(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相有機物蒸着装置において、
不活性ガスを保有したガスレザバーと、
ＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の調整下に前記ガスレザバーから流れる不活性ガスを加熱するガスヒーターと、
蒸着されるガス及び有機物質を内蔵し、前記ガスヒーターから流れる不活性ガスによって希釈および加熱された有機物粒子を熱源ヒータでさらに加熱して、希釈された有機物気体を発生せしめる少なくとも１つの蒸着ソースタンクと、
前記蒸着ソースタンクと連結管によって接続されるとともにバッファチェンバー内及び蒸着チェンバー内を移動可能に設けられ、前記希釈された有機物気体の移動を監視して調整する蒸着速度調整器が付着されたスキャンヘッドと、
前記連結管内の温度保持のために前記連結管の外部にワインディングされたヒーターパイプと、
前記バッファーチェンバーと前記蒸着チェンバーとの間に設置され、前記希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖するゲート弁と、
前記蒸着ソースタンクから流入された前記希釈された有機物気体を大面積基板に蒸着する蒸着チェンバーとを備えるが、
前記ガスヒーターは、前記蒸着ソースタンク内における有機物気体の発生量が調整されるように、前記蒸着ソースタンク内に注入する不活性ガスを加熱し、
前記ゲート弁は、前記希釈された有機物気体の移動を閉鎖することにより前記スキャンヘッドの熱源による大面積基板上と蒸着チェンバー内の温度上昇を遮断する
ことを特徴とする大面積基板の気相有機物蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着ソースタンクは、内部に注入される不爆発性不活性ガスとして、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２のうち少なくともいずれか１種を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の大面積基板の気相有機物蒸着装置。
【請求項３】
前記スキャンヘッドは、同時に２つ以上の物質を共に蒸着するため２つ以上設けられることを特徴とする請求項１に記載の大面積基板の気相有機物蒸着装置。
【請求項４】
前記ガスヒーターは、前記蒸着ソースタンクへ流す不活性ガスの温度を２００〜８００℃に保持する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の大面積基板の気相有機物蒸着装置。
【請求項５】
前記バッファーチェンバーは、熱源遮断用チェンバーを含み、前記熱源遮断用チェンバー内で前記スキャンヘッドが移動する際に伴って分離された有機物質が再循環するように設置された有機物質再活用補助るつぼをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の大面積基板の気相有機物蒸着装置。
【請求項６】
気相有機物蒸着方法において、
不活性ガスを保有したガスレザバーからＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の調整下に蒸着ソースタンクへ流れる不活性ガスをガスヒーターで加熱する段階と、
蒸着されるガス及び有機物質を内蔵した少なくとも１つの蒸着ソースタンクに前記ガスヒーターからの不活性ガスを流し、前記不活性ガスによって希釈および加熱された有機物粒子を熱源ヒータでさらに加熱して、希釈された有機物気体を発生せしめる段階と、
前記蒸着ソースタンクと連結管によって接続されるとともにバッファチェンバー内及び蒸着チェンバー内を移動可能に設けられ、蒸着速度調整器が付着されたスキャンヘッドにより、前記希釈された有機物気体の移動を監視して調整する段階と、
前記連結管の外部にワインディングされたヒーターパイプによって前記連結管内の温度を保持する段階と、
前記バッファーチェンバーと前記蒸着チェンバーとの間に設置されたゲート弁によって、前記希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖する段階と、
前記蒸着チェンバー内にて、前記蒸着ソースタンクから流入された前記希釈された有機物気体を大面積基板に蒸着する段階とを備えるが、
前記ガスヒータによって、前記蒸着ソースタンク内にて発生する有機物気体のガス量が調整されるように、前記蒸着ソースタンク内に注入する不活性ガスを加熱する段階と、
前記ゲート弁によって前記希釈された有機物気体の移動を閉鎖することにより、前記スキャンヘッドの熱源による大面積基板上と蒸着チェンバー内の温度上昇を遮断する段階と、
