩衝空間内の混合された成膜材料の成膜速度を検出することができる。これにより、気体分子が連結路および輸送路を介して蒸着源から吹き出し容器まで通過する間に、どのくらい付着して損失しているかを知ることができる。これにより、各種成膜材料単体の気化速度とそれらが混合された成膜材料の成膜速度とに基づいて、各蒸着源の温度をさらに精度よく制御することができ、この結果、成膜の制御性を高め、さらに均一かつ良質な薄膜を被処理体に形成することができる。なお、第１のセンサが設けられていれば、第２のセンサは必ずしも設ける必要はない。
【００４５】
なお、各センサから出力された各成膜材料（単体）の気化速度に基づいて、各蒸着源の温度を精度よく制御するためには、たとえば、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）が用いられる。以下に、ＱＣＭの基本原理について簡単に説明する。
【００４６】
水晶振動子表面に物質を付着させ、水晶振動体寸法、弾性率、密度等を等価的に変化させた場合、水晶振動子の圧電気性質により以下の式で表される電気的共振周波数ｆの変化が起こる。
ｆ＝１／２ｔ（√Ｃ／ρ）  ｔ：水晶片の厚み  Ｃ：弾性定数  ρ：密度
【００４７】
この現象を利用し、水晶振動子の共振周波数の変化量により極めて微量な付着物を定量的に測定する。このように設計された水晶振動子の総称がＱＣＭである。上式に示したように、周波数の変化は、付着物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まるものと考えられ、この結果、周波数の変化を付着物の重量に換算することができる。
【００４８】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記蒸着装置を制御する装置であって、上記複数の第１のセンサを用いて検出された成膜材料毎の気化速度に基づき、蒸着源毎に設けられた温度制御機構の温度をフィードバック制御する蒸着装置の制御装置が提供される。
【００４９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記蒸着装置を制御する方法であって、上記複数の第１のセンサを用いて検出された成膜材料毎の気化速度に基づき、蒸着源毎に設けられた温度制御機構の温度をフィードバック制御する蒸着装置の制御方法が提供される。
【００５０】
これによれば、第１のセンサを用いて検出された各種成膜材料単体の気化速度に基づき、各蒸着源の温度を精度よくリアルタイムに制御することができる。これにより、成膜材料の気化速度をより正確に目標値に近づけ、吹き出し容器から吹き出される混合気体分子の混合比をより精度良く制御することができる。この結果、成膜の制御性を高め、より均一かつ良質な薄膜を被処理体に形成することができる。
【００５１】
また、気化された成膜材料が放出される蒸着源の出口部分の温度を蒸着源の成膜材料が納められた部分の温度より高くまたは同一になるように蒸着源毎に設けられた温度制御機構の温度を制御することにより、成膜材料が吹き出し容器側に飛来する間に蒸着源や連結路に付着する気体分子の数をより少なくして、材料の使用効率を上げることができる。
【００５２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記蒸着装置を使用する方法であって、蒸着源に納められた成膜材料を気化させ、上記気化された成膜材料を連結路、輸送路を介して吹き出し容器に設けられた緩衝空間に通し、上記緩衝空間に通した成膜材料を上記吹き出し容器の多孔質体の吹き出し口から吹き出させ、上記吹き出された成膜材料により処理容器にて被処理体に成膜処理を施す蒸着装置の使用方法が提供される。
【００５３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記蒸着装置を使用する方法であって、蒸着源に納められた成膜材料を気化させ、上記気化された成膜材料を連結路、輸送路を介して吹き出し容器に設けられた緩衝空間に通し、上記緩衝空間の圧力が、上記吹き出し容器の外部の圧力より高くなるように上記吹き出し容器に設けられた吹き出し口から上記緩衝空間に通した成膜材料を吹き出させ、上記吹き出された成膜材料により処理容器の内部にて被処理体に成膜処理を施す蒸着装置の使用方法が提供される。
【００５４】
また、本発明の別の観点によれば、蒸着源から気化された成膜の原料を吹き出す吹き出し容器の吹き出し口を製造する製造方法であって、上記吹き出し口が有するスリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対して上記幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内であり、かつ、上記開口の長手方向の長さｌｏが、上記開口の長手方向に水平な方向の被処理体の長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長くなるように吹き出し口の形状を形成する吹き出し口の製造方法が提供される。
【００５５】
これによれば、成膜材料の気体分子は、たとえば、所定の精度および所定の形状を有するスリット状の吹き出し口から吹き出される。このため、吹き出される気体分子の量は制限される。これにより、蒸着源にて気化され、連結路および輸送路を介して緩衝空間に入り込んだ気体分子のうち、所定量を超えた気体分子はすぐに多孔質体または所定のスリット状の吹き出し口を通ることができず、一時的に緩衝空間に滞留する。この結果、緩衝空間は、外部の圧力より高い所定の圧力（密度）に保たれ、気体分子は、緩衝空間に滞留する間に混ざり合い、ある程度均一な状態となる。
【００５６】
さらに、スリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対してその幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内になるようにスリット幅の精度を高めることにより、開口の長手方向に対して非常に均一なガスを噴き出すことができる。
【００５７】
さらに、上記開口の長手方向の長さｌｏが、上記吹き出し容器の上方に位置する被処理体の上記長手方向に水平な方向の長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長くなるように吹き出し口の形状を形成することにより、開口の長さ方向に有機分子が拡散する際に被処理体の外周縁にまで拡散する有機分子の量を被処理体の他の位置に拡散する有機分子の量とほぼ同量に保つことができる。この結果、被処理体上に均一かつ良質な膜を形成することができる。
【発明の効果】
【００５８】
以上説明したように、本発明によれば、材料の使用効率のよい、新規かつ改良された蒸着装置、蒸着装置の制御装置、蒸着装置の制御方法、蒸着装置の使用方法および吹き出し口の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態にかかる蒸着装置について、その要部斜視図である図１を参照しながら説明する。以下では、蒸着装置を用いて、順次、被処理体上に有機ＥＬ層を含む６層を連続的に蒸着することにより有機ＥＬディスプレイを製造する方法を例に挙げて説明する。
【００６０】
なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【００６１】
（蒸着装置）
