(57)【要約】      （修正有）【課題】蒸着膜の欠陥を抑えることが可能な蒸着装置を提供すること。【解決手段】被処理基板１１に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置１であって、蒸着材料を収容する坩堝２１と、該坩堝２１を加熱する加熱手段３０と、坩堝２１内の純度の低い蒸着材料から発生する可能性のあるスプラッシュを帯電させ、被処理基板１１に到達する前に捕捉するために、坩堝２１の開口部２９近傍に設けられ帯電された帯電部材４０とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、
前記蒸着材料を収容する坩堝と、
該坩堝を加熱する加熱手段と、
前記坩堝の開口部近傍に設けられ帯電された帯電部材とを備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着材料が、昇華性を有する金属であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記帯電部材が第１電極及び第２電極を有し、
前記第１電極と前記第２電極とが前記坩堝の開口部を囲むように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記第１電極及び前記第２電極の前記坩堝側の面の形状が、前記坩堝の外形に対応していることを特徴とする請求項３に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着装置を用いた蒸着法は、デバイスの製造過程における電極や配線パターン等の形成に広く用いられている。蒸着装置は、例えば導電性の蒸着材料を収容するセラミック製の坩堝（るつぼ）と、坩堝に収容された蒸着材料を蒸発させる高周波誘電コイル（加熱手段）とを備えている。これを用いて成膜するには、例えば真空チャンバ内に、坩堝に蒸着材料が収容された蒸着装置を設置するとともに、蒸着装置の上方に被処理基板を配置する。そして、坩堝内の蒸着材料を加熱して蒸発させ、気体となった蒸着材料を被処理基板に接触させてここに付着させる。これにより、蒸着材料からなる膜を被処理基板の表面に形成することができる。
【０００３】
デバイスとして、例えば、低分子の有機ＥＬ装置は、一般的に真空蒸着法により作製される。この有機ＥＬ装置は、有機化合物層として、通常、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極とが積層されている。
この陰極の材料には、電子の注入を効率良く行うため、ＭｇＡｇのような仕事関数の低い材料が用いられるのが一般的である。ＭｇＡｇの場合、ＭｇとＡｇとは別々の蒸着源から材料を蒸発させるが、Ｍｇの坩堝内には加熱され続けて純度の低いＭｇが溜まる。坩堝に溜まったＭｇは主に粉状であり、飛散物（スプラッシュ）となって基板に付着するため、有機ＥＬ装置の欠陥の要因となる。
これにより、坩堝に材料を装填するたびに、坩堝に溜まったＭｇを取り除く作業が必要となり、生産性の低下や坩堝を長時間大気に暴露することによるコンタミネーション（汚染）の影響が問題となっている。
【０００４】
この問題を解決するために、Ｍｇが収容された容器の開口部に反射板を設けた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のＭｇの蒸着装置は、容器の上部に開口部が形成され、開口部を覆うようにダクトが設けられている。ダクト内に反射板を設け、スプラッシュが素通りしないような構成になっている。これにより、スプラッシュに起因する蒸着膜の欠陥の発生を防止することが可能となる。
【特許文献１】特開平８−９２７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のＭｇの蒸着方法では、粉状の物質は密度が低く軽いため、純度の低いＭｇは、純度の高いＭｇ蒸気とともに開口部から噴出するので、蒸着膜の欠陥を抑えることは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、蒸着膜の欠陥を抑えることが可能な蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の蒸着装置は、被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、前記蒸着材料を収容する坩堝と、該坩堝を加熱する加熱手段と、前記坩堝の開口部近傍に設けられ帯電された帯電部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る蒸着装置では、加熱手段により、坩堝を加熱し坩堝に収容された蒸着材料を蒸発させる。蒸発された蒸着材料は被処理基板に蒸着される。このとき、坩堝内から純度の低い蒸着材料がスプラッシュとして発生しても、坩堝内の純度の低くなった蒸着材料は帯電しているため、坩堝近傍に設けられた帯電部材により捕捉される。すなわち、純度の低い蒸着材料は、被処理基板に到達する前に帯電部材によって捕捉されるため、被処理基板に蒸着される蒸着膜の欠陥を抑えることが可能となる。
