(57)【要約】【課題】均一な膜厚の薄膜を形成する技術を提供する。【解決手段】蒸着材料から生成した蒸着材料ガスを、複数の主分散板２３〜２５の主分散孔７２を通過させ、均一に分散させる。主筐体２１と主分散板２３〜２５は、環状に形成し、主分散板２３〜２５の幅方向両端を主筐体２１で支持する。主分散板２３〜２５は撓まないので、均一な分散が行える。【選択図】  図１
2013032556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
供給された薄膜原料ガスを真空雰囲気にされた前記真空槽内に放出し、前記真空槽内に位置する基板の表面に薄膜を形成する放出装置と、を有する薄膜形成装置であって、
前記放出装置は主放出部を有し、
前記主放出部は、
環状形状で中空の主筺体と、
前記主筺体の内部の主底板と側壁の間に互いに離間して配置された円盤状の複数の主分散板とを有し、
前記主分散板は、その幅方向両端を、前記主筺体の前記環状形状の内周側壁の内周面と外周側壁の内周面によって支持されて、前記主分散板によって、前記主筺体内部は複数の領域に上下に区分けされ、
前記主分散板と前記主筐体の主天板には、厚み方向を貫通する複数の主分散孔と複数の主放出孔とが設けられ、
前記主筺体内部の前記主底板と下端の前記主分散板との間に導入された前記薄膜原料ガスは、前記主分散板の主分散孔と前記主天板の主分散孔とを通過して、前記真空槽内に放出される薄膜形成装置。
【請求項２】
前記放出装置には、前記主放出部によって取り囲まれた副放出部が設けられ、
前記副放出部は、
中空の副筺体と、
前記副筺体の内部には、外周を前記副筺体の壁面によって支持された副分散板が互いに離間して配置され、前記副筐体の内部は、前記副分散板によって複数の領域に上下に区分けされ、
前記副分散板と前記副筺体の副天板とには厚み方向に貫通された副分散孔が複数設けられ、
前記副筺体内部に導入された前記薄膜原料ガスは、前記副分散板の副分散孔と前記副天板の前記副分散孔とを通過して、前記真空槽内に放出される請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記放出装置は、前記主放出部を複数有し、
複数の前記主放出部の前記筺体は、同心状に配置された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
同じ前記主分散板の前記主分散孔は、形状と大きさが等しくされた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記主分散孔の中心は、配置された主分散板の周方向に沿って伸びる閉曲線上に配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記閉曲線のうち、隣接する前記主分散孔の中心間の部分の長さは等しくされた請求項５記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
同じ前記主筐体内で上下に隣接する前記主分散板では、下方に位置する前記主分散板の前記主分散孔の中心の真上には、上方に位置する前記分散板の隣接する前記主分散孔間の前記閉曲線の中央の点が位置するようにされた請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
同じ前記主筐体内で上下に隣接する前記主分散板のうち、上方の前記主分散板の前記主分散孔の個数は、下方の前記主分散板の前記主分散孔の個数の二倍にされ、同じ前記主筐体内の前記主天板の前記主放出孔の数は、前記主筐体内で前記主天板と隣接する前記主分散板の前記主分散孔の個数の二倍にされた請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項９】
前記放出孔には、筒状の放出ノズルが接続され、前記放出ノズル内の直線状の流路を通って蒸着材料ガスを前記真空槽内に放出させる請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着の技術分野にかかり、特に、金属よりも低温でガス化する蒸着材料の気体を発生させ基板表面に薄膜を形成する薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温で蒸発する有機化合物や金属化合物を用いた蒸着方法では、原料には、固体や液体の蒸着材料が用いられ、蒸着材料を加熱して蒸着材料ガスを発生させ、広い面積の基板表面に均一に到達させることが問題になる。