蒸着装置１０は、第１の処理容器１００および第２の処理容器２００から構成されている。以下では、まず、第１の処理容器１００の形状および内部構成について説明し、その後、第２の処理容器２００の形状および内部構成について説明する。
【００６２】
（第１の処理容器）
第１の処理容器１００は、直方体の形状を有しており、第１の吹き出し容器１１０ａ、第２の吹き出し容器１１０ｂ、第３の吹き出し容器１１０ｃ、第４の吹き出し容器１１０ｄ、第５の吹き出し容器１１０ｅおよび第６の吹き出し容器１１０ｆを内蔵している。第１の処理容器１００の内部では、この６つの吹き出し容器１１０から吹き出された気体分子により、被処理体Ｇに連続的に成膜処理が施される。第１の処理容器１００は、蒸着源にて気化された成膜材料により被処理体Ｇに成膜処理を施す処理容器に相当する。
【００６３】
６つの吹き出し容器１１０は、その長手方向が被処理体Ｇの進行方向に対して略垂直になるように互いに平行して等間隔に配置されている。各吹き出し容器１１０の間には隔壁１２０が設けられていて、７つの隔壁１２０のよって各吹き出し容器１１０を仕切ることにより、各吹き出し容器１１０から吹き出される成膜材料の気体分子が隣りの吹き出し容器１１０から吹き出される成膜材料の気体分子に混入することを防ぐようになっている。
【００６４】
各吹き出し容器１１０は、その長手方向が被処理体Ｇの幅と同等程度の長さを有し、形状および構造がすべて同一である。よって、以下では、第５の吹き出し容器１１０ｅを例に挙げて、その内部構造について説明することにより、その他の吹き出し容器１１０の説明を省略する。
【００６５】
図１および図１の蒸着装置１０をＡ−Ａ断面にて切断した図２に示したように、第５の吹き出し容器１１０ｅは、その上部に吹き出し機構１１０ｅ１、その下部に輸送機構１１０ｅ２を有している。吹き出し機構１１０ｅ１は、その内部が中空（以下、この空間を緩衝空間Ｓという。）であり、その上部に吹き出し口１１０ｅ１１およびフレーム１１０ｅ１２が設けられるとともに、緩衝空間Ｓにて拡散板１１０ｅ１３を有している。
【００６６】
吹き出し口１１０ｅ１１は、メタルポーラスから形成されている。メタルポーラスは金属の多孔質体であり、その内部にて気孔同士が連通している。気孔径（呼び孔径）は１５０μｍであり、気孔率は８７％である。これにより、吹き出し口１１０ｅ１１は、メタルポーラス内部の気孔間の隙間に気化された成膜材料を通し、被処理体Ｇへ向けて吹き出すようになっている。なお、メタルポーラスの気孔率は、９７％以下であることが好ましいが、気孔率の最適化については後述する。吹き出し口１１０ｅ１１には、吹き出し口１１０ｅ１１の温度を制御するヒータ４２０ｅが埋め込まれている。ヒータ４２０ｅには、交流電源６００が接続されている。
【００６７】
フレーム１１０ｅ１２は、図１に示したように、中央にて吹き出し口１１０ｅ１１のメタルポーラスが露出するように矩形状の開口を有し、吹き出し口１１０ｅ１１の周縁にて吹き出し口１１０ｅ１１をネジ止めしている。
【００６８】
拡散板１１０ｅ１３は、緩衝空間Ｓを吹き出し口１１０ｅ１１側の空間と後述する輸送路１１０ｅ２１側の空間とに仕切るように、吹き出し口１１０ｅ１１のメタルポーラスに平行に設けられている。拡散板１１０ｅ１３は、拡散板１１０ｅ１３を平面視した図３に示したように、金属板を抜き打ちすることにより多数の穴ｈが設けられたパンチングメタルなど、複数の穴が形成された仕切板である。なお、拡散板１１０ｅ１３は、図示しないメタルポーラスなどの多孔質体から形成されていてもよい。
【００６９】
再び図２に戻ると、拡散板１１０ｅ１３には、拡散板１１０ｅ１３の温度を制御するヒータ４３０ｅが埋め込まれている。ヒータ４３０ｅには、交流電源６００が接続されている。
【００７０】
なお、吹き出し口１１０ｅ１１および拡散板１１０ｅ１３は、金属などの導電性部材からそれぞれ形成されているので、吹き出し口１１０ｅ１１および拡散板１１０ｅ１３を、ヒータ４２０ｅ、４３０ｅで加熱し、その熱を吹き出し口１１０ｅ１１および拡散板１１０ｅ１３全体に伝達させることによって、吹き出し口１１０ｅ１１および拡散板１１０ｅ１３全体を高温に保つことができる。
【００７１】
ここで、書籍名  薄膜光学（出版社  丸善株式会社  発行者  村田誠四郎  発行年月日  平成１５年３月１５日  発行  平成１６年４月１０日  第２刷発行）の記載によれば、被処理体上に入射した蒸発分子（成膜材料の気体分子）は、決してそのまま被処理体に付着して、降り積もるように膜を形成するわけではなく、入射した分子の一部は反射し、真空中に跳ね返される。また、表面に吸着した分子は表面上を動き回り、あるものは再び真空に飛び出し、あるものは被処理体のあるサイトにつかまって膜を形成する。分子が吸着状態にある平均時間（平均滞留時間τ）は、脱離の活性化エネルギーをＥａとすると、τ＝τ０ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴ）にて表される。
【００７２】
Ｔは絶対温度、ｋはボルツマン定数、τ０は所定の定数であるから、平均滞留時間τは、絶対温度Ｔの関数と考えられる。そこで、発明者らは、この式を用いて、温度と付着係数との関係を確認するための計算を行った。有機材料には、α−ＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン：有機材料の一例）を用いた。その計算結果を図６に示す。この結果から、温度（℃）が高くなればなるほど、付着係数は小さくなるという傾向を確認することができた。つまり、これは、温度が高くなればなるほど、輸送路等に物理的に吸着する気体分子の数が少なくなることを示している。
【００７３】
すなわち、気体分子が通過する部分の部材（たとえば、吹き出し口１１０ｅ１１および拡散板１１０ｅ１３）を高温にすればするほど、気体分子が部材を通過する間にその部材に付着する気体分子の数は少なくなる。この結果、ほとんどの気体分子を吹き出し口１１０ｅ１１や拡散板１１０ｅ１３に付着させることなく被処理体Ｇに付着させることができ、これにより、材料の使用効率をより向上させることができる。
【００７４】
吹き出し機構１１０ｅ１には、第１の処理容器１００の側壁および吹き出し機構１１０ｅ１の側壁を貫通することにより、第１の処理容器１００の外部と吹き出し機構１１０ｅ１の緩衝空間Ｓとを連通させる供給管１１０ｅ１４が設けられている。供給管１１０ｅ１４は、図示しないガス供給源から吹き出し機構１１０ｅ１の緩衝空間Ｓに不活性ガス（たとえば、Ａｒガス）を供給するために用いられる。不活性ガスは、緩衝空間Ｓに存在する混合気体分子（成膜ガス）の均一性を高めるために供給したほうがよいが、必須ではない。
【００７５】
また、吹き出し機構１１０ｅ１には、吹き出し機構１１０ｅ１の側壁を貫通することにより、第１の処理容器１００の内部Ｕと吹き出し機構１１０ｅ１の緩衝空間Ｓとを連通させる排気管１１０ｅ１５が設けられている。排気管１１０ｅ１５には、その流路を狭めるためにオリフィス１１０ｅ１６が貫入されている。
【００７６】
輸送機構１１０ｅ２には、図４に示したように、１本から４本に分岐しながらその内部を貫通する輸送路１１０ｅ２１が形成されている。分岐位置Ａから４本の輸送路１１０ｅ２１の開口Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４（輸送路１１０ｅ２１と緩衝空間Ｓとの連通口）までの長さは、ほぼ等距離である。
【００７７】