前記バッファーチェンバー内で前記スキャンヘッドが移動する際に伴って分離された有機物質が再循環するように設置された補助るつぼによって収集する段階とを含む
ことを特徴とする大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【請求項７】
前記蒸着ソースタンクは、内部に注入される不爆発性不活性ガスとして、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２のうち少なくともいずれか１種を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【請求項８】
前記蒸着ソースタンク内部の真空圧力が、前記蒸着チェンバー内部の真空圧力の１００〜１００００倍になるようにする
ことを特徴とする請求項６に記載の大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【請求項９】
前記希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖する段階は、前記大面積基板に蒸着される有機物薄膜の厚さを、有機物気体の移動を開放する工程時間で調整する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項６に記載の大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【請求項１０】
前記ガスヒーターは、前記蒸着ソースタンクへ流す不活性ガスの温度を２００〜８００℃に保持する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【請求項１１】
有機半導体装置の製造方法において、
蒸着装置内で基板を蒸着チェンバー内にローディングする段階と、
蒸着ソースタンクを予備的に加熱して不活性ガスを２００〜６００℃の温度下で注入する段階と、
前記蒸着ソースタンク内での不活性ガスと有機物粒子が混合体を形成して加熱すると、ＳＧＨＰ（Ｓｏｌｉｄ  Ｇａｓ  Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｐｈａｓｅ）物質が発生する段階と、
前記蒸着ソースタンクから連結管を通して多量の気相有機物であるＳＧＨＰ物質をバッファーチェンバーに伝達する段階と、
前記バッファーチェンバーで気相有機物センサを使用して気相有機物の流量を測定して、その気相有機物の流量が事前に設定された量に到達すると、バッファーゲート弁を開放する段階と、
スキャンヘッドの動作で気相有機物を蒸着する段階と、
その後、事前にセッティングされた蒸着時間経過後、スキャンヘッドが移動する段階と、
及び前記バッファーゲート弁を閉鎖して基板をアンローディングする段階とを含むことを特徴とする大面積基板の気相有機物蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置の製造装置及びその製造方法において、有機物材料を使用した気相有機物の蒸着方法及び気相有機物の蒸着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近に至って、有機化合物、有機金属化合物として機能性高分子化合物による薄膜形成技術は、半導体メモリ−の絶縁層材料以外にも伝導性材料、光電子材料、有機発光（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子材料等の関心が集中されている。
【０００３】
これまでに開発された有機薄膜形成方法中、代表的な技術の１つとして使用される真空蒸着法は、真空チェンバーの下部に熱蒸発源とその上部に成膜用基板とを設置して、薄膜を形成するものである。この真空蒸着法を利用した有機薄膜形成装置の概略的な構成を見てみると、真空チェンバーに連結された真空排気系が存在し、これを利用して真空チェンバーの一定の真空を保持させる。その後、真空チェンバーの下部に配置された１つ以上の有機薄膜材料の熱蒸発源から、有機薄膜材料である有機物を蒸発させる。有機薄膜材料の熱蒸発源は円筒形状または方形状の容器であって、その内部に成膜用有機物材料を収容する。容器材料としては、石英、セラミックス等が使用され、容器部の周辺には一定のパタ−ン模様の加熱用ヒーターが囲繞されている。そのため、一定量の電力を加えると、容器周辺の温度が上昇するとともに、容器も加熱されて一定温度になり、有機物の蒸発が始まる。温度は容器の下部または上部に設置された温度調節用熱伝帯によって検測されて、有機蒸発材料を一定温度に保持して所望の蒸発速度が得られるようにした。蒸発された有機物は、容器の上部から一定距離を離れた部位に配置されたガラスまたはウエハ−材質からなる基板まで移動し、その後に基板の表面に吸着、蒸着、再蒸発等の連続的な過程を経て、基板上に固体化されて薄膜を形成せしめる。
【０００４】
