(57)【要約】【課題】  真空チャンバ内に蒸着物質が付着して堆積することを最小限に抑えることにより、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら、均一な膜厚で高純度の蒸着膜を形成することができ、その際、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜や多成分共蒸着膜を作製できる蒸着方法及び蒸着装置を提供すること。【解決手段】  真空チャンバ１内で基板３と蒸着源５とを対向させ、蒸着源５にガス１５の導入部１１と、蒸着源５の中心部を下部から上部へ貫くガスの流路１２とを設け、蒸着源５から基板３の方向へ向かうガスの流れ１０を形成し、このガス流１０によって蒸着源５から放出された蒸着物質の蒸気分子を基板３へ連行する。また、蒸着物質５ａを収容する容器５ｂの周壁を突出して設け、この周壁突出部分２０を蒸着物質５ａが堆積しない温度に制御し、前記蒸気分子を基板３の方へ導くバリアおよびガイドとして機能させる。【選択図】          図１
2005203248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に蒸着膜を形成するに際し、前記基体と蒸着源とを対向させ、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成し、このガス流によって前記蒸着源から放出された蒸着物質を前記基体の方向へ連行する、蒸着方法。
【請求項２】
前記蒸着源を貫通するように前記ガスを流す、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項３】
前記蒸着源の周辺部から上方中心部へ向かって前記ガスを流し、このガス流によって前記蒸着物質を連行する、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項４】
前記蒸着源を貫通するように前記ガスを流すとともに、前記蒸着源の周辺部から上方中心部へ向かって前記ガスを流し、このガス流によって前記蒸着物質を連行する、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項５】
前記蒸着源からの前記ガスの導出口を狭くする、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項６】
前記導出口を筒状とする、請求項５に記載した蒸着方法。
【請求項７】
前記導出口の筒状部を上方及び／又は下方に向ける、請求項６に記載した蒸着方法
【請求項８】
前記蒸着源の外周囲を囲む外壁を設け、この外壁と前記蒸着源との間に前記ガスを導入する、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項９】
前記蒸着源の下方に前記ガスのバッファー空間を設ける、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１０】
前記ガスとして不活性ガスを用いる、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１１】
前記ガスとして、前記蒸着膜を形成する成分を含有するガスを用いる、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１２】
前記ガスとして、不活性ガスと、前記蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と共蒸着膜とを交互に成膜する、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１３】
前記蒸着膜を形成する成分が有機化合物である、請求項１１又は１２に記載した蒸着方法。
【請求項１４】
蒸着物質と、この蒸着物質を収容する容器とによって前記蒸着源を構成し、前記容器の周壁を前記基体の方へ突設すると共に、前記周壁の突出端部と前記基体との間に所定の距離を設ける、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１５】
前記容器の周壁を加熱する、請求項１４に記載した蒸着方法。
【請求項１６】
前記蒸着膜として、有機化合物の薄膜を形成する、請求項１に記載した蒸着方法。
【請求項１７】
前記ガスの流れに加えて、前記蒸着源の周囲から前記基体の方向へ向かう第２のガスの流れを形成し、この第２のガス流によって前記蒸着源から放出された蒸着物質の飛行方向を前記基体の方向へ規制する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載した蒸着方法。
【請求項１８】
前記蒸着源の下方に前記第２のガスのバッファー空間を設ける、請求項１７に記載した蒸着方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８いずれか１項に記載した蒸着方法を実施するために用いられる蒸着装置であって、前記基体と前記蒸着源とが真空チャンバ内に設けられ、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成する手段を有する、蒸着装置。
【請求項２０】
前記ガスの流路が、前記蒸着源の中心部を下部から上部へ貫くように形成されている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２１】
前記ガスの流路が前記蒸着源の周辺部からその上方中心部へ向かって形成されている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２２】
前記ガスの流路が、前記蒸着源の中心部を下部から上部へ貫くように形成されているとともに、前記蒸着源の周辺部からその上方中心部へ向かって形成されている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２３】
前記蒸着源からの前記ガスの導出口が狭められている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２４】
前記導出口が筒状に形成されている、請求項２３に記載した蒸着装置。
【請求項２５】
前記導出口の筒状部が上方及び／又は下方に向けられている、請求項２４に記載した蒸着装置。
【請求項２６】
前記蒸着源の外周囲を囲む外壁が設けられ、この外壁と前記蒸着源との間に前記ガスが導入される、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２７】
前記蒸着源の下方に前記ガスのバッファー空間が設けられている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２８】
蒸着物質と、この蒸着物質を収容する容器とによって前記蒸着源が構成され、前記容器の周壁が前記基体の方へ突設されると共に、前記周壁の突出端部と前記基体との間に所定の距離が設けられている、請求項１９に記載した蒸着装置。
【請求項２９】
前記容器の周壁が加熱される、請求項２８に記載した蒸着装置。
【請求項３０】
前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成する手段に加えて、前記蒸着源の周囲に第２のガスの導入部を有する、請求項１９〜２９のいずれか１項に記載した蒸着装置。
【請求項３１】
前記蒸着源と、この蒸着源の周囲に設けられたガイドとによって挟まれた領域に前記第２のガスの導入部が形成されている、請求項３０に記載した蒸着装置。
【請求項３２】
前記蒸着源の下部に設けられたバッファー空間に前記第２のガスが供給され、このバッファー空間から前記蒸着源の周壁に沿って前記第２のガスが導出される、請求項３０に記載した蒸着装置。
【請求項３３】
前記ガスの導入部に対して前記ガスの供給部が１箇所又は複数箇所に設けられている、請求項１９又は３０に記載した蒸着装置。
【請求項３４】
前記ガスの供給部が、前記蒸着源の周壁に沿って前記ガス導入部に対し多孔状又はスリット状に開口している、請求項３３に記載した蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に用いられる有機化合物膜などを作製するための蒸着方法及び蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子などに用いられる有機化合物膜は、有機化合物が低分子量である場合、真空蒸着法によって形成されている。
【０００３】
真空蒸着法では、真空チャンバ内に蒸着源と基板とを対向させて配置し、真空チャンバ内を真空に排気した状態で蒸着源を加熱し、蒸着物質を蒸発または昇華させ、生じた蒸気分子を基板の表面に堆積させて成膜する。
【０００４】
通常、真空蒸着法は、１０-7 〜１０-2 Ｐａの圧力下で行われ、この時の蒸気分子の平均自由行程は、７×１０1 〜７×１０6 ｃｍほどであるから、蒸着源から放出された蒸気分子は、途中で他の分子と衝突することもほとんどなく直進し、基板に衝突する。
【０００５】
この際、蒸着源と基板との距離が近すぎると、基板の中心部と周辺部とで飛来してくる蒸気分子数に差を生じ、基板に形成される膜の膜厚が不均一になりやすいという問題が生じる。一方、蒸着源から飛び出す蒸気分子は様々な方向へ飛び出し、そのまま直進するから、蒸着源と基板との距離を大きくすると、多くの蒸気分子は基板に衝突せず、成膜に寄与しない。このように、従来から用いられている真空蒸着法は、蒸着原料の利用効率が低く、その結果、成膜速度も遅くなるという問題がある。
【０００６】
更に、基板に衝突しなかった蒸気分子は、真空チャンバの内壁などに到達して、そこに付着して堆積するから、真空蒸着法には、チャンバ内壁に蒸着物質が付着しやすく、チャンバ内が汚染されやすいという問題点もある。
【０００７】
上記の汚染は、異なる材料からなる多層膜を基板上に積層して形成する場合のように、同じ真空チャンバを繰り返し用いて異なる材料を次々に真空蒸着する際に特に問題になる。即ち、新しい層を形成するときに、真空チャンバの内壁に堆積している以前の材料が加熱されて蒸発し、これが新しく形成している蒸着膜に混入し、蒸着膜の純度を低下させるという問題を引き起こす。この際、有機化合物は蒸発温度が低いので、再蒸発による汚染を特に引き起こしやすい。従って、有機ＥＬ素子などに用いられる有機化合物の多層膜の作製において、汚染の問題はとりわけ重要である。