【０００３】
図９の符号１００は、蒸着法で薄膜を形成する従来技術の薄膜形成装置を示している。
この薄膜形成装置１００は、真空槽１１１を有しており、真空槽１１１の外部には、蒸着材料を加熱して蒸着材料ガスを生成する蒸気生成装置１５０が配置されている。
【０００４】
真空槽１１１の内部空間には、放出装置１１２が配置されており、蒸気生成装置１５０と放出装置１１２は、配管によって接続され、蒸気生成装置１５０内で生成された蒸着材料ガスが放出装置１１２に供給されるように構成されている。
【０００５】
薄膜形成の際には、まず、真空排気装置１５８を動作させ、真空槽１１１の内部を真空排気する。
放出装置１１２には、放出孔１５５が複数設けられており、放出装置１１２に供給された蒸着材料ガスは、放出装置１１２内部で拡散して均一にされ、放出孔１５５から真空槽１１１内に放出される。
【０００６】
真空槽１１１の内部の上方には、基板ホルダ１１５が配置されており、基板ホルダ１１５には基板１８１が保持されている。放出された蒸着材料ガスは、基板１８１に到達すると、基板１８１表面に薄膜が形成される。
【０００７】
しかしながら近年では基板が非常に大型になり、それに対する放出装置が大型化すると、放出装置の内部では、蒸着材料ガスが導入される導入孔に近い放出孔と、遠い放出孔とでは、真空槽内に放出する蒸着材料ガスの量が異なってしまい、基板の表面にも膜厚差が発生する。
そこで放出孔の大きさを場所によって変えたり、放出装置の形状を工夫するなど、基板の表面の膜厚を均一にするための試みが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−８４６７６号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６０４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、基板表面に均一に蒸着材料ガスを到達させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、真空槽と、供給された薄膜原料ガスを真空雰囲気にされた前記真空槽内に放出し、前記真空槽内に位置する基板の表面に薄膜を形成する放出装置と、を有する薄膜形成装置であって、前記放出装置は主放出部を有し、前記主放出部は、環状形状で中空の主筺体と、前記主筺体の内部の主底板と側壁の間に互いに離間して配置された円盤状の複数の主分散板とを有し、前記主分散板は、その幅方向両端を、前記主筺体の前記環状形状の内周側壁の内周面と外周側壁の内周面によって支持されて、前記主分散板によって、前記主筺体内部は複数の領域に上下に区分けされ、前記主分散板と前記主筐体の主天板には、厚み方向を貫通する複数の主分散孔と複数の主放出孔とが設けられ、前記主筺体内部の前記主底板と下端の前記主分散板との間に導入された前記薄膜原料ガスは、前記主分散板の主分散孔と前記主天板の主分散孔とを通過して、前記真空槽内に放出される薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、前記放出装置には、前記主放出部によって取り囲まれた副放出部が設けられ、前記副放出部は、中空の副筺体と、前記副筺体の内部には、外周を前記副筺体の壁面によって支持された副分散板が互いに離間して配置され、前記副筐体の内部は、前記副分散板によって複数の領域に上下に区分けされ、前記副分散板と前記副筺体の副天板とには厚み方向に貫通された副分散孔が複数設けられ、前記副筺体内部に導入された前記薄膜原料ガスは、前記副分散板の副分散孔と前記副天板の前記副分散孔とを通過して、前記真空槽内に放出される薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、前記放出装置は、前記主放出部を複数有し、複数の前記主放出部の前記筺体は、同心状に配置された薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、同じ前記主分散板の前記主分散孔は、形状と大きさが等しくされた薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、前記主分散孔の中心は、配置された主分散板の周方向に沿って伸びる閉曲線上に配置された薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、前記閉曲線のうち、隣接する前記主分散孔の中