分岐後の各輸送路１１０ｅ２１は、輸送路１１０ｅ２１の分岐位置Ａに対して軸ａＸを中心として点対称に（同一形状に）形成される。また、輸送路１１０ｅ２１の複数の出口Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、吹き出し容器１１０ｅの底面にて等間隔に配置される。
【００７８】
図２の第１の処理容器１００には、その内部にて排気管１１０ｅ１５の開口近傍にＱＣＭ３００（Quartz Crystal Microbalance:水晶振動子）が設けられている。ＱＣＭ３００は、排気管１１０ｅ１５の開口から排気された混合気体分子の生成速度すなわち成膜速度（Ｄ／Ｒ：デポレート）を検出する第２のセンサの一例である。以下に、ＱＣＭの原理について簡単に説明する。
【００７９】
水晶振動子表面に物質を付着させ、水晶振動体寸法、弾性率、密度等を等価的に変化させた場合、振動子の圧電気性質により以下の式で表される電気的共振周波数ｆの変化が起こる。
ｆ＝１／２ｔ（√Ｃ／ρ）  ｔ：水晶片の厚み  Ｃ：弾性定数  ρ：密度
【００８０】
この現象を利用し、水晶振動子の共振周波数の変化量により極めて微量な付着物を定量的に測定する。このように設計された水晶振動子の総称がＱＣＭである。上式に示したように、周波数の変化は、付着物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まるものと考えられ、この結果、周波数の変化を付着物の重量に換算することができる。
【００８１】
このような原理を利用して、ＱＣＭ３００は、水晶振動子に付着した膜厚（成膜速度）を検出するために周波数信号ｆｔを出力するようになっている。周波数信号ｆｔから検出された成膜速度は、各るつぼに納められた各成膜材料の気化速度を制御するために各るつぼの温度をフィードバック制御する際に用いられる。
【００８２】
（第２の処理容器）
つぎに、第２の処理容器２００の形状および内部構成について、図１および図２を参照しながら説明する。第２の処理容器２００は、前述したように、第１の処理容器１００と別体で設けられていて、略直方体の形状を有し、底部にて凹凸を有している。
【００８３】
第２の処理容器２００は、第１の蒸着源２１０ａ、第２の蒸着源２１０ｂ、第３の蒸着源２１０ｃ、第４の蒸着源２１０ｄ、第５の蒸着源２１０ｅ、第６の蒸着源２１０ｆをそれぞれ内蔵している。
【００８４】
第１の蒸着源２１０ａ、第２の蒸着源２１０ｂ、第３の蒸着源２１０ｃ、第４の蒸着源２１０ｄ、第５の蒸着源２１０ｅ、第６の蒸着源２１０ｆは、連結管２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、２２０ｆをそれぞれ介して、第１の吹き出し容器１１０ａ、第２の吹き出し容器１１０ｂ、第３の吹き出し容器１１０ｃ、第４の吹き出し容器１１０ｄ、第５の吹き出し容器１１０ｅ、第６の吹き出し容器１１０ｆにそれぞれ連結されている。
【００８５】
各蒸着源２１０は、形状および構造が同一である。よって、以下では、第５の蒸着源２１０ｅを例に挙げてその内部構造について図１および図２を参照しながら説明することにより、その他の蒸着源２１０の説明を省略する。
【００８６】
第５の蒸着源２１０ｅは、第１のるつぼ２１０ｅ１、第２のるつぼ２１０ｅ２および第３のるつぼ２１０ｅ３を３つの蒸着源として有している。第１のるつぼ２１０ｅ１、第２のるつぼ２１０ｅ２および第３のるつぼ２１０ｅ３には、第１の連結管２２０ｅ１、第２の連結管２２０ｅ２および第３の連結管２２０ｅ３がそれぞれ連結されていて、それら３本の連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３は、第２の処理容器２００を貫通して結合部分Ｃにて結合し、さらに第１の処理容器１００を貫通して第５の吹き出し容器１１０ｅに連結している。
【００８７】
各るつぼ２１０ｅ１、２１０ｅ２、２１０ｅ３には、異なる種類の成膜材料が成膜の原料として納められていて、各るつぼを、たとえば、２００〜５００℃程度の高温にすることにより、各種成膜材料を気化させるようになっている。各るつぼ２１０ｅは、その底面を第２の処理容器２００に接触させることにより、各るつぼ２１０ｅの底面近傍の熱を第２の処理容器２００に設けられた凹凸から外部に逃がすようになっている。
【００８８】
各連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３には、第２の処理容器外（大気中）にてバルブ２３０ｅ１〜バルブ２３０ｅ３がそれぞれ取り付けられていて、各バルブ２３０ｅの開閉を操作することにより、各成膜材料（気体分子）を第１の処理容器１００に供給するか否かを制御するようになっている。また、各るつぼに成膜原料を補充する際には、第２の処理容器２００の内部のみならず連結管２２０ｅの内部が大気に開放される。よって、原料補充時に各バルブ２３０ｅを閉めることにより連結管２２０ｅ内部と第１の処理容器１００内部との連通を遮断し、これにより、第１の処理容器１００の内部が大気に開放されることを防いで、第１の処理容器１００内を所定の減圧状態に維持するようになっている。
【００８９】
なお、連結管２２０ｅ（第１の連結管２２０ｅ１、第２の連結管２２０ｅ２および第３の連結管２２０ｅ３を含む）は、蒸着源２１０と吹き出し容器１１０とを連結することにより、蒸着源２１０にて気化された成膜材料を吹き出し容器１１０側に伝送する連結路を形成する。
【００９０】
第２の連結管２２０ｅ２および第３の連結管２２０ｅ３には、第２の処理容器内にて直径０．５ｍｍの穴が設けられたオリフィス２４０ｅ２およびオリフィス２４０ｅ３が貫入されている。
【００９１】
各るつぼ２１０ｅ１、２１０ｅ２、２１０ｅ３には、各るつぼの側壁を貫通することにより、第２の処理容器２００の内部Ｔと各るつぼの内部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを連通する供給管２１０ｅ１１、２１０ｅ２１、２１０ｅ３１がそれぞれ設けられている。各供給管２１０ｅ１１、２１０ｅ２１、２１０ｅ３１は、図示しないガス供給源から各るつぼの内部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に不活性ガス（たとえば、Ａｒガス）を供給するために用いられる。供給された不活性ガスは、内部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に存在する各成膜ガス（気体分子）を連結管２２０ｅ、輸送路１１０ｅ２１を介して吹き出し機構１１０ｅ１まで運ぶキャリアガスとして機能する。
【００９２】
また、各るつぼ２１０ｅ１、２１０ｅ２、２１０ｅ３には、各るつぼ２１０ｅの側壁を貫通することにより、第２の処理容器２００の内部Ｔと各るつぼ２１０ｅの内部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを連通する排気管２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２がそれぞれ設けられている。排気管２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２には、オリフィス２１０ｅ１３、２１０ｅ２３、２１０ｅ３３がそれぞれ貫入されている。オリフィス２１０ｅ１３、２１０ｅ２３、２１０ｅ３３には、その中央にて直径が０．１ｍｍの開口が設けられていて、排気管２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２の流路を狭めるようになっている（図４を参照）。
【００９３】
