(57)【要約】【課題】成膜速度を正確に測定して均一な膜厚分布の有機薄膜を形成しうる薄膜形成装置を提供する。【解決手段】本発明の薄膜形成装置は、真空槽２と、蒸発源３とを有する。蒸発源３の待機位置の上方には膜厚センサ５０が設けられている。蒸発源３が待機位置に位置している状熊で膜厚センサ５０によって蒸着材料４０の成膜速度を検出し、所定の値になった時点で蒸発源３を成膜位置に向って移動させ、蒸発源３のヒータ３１、３２によって蒸着材料４０の温度を制御することによって基板５上に薄膜を形成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の成膜対象物に対して薄膜を形成するための真空槽と、
所定の蒸発材料の蒸気が通過する細長形状の蒸発口を有し、前記真空槽内において前記成膜対象物に対して前記蒸発口の幅方向へ相対的に移動するように配設された蒸発源と、
前記蒸発源を、前記成膜対象物に対して所定の待機位置と成膜位置との間で相対的に移動させる移動機構とを有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置において、前記蒸着材料の成膜速度を検出するための膜厚センサが前記蒸発源の待機位置の近傍に設けられている薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の薄膜形成装置において、前記蒸着材料の成膜速度を検出するための膜厚センサが前記成膜対象物の側方に配設され、前記蒸発源は、前記待機位置において前記膜厚センサに対して対向配置される一方で、前記成膜位置において前記成膜対象物に対して対向配置されるように構成されている薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の薄膜形成装置において、前記膜厚センサが前記成膜対象物の側方に配設され、前記蒸発源は、前記待機位置において前記膜厚センサに対して対向配置される一方で、前記成膜位置において前記成膜対象物に対して対向配置されるように構成されている薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項２記載の薄膜形成装置において、前記膜厚センサおよび前記移動機構は制御部に接続されている薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれかに記載の薄膜形成装置において、前記膜厚センサおよび前記成膜対象物の間の空間を仕切るための仕切り部材が設けられている薄膜形成装置。
【請求項７】
真空中において成膜対象物上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
所定の蒸発材料の蒸気が通過する細長形状の蒸発口を有する蒸発源を所定の待機位置に配した状態で当該蒸着材料の成膜速度を検出し、
当該検出された成膜速度に基づいて、前記成膜対象物に対して前記蒸発源を所定の成膜位置に向って前記蒸発口の幅方向へ相対的に移動させて成膜を行う工程を有する薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、有機ＬＥＤ素子の発光層に用いられる有機薄膜を蒸着によって形成するための薄膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラーフラットパネルディスプレイ用の素子として、有機ＬＥＤ素子が注目されている。有機ＬＥＤ素子は、蛍光性有機化合物を電気的に励起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面発光、薄型で多色発光が可能てあり、しかも数Ｖという低電圧の直流印加で発光する全固体素子で、かつ低温においてもその特性の変化が少ないという特徴を有している。
【０００３】
図６は、従来の有機ＬＥＤ素子を作成するための真空蒸着装置の概略構成図である。図６に示すように、この有機薄膜形成装置１０１にあっては、真空槽１０２の下部に蒸発源１０３が配設されるとともに、この蒸発源１０３の上方に成膜対象物である基板１０４が配置されている。そして、蒸発源１０４から蒸発される有機材料の蒸気を、マスク１０５を介して基板１０４に蒸着させることによって所定パターンの有機薄膜を形成するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、マスクのピッチのファイン化に伴い、従来の技術では均一な膜厚分布を得ることが困難で、このため、画素の発光にむらが生ずるとともに、膜厚の薄い領域において電流が流れ過ぎることによって素子の劣化を引き起こし、これにより有機ＬＥＤ素子の寿命が制限されるという間題があった。
【０００５】
特に、マスクのファインピッチ化に伴い成膜速度を正確に測定することが求められているが、従来技術では困難であるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、成膜速度を正確に測定して均一な膜厚分布の有機薄膜を形成しうる薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の成膜対象物に対して薄膜を形成するための真空槽と、所定の蒸発材料の蒸気が通過する細長形状の蒸発口を有し、前記真空槽内において前記成膜対象物に対して前記蒸発口の幅方向へ相対的に移動するように配設された蒸発源と、前記蒸発源を、前記成膜対象物に対して所定の待機位置と成膜位置との間を相対的に移動する移動機構とを具備する薄膜形成装置である。
