(57)【要約】【課題】蒸発源の冷却時間を短縮する。【解決手段】蒸着準備工程では、蒸着材料３０を収納する坩堝１３、坩堝１３を加熱する加熱部１４、および坩堝１３内で気体化した蒸着材料３０を被処理物に向かって放出するノズル１２、を備える蒸発源１０、および被処理物を真空チャンバ内に配置する。次に、坩堝１３に収納された蒸着材料３０を加熱部１４により加熱して、気体化した蒸着材料ガスを発生させ、被処理物に蒸着膜を形成する。次に、蒸発源１０の外側からノズル１２を介して坩堝１３内にガス２６を供給し、かつ、加熱部１４を停止させて坩堝１３を冷却する。【選択図】図８
2012207263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）蒸着材料を収納する坩堝、前記坩堝を加熱する加熱部、および前記坩堝内で気体化した前記蒸着材料を被処理物に向かって放出するノズル、を備える蒸発源を準備する工程、
（ｂ）前記坩堝に収納された前記蒸着材料を前記加熱部により加熱して、気体化した蒸着材料ガスを発生させ、前記被処理物に蒸着膜を形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記蒸発源の外側に配置されるガス供給部から前記ノズルを介して前記坩堝内に向かって選択的にガスを供給して前記坩堝内部の圧力を局所的に上昇させ、かつ、前記加熱部を停止させて前記坩堝を冷却する工程、
を含むことを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程で前記坩堝内に供給するガスは不活性ガスであることを特徴とする蒸着方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程では、前記坩堝の冷却を開始する時までに、前記蒸発源又は前記ガス供給部のガス放出口の位置を相対的に移動させて、前記ガス供給部の前記ガス放出口と前記ノズルの開口部とを対向させて、前記ガス供給部から前記ノズルを介して前記坩堝内に向かって選択的にガスを供給することを特徴とする蒸着方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程で前記坩堝内に前記ガスを供給する前記ガス供給部のガス放出口は、前記ノズルと離間して配置され、
前記ガス放出口からの前記ガスの放出角度は、前記ノズルから前記被処理物に至る前記蒸着材料ガスの放出経路の軸線に対して傾斜させることを特徴とする蒸着方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程で前記坩堝内に前記ガスを供給するガス供給部は、前記（ｃ）工程において、前記ノズルの開口部を覆う栓部を備え、
前記ガス供給部のガス供給経路は、前記栓部に形成された貫通孔に接続され、前記ガス供給部のガス放出口は、前記（ｃ）工程において前記ノズルの前記開口部上、前記ノズルの前記開口部内、または前記坩堝内に配置されることを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
請求項５に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程では、前記栓部を加熱することを特徴とする蒸着方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれかに記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程では、前記坩堝の温度が前記冷却の終点となる温度に到達するまで、継続して前記ガスを供給することを特徴とする蒸着方法。
【請求項８】
請求項７に記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程では、前記冷却の途中で、前記ガスの種類を切り替えて供給することを特徴とする蒸着方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項６のうちのいずれかに記載の蒸着方法において、
前記（ｃ）工程では、前記坩堝の温度が前記冷却の終点となる温度に到達する前に、前記ガスの供給を停止することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の蒸着方法において、
前記ガスの供給を停止するタイミングをセンサで検出することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１１】
真空チャンバ、前記真空チャンバ内に配置される蒸発源、前記蒸発源内にガスを供給するガス供給部、および前記真空チャンバ内で被処理物を保持する保持部を有し、
前記蒸発源は、
蒸着材料を収納する坩堝、前記坩堝を加熱する加熱部、および前記坩堝内で気体化した前記蒸着材料ガスを前記被処理物に向かって放出するノズル、を備え、
前記ガス供給部は、
前記真空チャンバの外側から前記真空チャンバ内に導入されるガス供給経路、および前記ガス供給経路に接続され、前記蒸発源の前記ノズルから前記坩堝内に前記ガスを供給するガス放出口を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の蒸発装置において、
前記ガス供給部は、不活性ガスの供給源に接続され、前記ガス放出口からは前記不活性ガスが放出されることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の蒸着装置において、
前記ガス供給部の前記ガス放出口は、前記ノズルと離間して配置され、
前記ガス放出口からの前記ガスの放出角度は、前記ノズルから前記被処理物に至る前記蒸着材料ガスの放出経路の軸線に対して傾斜していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１４】
請求項１１または請求項１２に記載の蒸着装置において、
前記ガス供給部は、前記ノズルの開口部を覆う栓部を備え、
前記栓部は、前記ノズルの開口部から前記栓部を移動させる支持部に固定され、
前記ガス供給経路は、前記栓部に形成された貫通孔に接続され、
前記栓部が前記ノズルの開口部を覆う位置に配置された時、前記ガス供給部のガス放出口は、前記ノズルの前記開口部上、前記ノズルの前記開口部内または前記坩堝内に配置されることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の蒸着装置において、
前記栓部には、前記栓部を加熱する加熱部が設けられていることを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着技術およびこれに用いる蒸着装置の技術に関し、特に、基板に蒸着膜を形成する成膜工程に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８-１１５４１６号公報（特許文献１）には、坩堝からの輻射熱を遮断するためのリフレクタを、成膜終了時に上方に移動させ、かつ坩堝を加熱するヒータを停止することにより、成膜終了後の坩堝の冷却時間を低減する蒸着方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８-１１５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空チャンバ内に被処理物である基板と蒸発源を配置して、基板に蒸着膜を成膜する技術がある。このような成膜技術は、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなど、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ；Flat Panel Display）の製造方法において、金属膜からなる電極を形成する工程に適用される。蒸着方法では、蒸発源が備える坩堝内に収納した蒸着材料を加熱することにより気化または昇華させる（以下、気化または昇華のことを気体化と記す）。そして、気体化した蒸着材料を蒸発源の外部に配置された被処理物（例えば基板の蒸着膜形成領域）まで輸送し、被処理物の表面で固体化させることにより蒸着膜が形成される。