第２の処理容器２００には、その内部Ｔにて排気管２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２の開口近傍にＱＣＭ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃがそれぞれ設けられている。ＱＣＭ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃは、排気管２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２の開口から排気される各成膜材料の気化速度を検出するために、周波数信号ｆ１、ｆ２、ｆ３をそれぞれ出力する。ＱＣＭ３１０は、第１のセンサの一例である。
【００９４】
各蒸着源２１０ｅには、各蒸着源２１０ｅの温度を制御するヒータ４００、４１０が埋め込まれている。たとえば、第１のるつぼ２１０ｅ１には、その底壁にヒータ４００ｅ１が埋め込まれているとともに、その側壁にヒータ４１０ｅ１が埋め込まれている。第２のるつぼ２１０ｅ２および第３のるつぼ２１０ｅ３も同様に、その底壁にヒータ４００ｅ２、４００ｅ３が埋め込まれているとともに、その側壁にヒータ４１０ｅ２、４１０ｅ３が埋め込まれている。各ヒータ４００、４１０には、交流電源６００が接続されている。
【００９５】
制御装置７００は、ＲＯＭ７１０、ＲＡＭ７２０、ＣＰＵ７３０、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）７４０を有している。ＲＯＭ７１０、ＲＡＭ７２０には、たとえば、周波数と膜厚との関係を示すデータやヒータをフィードバック制御するためのプログラム等が格納されている。ＣＰＵ７３０は、これらの記憶領域に格納された各種データやプログラムを用いて入出力Ｉ／Ｆに入力された周波数ｆｔ、ｆ１、ｆ２、ｆ３に関する信号から各成膜材料の気体分子の生成速度を演算し、演算された生成速度からヒータ４００ｅ１〜４００ｅ３およびヒータ４１０ｅ１〜４１０ｅ３に印加する電圧を求め、温度制御信号として交流電源６００に送信する。
【００９６】
交流電源６００は、制御装置７００から送信された温度制御信号に基づいて所定の電圧をヒータ４００、４１０に印加する。また、交流電源６００は、予め設定された処理条件に基づいて、ヒータ４２０、４３０が所望の温度になるように所定の電圧をヒータ４２０、４３０に印加する。
【００９７】
なお、連結管２２０ｅが貫通している第１の処理容器１００の下面外壁側には、Ｏリング５００が設けられていて、大気系と第１の処理容器１００との連通を遮断し、第１の処理容器内を気密に保持するようになっている。
【００９８】
また、連結管２２０ｅ１，２２０ｅ２，２２０ｅ３がそれぞれ貫通している第２の処理容器２００の上面外壁側には、Ｏリング５１０、５２０，５３０がそれぞれ設けられていて、大気系と第２の処理容器２００との連通を遮断し、第２の処理容器２００内を気密に保持するようになっている。また、第１の処理容器１００の内部および第２の処理容器２００の内部は、図示しない排気装置により所定の真空度まで減圧されるようになっている。
【００９９】
被処理体Ｇは、第１の処理容器１００の上部にて、スライド機構を備えたステージ（ともに図示せず）に静電吸着していて、図１に示したように、７つの隔壁１２０にて仕切られた各吹き出し容器１１０ａ〜１１０ｆのわずかに上方を、第１の吹き出し器１１０ａ→第２の吹き出し器１１０ｂ→第３の吹き出し器１１０ｃ→第４の吹き出し器１１０ｄ→第５の吹き出し器１１０ｅ→第６の吹き出し器１１０ｆの順に所定の速度で移動する。これにより、被処理体Ｇには、各吹き出し容器１１０ａ〜１１０ｆからそれぞれ吹き出される成膜材料によって、所望の異なる膜が６層積層されるようになっている。つぎに、この６層連続成膜処理時の蒸着装置１０の具体的動作について説明する。
【０１００】
（６層連続成膜処理）
まず、６層連続成膜処理に用いられる成膜材料について、図５を参照しながら説明する。図５は、蒸着装置１０を用いて６層連続成膜処理を実行した結果、被処理体Ｇに積層される各層の状態を示している。
【０１０１】
蒸着装置１０では、まず、被処理体Ｇが、第１の吹き出し容器１１０ａの上方を所定速度で進行する際、第１の吹き出し容器１１０ａから吹き出された成膜材料が被処理体Ｇに付着することにより、被処理体Ｇに第１層のホール輸送層が形成される。つぎに、被処理体Ｇが第２の吹き出し容器１１０ｂの上方を移動する際、第２の吹き出し容器１１０ｂから吹き出された成膜材料が被処理体Ｇに付着することにより、被処理体Ｇに第２層の非発光層（電子ブロック層）が形成される。同様にして、被処理体Ｇが第３の吹き出し容器１１０ｃ→第４の吹き出し容器１１０ｄ→第５の吹き出し容器１１０ｅ→第６の吹き出し容器１１０ｆの上方を移動する際、各吹き出し容器から吹き出された成膜材料により、被処理体Ｇに第３層の青発光層、第４層の赤発光層、第５層の緑発光層、第６層の電子輸送層が形成される。
【０１０２】
以上に説明した蒸着装置１０の６層連続成膜処理によれば、同一容器（すなわち、第１の処理容器１００）内で６つの膜が連続的に形成される。これにより、スループットを向上させ、製品の生産性を向上させることができる。また、従来のように、形成される膜毎に複数の処理容器を設ける必要がないので、設備が大型化せず、設備コストを低減することができる。
【０１０３】
（吹き出し容器内部における気体分子の流れ）
次に、蒸着装置１０を使用して被処理体Ｇに成膜処理を施している間、吹き出し容器１１０の内部にて気体分子がどのように流れているかについて、図２を参照しながら説明する。
【０１０４】
（輸送路）
各るつぼ２１０ｅ１〜２１０ｅ３にて気化された各成膜材料の気体分子（単体）は、各連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３を通過し、結合部分Ｃにて混ざりながら連結管２２０ｅを通過し、輸送路１１０ｅ２１に入り込む。入り込んだ気体分子は、図４に示したように、分岐位置Ａを基点として点対称に同一形状に形成された分岐後の４本の輸送路１１０ｅ２１を輸送され、緩衝空間Ｓの底面にてその長手方向およびその短手方向に対して等間隔に設けられた開口Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）から、緩衝空間Ｓ内に放出される。
【０１０５】
これによれば、輸送路の分岐位置Ａから分岐後の４つの開口Ｂまでの距離は、等距離である。一方、気体分子が、輸送路１１０ｅ２１を通過する間に輸送路１１０ｅ２１の壁面や他の気体分子に衝突して減速する程度は、気体分子が通過する輸送路１１０ｅ２１の長さに比例する。よって、気体分子が同じ長さの４本の輸送路１１０ｅ２１を通過する間に減速する程度はほぼ同程度となる。これにより、ほぼ同速の気体分子を各輸送路の開口Ｂ１〜Ｂ４から緩衝空間Ｓにそれぞれ放出することができる。
【０１０６】
さらに、開口Ｂ１〜Ｂ４は、等間隔に配置されているため、気体分子は、各輸送路の開口Ｂ１〜Ｂ４から緩衝空間Ｓに均等に放出される。これにより、ほぼ同速の気体分子を均一な状態で緩衝空間Ｓに放出することができる。
【０１０７】
なお、分岐後の輸送路１１０ｅ２１は、図４に示した形状に限定されず、分岐後の各輸送路１１０ｅ２１の距離が等距離であって、分岐後の各輸送路１１０ｅ２１の開口Ｂが、開口面の所定方向に対して等間隔に配置されていればよい。
【０１０８】
（拡散板）