心間の部分の長さは等しくされた薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、同じ前記主筐体内で上下に隣接する前記主分散板では、下方に位置する前記主分散板の前記主分散孔の中心の真上には、上方に位置する前記分散板の隣接する前記主分散孔間の前記閉曲線の中央の点が位置するようにされた薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、同じ前記主筐体内で上下に隣接する前記主分散板のうち、上方の前記主分散板の前記主分散孔の個数は、下方の前記主分散板の前記主分散孔の個数の二倍にされ、同じ前記主筐体内の前記主天板の前記主放出孔の数は、前記主筐体内で前記主天板と隣接する前記主分散板の前記主分散孔の個数の二倍にされた薄膜形成装置である。
本発明は、薄膜形成装置であって、前記放出孔には、筒状の放出ノズルが接続され、前記放出ノズル内の直線状の流路を通って蒸着材料ガスを前記真空槽内に放出させる薄膜形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
基板表面に蒸着材料ガスが均一に到達するので、基板表面に膜厚が均一な薄膜を形成することができる。
また、複数種類の薄膜原料ガスを均一に混合して薄膜を形成することができるので、基板表面に均一な組成の薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一例の薄膜形成装置
【図２】本発明の第二例の薄膜形成装置
【図３】本発明の第三例の薄膜形成装置
【図４】(ａ)〜(ｅ)：本発明の主導入孔と主分散孔と主放出孔の相対的な位置関係を説明するための図面
【図５】第一例の放出装置
【図６】第二例の放出装置
【図７】第三例の放出装置
【図８】副分散板を説明するための図面
【図９】従来技術の薄膜形成装置
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第一例＞
図１を参照し、符号１は、本発明の第一例の薄膜形成装置を示している。
【００１４】
この薄膜形成装置１は、真空槽１１を有しており、真空槽１１の内部には、基板５を保持する基板ホルダ１２が配置されている。
基板ホルダ１２が保持する基板１５と対面する位置に放出装置１３が配置され、真空槽１１の内部又は外部には、主蒸着材料の蒸気を生成する主蒸気生成装置５１が配置されている。
【００１５】
図１，５を参照して放出装置１３を説明する。
放出装置１３は、本例では、一台の主放出部２０を有しており、主放出部２０は、環状形状で、その中心軸線を通る平面で切断した断面は四角形の主筺体２１を有している。
主筺体２１は、真空槽１１の内部に位置し、内部は中空であり、その主天板２６が上方に向けられて配置されている。
【００１６】
真空槽１１内部又は真空槽１１外部には、主蒸気生成装置５１が配置されており、主導入配管５７の一端が接続されている。主筺体２１では、主底板２２が下方に向けられており、主導入配管５７の他端は、主底板２２に形成された主導入孔７１（図４（ａ））と連通して主底板２２に取り付けられている。従って、主蒸気生成装置５１の内部空間と、主筺体２１内部空間とは、主導入配管５７によって接続されており、主蒸気生成装置５１内で生成された主蒸着材料の蒸気は、主導入配管５７を通って主筺体２１に供給されるようになっている。
【００１７】
主筺体２１は、一定高さで一の環状形状の中心軸線を取り囲む内周側壁２８と、内周側壁２８の外周に一定距離離間して配置され、内周側壁２８と同じ高さで内周側壁２８を取り囲む外周側壁２７とを有しており、内周側壁２８と外周側壁２７の下端同士は同じ高さに配置され、上端同士も同じ高さに配置されている。
【００１８】
内周側壁２８の下端と外周側壁２７の下端には、主底板２２が密着して配置され、内周側壁２８の上端と外周側壁２７の上端には、主天板２６が密着して配置されて主筺体２１が構成されている。内周側壁２８と外周側壁２７との間の空間は、主底板２２と主天板２６によって、主筺体２１の外部から分離され、主筺体２１には内部空間が形成されるようになっている。
【００１９】
主筺体２１の内部空間には、下方で主底板２２の表面が露出し、上方では主天板２６の表面が露出しており、内周側には、環状形状の内周を構成する内周側壁２８の壁面が露出し、外周側には、環状形状の外周を構成する外周側壁２７の壁面が露出している。
【００２０】