【０００５】
上記蒸着方法では、蒸着材料の交換時あるいは蒸着装置のメンテナンス時に蒸発源を一旦冷却し、蒸着材料の交換などを行った後で、再び蒸着温度（プロセス温度）まで昇温させる必要がある。この蒸発源の冷却工程および昇温工程には、一般にそれぞれ５時間〜１０時間程度の時間を要し、冷却時間および昇温時間を低減することで、効率的に蒸着膜を形成することができる。特に、冷却工程では、蒸発源（坩堝）の壁面や蓋に蒸着材料が付着することを抑制するため、蒸着材料の温度が蒸発停止温度に達するまでは、ヒータによる蒸発源の加熱を継続しながらゆっくりと冷却する、所謂、徐冷工程を行っており、この徐冷工程が冷却時間を長くさせる原因の一つとなっている。
【０００６】
前記特許文献１に記載されるように、リフレクタを移動させて、坩堝の上方および蓋部を保温しつつ、蒸着材料が配置される坩堝の下方をリフレクタから露出させる蒸着方法の場合、蒸着材料の冷却時間は短くなる。しかし、高温に加熱された坩堝をリフレクタから露出させると、坩堝からの熱放射により坩堝周辺に配置された蒸着装置の構成部材の歪みや融解に起因する、蒸着装置の不具合の原因となる。特に、金属から成る蒸着材料を用いる場合には、蒸着温度（プロセス温度）が、例えば、４００℃〜１０００℃以上と高温になるため、坩堝からの熱放射の影響が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸発源の冷却時間を短縮することのできる技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
すなわち、本発明の代表的な実施の形態における蒸着方法は、（ａ）蒸着材料を収納する坩堝、前記坩堝を加熱する加熱部、および前記坩堝内で気体化した前記蒸着材料を前記被処理物に向かって放出するノズル、を備える蒸発源、および被処理物を真空チャンバ内に配置する工程を含んでいる。また、（ｂ）前記坩堝に収納された前記蒸着材料を前記加熱部により加熱して、気体化した蒸着材料ガスを発生させ、前記被処理物に蒸着膜を形成する工程を含んでいる。また、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記蒸発源の外側から前記ノズルを介して前記坩堝内にガスを供給し、かつ、前記加熱部を停止させて前記坩堝を冷却する工程を含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１２】
すなわち、蒸発源の冷却時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態である有機ＥＬディスプレイ装置の製造フローの概要を示す説明図である。
【図２】図１に示すフローにより製造される有機ＥＬディスプレイ装置の有機ＥＬ素子の概要構造を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である真空蒸着装置の全体構成の概要を示す説明図である。
【図４】図３に示す成膜室内の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４に示す蒸発源を拡大して示す断面図である。
【図６】図３〜図５に示す蒸着装置および蒸発源を用いた蒸着方法の工程フロー、各工程における坩堝の温度プロファイル、各工程における加熱部のＯＮ−ＯＦＦ、および各工程におけるガス供給の有無を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態および実施の形態に対する第１および第２の比較例である冷却工程での坩堝の温度プロファイルを示す説明図である。
【図８】図６に示す冷却において、図４に示す坩堝内に不活性ガスを供給した状態を示す断面図である。
【図９】図４に示す坩堝の温度と蒸着材料の飽和蒸気圧の関係の一例を片対数グラフとして示す説明図である。
【図１０】図６に対する変形例である蒸着方法の工程フロー、各工程における坩堝の温度プロファイル、各工程における加熱部のＯＮ−ＯＦＦ、および各工程におけるガス供給の有無を示す説明図である。
【図１１】図４に対する変形例である成膜室内の全体構成を示す断面図である。
【図１２】図８に示す成膜室の変形例を示す断面図である。
【図１３】図８に示すガス供給部の変形例を示す断面図である。
【図１４】図１３に示すノズル周辺の拡大断面図である。
【図１５】図１３に示すガス供給部を用いた蒸着方法において、蒸着膜を形成する蒸着工程時のガス供給部のレイアウトを示す断面図である。
【図１６】図１３に示すガス供給部を回転運動により動作させた状態を示す拡大断面図である。
【図１７】図１６に示すガス供給部をさらに動作させた各状態を示す拡大断面図である。
【図１８】図７に示す第２の比較例である冷却工程に用いる蒸発源の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜本願における記載形式＞
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１５】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１６】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。
【００１７】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１８】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１９】
また、本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。
【００２０】
気体化とは、固相または液相の材料を加熱することにより気相に相転移させることをいう。気相への相転移には、気化（液相から気相への相転移）および昇華（固相から液相を経由せず気相に相転移すること）が含まれるが、本願において、気体化と記載する時は、気化または昇華という意味で用いる。また、気化することにより気体化する材料を気化材料、昇華することにより気体化する材料を昇華材料と呼ぶ。
【００２１】
蒸着、蒸着方法、または蒸着処理とは、加熱容器内で気体化させた材料ガスを加熱容器の外部に取り出し、被処理物の表面で固体化させて成膜することを言う。また、蒸着により形成される膜を蒸着膜、蒸着膜の原材料となる材料を蒸着材料、気体化した蒸着材料を蒸着材料ガスと呼ぶ。
【００２２】
また、蒸発源とは、蒸着材料を気体化させて、蒸着材料ガスを取り出す装置を言う。したがって、蒸発源には蒸着材料を収納する加熱容器および蒸着材料ガスを取り出す取り出し口が含まれる。
【００２３】
また、蒸着装置とは、例えば基板などの被処理物に蒸着処理を施す装置を言う。したがって、蒸着装置には、前記した蒸発源に加え、被処理物を保持する保持部、および蒸発源および被処理物を収納する真空チャンバなどの気密室が含まれる。
【００２４】
また、以下の実施の形態では、蒸発源、蒸発源を備える蒸着装置およびこれらを用いた蒸着方法の適用例として、本願発明者が具体的に検討した有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法の電極形成工程に適用した場合を取り上げて具体的に説明する。
【００２５】
＜有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法＞