前述したように、拡散板１１０ｅ１３は、吹き出し容器の緩衝空間Ｓを吹き出し口１１０ｅ１１側の空間と輸送路１１０ｅ２１側の空間とに仕切るように配設される。これによれば、緩衝空間Ｓに放出された気体分子は、必ず拡散板１１０ｅ１３を通過する。このようにして、拡散板１１０ｅ１３内部に形成された通路（穴ｈ）に気体分子を通過させることにより、気体分子をさらに混合させることができる。また、拡散板１１０ｅ１３の仕切りにより、吹き出し口側の空間の圧力をより安定させることができる。
【０１０９】
（メタルポーラスの吹き出し口）
拡散板１１０ｅ１３を通過して吹き出し側に移動した気体分子は、吹き出し口１１０ｅ１１に設けられたメタルポーラスから吹き出される。このとき、気体分子は、吹き出し口１１０ｅ１１のメタルポーラス内部に形成された気孔間の隙間を通って吹き出されるため、吹き出される気体分子の量は制限される。これにより、蒸着源２１０ｅにて気化され、連結路２２０ｅおよび輸送路１１０ｅ２１を介して緩衝空間Ｓに入り込んだ気体分子のうち、所定量を超えた気体分子はすぐにメタルポーラスの吹き出し口１１０ｅ１１を通ることができず、一時的に緩衝空間Ｓを滞留する。
【０１１０】
このようにして、緩衝空間Ｓの圧力が、吹き出し容器１１０の外部の圧力（すなわち、処理室Ｕの圧力）より高くなるように、気体分子を緩衝空間Ｓに一時的に滞留させ、前記吹き出し口から吹き出す。この結果、緩衝空間Ｓは所定の圧力（密度）に保たれ、気体分子は、緩衝空間Ｓを滞留する間に混ざり合い、より均一な状態となる。
【０１１１】
このようにして、より均一な状態となった気体分子は、ポーラスの吹き出し口１１０ｅ１１を通過する際、ポーラス内部の流路（気孔間の隙間）の壁面や他の気体分子に衝突する。これにより、気体分子は、その速度を落としながら、ポーラスの吹き出し口１１０ｅ１１表面全体から万遍なく、方向の偏りも少ない状態で吹き出される。すなわち、ポーラスの吹き出し口１１０ｅ１１から吹き出される成膜材料の気体分子は、充分に混ざり合い、均一性の高い状態を維持しながらポーラスの吹き出し口１１０ｅ１１の表面全体から吹き出される。この結果、成膜の制御性が向上することにより、吹き出し容器１１０ｅの吹き出し口１１０ｅ１１と被処理体Ｇとの間隔Ｇａｐを従来に比べて著しく短くしても、均一かつ良質な膜を形成することができる。
【０１１２】
また、このようにして吹き出し容器１１０の吹き出し口１１０ｅ１１と被処理体Ｇとの間隔を短くすることにより、吹き出し口１１０ｅ１１から吹き出された気体分子の過度な拡散を抑止して、より多くの気体分子を被処理体Ｇの蒸着面に付着させることができる。この結果、材料の使用効率を向上させ、製品の生産コストを下げることができる。
【０１１３】
また、このように気体分子の過度な拡散を抑止することにより、気体分子が処理容器内の他の部分に付着することを抑止することができる。これにより、処理容器内のクリーニングの周期を長くすることができ、この結果、スループットを上げ、製品の生産性を上げることができる。
【０１１４】
（温度制御機構）
蒸着装置１０は、蒸着源２１０の温度を制御する温度制御機構を有している。たとえば、図２に示したように、蒸着源２１０ｅには、るつぼ毎にヒータ４００ｅおよびヒータ４１０ｅがそれぞれ設けられている。ヒータ４００ｅは、各るつぼの成膜材料が納められた部分（図２のｑにて示した位置）側に配設される第１の温度制御機構に相当する。また、ヒータ４１０ｅは、各るつぼにて気化された成膜材料が出ていく各るつぼの出口（図２のｒにて示した位置）側に配設された第２の温度制御機構に相当する。交流電源６００からヒータ４１０ｅに印可される電圧が、ヒータ４００ｅに印可される電圧より大きいか、同一の場合、成膜材料が納められた部分近傍の温度より、各るつぼの出口近傍の温度が高くまたは同一になる。
【０１１５】
このようにして、各るつぼの出口近傍の温度を、成膜材料が納められた部分近傍の温度より高くまたは同一にすることにより、成膜材料が納められた部分の温度より気化された成膜材料が通過する部分の温度を高くまたは同じにすることができる。この結果、気体分子となった成膜材料が吹き出し容器１１０側に飛来する間に蒸着源２１０や連結管２２０等に付着する気体分子の数をより少なくすることができ、材料の使用効率をさらに向上させることができる。
【０１１６】
（温度制御機構のフィードバック制御）
本実施形態にかかる蒸着装置１０では、制御装置７００の制御によりヒータ４００、４１０の温度がフィードバック制御される。このフィードバック制御のために、蒸着源２１０の各るつぼに対応してＱＣＭ３１０がそれぞれ設けられている。
【０１１７】
本実施形態にかかる蒸着装置１０によれば、蒸着源２１０と吹き出し容器１１０とが、別々の容器内にそれぞれ内蔵されている。このため、複数の蒸着源２１０に対応してそれぞれ設けられたＱＣＭ３１０から出力される水晶振動子の振動数（周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３）に基づき、制御装置７００は、複数のるつぼにそれぞれ納められた各種成膜材料の気化速度をそれぞれ検出する。これにより、制御装置７００は、気化速度に基づいて各蒸着源２１０の温度を精度よくフィードバック制御する。この結果、制御装置７００が、各蒸着源２１０に納められた成膜材料の気化速度をより正確に目標値に近づけることにより、吹き出し容器１１０から吹き出される混合気体分子の量および混合比をより精度良く制御することができる。これにより、成膜の制御性を高め、均一かつ良質な薄膜を被処理体Ｇ上に形成することができる。
【０１１８】
さらに、本実施形態にかかる蒸着装置１０では、吹き出し容器１１０に対応してＱＣＭ３００が配設されていて、制御装置７００は、ＱＣＭ３００から出力される水晶振動子の振動数（周波数ｆｔ）に基づき、吹き出し容器１１０から吹き出される混合気体分子の成膜速度を求める。
【０１１９】
これにより、制御装置７００は、各蒸着源２１０に納められた成膜材料の気化速度とともに、その最終結果を示す吹き出し容器１１０を通過している混合気体分子の生成速度も検出する。この結果、各気体分子が、連結管２２０を介して蒸着源２１０から吹き出し容器１１０まで通過する間にどのくらい連結管２２０等に付着して損失しているかを知ることができる。これにより、各種成膜材料単体の気体分子の気化速度とそれらが混合した混合気体分子の生成速度とに基づいて、各蒸着源２１０の温度をさらに精度よく制御することにより、さらに成膜の制御性を高めることによって均一かつ良質な膜を被処理体上に形成することができる。なお、ＱＣＭ３００は、設けたほうが好ましいが必須ではない。
【０１２０】
（オリフィス）
前述したように、図２に示した第２の連結管２２０ｅ２および第３の連結管２２０ｅ３には、オリフィス２４０ｅ２およびオリフィス２４０ｅ３が貫入されている。このように、蒸着源２１０に連結するいずれかの連結管２２０には、複数のるつぼにて気化される各種成膜材料の単位時間当たりの分子量の大小関係に基づき、連結管２２０を通過する成膜材料の量を調整するために結合部Ｃの手前のいずれかの位置にオリフィスを取り付けることが好ましい。
【０１２１】
たとえば、第５層では、図５に示したようＡ材料、Ｂ材料およびＡｌｑ３（tris（8-hydroxyquinoline）aluminum：キノリノールアルミ錯体）が成膜材料として使用されるとする。そして、たとえば、第１のるつぼ２１０ｅ１にて気化されるＡ材料の単位時間当たりの分子量が、第２のるつぼ２１０ｅ２にて気化されるＢ材料および第３のるつぼ２１０ｅ３にて気化されるＡｌｑ３の単位時間当たりの分子量より多いとする。
【０１２２】