ここで、有機薄膜材料の有機化合物は蒸気化される蒸気圧が高く、加熱による熱分解温度が蒸発温度と近接されているため、長時間にわたる安定した有機蒸発速度の制御が容易でないことから、高速薄膜蒸着が難しい。また、真空チェンバー内の熱蒸発源から放出された蒸気化された有機薄膜材料は、熱蒸発源容器の上部のＣＲＵＣＩＢＬＥＨＯＬＥ形状（開口部）に相応する指向性をもつことになり、これは限られた狭い範囲内に局限されて
基板に到達するようになることから、大面積基板に均一な有機薄膜を形成することが困難である。さらに、有機薄膜の均一な薄膜を形成するために、指向性の補正手段として、基板を一定速度で回転させつつ成膜をする方法もある。しかしながら、かかる方法では、蒸着装備（装置）が基板の回転半径に相応する大きさに大型化されてしまう。また、不要な有効面積まで（有機薄膜材料を蒸着させる必要のない部分にまで）有機薄膜が形成されるため、高価な有機材料の使用効率が極めて低下され、生産性の低下をもたらしていた。
【０００５】
このように、真空蒸着法では、有機薄膜を利用した有機発光素子及び機能性薄膜を応用した製品を製造するにあたって、低い成膜速度、低い有機材料の使用効率、有機薄膜層のばらつき性、主材料（Ｈｏｓｔ材料）と発色材料（Ｄｏｐａｎｔ材料）の混合量の微細調整の難しさ、熱蒸発源温度調節、基板の大型化に伴う均一な有機薄膜の形成困難等などのもろもろの問題点があるが、その一例として、添付された図１を参照して従来の真空蒸着装置について述べることにする。
【０００６】
図１は、従来の真空蒸着装置の一例を示す。
図１に示す従来の真空蒸着装置に従えば、まず、モリブデンボート（６）に蒸着させる物質の適当量を予測して載置してから、真空チェンバー（１）内の圧力を１０〜６ｔｏｒｒ程度に下げる。その後、温度調節装置を利用して、蒸着物質が金属である場合、その金属の融点近傍まで熱を上げてから、再度微細に調節しつつ、その金属が気化されるまで温度を上げる。この際、徐々にモリブデンボート（６）上の物質の蒸発が始まると、あらかじめ装着されていたシャッター（５）を開けて、蒸発された物質分子を基板に蒸着させる。この際、シャッター（５）は、モリブデンボート（６）上にある物質が気化される直前に、その物質に残存する不純物が基板に蒸着されないように防止する役割を果す。
【０００７】
このような真空蒸着装置は、蒸着させる物質の適確な量を予測しがたいことから、多量の物質をモリブデンボート（６）に装着させなければならない。また、所望の方向への蒸気（Ｖａｐｏｒ）の誘導が不可能であるため、前記蒸着過程を数回にわたって繰り返す場合は、チェンバー内が汚染されて毎度内部をクリーニングをしなければならない煩しさがある。さらに、モリブデンボート（６）上に載置される物質の量、シャッター（４）の開閉時間、さらに、温度調節による気化時間が、厚さ調節の変数であり、かかる変数を全体的に微細に調整することが不可能である。
【０００８】
一方で、有機半導体の製作方法には、単位蒸着源（単位蒸着ソースタンク）を使用する方法と、最近プリンストン大学でマックスステイン（Ｍａｘ  Ｓｈｔｅｉｎ）氏らが提案したＯＶＰＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法がある。
【０００９】
単位蒸着源（単位蒸着ソースタンク）を使用する有機半導体製作方法は、有機半導体で使用される各層を蒸着する時間が長くかかるし、各層の蒸着時に使用される物質の使用量が多い上、蒸着された膜の密度と基板に対する接着力が良好でない問題点があることから、有機半導体を量産するための量産歩留まりが落ちる。さらに、量産のための大面積基板の製造工程に制限がある。つまり、現在は、３７０Ｘ４７０ｍｍの大きさの基板を使用するのが限界である。
【００１０】
また、ＯＶＰＤ方法は、マックスステイン氏らの提案したＡｘｉｔｒｏｎ方式において、気相有機物を運送ガスを使用して運送し、有機半導体に使用される各層を製作する方式である。この方法は、単位蒸着源（単位蒸着ソースタンク）を使用する方式よりも有機物質の使用効率を高められるし、大面積基板の有機半導体の製作が理論的には可能である。ところが、ＯＶＰＤ方式を使用するＡｘｉｔｒｏｎ方法は既存のＣＶＤ方式のスキャンヘッドを使用しており、実際に２００Ｘ２００ｍｍ大きさの基板を試験的に使用してテストをしているが、熱に弱い有機半導体物質を用いた薄膜の形成において問題を起こしうる。
【００１１】
さらに、大面積基板用として製作するためには、３７０Ｘ４７０ｍｍ以上の大きさのシャワーヘッドを製作しなければならないが、この構成自体が難点を有している。なおかつ、Ａｘｉｔｒｏｎ方式の蒸着方法は蒸着ソースタンクとスキャンヘッドの高温熱源が固定されている。さらに、有機半導体の製作でのドーピングは、２つ以上のスキャンヘッドをシステム内に装着して、個別的な温度調整を可能ならしめる。しかしながら、既存のＯＶＰＤ方式は１つのスキャンヘッドだけを使用することから、熱的特性が相対的に異なる２種以上のドーピング物質が使用されてドーピングされる場合、熱的特性が良好でない物質に変質されうる短所がある。