主筺体２１の内部空間には、主筺体２１内部の空間の周方向に沿って伸び、主筺体２１の環状形状と同じ中心を有する環状形状の主分散板２３〜２５が複数枚、上下方向に平行に配置されている。
各主分散板２３〜２５は、その環状形状の内側の側面が主筺体２１の内周側壁２８の壁面に固定され、外側の側面が主筺体２１の外周側壁２７の壁面に固定されている。
【００２１】
この構成により、各主分散板２３〜２５は、環状形状の幅方向の両端である外周部分と内周部分とが主筺体２１の内周側壁２８の壁面と外周側壁２７とにそれぞれ固定されており、従って、各主分散板２３〜２５の重量は、内周側壁２８と外周側壁２７とによって支持されている。各主分散板２３〜２５は、内周側壁２８と外周側壁２７に溶接固定して支持してもよいし、内周側壁２８と外周側壁２７に突起を設け、突起上に主分散板２３〜２５を着脱可能に乗せるようにしてもよい。
【００２２】
主筐体２１は、中央部分に空洞２９を有しており、従って、各主分散板２３〜２５の外周と内周の間の距離である幅は、主筺体２１の外周の大きさ(直径又は外周間の距離)よりも短くなり、各主分散板２３〜２５の幅方向両端で支持する部分間の距離は、主筺体２１の外周の大きさよりも短い。従って、主分散板２３〜２５の幅は短いので自重で撓まないで済む。環状で無い筐体内部を主分散板で上下方向に区分けしようとすると、主分散板が撓み、後述するような均一な分散は得られなくなる。
【００２３】
各主分散板２３〜２５は主筺体２１内部で上下方向に並んで配置されており、各主分散板２３〜２５のうち、下端に位置する主分散板２３と主底板２２との間と、各主分散板２３〜２５同士の間と、上端の主分散板２５と主天板２６との間は、それぞれ離間している。各主分散板２３〜２５は、環状形状の内周側面が内周側壁２８の壁面と接触し、外周側面が外周側壁２７の壁面と接触して配置されており、主底板２２と下端の主分散板２３との間の空間と、主分散板２３〜２５同士の間の空間と、上端の主分散板２５と主天板２６との間の空間とに区分けされている。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、主底板２２と、各主分散板２３〜２５と、主天板２６には、厚み方向をそれぞれ貫通する主導入孔７１と、主分散孔７２と、主放出孔７５とがそれぞれ設けられている。なお、主導入配管５７は内周側壁２８又は外周側壁２７に設けてもよい。
【００２５】
真空槽１１には、真空排気装置が接続されており、真空排気装置を動作させると、真空槽１１の内部と、主筺体２１の内部と、主蒸気生成装置５１の内部とが真空排気され、真空雰囲気にされる。
主蒸気生成装置５１は、主蒸着材料が蓄積されており、主蒸着材料を少量ずつ加熱して、少量の主蒸着材料ガスを継続して生成するか、又は、一枚の基板５に対する量の主蒸着材料ガスを短時間で生成する。
【００２６】
主導入配管５７は一又は複数本設けられており、主導入配管５７は主導入孔７１に接続され、主蒸気生成装置５１の内部で生成された主蒸着材料ガスは、主筺体２１内部の主底板２２の主導入孔７１から主底板２２と下端の主分散板２３との間の空間に導入される。
【００２７】
本発明では、一の主底板２２に主導入孔７１が複数個設けられる場合は、それらの形状と大きさは等しくされている。但し、主導入孔７１は複数個でなくても良く、図４(ａ)に示すように、本例の主底板２２には一個の主導入孔７１が設けられている。
【００２８】
主導入孔７１から主筺体２１の内部に導入された主蒸着材料ガスは、下方から上方に向かって配置された複数の主分散板２３〜２５の主分散孔７２を、後述するように順番に通過して分散され、また、主天板２６の主放出孔７５を通過し、真空槽１１内に放出される。
【００２９】
主底板２２と主分散板２３〜２５と主天板２６とは互いに平行であり、主分散孔７２の内壁面は、主分散板２３〜２５とは垂直になっており、主分散孔７２を通過した主蒸着材料ガスの進行方向に偏りが生じないようにされている。
【００３０】
更に、この実施例では、主分散板２３〜２５に設けられた複数の主分散孔７２の形状と大きさは等しくされ、また、一枚の主天板２６に設けられた複数の主放出孔７５の形状と大きさも等しくされており、主蒸着材料ガスが、主分散孔７２や主放出孔７５を通るとき、主分散孔７２や主放出孔７５を通過する主蒸着材料ガスは、一枚の主分散板２３〜２５中や一枚の主天板２６の中で、通過する量が等しくなるようにされている。
【００３１】