この場合、Ａ材料が通る連結路２２０ｅ１の内部圧力は、Ｂ材料およびＡｌｑ３が通る連結路２２０ｅ２、２２０ｅ３の内部圧力より高くなる。よって、連結路２２０ｅが同じ径を持つ場合、気体分子は、内部圧力が高い連結路２２０ｅ１から結合部Ｃを経て内部圧力が低い連結路２２０ｅ２、２２０ｅ３に流れ込もうとする。
【０１２３】
しかし、オリフィス２４０ｅ２およびオリフィス２４０ｅ３により第２の連結管２２０ｅ２および第３の連結管２２０ｅ３の流路は狭められ、Ａ材料の気体分子の通過が制限される。これにより、Ａ材料が通る連結路２２０ｅ１の内部圧力が、Ｂ材料およびＡｌｑ３が通る連結路２２０ｅ２、２２０ｅ３の内部圧力より高いために、内部圧力の高い連結路２２０ｅ１から低い連結路２２０ｅ２、２２０ｅ３へ向けて成膜材料の気体分子が流れ込もうとする上記現象を回避することができる。このようにして、成膜材料の気体分子を逆流させないことにより、各種成膜材料の気体分子を吹き出し容器１１０へそれぞれ誘導することができる。この結果、より多くの気体分子を被処理体Ｇ上に蒸着させることができ、材料の使用効率をより高めることができる。
【０１２４】
このように、複数の蒸着源（るつぼ）にて気化した各種成膜材料の単位時間当たりの分子量の大小関係を比較して、その気化量が少ない成膜材料が通過する連結管２２０ｅにオリフィスを設けることが好ましい。
【０１２５】
ただし、オリフィス２４０ｅは、各種成膜材料の単位時間当たりの量の大小関係にかかわらず、３本の連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３のいずれにも設けなくてもよいし、３本の連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３のいずれかに１つ設けてもよい。さらに、オリフィス２４０ｅは、連結管２２０ｅ１〜２２０ｅ３の結合位置Ｃより手前の位置（るつぼ側）に設けることができるが、気化された成膜材料の蒸着源２１０ｅへの逆流を防ぐために、各るつぼ２１０ｅの近傍よりも結合位置Ｃの近傍に設けるほうが好ましい。
【０１２６】
さらに、本実施形態にかかる蒸着装置１０では、前述したように、ＱＣＭ３００およびＱＣＭ３１０側に各成膜材料の一部を排気する排気路１１０ｅ１５、２１０ｅ１２、２１０ｅ２２、２１０ｅ３２にも、それぞれオリフィス１１０ｅ１６、２１０ｅ１３、２１０ｅ２３、２１０ｅ３３が設けられている。
【０１２７】
これによれば、各オリフィスにより各排気路内を通過する気体分子の量を制限することによって、排気する分子量を少なくすることができる。この結果、成膜材料の気体分子の無駄な排気を抑えて材料の使用効率をさらに高めることができる。
【０１２８】
（膜の均一性を確認するための実験）
発明者らは、吹き出し口から被処理体Ｇまでの間隔Ｇａｐを１５ｍｍに設定した場合、以上に説明した構成を有する蒸着装置１０を用いて、どの程度均一かつ良好な膜が形成されるかを確認するための実験を７回行った。そのときの処理条件を図７に示すとともに、実験結果を図８に示す。
【０１２９】
まず、処理条件について説明する。成膜材料は、Ａｌｑ３(tris 8-hydroxyquinoline aluminum)を用い、その流量は０．５ｓｃｃｍであった。温度については、各るつぼ２１０（底面近傍）の温度（すなわち、図２のヒータ４００ｅの温度）が３６０℃、各るつぼ２１０の蓋付近の温度（すなわち、図２のヒータ４１０ｅの温度）が３８０℃になるように、交流電源６００から各ヒータに交流電圧を印加した。また、輸送機構部分（すなわち、図２の輸送機構１１０ｅ２）の温度が３８０℃になるように、交流電源６００から輸送機構に設けられた図示しないヒータに交流電圧を印可し、さらに、吹き出し口１１０ｅ１１の温度が３８０℃になるように、ヒータ４２０ｅに交流電圧を印可した。さらに、被処理体Ｇを載置するステージ（図示せず）の温度を２０℃に保持した。
【０１３０】
また、発明者らは、各るつぼ２１０内部の蓋付近（すなわち、各るつぼ２１０の成膜材料が放出される出口付近）に、キャリアガスとしてアルゴンガスを０．５ｓｃｃｍ供給した。なお、吹き出し口１１０ｅ１１には、なんらのガスも供給しなかった。被処理体Ｇとしては、２００ｍｍ×８０ｍｍのシリコンウエハを用いた。
【０１３１】
また、発明者らは、ウエハを静電吸着するために、ステージに４ｋＶの高電圧ＨＶ（Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ）を印可した。また、ウエハ裏面の圧力ＢＰ（Ｂａｃｋ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を高めステージの熱を放熱するために、ウエハ裏面に４０Ｔｏｒｒのアルゴンガスを供給した。
【０１３２】
発明者らは、以上に説明した処理条件の下、蒸着装置１０を用いてＡｌｑ３ガスを気化させて吹き出し口１１０ｅ１１のメタルポーラスから吹き出させ、ウエハに付着させた。図８にシリコンウエハの幅（２００ｍｍ）方向（ｘ軸）の各位置における膜厚比（ｙ軸）を示す。その結果、図８に示したように１〜７回を通じてバラツキのない良好な結果が得られた。
【０１３３】
この実験結果のうち、シリコンウエハの長さ２００ｍｍの両端から１０ｍｍずつは、実際には製品として使用しない部分である。よって、以下に説明するすべての実験データでは、シリコンウエハの中心０から距離が、±９０ｍｍの範囲内に形成された膜の状態に注目し、図面中においても、シリコンウエハの長さ２００ｍｍの両端から１０ｍｍ内のデータを省略する。
【０１３４】
実験の結果、図８にて示したように、シリコンウエハの中心０から距離が、±９０ｍｍの範囲内のデータの上限値と下限値との差は、わずか６％（すなわち、＋３％〜−３％）であった。これにより、発明者らは、本実施形態にかかる蒸着装置１０を用いて、吹き出し口からシリコンウエハまでの間隔Ｇａｐを１５ｍｍに設定した場合であっても、製品化に充分耐えうる均一かつ良質な膜を形成することができることを証明することができた。
【０１３５】
さらに、発明者らは、吹き出し口１１０ｅ１１のメタルポーラスの気孔率の最適値を求める実験も行った。すなわち、吹き出し口１１０ｅ１１を構成するメタルポーラスの気孔率を変化させた場合にシリコンウエハ上にてどのように膜厚比が変化するかについての実験を行った。図９にシリコンウエハの幅（２００ｍｍ）方向（ｘ軸）の各位置における膜厚比（ｙ軸）を示す。
【０１３６】
実験の結果、発明者らは、メタルポーラスの粒径が６００μｍ、すなわち、気孔率が９７％のときのα−ＮＰＤを用いた蒸着膜の膜厚比も、メタルポーラスの粒径が１５０μｍ、すなわち、気孔率が８７％のときのＡｌｑ３（有機材料の一例）を用いた蒸着膜の膜厚比も、中心０から距離が±９ｃｍの範囲内に形成された膜の上限値と下限値との差は７％程度であり、バラツキのない良好な結果であることを確認することができた。これにより、発明者らは、本実施形態にかかる蒸着装置１０の吹き出し口１１０ｅ１１に設けられるメタルポーラスは、その気孔率が９７％以下であれば、均一かつ良質な膜をシリコンウエハに形成することができることを証明することができた。
【０１３７】
以上に説明したように、本実施形態にかかる蒸着装置１０によれば、吹き出し口１１０ｅ１１に多孔質体を設けることにより、気体分子を一時的に緩衝空間Ｓに滞留させることができる。これにより、気体分子を均一な状態で多孔質体から噴き出すことができ、この結果、被処理体Ｇと吹き出し口１１０ｅ１１との距離を従来と比べ短縮しても被処理体Ｇに均一かつ良質な膜を形成することができる。