【０００９】
また、前記蒸着材料が、昇華性を有する金属であることが好ましい。
発明者は、蒸着材料が昇華性を有する金属である場合、スプラッシュが発生し易く、昇華性を有する金属は純度が低くなると帯電することを発見した。そこで、本発明に係る蒸着装置では、坩堝内から純度の低い蒸着材料がスプラッシュとして発生しても、帯電部材により、坩堝内から純度の低い蒸着材料のみを好適に捕捉することが可能となる。したがって、純度の低い蒸着材料が純度の高い蒸着材料と混ざることなく、純度の高い蒸着材料のみを被処理基板に蒸着させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の蒸着装置は、前記帯電部材が第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極とが前記坩堝の開口部を囲むように設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る蒸着装置では、第１電極と第２電極とが坩堝の開口部を囲むように設けられているため、純度の低い蒸着材料が被処理基板に向かって飛散する前に、坩堝内から発生したスプラッシュを確実に捕捉することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の蒸着装置は、前記第１電極及び前記第２電極の前記坩堝側の面の形状が、前記坩堝の外形に対応していることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る蒸着装置では、第１電極及び第２電極の坩堝側の面の形状が、坩堝の外形に対応しているため、例えば、坩堝が円筒状である場合、第１電極及び第２電極の坩堝側の面を凹面状に湾曲させる。これにより、純度の低い蒸着材料を効率良く、かつ、確実に捕捉することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る蒸着装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
［一実施形態］
図１は、本実施形態の蒸着装置を示す正面図であり、図２は、蒸着装置の内部を側面側から見た図であり、図３は、蒸着装置の坩堝を上面から見た図である。
本実施形態に係る蒸着装置１は、図１に示すように、基板（被処理基板）１１の表面１１ａに薄膜を蒸着形成する装置であり、チャンバ１２と、基板保持部１３と、蒸着源２０と、電極（帯電部材）４０とを備えている。
チャンバ１２は、外部との間を密閉可能に形成されており、図示しないポンプ等の減圧装置によって内部が減圧可能になっている。基板保持部１３は、チャンバ１２の天井側（図中上側）に設けられており、基板１１を保持可能になっている。
【００１６】
蒸着源２０は、図２に示すように、昇華性を有するＭｇ（マグネシウム）材料（蒸着材料）が収容されたＭｇ用坩堝２１と、Ａｇ（銀）材料（蒸着材料）が収容されたＡｇ用坩堝２６と、Ｍｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６をそれぞれ加熱する加熱装置（加熱手段）３０とを備えており、Ｍｇ材料及びＡｇ材料による共蒸着が行われる。また、基板１１に蒸着されるＭｇ材料の量は、Ａｇ材料の量の約１０倍である。
加熱装置３０は、Ｍｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６の外周を覆うように設けられており、例えば電熱線等の加熱機構が設けられている。
【００１７】
Ｍｇ用坩堝２１は、図１に示すように、外周部２７と底部２８とを有する円筒状の容器であり、円筒の一方の端部（図中上側）は、開口部２９になっている。また、Ｍｇ用坩堝２１の上端２１ａから基板１１までの距離Ｄは、４０ｃｍ〜５０ｃｍとなっている。
【００１８】
電極４０は、図１に示すように、平板状の第１電極４１と平板状の第２電極４２とを備えている。第１電極４１及び第２電極４２は、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９の近傍、具体的には、Ｍｇ用坩堝２１の上端２１ａよりも基板１１側に配置され、図３に示すように、開口部２９を囲むように設けられている。この第１電極４１及び第２電極４２は、できるだけ開口部２９に近づけることが好ましい。さらに、第１電極４１，第２電極４２は、Ｍｇ用坩堝２１から蒸発され、基板１１に向かう純度の高いＭｇ材料がかからない位置に配置されている。
また、第１電極４１及び第２電極４２は電源Ｅに接続されており、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧が印加されるようになっている。
【００１９】
次に、以上の構成からなる本実施形態の蒸着装置１を用いて、基板１１にＭｇＡｇ膜５０を形成する方法について説明する。
まず、基板１１の表面１１ａが蒸着源２０に対向するように基板１１を基板保持部１３に保持する。Ｍｇ用坩堝２１にＭｇ材料を所定量収容し、Ａｇ用坩堝２６にＡｇ材料を所定量収容する。また、電源Ｅにより、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧を印加する。