主導入孔７１の中心、主分散孔７２の中心、又は主放出孔７５の中心は、配置された主底板２２、主分散板２３〜２５、主天板２６の周方向に沿って伸びる主底板２２上、主分散板２３〜２５上、又は主天板２６上の閉曲線上に配置されており、主導入孔７１から導入された主蒸着材料ガス、又は、主分散孔７２や主放出孔７５を通過した主蒸着材料ガスの量に、偏りが生じないようにされている。
【００３２】
図４(ａ)〜(ｅ)の符号８１〜８５は、主底板２２、主分散板２３〜２５、主天板２６の周方向に沿って伸びる閉曲線である。
主底板２２、主分散板２３〜２５、又は主天板２６の内周と外周の間の距離を幅方向距離と呼ぶとすると、各閉曲線８１〜８５は、幅方向距離の中央に位置しており、主底板２２、主分散板２３〜２５、又は主天板２６の幅方向でも、主導入孔７１から導入された主蒸着材料ガス、又は、主分散孔７２や主放出孔７５を通過した主蒸着材料ガスは、幅方向でも通過する量に偏りが生じないようにされている。
【００３３】
図４(ａ)の符号７６は、主底板２２の閉曲線８１上に、主導入孔７１の中心７６が位置した状態を示している。
なお、各板２２〜２６が円形の環状形状であれば、閉曲線８１〜８５は円である。
【００３４】
さらに、閉曲線８１〜８５の曲線に沿った長さのうち、同じ主底板２２、同じ主分散板２３〜２５、又は同じ主天板２６上で隣接する主導入孔７１の中心間の部分の長さ、主分散孔７２の中心間の部分の長さ、又は、主放出孔７５の中心間の部分の長さは等しくされており、周方向に亘って均一に主蒸着材料ガスが主導入孔７１から導入され、また、主分散孔７２や主放出孔７５を通過するようにされている。
【００３５】
同じ主筺体２１内で上下に隣接する主底板２２と主分散板２３〜２５と主天板２６とでは、主導入孔７１と、異なる主分散板２３〜２５の主分散孔７２と、主放出孔７５の各孔間の相対位置は、下方の主底板２２の主導入孔７１の中心又は主分散板２３〜２５の主分散孔７２の中心の真上(中心軸線の延長上)には、隣接する主分散板２３〜２５の主分散孔７２や、隣接する主天板２６の主放出孔７５は位置せず、主導入孔７１は、主底板２２に隣接する主分散板２３の主分散孔７２とは一部も対面せず、また、上下に隣接する主分散板２３〜２５間では、主分散孔７２同士は一部も対面せず、また、主天板２６の主放出孔７５と主天板２６に隣接する主分散板２５の主分散孔７２とは、一部も対面しないようにされている。
【００３６】
主導入孔７１の内壁面は主底板２２表面と垂直にされており、主導入孔７１から導入された主蒸着材料ガスの分子の多数は、主底板２２と垂直な方向に進行し、その進行方向には、下端の主分散板２３の板面が位置しており、主蒸着材料ガスの分子は主分散板２３に衝突し、反跳する。
【００３７】
主筺体２１内部の圧力は、分子流の領域であり、主筺体２１の内部に導入された主蒸着材料ガスの分子は、衝突と反跳を繰り返し、主底板２２と、主底板２２に隣接する主分散板２３との間の空間に充満する。
充満した主蒸着材料ガスのうち、一部は、主分散板２３の主分散孔７２を通過し、主分散板２３と主分散板２４の間の空間に進入する。
【００３８】
各主分散孔７２の内壁面は分散板の表面と垂直にされているから、主導入孔７１から導入された主蒸着材料ガスの分子と同様に、主分散孔７２を通過した主蒸着材料ガスの分子は、通過した主分散板２３の表面に対して垂直な方向の速度成分が大きい。
【００３９】
このように、各主分散板２３〜２５の主分散孔７２を通過する蒸着材料ガスの分子は、その進行方向に、隣接する主分散板２４、２５又は主天板２６の板面が位置しており、その板面に衝突し、反跳するので、主蒸着材料ガスの分子は主分散板２３〜２５の主分散孔７２を通過すると、主分散板２３〜２５又は主天板２６への衝突と、反跳とを繰り返すことになる。
この衝突と反跳により、隣接する主分散板２３〜２５の間の空間又は、主分散板２３〜２５と主天板２６との間の空間は、均一な濃度の蒸着材料ガスで充満される。
【００４０】
要するに、本例では、主導入孔７１から導入された主蒸着材料ガスと、主分散孔７２を通過した主蒸着材料ガスとは、主分散板２３〜２５や主天板２６に衝突せずに、上方の主分散板２３〜２５の主分散孔７２や主天板２６の主放出孔７５を通過しないようにされており、主分散孔７２を通過した主蒸着材料ガスの分子は、二枚の主分散板２３〜２５と、内周側壁２８と、外周側壁２７との衝突と反跳を繰り返し、その空間内での濃度分布が均一になるようにされている。
【００４１】