【００１２】
つまり、既存の２種方式は、有機半導体物質が大面積基板の基板に良好に蒸着できない問題点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は上記種々の問題点を解決するためになされたものであって、この発明の第一の目的は、大面積の基板に有機薄膜を高速に成膜させることができる気相有機物の蒸着方法と、これを利用した気相有機物の蒸着装置を提供することにある。
【００１４】
さらに、この発明の第二の目的は、有機半導体物質を大面積基板に蒸着できるよう、蒸着源ソースタンク内で有機物質の粒子を希釈することによって、有機薄膜の基板に対する接着力を増加させつつ精密かつ安定的に厚さを調整することができ、また、バッファーチェンバーと蒸着チェンバーとをゲート弁を利用して完全に分離して、スキャンヘッドの熱源が大面積の基板上と蒸着チェンバー内の温度を上昇させることを防止することができる大面積基板の気相気相有機物の蒸着方法と、これを利用した気相有機物の蒸着装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するためになされたこの発明に従う大面積基板の気相有機物蒸着装置は、
気相有機物蒸着装置において、
不活性ガスを保有したガスレザバーと、
ＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の調整下に前記ガスレザバーから流れる不活性ガスを加熱するガスヒーターと、
蒸着されるガス及び有機物質を内蔵し、前記ガスヒーターから流れる不活性ガスによって希釈および加熱された有機物粒子を熱源ヒータでさらに加熱して、希釈された有機物気体を発生せしめる少なくとも１つの蒸着ソースタンクと、
前記蒸着ソースタンクと連結管によって接続されるとともにバッファチェンバー内及び蒸着チェンバー内を移動可能に設けられ、前記希釈された有機物気体の移動を監視して調整する蒸着速度調整器が付着されたスキャンヘッドと、
前記連結管内の温度保持のために前記連結管の外部にワインディングされたヒーターパイプと、
前記バッファーチェンバーと前記蒸着チェンバーとの間に設置され、前記希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖するゲート弁と、
前記蒸着ソースタンクから流入された前記希釈された有機物気体を大面積基板に蒸着する蒸着チェンバーとを備えるが、
前記ガスヒーターは、前記蒸着ソースタンク内における有機物気体の発生量が調整されるように、前記蒸着ソースタンク内に注入する不活性ガスを加熱し、
前記ゲート弁は、前記希釈された有機物気体の移動を閉鎖することにより前記スキャンヘッドの熱源による大面積基板上と蒸着チェンバー内の温度上昇を遮断することを特徴と
する。
【００１６】
さらに、この発明に従う大面積基板の気相有機物蒸着方法は、
気相有機物蒸着方法において、
不活性ガスを保有したガスレザバーからＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の調整下に流れる不活性ガスをガスヒーターで加熱する段階と、
蒸着されるガス及び有機物質を内蔵した少なくとも１つの蒸着ソースタンクに前記ガスヒーターからの不活性ガスを流し、前記不活性ガスによって希釈および加熱された有機物粒子を熱源ヒータでさらに加熱して、希釈された有機物気体を発生せしめる段階と、
前記蒸着ソースタンクと連結管によって接続されるとともにバッファチェンバー内及び蒸着チェンバー内を移動可能に設けられ、蒸着速度調整器が付着されたスキャンヘッドにより、前記希釈された有機物気体の移動を監視して調整する段階と、
前記連結管の外部にワインディングされたヒーターパイプによって前記連結管内の温度を保持する段階と、
前記バッファーチェンバーと前記蒸着チェンバーとの間に設置されたゲート弁によって、前記希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖する段階と、
前記蒸着チェンバー内にて、前記蒸着ソースタンクから流入された前記希釈された有機物気体を大面積基板に蒸着する段階とを備えるが、
前記ガスヒータによって、前記蒸着ソースタンク内にて発生する有機物気体のガス量が調整されるように、前記蒸着ソースタンク内に注入する不活性ガスを加熱する段階と、
前記ゲート弁によって前記希釈された有機物気体の移動を閉鎖することにより、前記スキャンヘッドの熱源による大面積基板上と蒸着チェンバー内の温度上昇を遮断する段階と、
前記バッファーチェンバー内で前記スキャンヘッドが移動する際に伴って分離された有機物質が再循環するように設置された補助るつぼによって収集する段階とを含む。