【００２０】
次いで、加熱装置３０によって、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６を加熱すると、図２に示すように、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９からＭｇ材料が蒸発するとともに、Ａｇ用坩堝２６の開口部２９からＡｇ材料が蒸発する。ここで、純度の低い粉状のＭｇ材料がスプラッシュとして発生し、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９から飛散される。このとき、純度の低い粉状のＭｇ材料は帯電しているため、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９の近傍に配置された第１電極４１及び第２電極４２によって捕捉される。このようにして、純度の高いＭｇ材料，Ａｇ材料は、基板１１の表面１１ａに付着してＭｇＡｇ膜５０が形成される。
【００２１】
本実施形態に係る蒸着装置１では、純度の低い粉状のＭｇ材料がスプラッシュとして発生しても、基板１１に到達する前に、第１電極４１及び第２電極４２により捕捉される。したがって、基板１１に蒸着されるＭｇＡｇ膜５０の欠陥を抑えることが可能となる。
また、基板１１に蒸着されるＭｇ材料の量は、Ａｇ材料の量の約１０倍であるため、純度の低い粉状のＭｇ材料の量が比較的多く発生し易い。そこで、純度の低い粉状のＭｇ材料を捕捉することにより、より純度の高いＭｇＡｇ膜５０を形成することが可能となる。
つまり、本実施形態の蒸着装置１は、ＭｇＡｇ膜の欠陥を抑えることが可能となる。
【００２２】
また、蒸着材料が昇華性を有する金属に限らないが、蒸着材料が昇華性を有する金属（例えば、本実施形態で示したＭｇ材料）である場合に有効である。すなわち、発明者は、蒸着材料が昇華性を有する金属である場合、スプラッシュが発生し易く、昇華性を有する金属は純度が低くなると帯電することを発見した。そこで、第１電極４１及び第２電極４２を備えることにより、Ｍｇ用坩堝２１内から純度の低いＭｇ材料がスプラッシュとして発生しても、Ｍｇ用坩堝２１内から純度の低いＭｇ材料のみを好適に捕捉することが可能となる。したがって、純度の低いＭｇ材料が純度の高いＭｇ材料と混ざることなく、純度の高いＭｇ材料のみを基板１１に蒸着させることが可能となる。
【００２３】
なお、第１電極４１及び第２電極４２は、Ｍｇ用坩堝２１の上端２１ａよりも基板１１側に配置されているとしたが、図４に示すように、Ｍｇ用坩堝２１の上端２１ａよりも、Ｍｇ用坩堝２１の底部２８側に配置され、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９を挟み込むように配置されていても良い。この構成では、Ｍｇ用坩堝２１から飛散される純度の低いＭｇ材料を早い段階で捕捉することが可能となる。
【００２４】
また、第１電極４１及び第２電極４２の形状は平板状に限らず、図５に示すように、Ｍｇ用坩堝２１の外形に応じた湾曲面５１ａ，５２ａを有する第１電極５１及び第２電極５２であっても良い。すなわち、Ｍｇ用坩堝２１は円筒状であるため、第１電極５１及び第２電極５２のＭｇ用坩堝２１側の面が、凹部を有する湾曲面５１ａ，５２ａとなっている。このように、第１電極５１及び第２電極５２の形状をＭｇ用坩堝２１の外形に応じた形状にすることにより、第１電極５１及び第２電極５２によってＭｇ用坩堝２１から飛散される純度の低いＭｇ材料が囲まれる。これにより、Ｍｇ用坩堝２１から純度の低い粉状のＭｇを効率良く捕捉することが可能となる。
【００２５】
また、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧を印加することにより、純度が低くなったＭｇを捕捉したが、１つ帯電部材を帯電させて純度の低いＭｇ材料を捕捉する構成であっても良い。
また、本実施形態では、Ｍｇ材料を用いて説明したが、これに限るものではなく、Ｃａ（カルシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｉ（珪素）、Ｚｎ（亜鉛）等であっても良い。
【００２６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を示す内部の正面図である。
【図２】図１の蒸着装置の内部を側面から見た図である。
【図３】図１の蒸着装置の坩堝を上面から見た図である。
【図４】図１の蒸着装置の電極の配置の変形例を示す正面図である。
【図５】図１の蒸着装置の電極の形状の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…蒸着装置、１１…基板（被処理基板）、２１…Ｍｇ用坩堝、２９…開口部、３０…加熱装置（加熱手段）
【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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