更に、主導入孔７１や主分散孔７２の中心の真上には、一枚の主分散板２３〜２５中で、互いに隣接する主分散孔７２間の閉曲線８２〜８４の長さの中央の点、又は上方に位置する主天板２６の隣接する主放出孔７５間の閉曲線の長さの中央の点が位置するようにされ、主蒸着材料ガスが主分散板２３〜２５や主天板２６に衝突した後、主蒸着材料ガスの濃度に偏りが生じないようにされている。
【００４２】
主分散孔７２の数は、上下方向に隣接する主分散板２３〜２５のうち、主天板２６に近い主分散板２４、２５の方が、遠い方の分散板２３、２４よりも個数が多くなるようにされており、主蒸着材料ガスが一枚の主分散板２３〜２５に設けられた複数の主分散孔７２を通過するたびに、分散されるようになっている。
【００４３】
更に、一の主筺体２１内で上下に隣接する主分散板２３〜２５のうち、上方の主分散板２４、２５の主分散孔７２の個数は、下方の主分散板２３、２４の主分散孔７２の個数の二倍にされ、一の主筺体２１内の主天板２６の主放出孔７５の数は、一の主筺体２１内で主天板２６と隣接する主分散板２５の主分散孔７２の個数の二倍にされており、主筺体２１内で、主分散板２３〜２５の主分散孔７２や主天板２６の主放出孔７５を通過すると、主蒸着材料ガスは二倍に分散されるようになっている。
【００４４】
なお、この実施例では、主分散板２３〜２５は、３枚であり、図４(ｂ)〜(ｄ)に示すように、主分散板２３〜２５には、下方から順番に、２、４、８個の主分散孔７２がそれぞれ設けられ、主天板２６には、図４(ｅ)に示すように、１６個の主放出孔７５が設けられている。
【００４５】
主天板２６の表面には、内部のガスの流路が主放出孔７５と連通するようにして、筒状の主放出ノズル６３の下端が設けられている。流路は直線状に伸ばされており、主放出ノズル６３の流路は、主筺体２１の外周方向又は真上方向又は内周方向に向けられて傾けられている。
なお、主放出ノズル６３の上端には、主放出ノズル６３の上端の開口を閉塞しないようにして、防着板１９が配置されている。
【００４６】
ここでは、主筺体２１の主底板２２と主分散板２３〜２５と主天板２６と基板５とは水平に配置されており、基板ホルダ１２に配置された基板５は、主放出ノズル６３の開口に面しており、基板５は、基板ホルダ１２上で、主分散板２３〜２５や主天板２６と平行にされている。
【００４７】
主蒸着材料ガスは、主分散孔７２を通過する度に、均一に分散されるから、上端の主分散板２５と主天板２６との間の空間は、主筺体２１内の他の空間よりも主蒸着材料ガスが均一に充満しており、上端の主分散板２５と主天板２６との間の空間から主放出孔７５を通過して主放出ノズル６３の流路に進入する。
【００４８】
主放出ノズル６３内の流路を流れた主蒸着材料ガスは真空槽１１内に放出されると、主蒸着材料ガスは、真空槽１１内で流路が伸びる方向に飛行し、基板５表面に到達すると、基板５表面に主蒸着材料の薄膜が成長する。主蒸着材料ガスを基板５表面で化学変化させて薄膜を形成してもよい。
【００４９】
真空槽１１内に放出された主蒸着材料ガスは、主筺体２１内で均一に分散されているから、基板５表面に形成される薄膜の膜厚は均一である。
主筺体２１の中央は空洞２９であり、主筺体２１以外の装置を配置することができる。
【００５０】
＜第二例＞
図２の符号２は、本発明の第二例の薄膜形成装置を示している。この薄膜形成装置２は真空槽１１と放出装置１４とを有しており、放出装置１４は、上記第一例の薄膜形成装置１の主放出部２０を有し、その主放出部２０に加えて副放出部３０を有している。
第二例の薄膜形成装置２では、第一例の薄膜形成装置１と同じ構造の部材は同じ符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図８を参照し、副放出部３０は、内部中空の副筺体３１と、副筺体３１の内部に配置された一乃至複数枚の副分散板３３、３４とを有している。
副筺体３１の副底板３２及び副天板３６と、副分散板３３、３４とは、互いに平行であり、副底板３２と、副分散板３３、３４と、副天板３６とには、副導入孔９１と、副分散孔９２と、副放出孔(不図示)とがそれぞれ設けられている。
【００５２】
副導入配管５８により、副導入孔９１には、副蒸気生成装置５２に接続されており、副蒸気生成装置５２内で生成された副蒸着材料ガスが副導入孔９１から副筺体３１に導入される。主蒸気生成装置５１によって生成される主蒸着材料ガスと、副蒸気生成装置５２によって生成される副蒸着材料ガスは、同じ化合物のガスであっても異なる化合物のガスであってもよい。
【００５３】
本実施例では、主蒸気生成装置５１によって生成される主蒸着材料ガスは、有機化合物薄膜の母材の蒸気であり、副蒸気生成装置５２によって生成される副蒸着材料ガスは、有機化合物薄膜の発光色を決める添加材料の蒸気である。
