CN101646802B - 蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀源单元的温度调整装置 - Google Patents

蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀源单元的温度调整装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可精确地控制成膜速度的蒸镀源单元、蒸镀装置和蒸镀源单元的温度调整方法。蒸镀装置(20)具有蒸镀源单元(100)、输送被气化的成膜材料的输送机构(200)、和喷出被输送的成膜材料的喷出机构(400)。蒸镀源单元(100)具有蒸镀源组件(As)、外壳(Hu)、和水冷套管(150)。蒸镀源组件(As)由气体供给机构(105)、气体导入部(115)和第1材料气化室(U)一体地形成。从形成在气体供给机构(105)中的多个气体流路(105p)向第1材料气化室(U)导入氩气。外壳(Hu)的加热器(120)对第1材料气化室(U)中的成膜材料和流过多个气体流路(105p)的载气进行加热。被气化的成膜材料由氩气输送。水冷套管(150)按照从外壳(Hu)的外周面离开规定距离的方式设置，用于冷却蒸镀源单元(100)。

Description

蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀源单元的温度调整装置
技术领域
本发明涉及用于采用蒸镀法在被处理体上形成所希望的膜的蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀装置的使用方法。特别是涉及载气的加热方法。
另外，本发明涉及用于采用蒸镀法在被处理体上形成所希望的膜的蒸镀源单元的温度调整装置、蒸镀源单元的温度调整方法、和蒸镀装置的温度调整方法。特别是，本发明涉及基于冷却和加热的蒸镀源单元的温度控制和具有该蒸镀源单元的蒸镀装置。
背景技术
近年来，利用了使用有机化合物使其发光的有机电致发光(EL：Electroluminescence)元件的有机EL显示器备受注目。在有机EL显示器中使用的有机EL元件，由于具有自发光、响应速度快、电力消耗低等特征，所以不需要背光光源，例如期待应用在便携型设备的显示部等中。
这样的有机EL元件被形成在玻璃基板上，构成如三明治那样把有机层夹在阳极和阴极之间的构造。当向有机EL元件的阳极和阴极施加电压时，从阳极向有机层注入空穴(hole)，从阴极向有机层注入电子。被注入的空穴和电子在有机层内再结合，此时产生发光。
在这样进行自发光的有机EL元件的制造工序中，通过采用蒸镀法叠层所希望的膜来形成有机层。此时，为了提高有机EL元件的发光亮度，使有机材料完全气化，在基板上形成优质的膜，精确地控制有机材料的成膜速度(D/R：Deposition Rate)是非常重要的。因此，以往提出了通过控制蒸镀装置的温度来控制成膜速度的方法(例如，参照日本特开2004-220852号公报)。
根据该方法，通过加热被设置在材料收纳容器中的加热器，把材料收纳容器控制在所希望的温度，由此，控制有机材料的气化速度。被气化后的有机材料，为了使其高效率地附着在基板上，利用载气进行输送。此时，如果在载气与被气化的成膜材料之间存在温度梯度，则不能精确地控制成 膜速度，有机材料有可能不完全气化。其结果，在基板上形成的膜的特性变差。
因此，在上述蒸镀装置中，为了控制在载气与被气化的成膜材料之间不产生温度梯度，在把从载气供给源供给的载气输送到材料收纳容器的配管中也设置加热器，利用加热器的发热控制在配管内流过的载气的温度。
但是，在蒸镀装置内部被保持为真空状态的情况下，蒸镀装置内部的气体分子数量非常少。因此，某个气体分子与蒸镀装置内的残留气体分子碰撞的概率非常低。在这样的真空隔热状态下，导热效率低，即使为了将蒸镀装置内的特定部分控制到所希望的温度而进行加热，使该热量传导到该特定的部分为止，也需要相当长的时间。因此，为了在载气流经配管到达材料收纳容器之前，使载气的温度达到与被气化的成膜材料大致相同的温度，必须将载气的所通过配管的长度设置成相当长的程度，因而这样导致蒸镀装置大型化。
蒸镀装置的大型化的问题，在载气的流量大时更为严峻。即，在载气流经直径相同的配管的情况下，载气的流量越多，载气的流速越快，加热器的加热效率越低。因此，在载气的流量多的情况下，必须进一步延长通过载气的配管，并需要更大的设置空间和加热设备。另一方面，由于蒸镀装置的大型化会降低排气效率，增加产品的制造成本，所以是不理想的。
因此，为了解决上述的问题，本发明提供一种可节省空间、提高加热效率和排气效率的蒸镀源单元、蒸镀装置、以及蒸镀装置的使用方法。