【０００８】
また、本発明においては、前記蒸着材料の成膜速度を検出するための膜厚センサを前記蒸発源の待機位置の近傍に設けることもできる。
また、本発明においては、前記膜厚センサを前記成膜対象物の側方に配設するとともに、前記蒸発源を、前記待機位置において前記膜厚センサに対して対向配置する一方で前記成膜位置において前記成膜対象物に対して対向配置されるように構成することもできる。
【０００９】
前記膜厚センサおよび前記移動機構は制御部に接続されていてもよい。
また、前記膜厚センサおよび前記成膜対象物の間の空間を仕切るための仕切り部材が設けられていてもよい。
【００１０】
一方、本発明は、真空中において成膜対象物上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、所定の蒸発材料の蒸気が通過する細長形状の蒸発口を有する蒸発源を所定の待機位置に配した状態で当該蒸着材料の成膜速度を検出し、当該検出された成膜速度に基づいて、前記成膜対象物に対して前記蒸発源を所定の成膜位置に向って前記蒸発口の幅方向へ相対的に移勤させて成膜を行う工程を有する薄膜形成方法である。
【００１１】
本発明にあっては、細長形状の蒸発口を有する蒸発源を所定の待機位置に配した状態で当該蒸着材料の成膜速度を検出した後に、成膜対象物に対して蒸発源を所定の成膜位置に向って前記蒸発口の幅方向へ相対的に移動させて成膜を行うようにしたことから、蒸着材料の成膜速度の検出を容易且つ正確に行うことが可能になる。
【００１２】
また、本発明においては、蒸着材料の成膜速度が安定した後に成膜を行うことができるので、膜厚分布の均一化を図ることができ、これにより画素の発光むらを防止することができるとともに、長寿命の有機ＬＥＤ素子を効率良く製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施の形態の正面側断面図、図１（ｂ）は、同実施の形態の制御系の構成を示すブロック図である。また、図２（ａ）は、同薄膜形成装置の側面側断面図、図２（ｂ）は、同実施の形態の蒸発源の平面図である。図３は、同実施の形態における蒸発源の蒸発口とマスクとの関係を示す説明図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の薄膜形成装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有し、この真空槽２の下方には蒸発源３が配設されている。
【００１６】
図２に示すように、本実施の形態の場合、蒸発源３は、長方体形状の容器３０を有し、この容器３０内に所定の有機系の蒸着材料（例えばＡｌｑ３（トリ−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ））４０が収容されている。そして、容器３０の上方近傍に設けたヒータ３１、３２によって蒸着材料４０を加熱するように構成されている。
【００１７】
ここで、上側のヒータ３１には、細長の長方形形状に形成された蒸発口３３が設けられ、この蒸発口３３を蒸発材料４０の蒸気が通過して基板５に向かうようになっている。
【００１８】
一方、真空槽２の上部には、基板ホルダー４が設けられ、この基板ホルダー４に、蒸着膜を形成すべき基板（成膜対象物）５が固定されている。そして、基板５の下方近傍にはマスク６が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、本実施の形態の場合、マスク６には、基板５上に所定の薄膜を蒸着するための複数の素子パターン６０が形成されている。
【００２０】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、蒸発源３が、例えば図示しないボールねじ等を有する移動機構２０を用いて移動するように構成されている。この移動機構２０は、後述する制御部２１に接続され、所定の所定のプログラムに基づいて制御されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態の蒸発源３は、例えば図示しないボールねじを用いて基板５に対して相対的に移動するように構成されている。
【００２２】
この場合、蒸発源３は、蒸発口３３の幅方向に移動可能で、かつ、基板５に対して相対的に往復動するように構成されている。
【００２３】
また、蒸発源３の移動範囲は、図１の２点鎖線で示す待機位置からが基板５の全面を横切るまでの範囲である。
【００２４】
ここで、図１の矢印は、蒸発源３の蒸発口３３の中心軸線の移動範囲を示すものである。そして、真空槽２内の上部には、成膜速度を測定するための膜厚センサ５０が設けられている。
【００２５】
本実施の形態の場合は、待機位置に位置する蒸発源３の蒸発口３３の上方に膜厚センサ５０が配設されている。そして、この膜厚センサ５０は上記制御部２１に接続されている。さらに、膜厚センサ５０の近傍には、膜厚センサ５０と基板５との間の空間を仕切る仕切り部材７０が設けられている。