図１は、本実施の形態の有機ＥＬディスプレイ装置の製造フローの概要を示す説明図である。また、図２は、図１に示すフローにより製造される有機ＥＬディスプレイ装置の有機ＥＬ素子の概要構造を示す拡大断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態の有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法は、基板準備工程および基板上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程を有している。また、有機ＥＬ素子形成工程には、有機層形成工程および第２電極形成工程が含まれる。図２を用いて簡単に説明すると、基板準備工程（図１参照）では、表示面側に位置する表面１ａおよび表面１ａの反対側の裏面１ｂを有する基板（ガラス基板）１を準備する。例えば、裏面１ｂにはＴＦＴ（Thin Film Transistor）などから成る複数のアクティブ素子が、アレイ状に形成されている（図示は省略）。次に、第１電極形成工程（図１参照）では、有機ＥＬ素子２ａの例えば陽極となる導電膜３が、基板１の裏面１ｂ上（ＴＦＴなどのアクティブ素子上）に形成される。ボトムエミッションと呼ばれる素子構造では、導電膜３は、有機ＥＬ素子２ａの表示面側に形成されるので、可視光に対して透明な、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの材料から成る。トップエミッションと呼ばれる素子構造では、第２電極側が表示面となるため、導電膜３は高反射率のアルミニウム合金膜とホール注入性の高いＩＴＯ膜との積層膜で形成しても良い。次に、有機層形成工程（図１参照）では、導電膜３上に、有機層４が形成される。有機層４は、例えば、正孔輸送層４ａ、発光層４ｂ、電子輸送層４ｃなど、機能の異なる有機膜が順次積層された積層膜となっている。次に、第２電極形成工程（図１参照）では、有機層４上に、導電膜３とは反対極性（例えば陰極）の電極となる導電膜５が形成される。導電膜５は、例えばボトムエミッション構造ではアルミニウム（Ａｌ）、トップエミッション構造では銀（Ａｇ）・マグネシウム（Ｍｇ）合金等の金属薄膜から成る。
【００２７】
このように有機ＥＬ素子２ａは、陽極（導電膜３）と陰極（導電膜５）の間に有機層４を挟んだ構造から成り、陰極および陽極に電流を流すことにより各々から有機層４に電子と正孔を注入する。注入された電子と正孔は、それぞれ正孔輸送層４ａまたは電子輸送層４ｃを通過し、発光層４ｂで結合する。そして、結合によるエネルギーで発光層４ｂの発光材料が励起され、その励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する。基板１の裏面１ｂ上には、このような有機ＥＬ素子２ａが複数形成され、各有機ＥＬ素子２ａのそれぞれ、または複数の有機ＥＬ素子２ａの組み合わせのそれぞれにより、表示装置である有機ＥＬディスプレイ装置２の画素（ピクセル）を構成する。
【００２８】
ここで、有機ＥＬ素子２ａを構成する積層膜のうち、有機層４や導電膜５は、真空チャンバ内に被処理物である基板１と蒸発源を配置して基板１上に蒸着膜である有機層４や導電膜５を成膜する。つまり、有機層４や導電膜５は、所謂、真空蒸着法（真空蒸着方法）により形成される。
【００２９】
＜真空蒸着装置の全体構成＞
次に、図１に示す有機層形成工程および第２電極形成工程で使用する真空蒸着装置の全体構成、および図２に示す有機層４、導電膜５の成膜工程のプロセスフローについて説明する。図３は本実施の形態の真空蒸着装置の全体構成の概要を示す説明図である。
【００３０】
図３に示す蒸着装置（真空蒸着装置）１００は、基板１の受け渡しを行う受け渡し室１０１と、それぞれ蒸着膜を形成する処理室である複数の成膜室１０２と、複数の成膜室に基板１を振り分けて搬送する搬送室１０３を有している。図３では、複数の成膜室１０２、および搬送室１０３からなるユニットが、受け渡し室１０１を介して複数（図３では三つ）接続された構成を示している。これらの受け渡し室１０１、搬送室１０３および成膜室１０２のそれぞれは、真空ポンプなどの排気装置（図示は省略）に接続され、減圧状態に維持することが可能な気密室となっている。特に、真空蒸着処理を行う成膜室１０２は、室内の圧力を、例えば１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度の減圧状態（所謂、高真空状態）に維持可能な真空チャンバとなっている。
【００３１】
複数の受け渡し室１０１のうち、入口側の受け渡し室１０１は、ローダ部１０１ａとなっており、例えば、図２に示す導電膜３が形成された基板１がローダ部１０１ａに搬入される。搬送室１０３には、基板搬送装置として例えばロボット１０３ａが配置され、基板１は、ロボット１０３ａにより受け渡し室１０１（ローダ部１０１ａ）から各成膜室１０２に振り分けて搬送される。各成膜室１０２には、それぞれ図２に示す有機層４または導電膜５の原材料となる蒸着材料（図３において図示は省略）を備えた蒸発源１０が配置され、例えば、１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度の真空条件下で、蒸着膜が順次積層して成膜される。具体的には、まず、第１の成膜室１０２において、図２に示す陽極（第１電極）である導電膜３上に正孔輸送層４ａとなる蒸着膜である有機層４を成膜する。成膜後の基板１は、ロボット１０３ａにより、搬送室１０３に取り出された後、第２の成膜室１０２に搬送される。そして、第２の成膜室１０２では、図２に示す正孔輸送層４ａ上に発光層４ｂとなる蒸着膜である有機層４を成膜する。成膜後の基板１は、ロボット１０３ａにより、搬送室１０３に取り出された後、第３の成膜室１０２に搬送される。そして、第３の成膜室１０２では、図２に示す発光層４ｂ上に電子輸送層４ｃとなる蒸着膜である有機層４を成膜する。成膜後の基板１は、ロボット１０３ａにより、搬送室１０３に取り出された後、第４の成膜室１０２に搬送される。そして、第４の成膜室１０２では、図２に示す電子輸送層４ｃ上に陰極（第２電極）となる蒸着膜である導電膜５を成膜する。そして導電膜５まで成膜された基板１は、アンローダ部１０１ｂである出口側の受け渡し室１０１までロボット１０３ａにより搬送され、さらに大気中の水分や酸素からの保護を目的とした封止処理を施すことで図２に示す有機ＥＬディスプレイ装置２が得られる。封止処理工程では、封止材６を介して有機ＥＬ素子２ａ上に封止用基板７を配置する。
【００３２】
＜成膜室および蒸発源の構成＞
次に、図３に示す成膜室１０２および成膜室１０２内に配置される蒸発源１０の構成について説明する。図４は、図３に示す成膜室内の全体構成を示す断面図、図５は図４に示す蒸発源を拡大して示す断面図である。
【００３３】
図４に示すように、成膜室１０２には、真空ポンプＶＰに接続され、成膜室１０２内の気体を排出する排気経路（排気配管）ＶＬが接続されている。真空ポンプＶＰと成膜室１０２の間にはバルブＶ１が配置され、バルブＶ１を開くと、成膜室１０２内の圧力が、例えば１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度の減圧状態（所謂、高真空状態）となるまで、減圧することができる。つまり、成膜室１０２は、真空チャンバである。また、成膜室１０２内には、気体化させた蒸着材料ガスを基板１に向かって放出する蒸発源１０と、基板１を保持する基板保持部２１が配置されている。また、成膜室１０２には、成膜室１０２の外側から成膜室１０２内に導入されるガス供給経路ＧＬ、およびガス供給経路ＧＬに接続され、蒸発源１０内に不活性ガスを供給するガス放出口ＧＮを備えたガス供給部２５が配置されている。