另一方面，当从蒸镀装置的一部分发出热时，基于辐射热和传导热难以精确地控制成膜材料的气化速度，因而使形成在基板上的膜的特性变差。因此，特别是为了容易地进行材料气化室附近的温度控制，需要构成可避免热传导和辐射热的传导的结构。
作为其一，例如有一体地配置加热器和冷却装置，通过使制冷剂流经冷却装置直接冷却加热机器，来防止材料气化室的温度高于加热器的温度，把材料气化室控制在所希望的温度的方法。但是，通常，加热器被控制在200℃以上的高温。因此，如果与加热器等加热机器一体地设置冷却装置，则会导致制冷剂气化而损伤冷却装置，存在有可能不工作的情况。 因此，不能将加热器与冷却装置一体配置。
另外，在基于自然散热的冷却中，如上述那样，由于在真空中导热效率低，所以为了把蒸镀装置的特定部分冷却到所希望的温度，需要花费相当长的时间，不具备实用性。
因此，为了解决上述的问题，本发明提供一种通过在与加热器离开规定距离的位置设置冷却机构，能够精确地控制温度的蒸镀源单元的温度调整装置、蒸镀源单元的温度调整方法、蒸镀装置和蒸镀装置的温度调整方法。
发明内容
即，为了解决上述问题，根据本发明的实施方式，提供一种蒸镀源单元，用于使成膜材料气化，并利用载气来输送被气化的成膜材料，其中，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述蒸镀源组件具有：第1材料气化室，其收纳成膜材料，使收纳的成膜材料气化；和气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第1材料气化室供给载气，使载气流入到上述多个气体流路，上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流过的载气和被收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料进行加热。
这里，所谓气化不仅包括液体变成气体的现象，而且还包括固体不经过液体状态而直接变成气体的现象(即，升华)。
由此，具有收纳成膜材料的第1材料气化室和从多个气体流路供给载气的气体供给机构的蒸镀源组件，被收纳在外壳中。而且，利用设在外壳中的加热机构来加热在多个气体流路中流动的载气和被收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料。
这样，气体供给机构被紧凑地收纳在蒸镀源单元内。由此，在多个气体流路中通过的载气的流速在流过窄的空间的期间被降低。其结果，在蒸镀源单元的内部，能够利用加热机构对在多个气体流路中通过过程中的载气进行充分的加热。这样，能够使载气在到达第1材料气化室之前成为载气的温度与成膜材料的气化温度之间不产生温度梯度的状态。由此，可精确地控制成膜速度，并且能够使成膜材料完全气化。其结果，能够在被处 理体上形成具有所希望特性的膜。
另外，根据上述的结构，不需要长的配管和用于加热长的配管的设备。其结果，可实现蒸镀装置的小型化。由此，可提高排气效率，降低产品的制造成本。
被收纳在蒸镀源单元中的气体供给机构的多个气体流路可以具有各种构造。例如，也可以构成为多个气体流路以相互平行的状态在长度方向上贯通。
由此，通过使载气流过以相互平行的状态在长度方向上贯通的多个气体流路，能够使流过各个气体流路的载气的传导率(conductance)成为同等程度，使流过各个气体流路的载气的流速大致相等。其结果，在蒸镀源单元的内部能够对流过各个气体流路的载气进行均匀地加热，由此，能够成为被导入第1材料气化室的载气与被气化的成膜材料之间不产生温度梯度的状态。其结果，能够将成膜材料完全气化，精确地控制成膜速度。
另外，也可以把多个气体流路配置成能够被加热机构均匀地加热。由此，流过多个气体流路的载气被均匀地加热。由此，能够使载气和气化的成膜材料均匀地达到大致同程度的温度。其结果，可精确地控制成膜速度，将成膜材料完全气化。
上述多个气体流路也可以从上述气体供给机构的长度方向的中心轴向外周多层地配置。而且，上述气体供给机构也可以形成为筒状，上述多个气体流路也可以相对上述气体供给机构的长度方向的中心轴配置为环状。并且，上述多个气体流路也可以相对于上述气体供给机构的长度方向的中心轴，朝向外周多层配置成环状。而且，上述多个气体流路也可以从上述气体供给机构的筒状的中心轴配置成点对称或放射状。
通过这样地配置多个气体流路，可以把气体供给机构紧凑地收纳在单元内，从而可提高对在多个气体流路中流动的载气的加热效率。由此，可以使载气和气化的成膜材料成为大致相同的温度。其结果，可精确地控制成膜速度，实现装置的小型化。
上述蒸镀源组件也可以还具有气体导入部，其与上述第1材料气化室和上述气体供给机构一体地设置在上述第1材料气化室与上述气体供给机 构之间，并具有把流入到上述多个气体流路的载气导入到上述第1材料气化室的开口。