【００１７】
さらに、この発明に従う大面積基板の気相有機物蒸着方法は、
気相有機物蒸着方法において、
蒸着装置内で基板を蒸着チェンバー内にローディングする段階（ｓ７１０）と、
蒸着ソースタンクを予備的に加熱して不活性ガスを２００〜６００℃の温度下で注入する段階（ｓ７１２）と、
前記蒸着ソースタンク内での不活性ガスと有機物粒子が混合体を形成して加熱すると、ＳＧＨＰ（Ｓｏｌｉｄ  Ｇａｓ  Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｐｈａｓｅ）物質が発生する段階（ｓ７１４）と、
前記蒸着ソースタンクから連結管を通して多量の気相有機物であるＳＧＨＰ物質をバッファーチェンバーに伝達する段階（ｓ７１６）と、
前記バッファーチェンバーで気相有機物センサを使用して気相有機物の流量を測定して、その気相有機物の流量が事前に設定された量に到達すると、バッファーゲート弁を開放する段階（ｓ７１８）と、
スキャンヘッドの動作で気相有機物を蒸着する段階（ｓ７２０）と、
その後、事前にセッティングされた蒸着時間経過後、スキャンヘッドが移動する段階（ｓ７２２）と、
及び前記バッファーゲート弁を閉鎖して基板をアンローディングする段階（ｓ７２４）とを含む。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
以下、この発明の目的を達成するために、有機半導体の製作時に使用される大面積基板を使用可能な実施例１の有機半導体装置の製造装置及びその製造方法を、図２に沿って述べることにする。
【００１９】
図２の有機半導体システムにおいて、実施例１の大面積基板の気相有機物蒸着装置（７００）は、不活性ガスを保有したガスレザバー（７０１）と、ＭＦＣ（７０２）の調整下にガスレザバー（７０１）から流れる不活性ガスを加熱するガスヒーター（７０３）と、蒸着されるガス及び有機物質を内蔵し、ガスヒーターからの不活性ガスによって希釈および加熱された有機物粒子を熱源ヒータでさらに加熱して、希釈された有機物気体を発生せしめる少なくとも１つの蒸着ソースタンク（７１４）と、蒸着ソースタンク（７１４）と連結管（７０７）によって接続されるとともにバッファチェンバー（７１１）内及び蒸着チェンバー（７１３）内を移動可能に設けられ、希釈された有機物気体の移動を監視して調整する蒸着速度調整器（７１５）が付着されたスキャンヘッド（７０９）と、連結管（７０７）内の温度保持のために連結管（７０７）の外部にワインディングされたヒーターパイプ（７０６）と、バッファーチェンバー（７１１）と蒸着チェンバー（７１３）との間に設置され、希釈された有機物気体の移動を開放及び閉鎖するするゲート弁（７１１）と、蒸着ソースタンク（７１４）から流入された希釈された有機物気体を大面積基板（７１２）に蒸着する蒸着チェンバー（７１３）とを備える。特に、図２はこの発明の大面積基板の気相有機物蒸着装置の平面図であって、スキャンヘッド（７０９）が大面積基板（７１２）上でこの大面積基板（７１２）と平行に移動しながら有機物気体を大面積基板（７１２）に蒸着することができるようになっている。
【００２０】
図２を参照すると、ガスレザバー（７０１）には不活性気体（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２のうち少なくともいずれか１種を含む）及び既存のＣＶＤで使用される爆発性のないすべての種類のガスが使用されうる。このガスが、ＭＦＣ（７０２）の調整下に、蒸着ソースタンク（７１４）内へ、ガス量が調整されつつ注入される。このとき、ガスヒーター（７０３）を使用して、攝氏２００〜６００℃の高温にガスを加熱して蒸着ソースタンク（７１４）内に注入する。
【００２１】
この発明においては、有機物粒子と高温ガス（ガスヒーター（７０３）により加熱された不活性ガス）が共に存在する状態、つまり、固体と気体のばらつく状態をＳｏｌｉｄ  Ｇａｓ  Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｐｈａｓｅ（以下、ＳＧＨＰという）といい、希釈された状態の物質を不活性ＳＧＨＰの物質と命名する。さらに、高温ガスは蒸着ソースタンク（７１４）内にある有機物、例えば、Ａｌｑ３のような物質を希釈（ｄｉｌｕｔｉｏｎ）して、蒸着ソースタンク（７１４）内に共に存在することになる。不活性ＳＧＨＰの物質は、蒸着ソースタンク（７１４）の外部に設けられた熱源ヒータ（図６における７５１）によって加熱され、蒸着ソースタンク（７１４）内のＳＧＨＰは、対流効果によって加熱されて多量の有機物気体相を発生させることのできる性質をもっている。さらに、蒸着ソースタンク（７１４）とスキャンヘッド（７０９）とを接続する連結管（７０７）を通して、蒸着チェンバー（７１３）と蒸着ソースタンク（７１４）との間の圧力差を利用して、蒸着チェンバー（７１３）内に有機半導体であるＳＧＨＰ物質が注入される。