【００３４】
蒸発源１０の筐体１１の面１１ａからは、蒸着材料ガス３０ａの放出口である複数のノズル１２が筐体１１から露出している。一方、基板保持部２１には、基板１およびマスク（蒸着マスク）２２が保持されている。基板１は、蒸着膜の形成面である裏面１ｂが、蒸発源１０の蒸着材料ガス放出口の配置面である面１１ａと、マスク２２を介して対向するように配置されている。また、マスク２２には、図２に示す有機ＥＬ素子２ａを形成する位置に対応して、複数の開口部２２ａが形成され、基板１の蒸着膜形成領域が開口部２２ａにおいて、マスク２２からそれぞれ露出している。なお、基板１と蒸発源１０の位置関係は、基板１の裏面１ｂが、蒸発源１０の蒸着材料ガス放出口（ノズル１２）の配置面である面１１ａと、マスク２２を介して対向していれば良く、図４に示す態様には限定されない。図４では、蒸発源１０の上面である面１１ａに複数のノズル１２を配置する、フェイスダウンデポジット方式と呼ばれる方式について示している。図４に示す態様の他、変形例として、蒸発源１０の下面側にノズル１２を配置するフェイスアップデポジット方式、あるいは、蒸発源１０の側面側にノズル１２を配置するサイドデポジット方式などに適用することができる。
【００３５】
また、蒸発源１０は、蒸着材料３０を加熱する加熱容器である坩堝１３を備えている。また、坩堝１３の周囲には、坩堝１３の内部に配置された蒸着材料３０を加熱する加熱部（ヒータ）１４を備えている。また、坩堝１３の周囲には、坩堝１３の保温効率を向上させる保温部（リフレクタ）１５が配置されている。
【００３６】
図５に示すように、蒸発源１０が有する筐体１１は、蓋部１１ｃと本体部１１ｄを備えている。蓋部１１ｃと本体部１１ｄは、図示しないネジなどの締結手段により固定されている。坩堝１３、加熱部１４、および保温部１５は、本体部１１ｄ内に収納され、蓋部１１ｃを取り外せば、これらの部材を外部に取り出す事が可能になる。また、本実施の形態では、筐体１１の上面側に図４に示す基板１と対向する面１１ａを配置するので、蓋部１１ｃには開口部１１ｅが形成され、開口部１１ｅにおいて、ノズル１２が露出している。
【００３７】
また、坩堝１３は、蓋部１３ｃと本体部１３ｄを備えている。蓋部１３ｃと本体部１３ｄは、図示しないネジなどの締結手段により固定されている。蒸着材料３０は、本体部１３ｄの底に収納され、例えば、蓋部１３ｃを取り外せば、蒸着材料３０を坩堝１３の外部に取り出して交換する事が可能である。また、蓋部１３ｃと本体部１３ｄを重ね合わせた状態で固定すると、坩堝１３の内部は、蒸着材料ガス３０ａの取り出し口である開口部１３ｅを除き、密封された空間になる。本実施の形態では、坩堝１３の上方から蒸着材料ガス３０ａを取り出す構造の例を示しているので、開口部１３ｅは、坩堝１３の蓋部１３ｃに形成されている。また、本実施の形態では、坩堝１３の開口部１３ｅから基板１に向かって蒸着材料ガス３０ａを放出する構造の例を示しているので、開口部１３ｅには蒸着材料ガス３０ａの放出口であるノズル１２が取り付けられている。ノズル１２は、筐体１１の蓋部１１ｃに形成された開口部１１ｅと重なる位置に配置され、開口部１１ｅにおいて、ノズル１２が露出している。なお、蒸発源１０の構造は、図４および図５に示す態様に限定されず、種々の変形例を適用することができるが、後述する蒸着方法の各工程における作用を理解し易くするため、単純化した構造を示している。
【００３８】
また、蒸着材料３０および坩堝１３を加熱する、加熱部１４は、坩堝１３の周囲を囲むように配置されている。本実施の形態では、加熱部１４は、蒸着材料３０および坩堝１３を、例えばジュール加熱方式により加熱するヒータである。なお、図４および図５では、加熱部１４を坩堝１３の側面に沿って配置する例を示しているが、加熱部１４の配置は図４および図５に示す例には限定されず、例えば、坩堝１３の蓋部１３ｃ上および坩堝１３の下方にも加熱部１４を配置する構成とすることができる。また、図４および図５では、加熱部１４としてコイル状のヒータを用いる例を示しているが、加熱部１４の構成は図４および図５に示す例には限定されず、例えば、板状のヒータ（プレートヒータ）を坩堝１３の周囲に配置する構成とすることができる。
【００３９】
また、坩堝１３および加熱部１４の周囲には、坩堝１３の保温効率を向上させる保温部１５が配置されている。保温部１５は、例えば、複数枚の金属板からなり、開口部１３ｅ上を除き、坩堝１３の周囲を囲むように配置されている。また、各金属板の少なくとも坩堝１３と対向する面（内面）には鏡面加工が施されている。つまり、保温部１５は、坩堝１３や加熱部１４からの輻射を反射して、保温部１５の内側に配置される坩堝１３の保温効率を向上させる機能を備えている。また、保温部１５は、坩堝１３や加熱部１４からの輻射を反射するので、保温部１５の外側の部材（例えば筐体１１）に輻射熱による歪みや融解が発生することを抑制する保護部材としての機能を備えている。
【００４０】
また、蒸発源１０内には、熱電対ＴＣが配置されている。熱電対ＴＣは、例えば坩堝１３と保温部１５の間に配置され、坩堝１３周辺の温度を測定可能な状態で固定されている。熱電対ＴＣで検出された温度信号は、成膜室１０２の外部まで伝送され、この温度信号に基づいて坩堝１３の温度、および坩堝１３内に配置された蒸着材料３０の温度を把握することができる。
【００４１】
また、蒸着材料３０は、基板１に形成する蒸着膜の原料であって、例えば、図２に示す有機層４を構成する有機材料、あるいは導電膜５を構成する金属材料から成る。蒸発源１０が備える加熱部１４により蒸着材料３０を加熱すると蒸着材料３０が気体化（気化または昇華）して蒸着材料ガス３０ａとなる。そして、蒸着材料３０が気体化すると、坩堝１３内は、例えば、１００Ｐａ〜１０１Ｐａ程度の圧力となる。このため、蒸着材料ガス３０ａは坩堝１３の内外の圧力差により、坩堝１３に形成された開口部１１ｅおよびノズル１２を経由して蒸発源１０の外部に取り出され、ノズル１２と対向配置される基板１に向かって放出される。
【００４２】
＜蒸着方法＞
次に、図３〜図５に示す蒸着装置および蒸発源を用いた、本実施の形態の蒸着方法について説明する。図６は、図３〜図５に示す蒸着装置および蒸発源を用いた蒸着方法の工程フロー、各工程における坩堝の温度プロファイル、各工程における加熱部のＯＮ−ＯＦＦ、および各工程におけるガス供給の有無を示す説明図である。なお、本願では、例えば図４および図５に示す熱電対ＴＣにより坩堝１３周辺の温度を測定し、これを坩堝１３の温度と見做している。したがって、例えば図６に示す坩堝の温度は、厳密には蒸発源１０内に設けた熱電対の温度であるが、以下の説明では、坩堝１３の温度として説明する。
【００４３】
図６に示すように、本実施の形態の蒸着方法は、図４に示す基板１に蒸着膜を形成する準備を行う蒸着準備工程、基板１に蒸着膜を形成する蒸着工程、蒸着膜を形成した後で図４に示す坩堝１３および蒸着材料を冷却する冷却工程、および冷却工程後に蒸着装置や蒸発源のメンテナンスを行うメンテナンス工程、を備えている。
【００４４】