【０１３８】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態にかかる蒸着装置１０について説明する。第２実施形態にかかる蒸着装置１０では、図１０、図１１に示したように、吹き出し容器１１０の吹き出し口１１０ｅ１７がスリット状に形成されている点で、図２の吹き出し口１１０ｅ１１が多孔質体である第１実施形態の蒸着装置１０と構成上相違する。よって、この相違点を中心に本実施形態にかかる蒸着装置１０について説明する。
【０１３９】
本実施形態にかかる吹き出し容器１１０の吹き出し口１１０ｅ１７は、図１２に示したように、短手方向の幅の目標値Ｗｇをαｍｍと定めたとき、目標値Ｗｇに対して上記幅の現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲に含まれる精度を持ったスリット状の開口を有する。また、以下、吹き出し口１１０ｅ１７の長手方向の長さをｌｏとする。
【０１４０】
発明者らは、実験の結果、スリット状の開口の短手方向の寸法、および長手方向の寸法について以下に示す最適値を見いだした。その実験結果について以下に説明する。
【０１４１】
（スリット状の開口の短手方向の寸法の最適化）
図１４は、図１３に示したスリットの幅の目標値Ｗｇおよび現実値Ｗｐを変化させたときに、吹き出し口１１０ｅ１７のスリットの各位置（−９０、−４５、０、＋４５、＋９０）における膜厚を示した実験結果である。具体的には、Ｎｏ．１，２，３，５、４の目標値Ｗｇであるαは、１ｍｍ、３ｍｍ、１ｍｍ、１ｍｍ、１ｍｍであり、その現実値Ｗｐは、図１４に示したとおりである。なお、Ｎｏ．５は、スリット入口の開口幅が１ｍｍであるのに対し、スリット出口に向かってその開口が広がって、スリット出口の開口幅が６ｍｍとなるようなスリット形状を有している。したがって、図１４では、スリット出口の開口幅を示しているが、実際は、スリット入口の開口幅１ｍｍによって、ガスは律速する。よってＮｏ．５の目標値Ｗｇであるαは、１ｍｍである。
【０１４２】
なお、表のカッコ内は、０ｍｍのスリット位置（スリット中央）を基準としたときに基準値からどれだけずれているかをパーセントで示したものである。すなわち、表のカッコ内は、スリットの中央位置の幅に対する各位置（−９０、−４５、０、＋４５、＋９０）におけるスリット幅の精度を示している。
【０１４３】
実験結果を参照すると、Ｎｏ．１，２，３，５の場合、スリット幅αに対して各位置のスリット幅の精度はすべて１％未満を満たしている。一方、Ｎｏ．４の場合（旧スリット）、スリット幅αに対して各位置のスリット幅の精度は約１．５〜５％程度となっている。
【０１４４】
上の結果を、スリットの位置０ｍｍを１として正規化させたものを図１５に示す。Ｎｏ．１，２，３，５の場合、シリコンウエハ上の各位置における膜厚比の違いは、±１％以下におさまっている。一方、Ｎｏ．４（旧スリット）の場合、シリコンウエハ上の各位置における膜厚比の違いは±５％を超えている。
【０１４５】
この実験結果から、発明者らは、スリット開口の短手方向の幅を、その幅の目標値Ｗｇをαｍｍに定めたとき、目標値Ｗｇに対して現実値Ｗｐがαｍｍ±α×０．０１ｍｍの範囲内にすると、シリコンウエハ上の各点における膜厚比の違いを１％以下にすることができるので好ましいことをつきとめた。また、この実験結果から、発明者らは、スリット状の開口の短手方向の幅の目標値Ｗｇは、３ｍｍ以下であると、スリット形状の吹き出し口１１０ｅ１７から成膜材料の気体分子が低速かつ均一に吹き出されることを解明した。
【０１４６】
以上の実験結果に基づき、発明者らは、本実施形態にかかる蒸着装置１０によれば、次のようなメカニズムにより、スリット形状の吹き出し口１１０ｅ１７から成膜材料の気体分子が低速かつ均一に吹き出されると考えた。
【０１４７】
すなわち、スリットが上記形状を有する場合、吹き出し容器１１０の内部に存在する気体分子の多くは、すんなりと吹き出し口１１０ｅ１７を通過することができず、吹き出し容器１１０の内壁を反射して緩衝空間Ｓに跳ね返される。これを繰り返したのち、気体分子は、吹き出し口１１０ｅ１７のスロットから外部に出ていく。すなわち、蒸着源２１０にて気化され、連結管２２０ｅおよび輸送路１１０ｅ２１を介して緩衝空間Ｓに入り込んだ気体分子のうち、所定量を超えた気体分子はすぐには吹き出し口１１０ｅ１７を通ることができず、一時的に緩衝空間Ｓに滞留する。このようにして、緩衝空間Ｓ内の圧力は、吹き出し容器１１０の外部の圧力より高い所定の圧力（密度）に保たれる。これにより、気体分子は、緩衝空間Ｓに滞留する間に混ざり合い、ある程度均一な状態となる。
【０１４８】
このようにして成膜の制御性が高められた結果、吹き出し口１１０ｅ１７と被処理体Ｇとの間隔を従来に比べて短縮しても、被処理体Ｇに均一かつ良質な膜を形成することができることが解明された。
【０１４９】
（スリット状の開口の長手方向の寸法の最適化）
これに加えて、発明者らは、スリット開口の長手方向の長さｌｏは、吹き出し容器の上方に位置するシリコンウエハのスリット開口の長手方向に水平な方向の長さｌｓ（図１０参照）よりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ以上長いことが好ましいことをつきとめた。図１６に、スリット状の開口の長手方向の寸法の最適値を求めるために発明者らが実行した実験結果を示す。
【０１５０】
この実験では、図１３の４本の輸送路１１０ｅ２１の開口Ｂ１〜Ｂ４は、スロット形状の吹き出し口１１０ｅ１７の下方にて緩衝空間Ｓの底面の位置にその長手方向に等間隔に配置されている。各開口Ｂの間隔は５８ｍｍであり、開口Ｂ１および開口Ｂ４から吹き出し容器１１０ｅの各端部までの長さはそれぞれ１８ｍｍである。
【０１５１】
実験Ａでは、ガスは、開口Ｂ２のみから噴き出される。実験Ｂでは、ガスは、開口Ｂ１のみから噴き出される。実験Ｃおよび実験Ｄでは、ガスは、開口Ｂ１および開口Ｂ４から噴き出される。また、図１６に示した通常成膜の実験では、スリットの長手方向の長さｌｏはシリコンウエハの幅と同一であるのに対し、実験Ａ〜実験Ｄでは、スリットの長手方向の長さｌｏを、被処理体の幅（図１０の被処理体の長さｌｓ＝２００ｍｍ）よりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ（この場合、２０ｍｍずつ）長くし、２４０ｍｍとした。
【０１５２】
この実験結果から、発明者らは、スリットの長手方向の長さｌｏをシリコンウエハの長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ長くした場合、スリット幅がシリコンウエハの幅と同一である通常成膜の場合に比較して、均一に成膜できることをつきとめた。これにより、上記スロット形状を上述したように最適化することによって、成膜の制御性が高められた結果、吹き出し口１１０ｅ１７と被処理体Ｇとの間隔を従来に比べて短縮しても、被処理体Ｇに均一かつ良質な膜を形成することができることがわかった。
【０１５３】
また、吹き出し口１１０ｅ１７と被処理体Ｇとの間隔が１５ｍｍと短いので、吹き出し口１１０ｅ１７から噴き出された気体分子は、ほとんど拡散されずに被処理体Ｇに付着することから、スリット長さｌｏを被処理体Ｇの長さｌｓよりその両端にて長さｌｓ×０．１ｍｍずつ長くするだけで、非常に均一な成膜が可能になることを証明することができた。
【０１５４】
さらに、実験Ｃおよび実験Ｄでは、実験Ａおよび実験Ｂよりも均一に成膜処理が施されたことから、発明者らは、吹き出し口１１０ｅ１７の端部から１０％程度内側の位置からガスを吹き出すと良好な成膜処理が可能になることを解明した。