由此，载气经过多个气体流路，从气体导入部的开口被导入到第1材料气化室。例如，通过由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件中的任意一种形成上述气体导入部的开口，能够一边抑制其流速，一边从交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件的气孔间的间隙全体均匀地将载气导入到第1材料气化室。由此，能够防止被收纳于第1材料气化室中的成膜材料由于载气的强势喷入而产生单边消耗的情况(参照图7A和图7B)。
由于成膜材料的单边消耗会改变材料收纳容器的壁面与成膜材料的接触状态，改变成膜材料的气化速度，所以成为使成膜速度变化的因素，会导致成膜材料的不完全的气化。如果这样地使用未完全气化的成膜材料进行成膜，则有可能导致所形成的薄膜的膜质差，有机EL元件的发光亮度低的情况。
但是，根据上述的结构，通过消除成膜材料的单边消耗，精确地控制成膜速度，可使成膜材料完全气化，其结果，可在被处理体上形成优质的薄膜。
也可以把上述气体导入部的开口按照从设在上述第1材料气化室的材料投入口离开规定距离的方式设置。而且，上述气体导入部的开口也可以由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件中的任意一种形成。
由此，载气从与被收纳在第1材料气化室中的成膜材料相距规定距离的位置被送到第1材料气化室。而且，由于载气在通过交错排列的多孔部件、网格状的部件的开口部分或多孔部件内所设置的气孔间的间隙时，一边被降低速度，一边被送入到第1材料气化室。由此，可防止因送入的载气的气流，使成膜材料产生单边消耗，使成膜材料发生扬起的现象。其结果，不仅可精确地控制成膜速度，而且可防止因材料的扬起而造成的材料效率的下降和装置的维护周期的缩短。其结果，可抑制制造成本，提高制造时的生产率。
上述气体导入部，也可以具有在上述多个气体流路的出口与上述气体 导入部的开口之间暂时蓄积载气的缓冲区域。由此，在载气经过多个气体流路后，在缓冲区域暂时滞留的期间，可降低并平均载气的流速。由此，可防止成膜材料的单边消耗和扬起，从而可在被处理体上形成优质的膜。
上述加热机构也可以是被设在上述外壳的外周的加热器。由此，利用设在外壳外周的加热器，能够对被收纳在外壳内部的蒸镀源组件进行有效的加热。由此，可提高加热效率，实现装置整体的小型化。其结果，通过精确地控制成膜速度，可在被处理体上形成优质的膜，并且通过提高排气效率，可实现生产率的提高和制造成本的下降。
也可以构成为，上述外壳可拆装地收纳有上述蒸镀源组件。根据这样，由于材料收纳容器不是被固定在蒸镀装置中，而是可以拆卸的，所以可容易地进行材料的补充。
也可以在上述第1材料气化室上，可拆装地设有盖，该盖具有交错排列的多孔、网格状的开口或孔状的开口。由此，被气化的成膜材料能够从交错排列的多孔、网格状的开口或孔状的开口飞出到容器外部，并且可防止因被送入到第1材料气化室的载气的气流使容器内的成膜材料发生扬起的情况。
上述外壳也可以具有搬送在上述第1材料气化室被气化后的成膜材料的搬送路径，上述蒸镀源单元通过把在外部配置的输送路径与上述搬送路径连接，把成膜材料从上述搬送路径输送到上述连接的输送路径，并把输送的成膜材料从喷出机构喷出。
由此，在第1材料气化室中被气化后的成膜材料由载气在搬送路径中高效率地搬送，通过输送路径到达喷出机构，从喷出机构喷出。由此，能够在精确地控制了成膜速度的状态下，使气化的成膜材料附着在被处理体上。其结果，可在被处理体上形成优质的膜。
上述蒸镀源单元，也可以设有第2材料气化室，该第2材料气化室被设置在上述搬送路径内的任意位置，用于使成膜材料进一步气化。设置第2材料气化室的位置比设有第1材料气化室的位置更接近输送路径。由于输送路径通常被控制在450℃左右，所以，通常第2材料气化室的温度比第1材料气化室U的温度高。由此，通过搬送路径的成膜材料在第2材料气化室中被进一步气化。由此，能够使在未完全气化的状态下被载气搬送来的成膜材料完全气化。其结果，可在被处理体上形成更优质的膜，并且可提高材料的使用效率。