まず、蒸着準備工程では、図４に示す基板１に蒸着膜を形成する準備を行う。詳しくは、図４に示すように、蒸発源１０の坩堝１３内に蒸着材料３０を収納した後、ノズル１２が、被処理物である基板１の裏面１ｂと対向するように、真空チャンバである成膜室１０２内に配置（固定）する。その後、排気経路ＶＬに接続されるバルブＶ１を開き、真空ポンプＶＰにより成膜室１０２内の気体を排気して、成膜室１０２内の圧力が、例えば１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度の真空度になるまで減圧する。また、図３に示す搬送室１０３から基板１を成膜室１０２内に搬送し、図４に示すように基板保持部２１により基板１の裏面１ｂがマスク２２を介してノズル１２と対向するように基板１を支持する。また、加熱部１４に電流を流し、坩堝１３および坩堝１３内に配置された蒸着材料３０を加熱する。これにより、坩堝１３の温度（蒸着材料３０の温度）は、図６に示すように温度Ｔ１から蒸着工程で蒸着膜を形成する際の温度（プロセス温度）Ｔ２まで上昇する。この時、図４に示すガス供給部２５のバルブＶ２は閉止されており、ガス供給部からガスは供給されない。なお、本工程では、成膜室１０２内を所定の真空度まで減圧する減圧工程、および坩堝１３を温度Ｔ２まで昇温させる昇温工程に有る程度の時間を要する。例えば、減圧工程と昇温工程を並行して行った場合でも、蒸着工程に移行するまでの間に、５時間〜１０時間程度の時間を要する。なお、昇温工程に要する時間は蒸着工程のプロセス温度である温度Ｔ２により変化する。例えば、マグネシウム（Ｍｇ）などの金属材料から成る蒸着膜を形成する場合には、温度Ｔ２を５００℃以上とする必要があるため、昇温工程に要する時間が長くなる。
【００４５】
次に、図６に示す蒸着工程では、図４に示す基板１の裏面１ｂに蒸着膜を形成する。詳しくは、蒸着材料３０を蒸発源１０の内部で加熱することにより、気体化（気化または昇華）された蒸着材料ガス３０ａを発生させる。そして、蒸着材料ガス３０ａを蒸発源１０のノズル１２から基板１に向かって放出する。ノズル１２から放出された蒸着材料ガス３０ａは、ノズル１２と対向配置された基板１の蒸着膜形成領域周辺に吹きつけられる。そして、蒸発源１０の内部よりも温度が低い蒸着膜形成領域の表面で蒸着材料ガス３０ａを固体化（凝縮、析出）させることにより蒸着膜が形成される。
【００４６】
ところで、前記した蒸着準備工程では、５時間〜１０時間程度の時間を要する。このため、蒸着方法全体の効率化を図る観点から、図４に示す成膜室１０２内の圧力および蒸着材料３０の温度は維持した状態で、基板１を順次交換し、連続的に蒸着膜を形成することが好ましい。言い換えれば、第１の基板１に蒸着膜を形成した後、成膜室１０２内の圧力および蒸着材料３０の温度は維持した状態で第２の基板１に交換し、引き続き第２の基板１に蒸着膜を形成することが好ましい。つまり、出来る限り蒸着工程を停止せず、複数の基板１に対して連続的に蒸着膜を形成することが好ましい。
【００４７】
しかし、連続的に処理できる基板１の数には限界があり、蒸着工程を停止する場合がある。例えば、図４に示す蒸着材料３０の気体化が進み、残量が少なくなれば、新たな蒸着材料３０と交換する必要がある。この場合、図５に示す坩堝１３の蓋部１３ｃを開放して新たな蒸着材料３０を配置する必要があるため、成膜室１０２内の圧力および蒸着材料３０の温度を維持することは困難である。また、何らかの不具合により蒸着工程を停止せざるを得ない場合がある。この場合、不具合の原因によっては、成膜室１０２内の圧力および蒸着材料３０の温度を維持することは困難となる。また、成膜室１０２内の各部材の整備を行う場合にも蒸着工程を停止する必要がある。例えば、蒸着工程の時間が長くなれば、蒸発源１０内あるいは成膜室１０２内に蒸着材料ガス３０ａが析出し、堆積する場合がある。蒸発源１０内あるいは成膜室１０２内に付着した蒸着材料３０の堆積物が多くなると、蒸着膜を形成する際の阻害要因となるため、定期的に堆積物を除去する作業が必要となる。図６に示すメンテナンス工程では、蒸着工程を停止して上記のような作業（メンテナンス作業）を行う。
【００４８】
図６に示すメンテナンス工程では、上記のように図４に示す成膜室１０２内の圧力および蒸着材料３０の温度を維持することが困難なメンテナンス作業を行うので、メンテナンス工程の前に、図４に示す坩堝１３の温度を低下させる冷却工程（図６参照）を行う。なお、メンテナンス工程が終了した後は、図６に示すように蒸着準備工程を再び行い、新たな基板１に蒸着膜を形成する準備を行う。以下、図６に示す本実施の形態の冷却工程において、冷却時間を短縮するための詳細な実施態様について説明する。なお、図６に示す蒸着工程で蒸着膜が形成された基板１（図４参照）は、冷却工程の前に、成膜室１０２（図４参照）から搬送室１０３（図３参照）に取り出される。以下では、基板１を成膜室１０２から取り出した後の冷却工程の詳細について説明する。
【００４９】
＜冷却工程の詳細＞
図７は、本実施の形態および本実施の形態に対する第１および第２の比較例である冷却工程での坩堝の温度プロファイルを示す説明図である。また、図８は、図６に示す冷却において、図４に示す坩堝内に不活性ガスを供給した状態を示す断面図である。また、図９は、図４に示す坩堝の温度と蒸着材料の飽和蒸気圧の関係の一例を片対数グラフとして示す説明図である。
【００５０】
また、図１８は、図７に示す第２の比較例である冷却工程に用いる蒸発源の構造を示す断面図である。なお、図７に示す第１の比較例に用いる蒸着装置は、図４に示すガス供給部２５が配置されていない点を除き、本実施の形態と同様なので、蒸発源の構造については図５を参照して説明する。
【００５１】
図６に示す冷却工程では、図４に示す加熱部１４を停止して、坩堝１３の温度を、プロセス温度である温度Ｔ２からメンテナンス作業を行うことが可能な温度Ｔ１まで冷却する。温度Ｔ１は、例えば、室温（蒸着装置の周囲の雰囲気温度）と同じとすることができるが、メンテナンス作業を行う際に蒸発源１０（図５参照）などの各部材に酸化膜などの不純物膜が形成されることを抑制でき、作業を行うことができれば、これには限定されない。したがって、図６では、蒸着準備工程において、加熱を開始する際の温度と、冷却工程において、冷却工程の終点となる温度をそれぞれ温度Ｔ１として示しているが、この温度Ｔ１は、厳密に同じ温度である必要はなく、有る程度の幅を有していても良い。例えば、室温よりも高く、３０℃〜６０℃程度とすることができる。また、温度Ｔ２は、蒸着材料３０（図５参照）の気体化温度により異なるが、例えば、４００℃程度から１０００℃を越える温度となる場合もある。
【００５２】
ここで、本実施の形態に対する第１の比較例である冷却工程として、以下の態様が考えられる。すなわち、冷却工程開始直後に直ちに加熱部１４（図５参照）を停止し、自然冷却により坩堝１３（図５）の温度を低下させる方法である。この場合、図７に示す冷却曲線Ｐ２のように、例えば４時間〜８時間程度で坩堝１３の温度を温度Ｔ１まで冷却することができる。ところが、この第１の比較例では、冷却開始直後の段階では、図５に示す蒸着材料３０の気体化が停止しておらず、かつ、坩堝１３の温度は急激に低下するので、坩堝１３内の壁面や蓋部１３ｃの内側面に蒸着材料３０が析出して付着し易いという問題がある。このように、坩堝１３内の壁面や蓋部１３ｃの内側面に蒸着材料３０が析出すると、図６に示す蒸着工程において、均一な膜質の蒸着膜を形成する阻害要因となる。また、蓋部１３ｃと本体部１３ｄの接合部に蒸着材料３０が析出すると、この析出物が接着材として機能して、蓋部１３ｃを本体部１３ｄから取り外すことが困難になる。また、析出物を取り除く場合、機械加工により取り除く必要があるため、メンテナンス作業が煩雑になる。このように、冷却工程においては、坩堝１３内の壁面や蓋部１３ｃの内側面に蒸着材料３０が析出して付着することを抑制する必要がある。
【００５３】