【００５４】
主放出部２０と同様に、副放出部３０でも、副導入孔９１の真上位置には、副分散板３３、３４の板面が位置しており、副分散孔９２の真上位置には、隣接する副分散板３３、３４の板面又は副天板３６の板面が位置している。従って、副導入孔９１から導入された副蒸着材料ガスが副分散孔９２を通過して分散される。
【００５５】
図８は、副導入孔９１と副分散孔９２を説明するための図面であり、副導入孔９１の真上位置には、副分散板３３の中心が位置しており、副分散孔９２は、副分散板３３、３４の中央を中心とした閉曲線上に配置されている。
【００５６】
副放出孔にも、管状の副放出ノズル６４が設けられており、副天板３６と副分散板３３、３４との間に均一に充満した副蒸着材料ガスは、副放出孔を通って副放出ノズル６４の流路内に進入した副蒸着材料ガスは、真空槽１１内に放出されると、流路が伸びる方向に飛行する。
【００５７】
副天板３６、副分散板３３、３４、及び副底板３２は、ここでは円盤であり、副天板３６は基板５よりも小さい。そのため、副放出ノズル６４は円盤の外周方向に傾けられており、副放出部３０から放出された副蒸着材料ガスは、基板５の全表面に均一に到着する。
【００５８】
副放出部３０から副蒸着材料ガスが放出される際には、主放出部２０から主蒸着材料ガスが一緒に放出されている。副蒸着材料ガスが発光色を決める添加物である場合、薄膜に含有される副蒸着材料の量は、主蒸着材料の量に比べて少なく、副筐体３１内部の圧力は主筐体２１の圧力よりも低い。
【００５９】
＜第三例＞
本発明の薄膜形成装置は、複数の主放出部を同心円状に配置することができる。
図３、７の符号３は、本発明の第三例の薄膜形成装置を示している。この薄膜形成装置３は真空槽１１と放出装置１５を有しており、放出装置１５は、上記第二例の薄膜形成装置２の副放出部３０と、二台の主放出部４０ａ、４０ｂとを有している。
【００６０】
第三例の薄膜形成装置３では、第一、第二例の薄膜形成装置１、２と同じ構造の部材は同じ符号を付して説明を省略するが、二台の主放出部４０ａ、４０ｂは第一例の主放出部２０とは構造が異なっている。
【００６１】
まず、この薄膜形成装置３の真空槽１１の内部には、一台の筐体４１が配置されており、この筺体４１によって、二台の主放出部４０ａ、４０ｂの主筺体４１ａ、４１ｂが構成されている。
二台の主筺体４１ａ、４１ｂの構造を説明すると、まず、筺体４１は、それぞれ環状の、主底板４２と、主天板４６と、外周側壁４７と、内周側壁４８とを有している。主天板４６と主底板４２とは互いに平行に離間して同心に配置されており、外周側壁４７と内周側壁４８とは、主天板４６と主底板４２とが位置する平面に対して垂直な壁であり、主天板４６と主底板４２とに上端と下端がそれぞれ密着されて、主底板４２と主天板４６と外周側壁４７と、内周側壁４８とによって、筺体４１の内部空間が形成されている。
【００６２】
筺体４１の内部には、中央側壁４９が設けられており、中央側壁４９によって、筺体４１の内部空間は、外側の部分と内側の部分とに分離されている。
中央側壁４９は、外側の部分の空間では内周側壁４９ａにされ、内側の部分の空間では外周側壁４９ｂにされており、従って、筺体４１の主底板４２及び主天板４６のうち、外周側壁４７と内周側壁４９ａ(中央側壁４９)との間の部分と、外周側壁４７と内周側壁４９ａ(中央側壁４９)とで、外側の主放出部４０ａを構成させる主筺体４１ａが形成され、同様に、筺体４１の主底板４２及び主天板４６のうち、外周側壁４９ｂ(中央側壁４９)と内周側壁４８との間の部分と、外周側壁４９ｂ(中央側壁４９)と内周側壁４８とで、内側の主放出部４０ｂを構成させる主筺体４１ｂが形成されている。外側の主筺体４１ａと内側の主筺体４１ｂとは同心状に配置されている。
【００６３】
二台の主筺体４１ａ、４１ｂの内部には、幅方向の端である内周部分と外周部分とが外周側壁４７、４９ｂと、内周側壁４９ａ、４８とで支持された環状の複数の主分散板４３ａ〜４５ａ、４３ｂ〜４５ｂが上下方向に配置されている。
【００６４】
このように、本例では、一台の筺体４１と中央側壁４９とによって、二台の主放出部４０ａ、４０ｂの主筺体４１ａ、４１ｂが形成された構造であり、主放出部４０ａ、４０ｂの中央には、本発明の第二例で説明した構造と同じ構造の副放出部３０が配置されている。
【００６５】
主底板４２と主天板４６とが、二台の主筺体４１ａ、４１ｂを構成する部分には、それぞれ主導入孔(不図示)と主放出孔(不図示)とが形成されている。