【０００８】
これらの問題に対応するために、ホットウオール法と呼ばれる蒸着方法が開発されている（後述の特許文献１参照。）。
【０００９】
図１８は、ホットウオール法を適用した真空蒸着装置の一例を示す説明図である。図１８に示した装置では、真空チャンバ６１内に対向して置かれた蒸着源６３と基板６４とを結ぶ空間を取り囲むように内壁６５が設けられ、この内壁６５は、蒸着材料が堆積しない温度に加熱されている。
【００１０】
高温の内壁（ホットウオール）６５は、基板６４の方向以外の方向へ飛行しようとする蒸着物質の分子６７の運動を阻止し、基板６４の方向へ向かわせるバリアおよびガイドとして機能する。ホットウオール法は、高温の内壁（ホットウオール）６５を設けた二重構造とすることで、蒸着原料の利用効率の向上を可能にすると共に、蒸着物質が真空チャンバ６１の壁面で凝縮して堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ６１内の汚染を防ぎ、真空の質を高く保ち、高い純度の蒸着膜の形成を可能にする真空蒸着法である。
【００１１】
しかし、ホットウオール法では、従来の真空蒸着法と同様、多成分系蒸着膜の作製を精密に制御することは困難であり、とくに有機ＥＬ素子のホスト材料とゲスト材料のように、蒸発温度などの蒸着条件が大きく異なる複数の成分を共蒸着して成膜することは困難である。これは、蒸発温度の高い蒸着材料の付着を防ぐため、ホットウオール５５の温度をその材料の蒸着温度以上に設定する必要があり、このようにすると、ホットウオール５５からの輻射熱のため、蒸着温度の大幅に低い材料の蒸着速度を制御することが困難になるからである。また、基板６４の近くまでホットウオール６５が設けられているので、基板６４の上の蒸着膜がホットウオール６５からの輻射熱の影響を受けやすいという問題もある。これは、蒸着膜の温度を融点以下に保って結晶化を防ぎ、アモルファス膜を形成したい場合などに障害になる。
【００１２】
一方、最近、真空蒸着法とは異なり、ＬＰＯＶＰＤ（Low Pressure Organic Vapor Phase Deposition）法と呼ばれる減圧有機化合物気相蒸着法がプリンストン大学により開発された（後述の特許文献２参照。）。
【００１３】
ＯＶＰＤ法（有機化合物気相蒸着法）は、キャリアガスによって反応ガスを基板へ輸送し、基板上で反応ガスを反応させて薄膜形成を行う有機化合物膜形成方法である。この方法を用いると、著しく異なる蒸気圧をもつ有機材料を同時蒸着し、多成分系蒸着膜における各成分の量を精密に制御することが可能になるものと期待されている。
【００１４】
ＬＰＯＶＰＤ法は、そのＯＶＰＤ法を大気圧より低い圧力の下で行うようにしたもので、その圧力は１×１０-3 〜１００Ｔｏｒｒ（約１．３×１０-1 〜約１．３×１０4 Ｐａ）、このときの反応分子の平均自由行程は、おおよそ５×１０-5 〜５ｃｍである。
【００１５】
図１９は、ＬＰＯＶＰＤ法を適用した蒸着装置の一例を示す説明図である。図１９の装置では、キャリアガス供給系７１から流量が適切に制御されたキャリアガスがそれぞれの反応物質に供給される。るつぼ７２におかれた反応物質やバブラー７３中の溶媒に溶け込んでいる反応物質の蒸気が、これらのキャリアガスの流れに取り込まれ、反応ガス導入口７４から反応菅７５に送られる。反応菅７５には温度制御ブロック７８によって温度制御された基体７７あり、各反応物質の蒸気は、基体７７の上で反応して薄膜を形成する。
【００１６】
ＬＰＯＶＰＤ法では、真空蒸着装置に比べ装置内の圧力が高く、気体分子の平均自由行程が小さいので、反応物質の蒸気分子の運動はキャリアガスの流れの制御下にある。そのため、それぞれのキャリアガスの流量を精密に制御することによって、各反応物質の蒸気の流量を所定の大きさに制御し、基体７６の上に輸送して反応させることができる。
【００１７】
しかしながら、有機化合物膜の結晶化や結晶粒の成長を避け、アモルファス化して、良好な表面性を有する有機化合物膜を形成するためには、高温反応ガスの輸送に伴う基板温度の上昇を極力抑制し、薄膜形成時の基板温度を室温付近、もしくは結晶化温度以下に維持しなければならない。
【００１８】
また、ＯＶＰＤ法およびＬＰＯＶＰＤ法は、大気圧下または低い真空度の真空下で成膜が行われる。そのような条件下で成長する膜は粗く、気相核生成および拡散律速成長過程により、不均一な表面形態を有する問題点が挙げられる。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−８０９６１号公報（第４、５頁、図１）
【特許文献２】特表２００１−５２３７６８号公報（第７〜１２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、上記のような実情に鑑み、真空チャンバ内に蒸着物質が付着して堆積することを最小限に抑えることにより、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら、均一な膜厚で高純度の蒸着膜を形成することを可能にし、その際、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜や多成分共蒸着膜の作製を可能にする蒸着方法及び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】
【００２１】
即ち、本発明は、基体上に蒸着膜を形成するに際し、前記基体と蒸着源とを対向させ、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成し、このガス流によって前記蒸着源から放出された蒸着物質を前記基体の方向へ連行する、蒸着方法に係わり、また、この蒸着方法を実施するために用いられる蒸着装置であって、前記基体と前記蒸着源とが真空チャンバ内に設けられ、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成する手段を有する、蒸着装置に係わるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基体上に蒸着膜を形成するに際し、前記基体と蒸着源とを対向させ、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ向かうガスの流れを形成し、このガス流によって前記蒸着源から放出された蒸着物質を前記基体の方向へ連行するので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら、前記基体と前記蒸着源との距離を十分にとることができる。その結果、前記蒸着膜を均一な膜厚で形成することができるとともに、前記蒸着源などからの輻射熱による加熱を受けることが少なく、前記蒸着膜の温度を蒸着材料の融点以下の温度に保って結晶化を防ぎ、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜を形成することができる。また、真空チャンバ内に蒸着物質が付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ内の汚染を最小限にすることにより、高純度の前記蒸着膜を形成することができる。
【００２３】
ここで、前記ガス流は、自らが、前記蒸着源の周囲よりも内側の領域から前記基体の方向へ直進する流れを形成するとともに、前記蒸着源から放出された蒸着物質と混ざり合うことによって、前記蒸着物質を自らの流れの中に取り込み、前記蒸着物質を効率よく前記基体上へ連行する働きをする。このとき、ガス流量を調節することにより、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性を向上させることができる。前記蒸着物質を連行するといっても、前記真空チャンバ内では、前記蒸着物質が前記蒸着源から前記基体へ直進的に運動するのを支援するだけで十分であるから、ＬＰＯＶＰＤ法に比べて高い真空度下で成膜することができ、膜質が向上する。
【００２４】
また、前記ガスに蒸着膜の構成成分を含ませておけば、容易に多成分共蒸着膜を形成することもできる。その際、ガス流量を調節することによって、成分比を精密に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明において、前記ガス流に前記蒸着物質を取り込ませる方法としては、前記ガスの流路を、前記蒸着源の中心部を下部から上部へ貫くように形成し、前記蒸着源を貫通するガス流によって前記蒸着物質を連行する方法や、前記ガスの流路を前記蒸着源の周辺部からその上方中心部へ向かって形成し、前記蒸着源の周辺部から上方中心部へ向かって流れるガス流によって前記蒸着物質を連行する方法や、これら２つを併用して、前記蒸着源を貫通するように前記ガスを流すとともに、前記蒸着源の周辺部から上方中心部へ向かって前記ガスを流し、このガス流によって前記蒸着物質を連行する方法がよい。
【００２６】
また、前記蒸着源からの前記ガスの導出口を狭くするのがよい。この際、前記導出口を筒状とするのがよく、前記導出口の筒状部を上方及び／又は下方に向けるのがよい。前記ガス導出口を狭く絞ることで、前記基体の方へ向かう強いガス流を生成させることができる。また、前記導出口の形状を筒状とすると、ガスの流れを筒状部の内壁面に沿う方向に方向づけることができるから、この筒状部の向きを前記蒸着源から前記基体に向かうように固定しておけば、ガス流の向きを前記蒸着源から前記基体に向かうように方向づけることができる。
【００２７】
また、前記ガスの流路を前記蒸着源の周辺部からその上方中心部へ向かって形成する具体的方法としては、前記蒸着源の外周囲を囲む外壁を設け、この外壁と前記蒸着源との間に前記ガスを導入するのがよい。
【００２８】
また、前記蒸着源の下方に前記ガスのバッファー空間を設け、このバッファー空間に前記ガスを一旦貯留し、このバッファー空間から前記蒸着源へ前記ガスを供給するのもよい。前記バッファー空間を設けることにより、乱れの少ない安定した前記ガスの流れを供給することができる。
【００２９】