そこで、冷却工程における、蒸着材料３０の析出を抑制する実施態様として、本実施の形態に対する第２の比較例である冷却工程が考えられる。すなわち、第２の比較例では、図１８に示すように、加熱部１４を複数のブロックに分割し、各ブロックを独立してＯＮ−ＯＦＦできるように構成する。図１８に示す例では、坩堝１３の蓋部１３ｃの周囲に配置される上部ブロック１４ａと、坩堝１３内に配置された蒸着材料３０の周囲に配置された下部ブロック１４ｂに分割している。そして、第２の比較例である冷却工程では、冷却工程の開始後に、加熱部１４の下部ブロック１４ｂは停止するが、上部ブロック１４ａは停止しない。つまり、第２の比較例では、上部ブロック１４ａによる加熱を継続した状態で、蒸着材料３０の温度が、蒸着材料３０の気体化が停止する温度Ｔ３（図７参照）に到達するまで、徐々に坩堝１３および蒸着材料３０を冷却する。その後、上部ブロック１４ａも停止して、坩堝１３の全体の温度が、温度Ｔ１に到達するまで、自然冷却により、冷却する。この第２の比較例によれば、蒸着材料３０の気体化が停止するまでの間は、蓋部１３ｃの加熱を継続するので、蒸着材料３０が蓋部１３ｃに付着することを抑制できる。しかし、図７に冷却曲線Ｐ３として示すように、温度Ｔ２から温度Ｔ３までの間（徐冷期間）は冷却速度が遅くなる（例えば２時間〜３時間程度）ため、冷却工程の終点である温度Ｔ１に到達するまでには、例えば５時間〜１０時間程度の時間を要する。
【００５４】
なお、第３の比較例（図示は省略）として、冷却工程の間は、図５に示す保温部１５を上方に移動させて、坩堝１３の蒸着材料３０の周囲は保温部１５から露出させ、蓋部１３ｃの周囲は保温部１５で保温する構成も考えられる。しかし、保温部１５は、保温部１５の外側の部材（例えば筐体１１）に輻射熱による歪みや融解が発生することを抑制する保護部材としての機能を備えているので、この第３の比較例では、坩堝１３からの熱放射により坩堝１３周辺に配置された筐体１１などが損傷し、蒸着装置の不具合の原因となる。
【００５５】
本願発明者は、上記した各比較例の課題を踏まえ、冷却工程における、蒸着材料３０の析出を抑制し、かつ、冷却時間を短縮する技術について検討を行い本実施の形態の構成を見出した。本願発明者は、蒸着材料ガス３０ａ（図４参照）の発生と、飽和蒸気圧の関係に着目し、冷却工程において、坩堝１３内の圧力を上昇させることで、蒸着材料３０の気体化を低減ないしは停止させる構成を見出した。すなわち、図８に示すように、冷却工程において、ガス供給部２５からノズル１２を介して坩堝１３内にガス（不活性ガス）２６を供給し、坩堝１３内の圧力を蒸着材料３０の飽和蒸気圧よりも高くすることで、蒸着材料３０の気体化を低減ないしは停止させることができる。また、ガス２６の供給方法としては、真空チャンバである成膜室１０２内全体にガス２６を供給する方法も考えられる。しかしこの場合、成膜室１０２内に残留する異物がガス２６により巻き上げられて坩堝１３内に混入する懸念がある。したがって、異物混入を防止する観点から、ガス２６を坩堝１３に向かって選択的に供給し、坩堝１３内の圧力を局所的に上昇させることが好ましい。本実施の形態では、図８に示すように、ガス供給部２５のガス放出口ＧＮは、成膜室１０２内に配置され、蒸発源１０のノズル１２の開口部に向けて配置されている。また、ガス供給部２５のガス供給経路ＧＬは、成膜室１０２の外部に導出され、成膜室１０２の外部に配置されるガス供給源ＴＧに接続されている。ガス供給源ＴＧには、例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）などの不活性ガス源が収納されている。また、ガス供給源ＴＧとガス放出口ＧＮの間には、ガス供給の有無や流量を調整するバルブＶ２が配置され、ガス供給経路ＧＬと接続されている。したがって、冷却工程が開始した時、あるいは開始後にバルブＶ２を開けば、蒸発源１０の外部からノズル１２を介して坩堝１３の内部にガス２６が供給される。また、ガス供給部２５のガス放出口ＧＮは、成膜室１０２内に配置され、蒸発源１０のノズル１２の開口部に向けて配置されているので、ガス２６は坩堝１３内に選択的に供給され、坩堝１３内の圧力を局所的に上昇させることができる。また、ガス２６の流量やガス２６の供給圧力は、例えばバルブＶ２の開度により調整することができる。
【００５６】
図９に示すように、蒸着材料３０（図８参照）の飽和蒸気圧は、標準大気圧（約１０１ｋＰａ）と比較して十分に小さく、冷却工程を開始する際の坩堝１３内の圧力は例えば坩堝温度が１１００℃の時でも１００Ｐａ以下である。このため、供給するガス２６（図８参照）の圧力は、標準大気圧に対して小さい値であっても、図６に示す蒸着工程における坩堝１３内の圧力よりも高い圧力であれば、坩堝１３内を加圧することができる。また、坩堝１３内の圧力は、坩堝１３の外側の空間の圧力よりも高くなるため、坩堝１３内に供給したガス２６の一部はノズル１２から坩堝１３の外部に放出されるが、ガス供給部２５からノズル１２に向かって継続的にガス２６を供給することにより、坩堝１３内の圧力を蒸着材料３０の飽和蒸気圧よりも高い状態で維持することができる。つまり、本実施の形態によれば、冷却工程において、蒸発源１０の外側からノズル１２を介して坩堝１３内にガスを供給することにより、蒸着材料３０の気体化を停止ないしは大幅に低減させることができる。このため、例えば、図６に示すように冷却工程の開始時に加熱部１４（図８参照）を停止させて、坩堝１３の温度が急激に低下した場合であっても、蒸着材料３０（図８参照）の析出を抑制することができる。また、図７に示す第２の比較例による冷却曲線Ｐ３のように、徐冷期間を設ける必要がないので、冷却時間を大幅に短縮する（例えば第２の比較例に対して半分以下とする）ことができる。また、本実施の形態によれば、冷却工程において、保温部１５を移動させることなく冷却時間を短縮させることができるので、保温部１５の外側の部材（例えば筐体１１）に輻射熱による歪みや融解が発生することを抑制することができる。
【００５７】
また、本実施の形態のように、坩堝１３内にガス２６を供給すれば、図７に示す第１の比較例よりもさらに冷却時間を短縮することができる。坩堝１３内に供給されたガス２６は、坩堝１３内の壁面や蒸着材料３０と接触し、熱交換が行われる。熱交換により温度が上昇したガス２６は、坩堝１３の上方に移動し、その一部はノズル１２から坩堝１３の外部に放出される。一方、ガス供給部２５のガス放出口ＧＮから新たに供給されたガス２６は、ノズルから放出されたガス２６よりも温度が低いため、坩堝１３内部に入り易くなる。このように、熱交換により温度上昇したガス２６は外部に放出され、相対的に温度の低いガス２６が内部に供給されることで、熱交換が進み、坩堝１３の温度低下を促進することができる。このため、図７に示すように本実施の形態の冷却工程における冷却曲線Ｐ１は、自然冷却した場合の冷却曲線Ｐ２と比較して、冷却時間を短縮することができる。例えば図７に示す冷却曲線Ｐ１の例では坩堝１３の温度が温度Ｔ２から温度Ｔ１まで低下する時間（冷却時間）は、２．５時間〜５時間程度となる。
【００５８】
＜好ましい態様＞
次に、上記した本実施の形態の蒸着装置および蒸着方法における、特に好ましい態様について、変形例を含めて説明する。図１０は、図６に対する変形例である蒸着方法の工程フロー、各工程における坩堝の温度プロファイル、各工程における加熱部のＯＮ−ＯＦＦ、および各工程におけるガス供給の有無を示す説明図である。図１１は、図４に対する変形例である成膜室内の全体構成を示す断面図である。また、図１２は、図８に示す成膜室の変形例を示す断面図である。
【００５９】
まず、図８に示すガス２６は、坩堝１３内に配置される蒸着材料３０や、坩堝１３自身と反応して不純物が生成されることを抑制する観点から、不活性ガスであることが好ましい。ここで、不活性ガスとは、坩堝１３内に配置される蒸着材料３０や、坩堝１３自身に対して、真空チャンバである成膜室１０２の外部の雰囲気ガスである空気よりも不純物を生成し難いガス、という意味であって、所謂、希ガスの他、窒素なども含まれる。また、坩堝１３の構成材料やプロセス温度（図６に示す温度Ｔ２）によって、好ましいガス種は異なる。例えば、温度Ｔ２が、８００℃を越えるような場合であって、坩堝１３がモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料で形成される場合には、不純物が生成し易いため、ガス２６は、アルゴン（Ａｒ）ガスとすることが好ましい。一方、坩堝１３がアルミナや窒化ホウ素などのセラミック、あるいはカーボン（ｃ）で形成される場合には、蒸着材料３０と反応して不純物を生成しなければ、アルゴンガスよりも安価な窒素（Ｎ２）ガスとすることが好ましい。また、温度Ｔ２が、４００℃よりも低い温度で有機材料からなる蒸着膜を形成する場合には、窒素ガス、あるいは二酸化炭素（ＣＯ２）ガスとすることができる。