この過程において、連結管（７０７）内に気相有機物が積もるのを防止するために、連結管（７０７）がヒーターパイプ（７０６）により高温に加熱される。とりわけ、Ａｌｑ３の使用時には連結管（７０７）を３２０℃に加熱することが好ましい。この加熱過程での連結管（７０７）の熱損失を防止し、温度勾配（ｇｒａｄｉａｎｔ）を一定に保持するために二重に管を形成して、連結管（７０７）同士の隙間を真空状態に保持して連結管（７０７）の温度を保持する。さらに、多量の物質保管が可能な蒸着ソースタンクを採用すると共にスキャンヘッド（７０９）が大面積基板（７１２）上でこの大面積基板（７１２）と平行に移動しながら有機物気体を大面積基板（７１２）に蒸着するできるようになっている下向式においては、マスクによるシャドウ効果が除去されうることから、厚さの厚いシャドウマスクが使用できる。つまり、シャドウマスクの整列部分の整列誤差を減少させて長時間の工程進行が可能となる。
【００２２】
上述のように、連結管（７０７）を通してスキャンヘッド（７０９）に注入された気相有機物は、基板（７１２）上に蒸着されることになる。この際、スキャンヘッド（７０９）内には気相有機物の蒸着を防止するために、連結管（７０７）のような方式で抵抗性の熱源を使用して加熱されることになる。さらに、実際の基板上にスキャンヘッド（７０９）での蒸着工程が行われない場合は、バッファーチェンバー（７１０）内にスキャンヘッド（７０９）を移動させて位置させることになる。さらに、バッファーチェンバー（７１０）と蒸着チェンバー（７１３）はゲート弁（７１１）を利用して完全に分離されて、スキャンヘッド（７０９）の熱源により大面積基板上と蒸着チェンバー（７１３）内の温度上昇を防止する。
【００２３】
バッファーチェンバー（７１０）内にスキャンヘッド（７０９）が位置している場合、スキャンヘッド（７０９）から噴射される気相有機物の量を、バッファーチェンバー（７１０）内にある速度モニタ−用のクリスタルセンサ（７１５）を使用して、ガスの流量を調整して安定化させる。実際の蒸着チェンバー（７１３）内には、厚さ測定システムが存在せずに、工程での厚さの調整は工程時間の調整を利用して行われる。
【００２４】
図３は、図２の内部のＳＧＨＰ有機物質を効果的に処理できる複数個の蒸着ソースタンクとスキャンヘッドの設置を示す図である。
図３において、複数個、例えば、第１、２、３の蒸着ソースタンク（７４１、７４２、７４３）は、そのタンクのそれぞれに連結されている第１、２、３の連結管（７７１、７７２、７７３）を経て、第１、２、３のスキャンヘッド（７９１、７９２、７３９）を通して、多量の有機物質を供給する。さらに、前記バッファーチェンバー内では、スキャンヘッドが移動するとともに、これに伴って分離された有機物質が収集されて再循環するよう補助るつぼ（７４５）を含む。
【００２５】
図４は、ＳＧＨＰ有機物質を移動させることのできる蒸着チェンバー内の図２のスキャンヘッドの動作方法について述べる図である。
図４の発明における図２のスキャンヘッド（７０９）を利用する蒸着方法は、ゲート弁（７１１）が開放されてスキャンヘッド（７０９）が大面積基板（７１２）の上方に位置した状態において、スキャンヘッド（７０９）から供給された気相有機物が、大面積基板（７１２）上に供給され、大面積基板（７１２）下に配置されたＨＩＶＡＣポンプ（７２４）のポンピング（吸引力）によってラミナフロー（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）を形成し、矢印Ｌ、Ｌ’、Ｌ”、及びＬ’’’方向へ移動して、大面積基板（７１２）上に蒸着する。ポンピングポ−ト（７３２）を基板の下に配置させることによって、気相有機物自体のフローが安定的に行えるようにして、大面積基板に蒸着された有機物薄膜の厚さの均一度が一定に保持されるようにすることができる。したがって、矢印Ｌ、Ｌ’、Ｌ”、及びＬ’’’方向への蒸着損失がほとんどないため、材料の活用効率が極めて高められる長所がある。
【００２６】
図５は、図３の内部のＳＧＨＰ有機物質を移動させることのできるスキャンヘッドの移動方法を述べる図である。図５において、蒸着工程におけるスキャンヘッド（７０９）の長手方向への運動は、モータ（７１７）を利用してピストンロッド（７１８）が一定の速度で符号Ｐ〜Ｐ’の往復運動をしつつ行われる。基板の大きさに応じて、スキャンヘッド（７０９）の長さと、モータ（７１７）を使用するスキャンヘッド（７０９）の長手方向への運動の長さとが決定される。また、スキャンヘッドは気相有機物の発生量を流速調整器（７１６）によって別に調整する。
【００２７】