【００２６】
図４及び図５は、本発明に係る薄膜形成方法の実施の形態を示す正面側断面図である。本実施の形態においては、まず、基板５を真空槽２内に搬入し、図４に示すように、蒸発源３が待機位置に位置している状熊でヒータ３１、３２への通電を行い、蒸着材料４０の蒸発を開始する。
【００２７】
そして、蒸発源３の蒸発口３３から流出する蒸着材料４０の成膜速度を膜厚センサ５０によって検出し、その値が所定の値に到達した時点で蒸発源３を成膜位置に向って矢印Ｐ方向へ移動させる。
【００２８】
この移動の直後に、蒸発源３のヒータ３１、３２の温度を制御して蒸着材料４０の温度を所定の温度に保持し、これにより蒸着材料４０の成膜速度を一定の速度に制御して成膜を行う。
【００２９】
図５に示すように、蒸発源３の蒸発口３３が基板５の全面を横切った後、蒸発源３を待機位置に向って矢印Ｑ方向へ移動させる。この場合、蒸発源３の蒸発口３３が基板５の全面を横切るまて上記蒸発源３のヒータ３１、３２の温度制御を行う。
【００３０】
そして、蒸発源３の蒸発口３３が基板５の全面を横切った後、ヒータ３１、３２への通電を停止する。これにより、蒸発源３が待機位置に戻った時点では蒸発口３３からは蒸着材料４０は流出しない。
【００３１】
その後、基板５を真空槽２から搬出し、新たな基板５を真空槽２内へ搬入して上述した工程を繰り返す。
【００３２】
以上述べたように本実施の形熊によれば、蒸発源３を待機位置に配した状態で膜厚センサ５０によって成膜速度を検出した後に、蒸発源３を成膜位置に向って移動させて成膜を行うようにしたことから、予め蒸着材料４０の成膜速度を容易且つ正確に検出しておくことが可能になる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、蒸着材料４０の成膜速度が安定した後に成膜を行うことができるので、膜厚分布の均一化を図ることができ、これにより画素の発光むらを防止することができるとともに、長寿命の有機ＬＥＤ素子を効率良く製造することができる。
【００３４】
しかも、本実施の形態の場合は、成膜の際にヒータ３１、３２による蒸着材料４０の温度制御により成膜速度を制御することから、容易に成膜速度を均一に保つことができ、また、蒸発源３が移動して膜厚センサ５０から離れているため、膜厚センサ５０に付着する蒸着材科４０の量を大幅に滅少させることができ、これにより膜厚センサ５０のメンテナンスを頻繁に行う必要がなくなる。
【００３５】
特に本実施の形態にあっては、膜厚センサ５０と基板５との間の空間を仕切る仕切り部材７０が設けられていることから、蒸発源３が待機位置に位置する場合には蒸着材料４０が基板５側へ流出せず、蒸着材料４０が基板５に付着してしまうことがない。
【００３６】
また、成膜時には、蒸着材料４０が膜厚センサ５０側へ流出せず、蒸着材料４０が膜厚センサ５０に付着してしまうこともない。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述の実施の形態においては、蒸発源を移動させて成膜を行うようにしたが、本発明はこれに限られず、基板側を移動させるようにすることも可能である。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、成膜時に蒸発源を１往復させるようにしたが、２往復以上させるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、本発明は有機ＬＥＤ素子の有機薄膜を形成するための装置に限られず、種々の蒸着装置に適用することができる。ただし、本発明は有機材料を用いて有機ＬＥＤ素子の有機薄膜を形成する場合に特に有効なものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、成膜速度を正確に測定して均一な膜厚分布の有機薄膜を形成均一な膜厚分布の有機薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施の形態の正面側断面図である。
【図２】（ａ）は同薄膜形成装置の側面側断面図、（ｂ）は同実施の形態の蒸発源の平面図である。
【図３】同実施の形態における蒸発源の蒸発口とマスクとの関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係る薄膜形成方法の実施の形熊を示す正面側断面図である。
【図５】本発明に係る薄膜形成方法の他の実施の形態を示す正面側断面図である。
【図６】従来の有機ＬＥＤ素子を作成するための真空蒸着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…薄膜形成装置　２…真空槽　３…蒸発源　５…基板（成膜対象物）６…マスク　３３…蒸発口　４０…蒸着材料　５０…膜厚センサ　７０…仕切り部材
【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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