また、前記ガス流をガスによる壁としてだけ用いるのであれば、前記ガスとして不活性ガスを用いるのがよい。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノンなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定な物質であればよい。
【００３０】
また、前記ガスとして、前記蒸着膜を形成する成分を含有するガスを用いれば、前記蒸着物質と、このガスからの構成成分とからなる多成分共蒸着膜を形成することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3 ) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。
【００３１】
また、前記ガスとして、不活性ガスと、前記蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【００３２】
また、前記蒸着物質と、この蒸着物質を収容する容器とによって前記蒸着源を構成し、前記容器の周壁を前記基体の方へ突設すると共に、前記周壁の突出端部と前記基体との間に所定の距離を設けるのがよい。この際、前記周壁を加熱するのがよい。前記周壁は、前述した特許文献１のホットウオールと同様に、前記蒸着物質の蒸気分子を前記基体の方へ導くバリアおよびガイドとして機能し、加熱して高温に保てば前記蒸着物質が付着して堆積することもない。但し、前記基体の近辺まで形成されているホットウオールと異なり、前記周壁の突出端部が前記基体に前記所定の距離よりも近づいて形成されることはなく、前記所定の距離を適切に設定することにより、前記周壁からの輻射熱によって前記基体上に形成された前記蒸着膜に悪影響が生じることを防止することができる。
【００３３】
また、前記ガスの流れに加えて、前記蒸着源の周囲に第２のガスの導入部を設け、前記蒸着源の周囲から前記基体の方向へ向かう第２のガスの流れを形成し、この第２のガス流によって前記ガスの流れの方向を前記基体の方向へ規制するのがよい。ここで、前記第２のガス流は、前記基体の方向以外の方向へ進もうとする前記蒸着物質の分子の運動を分子衝突によって阻止し、前記基体の方向へ向かわせるガスによる壁（バリアおよびガイド）として機能する。
【００３４】
また、前記蒸着源の周囲に設ける前記第２のガスの導入部は、前記蒸着源と、この蒸着源の周囲に設けられたガイドとによって挟まれた領域に形成されているのがよい。この構造によれば、前記蒸着源から前記基体に至る空間を取り囲む前記第２のガスの流れを、簡易な構成によって形成することができる。
【００３５】
或いは、前記蒸着源の下部に設けられたバッファー空間に前記第２のガスが供給され、このバッファー空間から前記蒸着源の周壁に沿って前記第２のガスが導出されるのもよい。前記バッファー空間を設けることにより、乱れの少ない安定した前記第２のガスの流れを形成することができる。
【００３６】
また、前記ガス又は前記第２のガスの導入部に対して、それぞれ、前記ガス又は前記第２のガスの供給部が１箇所又は複数箇所に設けられているのがよい。また、前記ガスの供給部が、前記蒸着源の周壁に沿って前記ガス導入部に対し多孔状又はスリット状に開口しているのがよい。供給部が多くの箇所に設けられ、あるいは開口部がスリット状などのように連続的に形成されている方が、前記蒸着源の周方向に関して均一な前記ガスの流れ又は前記第２のガスの流れが形成されやすいと考えられる。但し、ガスの供給部の形状はこれらに限るものではない。
【００３７】
また、本発明において形成する前記蒸着膜としては、特に限定されるものではないが、有機化合物の薄膜を形成するのが好適である。例えば、有機ＥＬ素子を形成する場合では、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3 )、キナクリドン、ルブレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）、バソフェナントロリン、バソクプロインおよびオキサジアゾールなどである。
【００３８】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。
【００３９】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に基づく蒸着装置（例１）の構成を示す説明図（ａ）と、図１（ａ）に示した１ｂ−１ｂ線の位置から見た蒸着源５とその周辺装置の平面図（ｂ）とである。
【００４０】
真空チャンバ１は、図示を省略した真空ポンプや排気バルブやトラップなどからなる排気系２を備えた気密な中空容器で構成されており、その形状は問わない。排気系２によって、真空チャンバ１内を１×１０-5Ｐａ程度以上の高真空状態に排気できるように構成されている。
【００４１】
蒸着膜を形成する基体である基板３の材料としては、ガラス、セラミックス、金属または樹脂など、用途に応じて任意のものを用いることができる。
【００４２】
基板支持体４は、真空チャンバ１の上部中央位置に配設されており、下面が平面形状に形成され、この面に基板３を保持するよう構成されている。なお、基板３を基板支持体４の下面に確実に保持するために、この下面に静電気を誘起して保持を行う静電吸着方式を採用したり、Ｌ字状部材によって基板３の縁を機械的に保持したりする方式を採用してもよい。
【００４３】
基板支持体４には、基板３を所定温度に加熱及び／又は冷却するための基板加熱用ヒータや冷却装置が設けられており、例えば、このヒータは抵抗加熱方式のもので、冷却装置は水冷式のものである。また、図示を省略したが、チャンバ１には、基板３と基板支持体４の温度を測定する測温手段と、この測温手段からの信号に応じて基板加熱用ヒータに供給する電力を調節するコントローラおよび電源、及び／又は冷却用冷媒の温度や流量を調節するコントローラおよび電源と、基板支持体４をチャンバ１に固定する固定手段などが設けられている。
【００４４】
基板３に対向して真空チャンバ１の下部中央位置には蒸着源５が置かれている。蒸着源５は、蒸着物質５ａとその蒸着物質５ａを収容する容器５ｂからなり、蒸着源５の下部には、蒸着物質５ａの温度を制御する蒸発源加熱手段６が設けられている。蒸着源加熱手段６は、例えば抵抗加熱方式の蒸発源加熱用ヒータもしくは加熱用ランプ、蒸着物質５ａの温度を測定する測温手段、そしてこの測温手段からの信号に応じて蒸発源加熱用ヒータもしくは加熱用ランプに供給する電力を調節するコントローラおよび電源などからなる。図１には容器５ｂの形状が円筒形である例を示したが、容器５ｂの形状や材料は特に限定されるものではなく、蒸着物質５ａに応じて適宜選択するものとする。
【００４５】
蒸着物質５ａとしては、特に限定されるものではないが、例えば、有機ＥＬ素子を形成する場合では、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3 )、キナクリドン、ルブレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）、バソフェナントロリン、バソクプロインおよびオキサジアゾールなどである。
【００４６】
また、蒸着物質５ａとして、ペンタセン、オリゴチオフェン、フタロシアニン金属錯体およびこれらの置換誘導体などの有機化合物を用い、有機半導体層を形成することもできる。
【００４７】
蒸着源５の上部には、蒸着操作を制御するためのシャッタ７が設けられている。シャッタ７が閉じた状態では、蒸着源５で加熱され放出された蒸着物質の蒸気が真空チャンバ１の中に飛散する動きが抑えられる。
【００４８】
本実施の形態では、蒸着源５にガス１５の導入部１１が設けられている。ガス導入部１１は、ガスの流路１２が蒸着源５の中心部を下部から上部へ貫くように形成されている。この構造によれば、蒸着源５を貫通して流れ、その際、蒸着物質５ａを取り込んで連行するガスの流れ１０を、簡易な構成によって形成することができる。図１の装置では、ガスの導入部１１に対してガスの供給部１３が１箇所設けられている。
【００４９】
また、蒸着物質の容器５ｂの周壁が基板３の方へ突出して設けられている。この周壁突出部分２０は、内蔵するヒータと測温手段とによって蒸着物質５ａとは独立に温度が制御され、特許文献１のホットウオールと同様に機能する。即ち、周壁突出部分２０は、基板３の方向以外の方向へ飛行しようとする蒸着物質５ａの蒸気分子の運動を阻止し、基板３の方向へ向かわせるバリアおよびガイドとして機能する。加熱により高温に保たれているので、蒸着物質５ａが周壁突出部分２０に付着して堆積することはない。
【００５０】
但し、この周壁突出部分２０の突出端部２０ｃが基板３に所定の距離よりも近づいて形成されることはない。図１（ａ）に示すように、容器５ｂ中の蒸着物質５ａの表面から突出端部２０ｃまでの距離をｈ1 とおき、突出端部２０ｃから基板３までの距離をｈ2 とおくことにする。ｈ1／(ｈ1＋ｈ2) が小さすぎると、周壁突出部分２０のバリアおよびガイドとしての効果が十分得られない。他方、ｈ2 が小さすぎると、周壁突出部分２０からの輻射熱によって基板３上に形成された蒸着膜が融点以上に加熱されて結晶化するなどの悪影響が生じる。従って、ｈ1 およびｈ2 を適切に設定する必要がある。本実施の形態では、ｈ1 を１〜３０ｃｍ、ｈ2 を２〜３０ｃｍとすることによって、周壁突出部分２０のバリアおよびガイドとしての効果を十分発揮させながら、周壁突出部分２０からの輻射熱による蒸着膜への悪影響を避けることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、突出端部２０ｃ近傍の周壁突出部分２０の一部２０ａが周壁の直径が縮小するように設けられ、ガス導出口８の断面積が蒸着源５における蒸着物質５ａの表面積に比して狭められている。ガス導出口８を狭く絞ることで、ガス導出口８におけるガスの流速を大きくし、基板３の方へ向かう強いガス流１０を生成させることができる。
【００５２】
次に、図１に示した蒸着装置を用いて蒸着膜を形成する工程について説明する。
【００５３】
まず、基板３および蒸着物質５ａを所定の位置に配置した後、真空チャンバ１内を所定の真空度まで排気する。このとき、シャッタ７は閉じておく。
【００５４】