図６は、有機半導体装置の気相有機物の発生方法を述べる図である。図２および図６において、気相有機物の発生は、蒸着ソースタンク（７１４）と、外部熱源ヒーター（７５１）と、蒸着ソースタンク（７１４）内の有機物粒子（７５２）と、蒸着ソースタンク（７１４）内の高温ガス（ガスヒーター（７０３）により加熱された不活性ガス）（７５３）と、蒸着ソースタンク（７１４）内の保管された有機物質（７５４）及びガス注入管（７５５）と、によって実施される。次に、この発明の半導体装置の気相有機物の発生方法において気相有機物の発生時に有機半導体に使用される物質は熱伝導度が低いため、一般的なセル方式の熱源を使用することになると、有機物の気相化が難しく、特定部位に熱が集中されるため、蒸着ソースタンク（７１４）内の有機物質の変質が発生されやすい。
【００２８】
図６のように、ガス注入管（７５５）を通して高温ガスを蒸着ソースタンク（７１４）内に噴射させて、有機物自体が蒸着ソースタンク（７１４）内で高温ガスにより希釈されるようにする。これによって、蒸着ソースタンク（７１４）には、符号７５２、７５３番の有機物粒子と高温ガスが共存状態になる。さらに、蒸着ソースタンク（７１４）外部には、熱源ヒーター（７５１）を使用して蒸着ソースタンク（７１４）の温度を上昇させる。このヒ−ティング部分で共存状態の希釈部分は熱伝導が対流方式で行われるようにして、多量の気相有機物をつくることができる。さらに、既存の方法に比べて低い熱源の外部温度においても多量の気相有機物を発生させることができる。
【００２９】
次に、図７は、図６から発生された気相有機物の蒸着チェンバー内での蒸着方法を述べる図である。図７の気相有機物の蒸着〜運送方法について述べると、上述のように、蒸着ソースタンク（７１４）内で多量の気相有機物を発生させうることから、蒸着チェンバー（７１３）内の真空圧力と蒸着ソースタンク（７１４）内の真空圧力差が１００〜１００００倍以上の差が生じるように具現する。例えば、システムの真空度が１０−4Ｔｏｒｒであれば、蒸着ソースタンク（７１４）の圧力は１０〜１Ｔｏｒｒになるよう圧力差を形成すると、その圧力差を利用して、蒸着ソースタンク（７１４）内から蒸着チェンバー（７１３）内へ気相有機物を誘導できる。さらに、連結管は気相有機物が蒸着されないようにするために高温で加熱する。図７の蒸着チェンバーは、スキャンヘッド（７６１）と基板（７６２）を含むスキャニング方法を概略に述べている。図７のスキャニング方法で蒸着チェンバー（７１３）へ誘導される気相有機物は、均一な厚さに基板上に蒸着すべきである。そのため、大面積の基板上に一ぺんに気相有機物を蒸着せずに、図７のように、スキャンヘッド（７０９）の移動は基板上の一定領域に蒸着が行われるようにして、スキャンヘッド（７０９）が一定速度で移動しつつ大面積基板の基板上での蒸着工程を進ませる。
【００３０】
次に、図８は、蒸着装置の運用へのフローについて述べる。蒸着装置内で基板（７１２）を蒸着チェンバー（７１３）内にローディング（ｓ７１０）する。その後、蒸着ソースタンク（７１４）を予備的に加熱して、その蒸着ソースタンク（７１４）に高温ガス（ガスヒーター（７０３）により加熱された不活性ガス）を２００〜６００℃の下で注入（ｓ７１２）する。さらに、蒸着ソースタンク（７１４）内での高温ガスと有機物粒子とが混合体を形成して蒸着ソースタンク（７１４）の温度を加熱すると、ＳＧＨＰ物質が発生（ｓ７１４）する。発生されたＳＧＨＰ物質は蒸着ソースタンク（７１４）から連結管（７０７）を通して多量の気相有機物であるＳＧＨＰ物質をバッファーチェンバー（７１０）に伝達（ｓ７１６）する。この際、バッファーチェンバー（７１０）では気相有機物センサを使用して気相有機物の流量を測定して、その気相有機物の流量が事前に設定された量に到達すると、バッファーゲート弁（７１１）を開放（ｓ７１８）する。その後、スキャンヘッド（７０９）の動作によって気相有機物の蒸着工程が進行（ｓ７２０）し、事前にセッティングされた蒸着時間の経過後、スキャンヘッド（７０９）が移動（ｓ７２２）して、バッファーゲート弁（７１１）を閉鎖して基板をアンローディング（ｓ７２４）する。
【００３１】
この発明に従う大面積基板の気相有機物蒸着装置及び方法において、実験例を参照して詳細に述べることにする。
【００３２】
図８の装置を使用する実験例に従えば、使用物質：Ａｌｑ３、基板サイズ：３７０Ｘ４７０ｍｍ、使用ガス：Ａｒ（３４０℃）、蒸着ソースタンク（７１４）温度：３００℃、蒸着ソースタンク（７１４）の均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）：＋−５％の条件の下で実験結果を図２、及び図９〜１１のグラフを参照して述べることにする。
【００３３】
図９は、希釈されたガス温度と蒸着量との相関関係を示すグラフであり、図１０は希釈ガス量に対する気相有機物の蒸着量を示すグラフであり、図１１は希釈ガスなしに蒸着ソースタンク自体のみを加熱した場合の蒸着ソースタンク温度に対する蒸着量を示すグラフである。