【００６０】
また、冷却時間を短縮する観点からは、図６に示すように、坩堝１３の温度が温度Ｔ１に到達するまで継続してガス２６を供給することが好ましい。冷却工程の途中でガス２６の供給を停止して、自然冷却により温度Ｔ１に到達させる場合、雰囲気温度と坩堝１３の温度が近くなると、冷却速度が低下する。しかし、継続的にガス２６を供給することにより、雰囲気温度と坩堝１３の温度が近づいてもガス２６による熱交換が継続するため、自然冷却の場合よりもさらに冷却時間を短縮することができる。ただし、冷却工程で使用するガス２６のコストを低減する観点からは、冷却工程の途中でガス２６を切り替えることが好ましい。例えば、前記したように、温度Ｔ２が８００℃を越えるような場合であって、坩堝１３がモリブデン、タンタル、タングステンなどの金属材料で形成される場合には、冷却工程の開始時には、ガス２６としてアルゴンガスを供給する。そして、坩堝１３の温度が例えば４００℃以下になった時に、ガス２６の種類を切り替え、例えばアルゴンガスよりも安価な窒素ガスや二酸化炭素ガスとする。この場合、冷却時間を短縮し、かつ、蒸着膜を形成する際の製造コストを低減することができる。
【００６１】
一方、ガス２６の使用量を低減する観点からは、図１０に示す変形例のように、冷却工程の途中でガス２６の供給を停止し、以降自然冷却により坩堝１３の温度を温度Ｔ１に到達させることが好ましい。この場合、坩堝１３の温度がガス２６の供給を停止しても気体化する蒸着材料３０の量が十分に小さくなる温度まで低下した段階でガス２６の供給を停止することが好ましい。図１０に示すような蒸着方法を行うための実施態様としては、例えば、図１１に示すように、成膜室１０２内に、蒸着材料ガス３０ａを計測するセンサ２７および坩堝１３の温度を計測する温度センサ（図示は省略）を予め設けておく。そして、図１０に示す蒸着準備工程において、センサ２７が蒸着材料ガス３０ａを検出した時の坩堝１３の温度（気体化温度）をセンサ２７および温度センサと電気的に接続される制御部２８に記録する。そして、冷却工程では、坩堝１３の温度を計測し、該温度が気体化温度以下まで低下した段階で、例えば制御部２８によりバルブＶ２を閉めてガス２６の供給を停止する。また、別の実施態様としては、図１０に示す蒸着工程および冷却工程で、センサ２７（図１１参照）により蒸着材料ガス３０ａの検出割合（設定された測定範囲内における検出量）を継続的に計測する。そして、冷却工程において検出される蒸着材料ガス３０ａの検出割合が、予め設定された基準値以下（例えば、蒸着工程における検出割合の１／１０〜１／１００以下）となった時に、バルブＶ２を閉めてガス２６の供給を停止する。このように冷却工程の途中でガス２６の供給を停止すれば、図６に示す例と比較すると冷却時間は、長くなるが、ガス２６の使用量は低減することができる。
【００６２】
また、本実施の形態の冷却工程では、ガス供給部２５からガス２６の供給を開始し、かつ、加熱部１４を停止することで坩堝１３および坩堝１３内の蒸着材料３０を冷却するが、ガス２６の供給を開始した後で、加熱部１４を停止することが好ましい。前記した図９に示すように、蒸着材料３０の飽和蒸気圧は非常に小さいため、ガス２６の供給を開始すれば、短時間で気体化する蒸着材料３０の量は大幅に低減する。しかし、坩堝１３内の壁面や蓋部１３ｃの内側面に蒸着材料３０が析出することを、より確実に抑制する観点からは、加熱部１４を停止させるタイミングは、ガス２６の供給を開始した後で行うことが好ましい。また、加熱部１４を停止させるタイミングは、例えば、ガス２６の供給を開始した後の経過時間により決定することができる。また、より確実に蒸着材料３０の析出を抑制する方法としては、前記した図１１に示すセンサ２７を用いて蒸着材料ガス３０ａの検出量が十分に小さくなっていることを確認した後で、加熱部１４を停止する方法が有効である。
【００６３】
また、図４に示すように、蒸着工程においては、蒸着材料ガス３０ａがノズル１２から基板１に向かって放出される経路（放出経路）を避けるようにガス供給部２５を配置する必要がある。このため、図４に示すようにガス供給部２５のガス放出口ＧＮは、ノズル１２から離間して配置し、かつ、ノズル１２から基板１に至る蒸着材料ガス３０ａの放出経路の軸線（仮想線）ＡＬに対して、ガス放出口ＧＮからの放出角度が傾斜するように配置することが好ましい。これにより、蒸着工程時にガス放出口ＧＮを退避させる作業を行わなくても、基板１に安定的に蒸着膜を形成することができる。言い換えれば、図４に示す態様では、蒸着工程から冷却工程に移行する際に、ガス放出口ＧＮの位置を移動させることなく、ガス２６（図８参照）の供給を開始することができる。また、蒸着工程から冷却工程に移行する際に、ガス放出口ＧＮの位置を移動させる必要がないので、ノズル１２とガス放出口ＧＮの位置およびガス２６の放出角度の関係を、高精度で調整することができる。この結果、冷却工程において、確実にノズル１２に向かってガス２６を放出することができる。このように、本実施の形態では、蒸着工程から冷却工程に移行する際に、ガス放出口ＧＮの位置を移動させる必要がないため、ガス供給経路ＧＬは、例えば、金属配管により構成される。
【００６４】
また、排気経路ＶＬに接続されるバルブＶ１は、冷却工程では、閉じることが好ましい。バルブＶ１を閉じた状態で冷却工程を行えば、冷却工程において、成膜室１０２内の排気を停止した状態で行うことができるので、図８に示す成膜室１０２内でガス２６が対流する。このため、坩堝１３の冷却を促進し、冷却時間をさらに短縮させることができる。また、冷却工程における成膜室１０２内でのガスの対流をさらに促進させる態様として、図１２に示す変形例のように成膜室１０２内に、ガス供給部２５とは別に、パージガス３１を供給するパージガス供給部３２を配置する構成とすることができる。図１２に示す構成によれば、バルブＶ３の開度を調整することによりガス供給部２５から供給されるガス２６とは独立してパージガス供給源ＴＰから供給されるパージガス３１の供給量を制御することができるので、成膜室１０２内でパージガス３１を効率的に対流させることができる。パージガス３１は、ガス２６と同様に、不純物の生成を抑制する観点から不活性ガスが好ましく、ガス２６と同じガスであることが特に好ましい。
【００６５】
＜その他の変形例＞
次に、上記した変形例以外の変形例について説明する。図１３は、図８に示すガス供給部の変形例を示す断面図、図１４は、図１３に示すノズル周辺の拡大断面図である。また、図１５は、図１３に示すガス供給部を用いた蒸着方法において、蒸着膜を形成する蒸着工程時のガス供給部のレイアウトを示す断面図である。また、図１６および図１７は、図１３〜図１５に示すガス供給部を動作させた各状態を示す拡大断面図である。
【００６６】
図８に示すガス供給部２５と、図１３〜図１７に示すガス供給部３５は、下記の点で相違する。まず、図１３〜図１８に示すガス供給部３５は、ガス供給経路ＧＬが冷却工程においてノズル１２の開口部を覆う栓部（ノズルキャップ）ＮＣに接続されている。栓部ＮＣには、ガス供給経路ＧＬの一部を構成する貫通孔が形成され、図１４に示すように該貫通孔の先端部がガス２６を坩堝１３の内部に放出するガス放出口ＧＮとなっている。
【００６７】