次に、基板支持体４の基板加熱用ヒータ及び／又は冷却装置、蒸着源加熱手段６の蒸着源加熱用ヒータもしくは加熱用ランプなどの温度調節装置に通電し、基板３、蒸着源５および周壁突出部分２０を、それぞれ所定の温度に調節する。
【００５５】
次に、基板３、蒸着源５および周壁突出部分２０の温度が所定の温度に達したら、シャッタ７を開き、蒸着物質５ａの蒸気分子を基板３の上に堆積させる。このとき、ガス導入部１１にガス供給管ｌ４からガス１５を供給する。
【００５６】
ガス導入部１１に導入されたガス１５は、ガス導入部１１からガス導出口８まで流れる間に、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を取り込み、ガス導出口８から流れ出た後は、真空チャンバ１内の圧力差に従って、ガス導出口８から基板３の方向へ直進するガスの流れ１０を形成し、蒸気分子を効率よく基板３の上へ連行する。この際、周壁径縮小部２０ａが設けられ、ガス導出口８の断面積が狭められているので、ガス導出口８におけるガスの流速が大きくなり、強いガス流１０が形成され、蒸気分子を基板３の上へ連行する効率が高められる。
【００５７】
蒸着源５から放出された蒸着物質の蒸気分子の移動方向９は、周壁突出部分２０の内壁およびガスの流れ１０によって基板３の方へ向かうように規制される。即ち、蒸着物質５ａの表面から高さｈ1 ｃｍまでは、基板３の方向以外の方向へ向かう蒸気分子の運動は、周壁突出部分２０の内壁によって反射され、基板３の方へ向かうように規制される。そして、蒸気分子は、ガス導入部１１とガス導出口８との間の空間でガスの流れ１０に取り込まれ、ガス導出口８から真空チャンバ１内へ押し出され、真空チャンバ１内に流れ出た後は、基板３の方向へ直進するガスの流れ１０に連行されて効率よく基板３上へ運ばれる。ガスの流れ１０は、図１（ａ）に矢印で示したようにまっすぐ上方に向かう流れである場合でも、実際には図の左右方向にも広がりながら流れるので、蒸着物質の蒸気分子と均一に混ざり合って基板３の近傍に到達するものと考えられる。
【００５８】
このように、蒸着物質の蒸気分子の移動９は、ガスの流れ１０によって制御されているので、ガス流量を調節することにより、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性を向上させることができる。この際、蒸気分子を連行するといっても、真空チャンバ１内では、蒸気分子がガス導出口８から基板３へ直進的に運動するのを支援するだけで十分であるから、ＬＰＯＶＰＤ法に比べて高い真空度下で成膜することができ、膜質が向上する。
【００５９】
また、通常の真空蒸着法では、周壁径縮小部２０ａを設けると、開口面積の減少によって蒸着源５から基板３へ到着する蒸気分子数が直ちに減少し、成膜速度の低下を招く。しかし、本実施の形態では、蒸気分子は、ガス導入部１１とガス導出口８との間の空間でガスの流れ１０に取り込まれ、真空チャンバ１内へ押し出されるので、成膜速度はガス流量によって制御可能であり、周壁径縮小部２０ａを設けても、直ちに成膜速度の低下を招くことはない。
【００６０】
本実施の形態によれば、ガスの流れ１０と周壁突出部分２０とを併用することによって蒸気分子の飛行方向を基板３の方向へ導くので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら基板３と蒸着源５との距離を十分にとり、蒸着膜を均一な膜厚で形成することができる。また、真空チャンバ１内に蒸着物質が付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ１内の汚染を最小限にすることにより、高純度の蒸着膜を形成することができる。
【００６１】
特許文献１のホットウオール法のように、蒸気分子の飛行方向の規制をホットウオールのみで行おうとすると、基板３の近辺までホットウオールを設けることが必要になり、基板３の上の蒸着膜がホットウオールからの輻射熱の影響を受けやすいという新たな問題を生じる。本実施の形態によれば、ガスの流れ１０を併用することによって、基板３の近傍にホットウオールを設ける必要がなくなり、ホットウオールからの輻射熱によって蒸着膜が加熱される心配がない。従って、容易に蒸着膜を蒸着材料の融点以下の温度に保って結晶化を防ぎ、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜を形成することができる。
【００６２】
ガスの流れ１０を蒸気分子を連行する輸送媒体としてのみ用いるのであれば、ガス１５として不活性ガスを供給する。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノンなどを挙げることができるが、これらに限定されることなく、蒸着膜の形成に用いられる蒸着物質５ａに対して不活性で安定な物質であればよい。なお、ガス流１０の温度は、蒸着物質の蒸気分子が気相で凝縮しない程度の高温に保つものとする。
【００６３】
また、ガス１５に蒸着膜の構成成分を含ませておけば、蒸着物質５ａと、このガスからの構成成分とからなる多成分共蒸着膜を容易に形成することができる。この際、ガス流量を調節することによって成分比を精密に制御することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。
【００６４】
また、ガス１５として、不活性ガスと、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【００６５】
図２と図３は、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【００６６】
図２に示す例２の蒸着源は、図１に示した例１の蒸着源５の周壁径縮小部２０ａの先に筒状部２０ｂを設けた例である。ガス導出口８に筒状部２０ｂを設けると、ガスの流れ１０を筒状部２０ｂの内壁面に沿う方向に方向づけることができるから、この筒状部２０ｂの向きを基板３に向かうようにしておけば、ガス流１０の向きを蒸着源５から基板３に向かうように方向づけることができ、蒸着物質５ａの利用効率を高めて成膜速度を向上させ、且つ、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。
【００６７】
図３（１）に示す例３の蒸着源は、例１の蒸着源５の下方にガス１５のバッファー空間１６を設け、このバッファー空間１６にガス１５を一旦貯留し、このバッファー空間１６から蒸着源５へガス１５を供給するようにした例である。バッファー空間１６を設けることにより、乱れの少ない安定したガス１５の流れを供給することができる。図３（２）に示す例４の蒸着源は、例２の筒状部２０ｂを有する蒸着源５の下方にガス１５のバッファー空間１６を設けた例であり、この場合のバッファー空間１６の効果も上記と同じである。
【００６８】
これらの蒸着源は、図１に示したものと同様の蒸着装置に固定して用いられるが、バッファー空間１６が設けられる場合には、蒸着源加熱手段は、蒸着源の下部または側部に設けられる。
【００６９】
実施の形態２
図４（１）は、本発明の実施の形態２に基づく例５の蒸着源２５とその周辺装置を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【００７０】
例５の装置では、蒸着源２５の外周囲を囲む外壁１７および上蓋１８が設けられ、蒸着源２５と外壁１７と上蓋１８とで囲まれる空間領域にガス１５の導入部２１が形成されている。ガスの流路２２は、ガス導入部２１から蒸着源２５の周辺部を経て蒸着源２５の上方中心部へ向かい、上蓋１８の中心部に設けられた導出口８Ｂから真空チャンバ１内へ入るように形成されている。この構造によれば、ガス導入部２１からガス導出口８Ｂまでの間に、蒸着物質５ａの表面に沿って流れ、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を効率よく取り込んで連行するガスの流れを、簡易な構成によって形成することができる。図４の装置では、ガスの導入部２１に対してガスの供給部２３が１箇所設けられているが、後述するように複数箇所にガスの供給部を設けてもよい。
【００７１】
外壁１７と上蓋１８は、図示を省略するヒータと、測温手段と、この測温手段からの信号に応じて基板加熱用ヒータに供給する電力を調節するコントローラおよび電源とによって所定の温度に保たれているので、蒸着物質５ａが付着して堆積することはない。従って、外壁１７と上蓋１８も、蒸着源２５に連接された周壁突出部分２０と同様に、蒸気分子を基板３の方向へ導くホットウオールの一部とみなすこともできる。
【００７２】
但し、この上蓋１８が基板３に所定の距離よりも近づいて配置されることはなく、上蓋１８あるいは外壁１７からの輻射熱によって、基板３上に形成された蒸着膜が融点以上に加熱されて結晶化するなどの悪影響を防止することができる。
【００７３】
図４（１）に示した例５の蒸着源２５とその周辺装置は、図１に示したものと同様の真空チャンバ１内に固定して用いられる。以下、蒸着源２５とその周辺装置を用いて蒸着膜を形成する工程およびその特徴について、実施の形態１との相違点に重点を置いて説明する。
【００７４】
まず、基板３および蒸着物質５ａを所定の位置に配置した後、真空チャンバ１内を所定の真空度まで排気する。このとき、シャッタ７は仮想線の位置に置き、閉じておく。
【００７５】
次に、基板支持体４の基板加熱用ヒータや、蒸着源加熱手段６の蒸着源加熱用ヒータなどの各ヒータに通電し、基板３、蒸着源２５、周壁突出部分２０および外壁１７と上蓋１８を、それぞれ所定の温度に加熱する。
【００７６】
次に、基板３、蒸着源２５、周壁突出部分２０および外壁１７と上蓋１８の温度が所定の温度に達したら、シャッタ７を開き、蒸着物質５ａの蒸気を基板３の上に堆積させる。このとき、ガス導入部２１にガス供給管ｌ４からガス１５を供給する。
【００７７】
ガス導入部２１に導入されたガス１５は、ガス導入部２１からガス導出口８Ｂまで流れる間に、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を取り込む。ガス導出口８Ｂから流れ出た後は、真空チャンバ１内の圧力差に従って、ガス導出口８Ｂから基板３の方向へ直進するガスの流れ１０を形成し、蒸気分子を効率よく基板３の上へ連行する。この際、蒸着源２５におけるガスの流路２２が蒸着物質５ａの表面に沿うように形成されているので、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を取り込む効率が、実施の形態１の装置に比べて高い利点がある。