【０１５５】
以上に説明したように、各実施形態にかかる蒸着装置１０によれば、吹き出し口の構造を所定の形状に特定することにより、成膜の制御性を高め、材料の使用効率を向上させ、製品の生産コストを下げることができる。
【０１５６】
なお、上述した実験結果は、シリコンウエハを対象としたが、成膜処理が施される被処理体は、ガラス基板であってもよい。この場合、蒸着装置１０にて成膜処理することが可能なガラス基板のサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上であり、たとえば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズであってもよい。
【０１５７】
また、上記実施形態においてフィードバック制御に用いられたセンサの他の例としては、たとえば、光源から出力された光を被検体に形成された膜の上面と下面とに照射し、反射した２つ光の光路差により発生する干渉縞を捉え、これを解析して被検体の膜厚を検出する干渉計（たとえば、レーザ干渉計）が挙げられる。
【０１５８】
また、各実施形態において連結管の流路または排気路を調整する流路調整部材の他の例としては、弁の開口度を変えることにより管の流路を調整する開口可変弁が挙げられる。
【０１５９】
また、蒸着装置１０の外部に設けられた電源６００の替わりに冷媒供給源（図示せず）を配設し、温度制御機構として図２のヒータ４００、４１０の替わりに第２の処理容器２００の壁面に冷媒供給路（図示せず）を埋め込み、冷媒を冷媒供給源から冷媒供給路に循環供給することにより、蒸着源２１０の成膜材料が納められた部分を冷却するようにしてもよい。
【０１６０】
冷媒供給路を設けずに、冷媒供給源から供給された空気等の冷媒を成膜材料が納められた部分近傍に直接吹きつけることにより、成膜材料が納められた部分を冷却するようにしてもよい。
【０１６１】
上記実施形態において，各部の動作はお互いに関連しており，互いの関連を考慮しながら，一連の動作として置き換えることができる。そして，このように置き換えることにより，蒸着装置の発明の実施形態を蒸着装置の使用方法の実施形態とすることができ、蒸着装置の制御装置の実施形態を蒸着装置の制御方法の実施形態とすることができる。
【０１６２】
また，上記各部の動作を，各部の処理と置き換えることにより，蒸着装置の制御方法の実施形態を、蒸着装置を制御するプログラムの実施形態およびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。
【０１６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６４】
たとえば、上記実施形態にかかる蒸着装置１０では、成膜材料にパウダー状（固体）の有機ＥＬ材料を用いて、被処理体Ｇ上に有機ＥＬ多層成膜処理を施した。しかし、本発明にかかる蒸着装置は、たとえば、成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を５００〜７００℃に加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）に用いることもできる。このように、本発明にかかる蒸着装置は、有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を原料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成する装置として用いてもよい。
【０１６５】
また、上記実施形態にかかる蒸着装置では、複数の蒸着源および複数の吹き出し容器は第１の処理容器および第２の処理容器にそれぞれ納められていた。しかし、本発明にかかる蒸着装置は、複数の蒸着源および複数の吹き出し容器を１つの処理容器に納めていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の第１実施形態の蒸着装置の要部斜視図である。
【図２】同実施形態にかかる蒸着装置の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施形態にかかる拡散板を示した図である。
【図４】同実施形態にかかる吹き出し容器を示した図である。
【図５】同実施形態にかかる６層連続成膜処理により形成される膜を説明するための図である。
【図６】温度と付着係数との関係を示したグラフである。
【図７】同実施形態にかかる蒸着装置を用いた実験時の処理条件を示した図である。
【図８】同実施形態にかかる蒸着装置を用いた信頼性に関する実験結果を示した図である。
【図９】同実施形態の蒸着装置にかかる吹き出し口の多孔質体の気孔率を変化させた場合の実験結果を示した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の蒸着装置の要部斜視図である。
【図１１】同実施形態にかかる蒸着装置の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】同実施形態にかかる吹き出し口の平面図である。
【図１３】同実施形態にかかる吹き出し口を用いた実験を説明するための図である。
【図１４】同実施形態にかかる吹き出し口の短手方向の長さの精度に関する実験データを示した図である。
【図１５】図１４の各スロット幅を正規化した図である。
【図１６】同実施形態にかかる吹き出し口の長手方向の長さを変えた場合の実験結果を示した図である。
【符号の説明】
【０１６７】
１０                蒸着装置
１００              第１の処理容器
１１０、１１０ａ〜１１０ｆ  吹き出し容器
１１０ｅ１          吹き出し機構
１１０ｅ１１、１１０ｅ１７  吹き出し口
１１０ｅ１２        フレーム
１１０ｅ１３        拡散板
１１０ｅ１６        オリフィス
１１０ｅ２          輸送機構
１１０ｅ２１        輸送路
２００              第２の処理容器
２１０、２１０ａ〜２１０ｆ  蒸着源
２１０ｅ１          第１のるつぼ
２１０ｅ１３        オリフィス
２１０ｅ２          第２のるつぼ
２１０ｅ２３        オリフィス
２１０ｅ３          第３のるつぼ
２１０ｅ３３        オリフィス
２２０ｅ、２２０ｅ１〜２２０ｅ３  連結管
２３０ｅ１〜２３０ｅ３  バルブ
２４０ｅ２、２４０ｅ３  オリフィス
３００、３１０      ＱＣＭ
４００ｅ、４１０ｅ、４２０ｅ、４３０ｅ  ヒータ
７００              制御装置
Ｓ                  緩衝空間
【図１】
2008088490.tif 000003
【図２】
2008088490.tif 000004
【図３】
2008088490.tif 000005
【図４】
2008088490.tif 000006
【図５】
2008088490.tif 000007
【図６】
2008088490.tif 000008
【図７】
2008088490.tif 000009
【図８】
2008088490.tif 000010
【図９】
2008088490.tif 000011
【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】
2008088490.tif 000018