【００３４】
図９のグラフにおいて、希釈ガスの温度は蒸着量に対して影響がないことが確認できるし、図１０のグラフにおいて、希釈ガス量が増加することにつれて、蒸着ソースタンク（７１４）内のＳＧＨＰ量が増加し、蒸着ソースタンク（７１４）の加熱により気体相の有機物量が増加して、スキャンヘッド（７０９）を通して出される気相有機物の量が増加することが確認できる。さらに、図１１のグラフにおいて、蒸着ソースタンク（７１４）自体のみを加熱した場合、気体相の有機物発生量がごく微細に増加することが見られる。
【００３５】
換言すれば、図８、及び図９〜１１のグラフによれば、希釈ガスがない場合、すなわち気相有機物の発生量が少ない既存の蒸着ソースタンク（７１４）方式に比べて、希釈ガスの注入によって蒸着ソースタンク（７１４）内のＳＧＨＰ量が増加し、そのＳＧＨＰが対流原理によって蒸着ソースタンク（７１４）内で多量の気相有機物を発生させることが分かる。
【００３６】
また、バッファーチェンバー（７１０）と蒸着チェンバー（７１３）は、ゲート弁（７１１）を利用して完全に分離されるため、スキャンヘッド（７０９）の熱源が大面積基板上と蒸着チェンバー（７１３）内の温度の上昇が防止される。さらに、有機薄膜の基板に対する接着力が増加され、精密で、かつ安定的な厚さに調整が可能となる。また、蒸着ソースタンク（７１４）を使用して多量の物質保管が可能になる。
【００３７】
以上、この発明の好ましき実施例によって詳細に述べてきたが、この発明の範囲は特定の実施例に限定されるのではなく、添付された特許請求の範囲によって解釈されるべきである。さらに、この技術分野における通常の知識を習得した者であれば、この発明の範囲から逸脱されることなしに、多くの修正と変形が可能となることが理解できることであろう。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、この発明に従う気相有機物の蒸着方法と、これを利用した気相有機物の蒸着装置を利用すると、まず、大面積の基板に有機薄膜を高速で成膜させることが可能になる。
【００３９】
さらに、この発明にかかる有機半導体の製作時に使用される気相有機物の蒸着方法と、これを利用した気相有機物の蒸着装置に従えば、蒸着源ソースタンク内で有機物質粒子を希釈することによって、有機薄膜の基板に対する接着力を増加させつつ、精密で、かつ安定的に厚さを調整できる。また、バッファーチェンバーと蒸着チェンバーがゲート弁を利用して完全に分離されて、スキャンヘッドの熱源が継続的に移動するようにして、スキャンヘッドの熱源による大面積基板上と蒸着チェンバー内の温度上昇が防止できる。さらに、多量の物質保管が可能な蒸着ソースタンクを採用して、下向式においてマスクによるシャドウ効果が除去されうるため、厚さの厚いシャドウマスクを使用することができる。つまり、シャドウマスクの整列部分を解決することのできる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の真空蒸着装置の一例図である。
【図２】  この発明の大面積基板の気相有機物蒸着装置の平面図である。
【図３】  複数個の蒸着ソースタンクとスキャンヘッドを設置したことを示す断面図である。
【図４】  ＳＧＨＰ有機物質を移動させることのできる蒸着チェンバー内のスキャンヘッドの動作方法について述べる図である。
【図５】  図３の内部のＳＧＨＰ有機物質を移動させることのできるスキャンヘッドの移動方法について述べる図である。
【図６】  有機半導体装置の気相有機物発生方法について述べる図である。
【図７】  図６から発生された気相有機物発生による蒸着チェンバー内での蒸着方法について述べる図である。
【図８】  蒸着装置の運用について述べるフローである。
【図９】  希釈されたガスの温度と蒸着量との相関関係を示すグラフである。
【図１０】  希釈ガス量に対する気相有機物の蒸着量を示すグラフである。
【図１１】  希釈ガスなしに蒸着ソースタンク自体のみを加熱した場合における蒸着ソースタンク温度と蒸着量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
７００．．．蒸着チェンバー
７０１．．．ガスレザバー
７０２．．．ＭＦＣ
７０３．．．ガスヒーター
７０６．．．ヒーターパイプ
７０７．．．連結管
７０９．．．スキャンヘッド
７１０．．．バッファーチェンバー
７１１．．．ゲート弁
７１２．．．基板
７１３．．．蒸着チェンバー
７１４．．．蒸着ソースタンク
７１５．．．蒸着速度調整器
【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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