【００７８】
また、水平方向のガスの流れによって蒸気分子の取り込みが行われているので、上下方向のガスの流れ（図１のガス導入部１１とガス導出口８との間のガスの流れ）において蒸気分子の取り込みが行われる実施の形態１に比べ、上下方向の高さを縮小することができ、全体をコンパクト化することができる。
【００７９】
また、蒸着源２５においてガス１５が蒸気分子と混合せずに素通りしてしまう心配がないので、ガス導出口８Ｂの開口部の直径を、ガス流量を確保するのに必要な限界まで縮小することができる。このため、流速の大きいガス流１０を真空チャンバ１内に形成することができ、蒸気分子を基板３まで連行する効率を高めることができる。
【００８０】
本実施の形態は、その他、実施の形態１と同様の特徴を有する。即ち、ガスの流れ１０および外壁１７や上蓋１８や周壁突出部分２０を併用することによって蒸気分子の飛行方向を基板３の方向へ導くので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら基板３と蒸着源２５との距離を十分にとり、蒸着膜を均一な膜厚で形成することができる。また、真空チャンバ１内に蒸着物質５ａが付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ１内の汚染を最小限にすることにより、高純度の蒸着膜を形成することができる。
【００８１】
また、基板３の近傍にホットウオールを設ける必要がなくなり、ホットウオールからの輻射熱によって蒸着膜が加熱される心配がなく、基板温度を蒸着材料の融点以下の温度に保って結晶化を防ぎ、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜を形成することができる。
【００８２】
また、ガス１５に蒸着膜の構成成分を含ませておけば、容易に多成分共蒸着膜を形成することもできる。この際、ガス流量を調節することによって成分比を精密に制御することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。また、ガス１５として、不活性ガスと、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【００８３】
図４（２）は、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置の他の例（例６）を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【００８４】
例６の装置は、図４（１）に示した例５の装置の導出口８Ｂの下部に、筒状部１９を設けた例である。ガス導出口８Ｂの下部に筒状部１９を設けると、ガスの流れを筒状部１９の内壁面に沿う方向に方向づけることができるから、筒状部１９の向きを基板３に向かうように固定しておけば、ガス流１０の向きを蒸着源２５から基板３に向かうように方向づけることができ、蒸着物質５ａの利用効率を高め、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。筒状部１９の向きは、同図のように下方に設けてもよいし、図示は省略したが、上方あるいは上下両方向に設けてもよい（下記の例７〜１０も同様である。）。
【００８５】
なお、下方に設けた筒状部１９には、蒸着物質５ａの表面付近を流れずに流出してしまうガスの流れを抑え、流出ガスに含まれる蒸気分子の濃度の均一性を高める効果もある。
【００８６】
図５と図６とは、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置のその他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【００８７】
図５（１）に示す例７の装置は、例６の装置において、筒状部１９に対向する位置の蒸着容器２５ｂの底部を隆起させ、筒状部１９と隆起部２６とによって挟まれた空隙をガスが流れるように流路を形成した例である。例６の装置では、筒状部１９と蒸着物質５ａの表面とによって挟まれた空隙をガスが流れるので、空隙の大きさが蒸着物質５ａの量に依存し、ガスが空隙から受ける抵抗が蒸着物質５ａの量によって変化する。それに対し、例７の装置では、空隙の大きさが蒸着物質５ａの量に依存しないので、ガスが空隙から受ける抵抗が一定であり、ガス流量が蒸着物質５ａの量の影響を受けないという利点がある。
【００８８】
図５（２）に示す例８の装置は、例７の装置に、蒸着源２５の中心部を下部から上部へ貫くガスの流路１２を付加したものである。この構造によれば、蒸着物質５ａの蒸気分子の流量を変えることなく、ガス流量を増加させることができ、真空チャンバ１内に強いガス流１０を形成し、蒸着物質５ａの利用効率を高め、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。
【００８９】
図６（１）に示す例９の装置は、例８の装置と同様に蒸着源２５の中心部を下部から上部へ貫くガスの流路１２が付加されているが、流路１２を流れるガス１５Ｂが、流路２２を流れるガス１５とは別のガス供給管１４から供給されるように構成されている。この構造によれば、流路１２を流れるガス１５Ｂの流量を、流路２２を流れるガス１５の流量とは独立に調節することができ、ガス導出口８Ｂから流出するガスに含まれる蒸気分子の流量や濃度を所望の値に制御することができる。
【００９０】
また、流路１２を流れるガス１５Ｂと、流路２２を流れるガス１５とを別種のガスとすることもでき、例えば、一方のガスを蒸着膜の構成成分を含むガスにして、多成分共蒸着膜を形成することもできる。この際、ガス１５とガス１５Ｂとのガス流量を調節することによって、多成分共蒸着膜の成分比を精密に制御することができる。
【００９１】
図６（２）に示す例１０の装置は、例８の装置の蒸着源２５の下方にガス１５のバッファー空間２７を設け、このバッファー空間２７にガス１５を一旦貯留し、このバッファー空間２７から蒸着源２５へガス１５を供給するようにした例である。バッファー空間２７を設けることにより、乱れの少ない安定したガス１５の流れを蒸着源２５に供給することができる。
【００９２】
図７は、本実施の形態に基づく、ガス供給部１３の他の形状を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【００９３】
図７（１）は、ガス導入部２１に２箇所のガス供給部２３を設けた例である。円周方向に関して均一なガス流を蒸着源２５に供給するためには、この例のように、２つ、若しくはもっと多数のガス供給部２３を等間隔にガス導入部２１に配設するのがよいと考えられる。しかし、あまりに多くしても、構造が複雑になるほどにはその効果が上がらない。
【００９４】
そこで、図７（２）と（３）は、供給部２３を多数箇所に設ける代わりに、ガス供給管２４の形状を、多数の孔（開口部）２８を有する多孔状（図７（２））、又は連続的な細幅のスリット状の開口部２９を有する形状（図７（３））にしたものである。
【００９５】
実施の形態３
図８は、本発明の実施の形態３に基づく例１１の蒸着源とその周辺装置を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【００９６】
例１１の装置では、図１に示した例１の蒸着源５とその周辺装置の周囲に、第２のガス３５の導入部３１が設けられている。ガス導入部３１は、蒸着源５と、蒸着源５の周囲に設けられたガイド３２とによって挟まれた領域に形成されている。この構造によれば、ガスの流れ１０を側面で取り囲む第２のガスの流れ３６を、簡易な構成によって形成することができる。図８の装置では、このガスの導入部３１に対してガスの供給部３３が１箇所設けられている。
【００９７】
図８に示した例１１の装置は、図１に示したものと同様の真空チャンバ１内に固定して用いられる。以下、例１１の装置を用いて蒸着膜を形成する工程およびその特徴について、実施の形態１との相違点に重点を置いて説明する。
【００９８】
まず、基板３および蒸着物質５ａを所定の位置に配置した後、真空チャンバ１内を所定の真空度まで排気する。このとき、シャッタ７は仮想線の位置に置き、閉じておく。
【００９９】
次に、基板支持体４の基板加熱用ヒータや、蒸着源加熱手段６の蒸着源加熱用ヒータなどの各ヒータに通電し、基板３、蒸着源５および周壁突出部分２０を、それぞれ所定の温度に加熱する。
【０１００】
次に、基板３、蒸着源５および周壁突出部分２０の温度が所定の温度に達したら、シャッタ７を開き、蒸着物質５ａの蒸気を基板３の上に堆積させる。このとき、このとき、ガス導入部１１にガス供給管ｌ４からガス１５を供給するとともに、蒸着源５と、蒸着源５の周囲に設けられたガイド３２とによって挟まれたガス導入部３１に、ガス供給管３４から第２のガス３５を供給する。
【０１０１】
実施の形態１において前述したように、ガス導入部１１に導入されたガス１５は、ガス導入部１１からガス導出口８まで流れる間に、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を取り込み、ガス導出口８から流れ出た後は、真空チャンバ１内の圧力差に従って、ガス導出口８から基板３の方向へ直進するガスの流れ１０を形成し、蒸気分子を効率よく基板３の上へ連行する。
【０１０２】
一方、ガス導入部３１に導入された第２のガスは、真空チャンバ１内の圧力差に従って、蒸着源５の周囲から基板３の方向へ向かう第２のガスの流れ３６を形成する。この際、第２のガスの流れ３６は、ガス導入部３１を挟んでいる２つの壁面、蒸着源５の周壁突出部分２０の外壁とガイド３２の内壁面に沿う方向に方向づけられる。従って、例えば、図８に示すようにこれらの面が図の上下方向に形成されている場合には、第２のガスの流れ３６も、矢印で示したようにまっすぐ上方に向かう流れになり、ガスの流れ１０を側面で取り囲むように形成される。
【０１０３】