ガス供給部３５を用いた蒸着方法では、図６に示す冷却工程において、図１３に示すようにノズル１２の開口部をガス供給部３５の栓部ＮＣで覆う。この時、ガス供給部３５のガス放出口ＧＮ（図１４参照）は、ノズル１２の内部、あるいは坩堝１３の内部に配置される。この状態で図３に示すバルブＶ２を開ければ、図８に示すガス供給部２５よりも確実に坩堝１３内にガス２６を供給することができる。ノズル１２の開口部をガス供給部３５の栓部ＮＣで覆う際には、ノズル１２と栓部ＮＣを密着させて、ノズル１２の開口部を完全に塞ぐこともできる。しかし、図１４に示すように、ノズル１２と栓部ＮＣを密着させず、隙間を設ける方がより好ましい。前記したように、冷却工程では、坩堝１３内で熱交換により温度上昇したガス２６が上方に集まる。そこで、ノズル１２と栓部ＮＣの間に隙間を設けることにより、温度上昇したガス２６を隙間から蒸発源１０の外部に排出することができるので、相対的に温度の低いガス２６が内部に供給されることで熱交換が進み、坩堝１３の温度低下を促進することができる。なお、図１４では、ガス供給部３５のガス放出口ＧＮがノズル１２の内部に配置された例を示しているが、ガス放出口ＧＮがノズル１２の開口部上に配置されていれば、確実に坩堝１３内にガス２６を供給することができるので、ガス放出口ＧＮがノズル１２よりも外側に配置されていても良い。ただし、ガス放出口ＧＮとノズル１２の開口部の距離が遠くなると、ガス２６の一部がノズル１２の外側に拡散する場合があるので、ガス放出口ＧＮはノズル１２の開口部付近に配置することが好ましく、ノズル１２の開口部内または坩堝１３内に配置することが特に好ましい。
【００６８】
また、本変形例では、冷却工程の開始後に、栓部ＮＣを蒸着材料ガス３０ａ（図１５参照）の放出口であるノズル１２上に配置するので、栓部ＮＣの表面に蒸着材料３０（図１３参照）が析出する場合がある。このように、栓部ＮＣの表面に蒸着材料３０が析出した場合であっても、ノズル１２と栓部ＮＣの間に隙間を設けることにより、栓部ＮＣとノズル１２が析出物により接着されることを抑制できる。また、栓部ＮＣの表面に蒸着材料３０が析出することを、より確実に抑制する観点からは、図１４に示すように栓部ＮＣに加熱部３６を設け、栓部ＮＣを加熱することが好ましい。
【００６９】
ところで、図１３に示すように、ガス供給部３５の栓部ＮＣは冷却工程においてノズル１２を覆うように配置されるため、図６に示す蒸着工程では、例えば図１５に示すように栓部ＮＣをノズル１２上から移動させる必要がある。そこで、図１３〜図１７に示す変形例では、図６に示す蒸着工程から冷却工程への移行時、および冷却工程からメンテナンス工程への移行時に栓部ＮＣの位置を移動させることが可能な状態で支持している。例えば、図１３〜図１７に示す例では、栓部ＮＣは、栓部ＮＣおよび栓部ＮＣに接続されるガス供給経路ＧＬを支持する支持部ＳＢに固定されている。なお、栓部ＮＣの固定方法は特に限定されず、例えば、栓部ＮＣと支持部ＳＢを一体に形成しても良い。支持部ＳＢは、栓部ＮＣを固定した状態（支持した状態）で移動可能となっており、例えば、蒸着工程から冷却工程に移行する際には、図１６および図１７に示すように移動する。まず、図１６に示すように、支持部ＳＢの一部を支点として栓部ＮＣがノズル１２上に位置するように、回転運動により動作する。次に、図１７に示すように、支持部ＳＢ全体が、栓部ＮＣと共に下方に移動して図１４に示すようにノズル１２の開口部を栓部ＮＣで覆う。そして、この状態で図１３に示すバルブＶ２を開き、ガス２６の供給を開始する。また、図６に示す冷却工程からメンテナンス工程に移行する際には、図１７および図１６に示す動作の逆動作を行う。また、ガス供給経路ＧＬは工程を移行する際に移動する栓部ＮＣに接続されるため、ガス供給経路ＧＬの少なくとも一部は、栓部ＮＣの移動に応じて変形可能な配管で構成される。
【００７０】
なお、上記変形例は、上記した相違点を除き、図１〜図９に示す実施形態と同様なので、重複する説明は省略する。また、図１３〜図１７に示す変形例を上述した各種変形例を組み合わせて適用することもできる。
【００７１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７２】
例えば、前記実施の形態では、蒸発源の態様として、一つのノズル１２を備えた蒸発源１０を用いて蒸着膜を形成する、所謂、ポイントソース方式と呼ばれる蒸着方法を取り上げて説明したが、一つの成膜室１０２内に複数の蒸発源１０を並べて配置する蒸着方法とすることができる。この場合、蒸着材料ガス３０ａが到達する範囲が広がるので、蒸着工程の効率を向上させることができる。
【００７３】
また、前記実施の形態では、蒸発源の態様として、固定された蒸発源１０から蒸着材料ガス３０ａを放出する態様について説明したが、変形例として、蒸発源１０と基板１とを相対的に移動させながら基板１に蒸着膜を形成する実施態様に適用することができる。このように蒸発源１０と基板１とを相対的に移動させながら蒸着膜を形成する方法は、被処理物である基板１の蒸着膜形成面の面積が広い場合であっても、蒸着膜の膜厚や膜質を揃えられる点で有利である。また、蒸発源と基板を相対的に移動させる蒸着装置を用いた蒸着方法では、図４に示すようにノズル１２から基板１に至る蒸着材料ガス３０ａの放出経路の軸線（仮想線）ＡＬに対して、ガス放出口ＧＮからの放出角度が傾斜するように配置しなくても良い。この場合、図示は省略するが、冷却工程を開始する時、あるいはそれより前に蒸発源を移動させて、又はガス供給部のガス放出口とを相対的に移動させて、ガス供給部のガス放出口を蒸発源のノズルの開口部が対向する位置に配置する。その後、ガス供給部から坩堝に向かって選択的にガスを供給すれば、坩堝内の圧力を局所的に上昇させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えば、有機ＥＬディスプレイおよび照明などの蒸着膜を形成する製品や、蒸着装置に幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  基板
１ａ  表面
１ｂ  裏面
２  有機ＥＬディスプレイ装置（表示装置）
２ａ  有機ＥＬ素子
３、５  導電膜
６  封止材
７  封止基板
４  有機層
４ａ  正孔輸送層
４ｂ  発光層
４ｃ  電子輸送層
１０、１０Ａ  蒸発源
１１  筐体
１１ａ  面
１１ｃ  蓋部
１１ｄ  本体部
１１ｅ  開口部
１２  ノズル
１３  坩堝
１３ｃ  蓋部
１３ｄ  本体部
１３ｅ  開口部
１４  加熱部
１４ａ  上部ブロック
１４ｂ  下部ブロック
１５  保温部（リフレクタ）
２１  基板保持部
２２  マスク
２２ａ  開口部
２５、３５  ガス供給部
２６  ガス
２７  センサ
２８  制御部
３０  蒸着材料
３０ａ  蒸着材料ガス
３１  パージガス
３２  パージガス供給部
３６  加熱部
１００  蒸着装置
１０１  受け渡し室
１０１ａ  ローダ部
１０１ｂ  アンローダ部
１０２  成膜室
１０３  搬送室
１０３ａ  ロボット（基板搬送装置）
ＧＬ  ガス供給経路
ＧＮ  ガス放出口
ＮＣ  栓部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  冷却曲線
ＳＢ  支持部
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  温度
ＴＣ  熱電対
ＴＧ  ガス供給源
ＴＰ  パージガス供給源
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３  バルブ
ＶＬ  排気経路
ＶＰ  真空ポンプ
【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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