主底板４２と主分散板４３ａ〜４５ａ、４３ｂ〜４５ｂと主天板４６の相対的な位置関係や、主導入孔、主分散孔、主放出孔の相対的な位置関係は、上記本発明の他の例とおなじであり、主蒸着材料ガスは、主蒸気生成装置５３ａ、５３ｂから、主導入配管５９ａ、５９ｂを通って、主筺体４１ａ、４１ｂ内に供給されると、蒸着材料ガスは、二台の主筺体４１ａ、４１ｂ内でそれぞれ分散され、放出ノズル６３から真空槽１１内に放出され、基板５の表面に均一に到達する。
【００６６】
この薄膜形成装置３では、二台の主放出部４０ａ、４０ｂと中央の副放出部３０から、主蒸着材料ガスと副蒸着材料ガスとを、一緒に又は個別に放出できるようにされている。
二台の主放出部４０ａ、４０ｂから放出される主蒸着材料ガスは、同じ化合物のガスであっても異なる化合物のガスであってもよい。副蒸着材料ガスは、いずれかの主蒸着材料ガスと同じ化合物のガスであっても、異なる化合物のガスであってもよい。
【００６７】
＜他の例＞
以上説明した本発明の各例の薄膜形成装置１、２、３では、主筺体２１、４１ａ、４１ｂや副筺体３１、主導入配管５７、５９ａ、５９ｂや副導入配管５８には加熱装置が設けられており、それらは、主蒸着材料ガスや副蒸着材料ガスが析出する温度よりも高温に加熱され、主蒸着材料ガスや副蒸着材料ガスが析出しないようにされている。他方、発熱による輻射熱は防着板１９によって、基板５には到達しないようにされている。
【００６８】
本発明の第二例、第三例の薄膜形成装置２、３では、主筺体２１、４１ａ、４１ｂは、副筺体３１と離間して配置されており、主筺体２１、４１ａ、４１ｂと、副筺体３１とは、異なる温度に昇温させることができる。
【００６９】
有機化合物は蒸発温度(ここでは昇華する温度も含む)よりも高温に加熱されると分解されてしまうため、主筺体２１、４１ａ、４１ｂや副筺体３１を、蒸発温度に近く、蒸発温度よりも高い温度に昇温させることが望ましい。一般に、有機薄膜を構成させる主成分の化合物と、主成分の添加物となる化合物とは蒸発温度が異なるため、主筺体と副筺体とは離間して配置することが望ましい。
【００７０】
本発明の第三例の薄膜形成装置３では、一つの筺体４１の内部を中央側壁４９で分離して二個の主筺体４１ａ、４１ｂを形成していたが、二個の円環状の主筺体を離間して同心状に配置すれば、二台の主筺体を異なる温度に昇温させることができる。
【００７１】
なお、本発明において、主筺体、主分散板、主底板、主天板、外周側壁、内周側壁等の形状である環状形状には、円環や四角状環の形状や、多角環、楕円環の形状も含まれる。要するに、中央部分に空洞２９があり、同心状に配置できる主放出部であればよい。
【００７２】
本発明の薄膜形成装置では、主蒸気生成装置や副蒸気生成装置から、主放出装置や副放出装置に主蒸着材料ガスや副蒸着材料ガスが供給されるときには、キャリアガスが一緒に供給されてもよいし、主蒸着材料ガスだけや副蒸着材料ガスだけが供給されるようにしてもよい。
【００７３】
なお、上記各実施例では、主筺体２１、４１ａ、４１ｂと副筺体３１は真空槽１１の内部に配置されていたが、真空槽１１の内部を真空雰囲気にできる限り、主筺体２１、４１ａ、４１ｂと副筺体３１の一部が真空槽１１の外部に出るように配置してもよい。
【００７４】
上記各実施例１、２、３の説明では、鉛直上方を「上方」とし、鉛直下方を「下方」としていたが、本発明では、鉛直上方以外の一の方向を「上方」とし、それとは反対方向を「下方」として、各部材を配置することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１、２、３……薄膜形成装置
２０、４０ａ、４０ｂ……主放出部
２１、４１ａ、４１ｂ……主筺体
２２……主底板
２３〜２５、４３ａ〜４５ａ、４３ｂ〜４５ｂ……主分散板
２６……主天板
２７、４７……外周側壁
２８、４８……内周側壁
３０……副放出部
３１……副筺体
３２……副底板
３３、３４……副分散板
３６……副天板
４９……中央側壁
５１、５３ａ、５３ｂ……主蒸気生成装置
５２……副蒸気生成装置
６３、６４……放出ノズル
７１……主導入孔
７２……主分散孔
７５……主放出孔
７６……主導入孔の中心
８１〜８５……閉曲線
【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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