実施の形態１において前述したと同様に、蒸着源５から放出された蒸着物質の蒸気分子の移動方向９は、主として、周壁突出部分２０の内壁およびガスの流れ１０によって基板３の方へ向かうように規制される。即ち、蒸着源５の内部では、基板３の方向以外の方向へ向かう蒸気分子の運動は、周壁突出部分２０の内壁によって反射され、基板３の方へ向かうように規制される。そして、蒸気分子は、ガス導入部１１とガス導出口８との間の空間でガスの流れ１０に取り込まれ、ガス導出口８から真空チャンバ１内へ押し出され、真空チャンバ１内に流れ出た後は、基板３の方向へ直進するガスの流れ１０に連行されて効率よく基板３上へ運ばれる。
【０１０４】
しかしながら、ガスの流れ１０は、図８に矢印で示したようにまっすぐ上方に向かう流れである場合でも、実際には図の左右方向にも広がりながら流れるので、蒸着物質の蒸気分子も左右方向にも広がりながら流れるものと考えられる。この左右方向にも広がろうとする蒸気分子の流れ３７は、基板３の上に均一な蒸着膜を形成する上で好ましいものであるが、それが過剰になると蒸着物質５ａの損失が大きくなり、蒸着物質５ａの利用効率の低下と、真空チャンバ１の汚染による膜質の低下を招くことになる。
【０１０５】
本実施の形態では、ガスの流れ１０を側面で取り囲むように第２のガスの流れ３６が形成されているので、過剰に左右方向に広がり、基板３への方向をはずれようとする蒸気分子の流れ３７は、基板３の方へ向かうように規制される。即ち、第２のガス流３６は、基板３の方向以外の方向へ進もうとする蒸気分子の運動を分子衝突によって阻止し、基板３の方向へ向かわせるガスによる壁（バリアおよびガイド）として機能する。
【０１０６】
このように、本実施の形態では、蒸着物質の蒸気分子の移動９は、ガスの流れ１０と第２のガスの流れ３６とによって二重に制御されているので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら基板３と蒸着源５との距離を十分にとり、蒸着膜を均一な膜厚で形成することができる。また、真空チャンバ１内に蒸着物質が付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ１内の汚染を最小限にすることにより、高純度の蒸着膜を形成することができる。また、それぞれのガス流量を調節することにより、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性をさらに向上させることができる。
【０１０７】
また、第２のガス流３６を併用することにより、ガス流１０単独の場合に比べ、より高い真空度下で成膜することが可能になり、膜質が向上する。例えば、第２のガスの流れ３６が壁として機能するためには、第２のガスの流れ３６が蒸気分子を素通りさせず、分子衝突によって反射できるように、第２のガスの流れ３６における平均自由工程が数ｃｍ以下であればよい。これに相当する真空度は、１０-1Ｐａ程度であるから、ＬＰＯＶＰＤ法に比べて高い真空度下で成膜することができる。
【０１０８】
その他、本実施の形態が実施の形態１と同様の特徴を有することは、言うまでもない。即ち、基板３の近傍にホットウオールを設ける必要がなくなり、ホットウオールからの輻射熱によって蒸着膜が加熱される心配がなく、基板温度を蒸着材料の融点以下の温度に保って結晶化を防ぎ、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜を形成することができる。
【０１０９】
また、ガス１５に蒸着膜の構成成分を含ませておけば、容易に多成分共蒸着膜を形成することもできる。この際、ガス流量を調節することによって成分比を精密に制御することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。また、ガス１５として、不活性ガスと、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【０１１０】
第２のガス流３６をガス３５による壁としてだけ用いるのであれば、ガス３５として不活性ガスを供給する。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノンなどを挙げることができるが、これらに限定されることなく、蒸着膜の形成に用いられる蒸着物質５ａに対して不活性で安定な物質であればよい。例えば、分子の直径が大きく、分子の質量が大きいほど、壁としての効果が高いから、使用可能であれば、テトラフルオロメタンや四塩化炭素などは不活性ガスとして好適である。
【０１１１】
また、ガス３５に蒸着膜の構成成分を含ませておけば、容易に多成分共蒸着膜を形成することもできる。この際、ガス流量を調節することによって成分比を精密に制御することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。また、ガス３５として、不活性ガスと、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【０１１２】
蒸着源の周囲に設ける第２のガスの導入部３１は、図８に示すように、蒸着源５と、この蒸着源の周囲に設けられたガイド３２とによって挟まれた領域に形成するのがよい。この構造によれば、ガスの流れ１０を取り囲む第２のガスの流れ３６を、簡易な構成によって形成することができる。
【０１１３】
第２のガスの導入部３１に第２のガスの供給部３３を設ける方法としては、図８に示す第２のガスの導入部３３を１箇所設ける方法の他に、実施の形態２においてガス導入部２１にガス１５を導入する方法として示した種々の変形例を適用することができる。図７（１）に示したと同様に、ガス導入部３１に２箇所以上の箇所にガス供給部を設けたり、図７（２）と（３）に示したと同様に、供給部３３を多数箇所に設ける代わりに、ガス供給管３４の形状を、多数の孔（開口部）を有する多孔状、又は連続的な細幅のスリット状の開口部を有する形状にしたりするなどである。
【０１１４】
また、蒸着源の下部に設けられたバッファー空間に第２のガスが供給され、このバッファー空間から蒸着源の周壁に沿って第２のガスが導出されるのもよい。バッファー空間を設けることにより、乱れの少ない安定した第２のガスの流れを形成することができる。
【０１１５】
図９〜１１は、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【０１１６】
図９〜１１に示した例１２〜１４は、実施の形態１の例２〜４の蒸着源に対し、本実施の形態の特徴である第２のガス流を形成する手段を付加したものである。従って、例１２〜１４の装置は、例１１の装置と同様、前述した第２のガス流を併用する特徴を有するとともに、例２〜４の各装置が有する特徴も有している。
【０１１７】
即ち、図９に示す例１２の装置は、ガス導出口８に筒状部２０ｂを有するので、ガス流１０の向きを蒸着源５から基板３に向かうように方向づけることができ、蒸着物質５ａの利用効率を高めて成膜速度を向上させ、且つ、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。
【０１１８】
また、図１０に示す例１３の装置は、バッファー空間１６を有するので、乱れの少ない安定したガス１５の流れを供給することができる。また、図１１に示す例１４の装置は、筒状部２０ｂとバッファー空間１６とを有するので、両方の特徴を有している。
【０１１９】
実施の形態４
図１２〜１４は、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【０１２０】
図１２〜１４に示した例１５〜２０は、実施の形態３で用いられた例１の蒸着源とその周辺装置の代わりに、実施の形態２で説明した例５〜１０の蒸着源とその周辺装置を用い、それに第２のガス流を形成する手段を付加したものである。これらの装置は、図１に示したものと同様の真空チャンバ１内に固定して、蒸着膜の形成に用いられる。
【０１２１】
この際、実施の形態３で既述したように、ガスの流れ１０を側面で取り囲むように第２のガスの流れ３６が形成されるので、過剰に左右方向に広がり、基板３への方向をはずれようとする蒸気分子の流れ３７は、基板３の方へ向かうように規制される。即ち、第２のガス流３６は、基板３の方向以外の方向へ進もうとする蒸気分子の運動を分子衝突によって阻止し、基板３の方向へ向かわせるガスによる壁（バリアおよびガイド）として機能する。
【０１２２】
このように、本実施の形態でも実施の形態３と同様に、蒸着物質の蒸気分子の移動９は、ガスの流れ１０と第２のガスの流れ３６とによって二重に制御されているので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら基板３と蒸着源５との距離を十分にとり、蒸着膜を均一な膜厚で形成することができる。また、真空チャンバ１内に蒸着物質が付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ１内の汚染を最小限にすることにより、高純度の蒸着膜を形成することができる。また、それぞれのガス流量を調節することにより、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性をさらに向上させることができる。
【０１２３】
また、第２のガス流３６を併用することにより、ガス流１０単独の場合に比べ、より高い真空度下で成膜することが可能になり、膜質が向上する。例えば、第２のガスの流れ３６が壁として機能するためには、第２のガスの流れ３６が蒸気分子を素通りさせず、分子衝突によって反射できるように、第２のガスの流れ３６における平均自由工程が数ｃｍ以下であればよい。これに相当する真空度は、１０-1Ｐａ程度であるから、ＬＰＯＶＰＤ法に比べて高い真空度下で成膜することができる。
【０１２４】
更に、例１５〜２０の装置は、例５〜１０の蒸着源とその周辺装置を用いることによる特徴も有している。
【０１２５】
即ち、例１５の装置では、蒸着物質５ａの表面から放出された蒸気分子を取り込む効率が、例１の装置に比べて高い利点がある。また、上下方向の高さを縮小することができ、全体をコンパクト化することができる。また、ガス導出口８Ｂの開口部の直径を、ガス流量を確保するのに必要な限界まで縮小することができ、流速の大きいガス流１０を真空チャンバ１内に形成でき、蒸気分子を基板３まで連行する効率を高めることができる。
【０１２６】
例１６の装置では、例１５の装置の特徴に加えて、導出口８Ｂの下部に筒状部１９が設けられているので、ガス流１０の向きを蒸着源２５から基板３に向かうように方向づけることができ、蒸着物質５ａの利用効率を高め、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。筒状部１９の向きは、上方あるいは上下両方向に設けてもよい（例１７〜２０も同様。）。また、蒸着物質５ａの表面付近を流れずに流出してしまうガスの流れを抑え、流出するガスに含まれる蒸気分子の濃度の均一性を高める効果もある。
【０１２７】
例１７の装置では、例１６の装置の特徴に加えて、筒状部１９と、蒸着容器２５ｂの底部隆起部２６とによって挟まれた空隙をガスが流れるので、例１６の装置ガス流量が蒸着物質５ａの量の影響を受けないという利点がある。
【０１２８】
例１８の装置では、例１７の装置の特徴に加えて、蒸着源２５の中心部を下部から上部へ貫くガスの流路１２によって、蒸着物質５ａの蒸気分子の流量を変えることなく、ガス流量を増加させることができ、真空チャンバ１内に強いガス流１０を形成し、蒸着物質５ａの利用効率を高め、真空チャンバ１内の汚染を抑えることができる。
【０１２９】
例１９の装置では、例１８の装置の特徴に加えて、流路１２を流れるガス１５Ｂが、流路２２を流れるガス１５とは別のガス供給管１４から供給され、流路１２を流れるガス１５Ｂの流量を、流路２２を流れるガス１５の流量とは独立に調節することができ、ガス導出口８Ｂから流出するガスに含まれる蒸気分子の流量や濃度を所望の値に制御することができる。また、流路１２を流れるガス１５Ｂと、流路２２を流れるガス１５とを別種のガスとすることもでき、例えば、一方のガスを蒸着膜の構成成分を含むガスにして、多成分共蒸着膜を形成することもできる。
【０１３０】
例２０の装置では、例１８の装置の特徴に加えて、蒸着源２５の下方にガス１５のバッファー空間２７が設けられているので、乱れの少ない安定したガス１５の流れを蒸着源２５に供給することができる。
【０１３１】
実施の形態５
図１５は、本実施の形態に基づく例２１の蒸着源とその周辺装置を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【０１３２】
例２１の装置は、実施の形態２で用いられた例８の装置から上蓋１８を除いたものである。この装置も、図１に示したものと同様の真空チャンバ１内に固定して、蒸着膜の形成に用いられる。
【０１３３】
この際、上蓋１８が除かれているため、ガス導入部２１に導入されるガス１５は、真空チャンバ１内の圧力差に従って、蒸着源２５の中心部を下部から上部へ貫通して基板３の方向へ向かう中心部のガスの流れ３８と、ガス導入部２１から基板３の方向へ向かう周辺部のガスの流れ３９とを形成する。中心部のガスの流れ３８は、ガスの流路１２を取り囲む壁面によって、周辺部のガスの流れ３９は、ガス導入部２１を挟んでいる２つの壁面、蒸着源５の周壁突出部分２０の外壁面と外壁１７の内壁面とによって、それぞれ基板３へ向かうように方向づけられる。
【０１３４】
蒸着源２５では、容器２５ｂの内と外の周壁がいずれも突出して形成されており、これらの周壁突出部分２０は、基板３以外の方向へ飛行しようとする蒸着材料５ａの蒸気分子を反射して基板３の方向へ向かわせるバリアあるいはガイド（ホットウオール）として機能する。
【０１３５】
周壁突出部分２０のない空間領域では、左右方向に広がり、基板３への方向をはずれようとする蒸気分子の流れ３７は、ガスの流れ３８または３９によって基板３の方向へ連行されるか、あるいは分子の飛行方向が基板３の方へ向かうように規制される。
【０１３６】
このように、蒸着物質の蒸気分子の移動９は、ガスの流れ３８および３９によって制御されているので、ガス流量を調節することにより、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性を向上させることができる。この際、蒸気分子を連行するか、あるいは蒸気分子の飛行方向を基板３の方へ向かうように規制するといっても、真空チャンバ１内では、蒸気分子が蒸着源２５から基板３へ直進的に運動するのを支援するだけで十分であるから、ＬＰＯＶＰＤ法に比べて高い真空度下で成膜することができ、膜質が向上する。
【０１３７】
本実施の形態によれば、ガスの流れ３８および３９と周壁突出部分２０とを併用することによって蒸気分子の飛行方向を基板３の方向へ導くので、蒸着原料の利用効率と成膜速度を高く保ちながら基板３と蒸着源５との距離を十分にとり、蒸着膜を均一な膜厚で形成することができる。また、真空チャンバ１内に蒸着物質が付着し、堆積することを最小限に抑え、真空チャンバ１内の汚染を最小限にすることにより、高純度の蒸着膜を形成することができる。
【０１３８】
また、本実施の形態では、ガスの流れ３８および３９を併用することによって、基板３の近傍にホットウオールを設ける必要がなくなり、ホットウオールからの輻射熱によって蒸着膜が加熱される心配がない。従って、容易に蒸着膜を蒸着材料の融点以下の温度に保って結晶化を防ぎ、滑らかな表面性を有するアモルファス化有機化合物膜を形成することができる。
【０１３９】
ガスの流れ３８および３９を蒸気分子を連行またはその飛行方向を規制することのみに用いるのであれば、ガス１５として不活性ガスを供給する。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノンなどを挙げることができるが、これらに限定されることなく、蒸着膜の形成に用いられる蒸着物質５ａに対して不活性で安定な物質であればよい。なお、ガスの流れ３８および３９の温度は、蒸着物質の蒸気分子が気相で凝縮しない程度の高温に保つものとする。
【０１４０】
また、ガス１５に蒸着膜の構成成分を含ませておけば、蒸着物質５ａと、このガスからの構成成分とからなる多成分共蒸着膜を容易に形成することができる。この際、ガス流量を調節することによって成分比を精密に制御することができる。このようなガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトンおよびキセノン等の不活性ガス、あるいは前記蒸着膜の形成に用いられる蒸着材料に対して不活性で安定なガスと、有機ＥＬ素子のホスト材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3) 等もしくはゲスト材料であるクマリン等の蒸発成分との混合ガスなどを挙げることができる。
【０１４１】
また、ガス１５として、不活性ガスと、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを交互に切り替えて供給し、単成分蒸着膜と多成分共蒸着膜とを交互に成膜することもできる。
【０１４２】
図１５（２）と図１６は、本実施の形態に基づく、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【０１４３】
図１５（２）に示す例２２の装置は、例９の装置と同様に、中心部の流路１２を流れるガス１５Ｂが、ガス導入部２１に導入されるガス１５とは別のガス供給管１４から供給されるように構成されている。この構造によれば、中心部のガスの流れ３８の流量と、周辺部のガスの流れ３９の流量とを独立に調節することができ、膜厚分布の均一性や成膜速度の制御性を向上させることができる。
【０１４４】
また、ガス１５とガス１５Ｂとを別種のガスとすることもでき、例えば、一方のガスを蒸着膜の構成成分を含むガスにして、多成分共蒸着膜を形成することもできる。この際、ガス１５とガス１５Ｂとのガス流量を調節することによって、多成分共蒸着膜の成分比を精密に制御することができる。
【０１４５】
図１６に示す例２３の装置は、例２１の装置の蒸着源２５の下方にガス１５のバッファー空間２７を設け、このバッファー空間２７にガス１５を一旦貯留し、このバッファー空間２７から蒸着源２５へガス１５を供給するようにした例である。バッファー空間２７を設けることにより、乱れの少ない安定したガス１５の流れを供給することができる。
【０１４６】
実施の形態６
図１７は、本発明の実施の形態６に基づく蒸着装置の構成を示す説明図である。図１７に示す装置は、図１に示した実施の形態１の蒸着装置と比べて、２つの蒸着源４５ａと４５ｂ、およびガス導入部５１ａと５１ｂを有する点のみが異なっている。
【０１４７】
真空チャンバ４１は、排気系４２を備えた気密な中空容器で構成され、１×１０-5Ｐａ程度以上の高真空状態に排気できるように構成されている。蒸着膜を形成する基体である基板４３の材料としては、ガラス、セラミックス、金属または樹脂など、用途に応じて任意のものを用いることができる。
【０１４８】
基板支持体４４は、真空チャンバ４１の上部中央位置に配設されており、下面が平面形状に形成され、この面に基板４３を保持するよう構成されている。基板支持体４４には、基板４３を所定温度に加熱及び／又は冷却するための基板加熱用ヒータや冷却装置が設けられており、チャンバ４１には、基板４３と基板支持体４４の温度を測定する測温手段と、この測温手段からの信号に応じて基板加熱用ヒータに供給する電力を調節するコントローラおよび電源、及び／又は冷却用冷媒の温度や流量を調節するコントローラおよび電源と、基板支持体４４をチャンバ４１に固定する固定手段などが設けられている。
【０１４９】
基板４３に対向して、真空チャンバ４１の下部中央位置には、２つの蒸着源４５ａと４５ｂとが置かれている。２つの蒸着源４５ａと４５ｂとは、それぞれ、共蒸着する各蒸着物質とそれを収容する容器からなり、各蒸着源４５ａと４５ｂとの下部には、各蒸着物質の温度をそれぞれ制御する蒸発源加熱手段４６ａおよび４６ｂとが設けられている。蒸着源加熱手段４６ａおよび４６ｂは、それぞれ、例えば抵抗加熱方式の蒸発源加熱用ヒータもしくは加熱用ランプ、各蒸着物質の温度を測定する測温手段、そしてこの測温手段からの信号に応じて蒸発源加熱用ヒータ等に供給する電力を調節するコントローラおよび電源などからなる。また、各蒸着源４５ａと４５ｂの上部には、それぞれ、蒸着操作を制御するためのシャッタ４７ａと４７ｂとが設けられている。
【０１５０】
共蒸着される蒸着物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機ＥＬ素子を形成する場合では、ホスト材料としてＡｌｑ3 などを、また、ゲスト材料としてクマリンなどを挙げることができる。
【０１５１】
各蒸着源４５ａおよび４５ｂには、それぞれ、ガス５５の導入部５１ａと５１ｂとが設けられている。ガス導入部５１ａは、ガスの流路が蒸着源４５ａの中心部を下部から上部へ貫くように形成されている。ガス導入部５１ｂは、ガスの流路が蒸着源４５ｂの中心部を下部から上部へ貫くように形成されている。
【０１５２】
各蒸着源４５ａおよび４５ｂを用いて蒸着材料の蒸気分子を基板４３の上に堆積させる操作は実施の形態１に記載したのと同様である。蒸着源４５ａと４５ｂは、それぞれ独立に制御され、共通の基板３に対し同時に蒸着が行われることで共蒸着膜が形成される。
【０１５３】
図１７に示した矢印は、蒸着物質の蒸気分子の移動方向４９ａと４９ｂ、およびその動きをそれぞれ規制するガスの流れ５０ａと５０ｂとを示している。実際には、蒸気分子やガスは図の左右方向にも広がりながら基板４３の方へ流れていくので、２つの蒸着源からの蒸着物質は基板４３上で成分比が一定で、均一な膜厚の蒸着膜を形成できる。
【０１５４】
蒸着源や基板の大きさは、特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、蒸着源は、直径が２０ｍｍ、高さが２０ｍｍ程度の円筒形で、基板は、大きさが１００ｍｍ×３００ｍｍ程度の長方形である。蒸着源を２つ以上設ける場合には、蒸着源が１つの場合に比べ、より多くの成分の共蒸着が可能になる利点がある。例えば、２つの蒸着源と、蒸着膜を形成する成分を含有するガスとを併用すれば、３成分からなる共蒸着膜を制御よく形成することができる。この際、蒸着源同士が近すぎれば、その輻射熱による妨害が生じる可能性があるが、それは、２つの蒸着源の距離をある程度以上に保ったり、間に隔壁を設置したりすることで容易に解決することができる。
【０１５５】
次に、図１７に示した蒸着装置を用いて、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）(Ａｌｑ3 )をホスト材料とし、例えばクマリンをゲスト材料とする共蒸着膜を形成する工程について、さらに詳細に説明する。この蒸着膜は、有機ＥＬ素子に用いられ、Ａｌｑ3 は電子輸送材料および発光材料として機能し、クマリンは発光材料として機能する。
【０１５６】
まず、ガラスまたはプラスチックの基板４３を基板支持体４４に固定し、Ａｌｑ3 を蒸着源４５ａに、クマリンを蒸着源４５ｂに配置した後、真空チャンバ１内を１×１０-5Ｐａ以上の高真空状態にまで排気する。このとき、シャッタ４７ａおよび４７ｂは閉じておく。
【０１５７】
次に、基板支持体４４の基板加熱用ヒータや、蒸着源加熱手段４６ａおよび４６ｂの蒸着源加熱用ヒータなどの各温度調節手段に通電し、基板４３、蒸着源４５ａと４５ｂ、および周壁突出部分５６ａおよび５６ｂを、それぞれ所定の温度に調節する。ここで、Ａｌｑ3 等のホスト材料を入れた蒸着源４５ａは２２０〜４００℃の範囲に、クマリン等のゲスト材料を入れた蒸着源４５ｂは１００〜２５０℃の範囲に温度を調節できるものとする。
【０１５８】
次に、基板４３、蒸着源４５ａと４５ｂ、および周壁突出部分５６ａおよび５６ｂの温度が所定の温度に達したら、シャッタ４７ａおよび４７ｂを開き、Ａｌｑ3 およびクマリンの蒸気分子を基板４３の上に堆積させる。このとき、Ａｌｑ3 を入れた蒸着源４５ａの温度は、例えば３００℃前後、クマリンを入れた蒸着源４５ｂの温度は、例えば１５０℃前後とするのがよい。
【０１５９】
上記の蒸着の開始に合わせて、蒸着源４５ａおよび４５ｂにガス５５を供給する。このときのガスの温度は室温〜６００℃、ガスの流量は０．１〜１００００ｃｃ／ｍｉｎとし、真空チャンバ４１内の圧力は１×１０-5 〜１×１０3 Ｐａとする。
【０１６０】
蒸着膜の形成中は、例えば、Ａｌｑ3 およびクマリンの蒸着速度をガス流量とガス温度で制御して、ホスト材料であるＡｌｑ3 およびゲスト材料であるクマリンが所望の割合で含まれる有機共蒸着膜を成膜する。この際、ガス流量とガス温度で、ホスト材料であるＡｌｑ3 およびゲスト材料であるクマリンの蒸着速度を制御するので、成分比の精密制御が可能になり、成膜速度制御の応答性が速くなるので、膜厚方向の組成変調を形成しやすくなる。
【０１６１】
従来の真空蒸着法による成膜では、成膜速度を制御する手段は、蒸着源の温度のみであり、ホットウオールを導入した真空蒸着法による成膜においても、成膜速度を制御する手段は、蒸着源の温度とホットウオールの温度（但し、ホットウオールは通常一定温度に設定して使用すると思われる。）のみである。これらの温度による制御手段しか持たない方法に比べ、本実施の形態によれば、蒸着源の温度と周壁突出部分５６ａおよび５６ｂの温度に加え、ガスの流量と温度による制御が可能となるので、成膜速度を精密に、且つ高速に制御することができ、制御性が向上する。これは、上述した多成分共蒸着膜の作製において特に有効である。
【０１６２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明は、蒸着膜、特に有機エレクトロルミネッセンス素子や有機半導体素子などに用いられる低分子量有機化合物膜の製造に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施の形態１に基づく、蒸着装置の構成を示す説明図（ａ）と、図１（ａ）に示した１ｂ−１ｂ線の位置から見た蒸着源とその周辺装置の平面図（ｂ）とである。
【図２】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図３】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図４】本発明の実施の形態２に基づく、蒸着源とその周辺装置の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図５】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図６】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図７】同、ガス供給部の他の形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図８】本発明の実施の形態３に基づく、蒸着源とその周辺装置の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図９】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１０】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１１】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１２】本発明の実施の形態４に基づく、蒸着源とその周辺装置の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１３】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１４】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１５】本発明の実施の形態５に基づく、蒸着源とその周辺装置の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１６】同、蒸着源とその周辺装置の他の例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）とである。
【図１７】本発明の実施の形態６に基づく蒸着装置の構成を示す説明図である。
【図１８】ホットウオール法を適用した真空蒸着装置の一例を示す説明図である。
【図１９】ＬＰＯＶＰＤ法を適用した蒸着装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１…真空チャンバ、２…排気系、３…基板、４…基板支持体、５…蒸着源、
５ａ…蒸着物質、５ｂ…蒸着物質を収容する容器、６…蒸発源加熱手段、７…シャッタ、
８、８Ｂ…ガス導出口、９…蒸着物質の蒸気分子の移動方向、１０…ガスの流れ、
１１…ガス導入部、１２…ガス流路、１３…ガス供給部、１４…ガス供給管、
１５、１５Ｂ…ガス、１６…バッファー空間、１７…外壁、１８…上蓋、
１９…筒状部、２０…周壁突出部分、２０ａ…周壁径縮小部、２０ｂ…筒状部、
２０ｃ…突出端部、２１…ガス導入部、２２…ガス流路、２３…ガス供給部、
２４…ガス供給管、２５…蒸着源、２５ｂ…蒸着物質を収容する容器、２６…隆起部、
２７…バッファー空間、２８…孔（開口部）、２９…スリット状の開口部、
３１…第２のガスの導入部、３２…ガイド、３３…第２のガスの供給部、
３４…第２のガスの供給菅、３５…第２のガス、３６…第２のガスの流れ、
３７…左右方向に広がろうとする蒸気分子の流れ、３８…中心部のガスの流れ、
３９…周辺部のガスの流れ、４１…真空チャンバ、４２…排気系、４３…基板、
４４…基板支持体、４５ａ、４５ｂ…蒸着源、４６ａ、４６ｂ…蒸発源加熱手段、
４７ａ、４７ｂ…シャッタ、４８ａ、４８ｂ…ガス導出口、
４９ａ、４９ｂ…蒸気分子の移動方向、５０ａ、５０ｂ…ガスの流れ、
５１ａ、５１ｂ…ガス導入部、５５…ガス、５６ａ、５６ｂ…周壁突出部分、
６１…真空チャンバ、６２…排気装置、６３…蒸着源、６４…基板、
６５…内壁（ホットウオール）、６６…内壁加熱用ヒータ、７０…反応器、
７１…キャリアガス供給系、７２…るつぼ、７３…バブラー、７４…反応ガス導入口、
７５…反応菅、７６…多領域加熱器／冷却器、７７…基体、７８…基体温度制御ブロック
【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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【図９】
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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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