上述第2材料气化室也可以由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件中的任意一种形成。由此，在通过第2材料气化室的交错排列的多孔部件、网格状部件的开口部分时或通过设在多孔部件内的气孔间的间隙时，可以把未完全气化的成膜材料充分气化。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀装置，具有：使成膜材料气化，把气化的成膜材料由载气输送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，其中，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述蒸镀源组件具有：第1材料气化室，其收纳成膜材料，使收纳的成膜材料气化；和气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第1材料气化室供给载气，使载气流入到上述多个气体流路，上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流动的载气和被收纳在上述材料收纳室中的成膜材料进行加热。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀装置的使用方法，蒸镀装置具有：使成膜材料气化，把气化的成膜材料由载气输送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送上述气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，通过利用设在上述外壳中的加热机构，加热在上述蒸镀源组件中所设置的第1材料气化室中所收纳的成膜材料，使收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料气化，在由设在上述蒸镀源组件中的气体供给机构所形成的多个气体流路中，一边使载气流过，一边利用上述加热机构进行加热，对上述被加热的载气进行加热，将在上述多个气体流路中流动的载气从设在上述蒸镀源组件中的交错排列的多孔、网格状或多孔气孔间的开口，导入到上述第1材料气化室。
由此，利用被紧凑收纳在蒸镀源单元内的加热机构，可在蒸镀源单元内部对载气进行有效的加热。由此，可以控制成在到达第1材料气化室的载气与成膜材料的气化温度之间不产生温度梯度的状态。由此，能够把成膜速度保持恒定。其结果，能够使成膜材料完全气化，从而可形成优质的膜。而且，根据上述的结构，由于可实现蒸镀源单元的小型化，所以，可提高排气效率，降低制造成本，而且可削减不必要的设备投资。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀源单元的温度调整装置，用于调整蒸镀源单元的温度，该蒸镀源单元设置在真空中，使成膜材料气化，利用载气输送被气化的成膜材料，其中，上述蒸镀源单元具有流过载气的多个气体流路，该载气用于输送被气化的成膜材料，上述温度调整装置具有：被安装在上述蒸镀源单元中的、对在上述多个气体流路中流过的载气进行加热的加热机构；和按照从上述加热机构离开规定的距离的方式设置的、用于冷却上述蒸镀源单元的冷却机构。
而且，在上述冷却机构中也可以包含按照从蒸镀源单元离开规定的距离、并覆盖蒸镀源单元的方式设置的冷却套管。而且，在上述冷却机构中也可以包含使制冷剂通过以在上述蒸镀源单元附近分割多个喷出机构的方式设置的隔壁中的机构。而且，在上述加热机构中，也可以包含缠绕在上述外壳的外周的加热器。
由此，利用设在温度调整装置中的加热机构和从加热机构离开规定的距离而设置的冷却机构，可以把内置了多个气体流路的蒸镀源单元响应性良好地调整到所希望的温度。即，温度调整装置在把蒸镀源单元预先冷却到比目标温度稍低的温度之后，利用加热机构把供给到多个气体流路的载气加热到所希望的温度。
这样，通过把冷却机构从加热机构离开规定的距离地设置，即使在传热效率低的真空中，通过预先把成为温度控制对象的特定部分冷却到比目标温度稍低的温度，能够通过加热机构的加热，把特定部分迅速地控制在目标温度。另外，通过利用冷却机构吸收由加热机构产生的热量，可防止热量向成为目标的特定部分以外的部分传导。由此，即使在真空中，通过迅速且精确地把载气的温度控制为与在材料收纳容器中气化的成膜材料同等程度的温度，能够在被处理体上形成优质的膜。
上述冷却机构也可以通过在上述冷却机构中流过制冷剂，来冷却蒸镀 源单元。作为制冷剂，从制造成本方面考虑，优选使用水冷。
也可以把上述冷却机构按照从上述加热机构离开一定距离的方式设置。根据这样，由于从加热机构到冷却机构的距离相同，所以，加热机构被冷却机构均匀冷却。由此，可有效避免由加热机构发出的热量传导到材料收纳容器附近。由此，可精确地控制材料收纳容器附近的温度。
此时，也可以构成为，蒸镀源单元具有：蒸镀源组件，其内置有收纳成膜材料并使收纳的成膜材料气化的第1材料气化室、和上述多个气体流路；以及收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述加热机构被安装在上述外壳的外周附近，上述冷却机构按照从上述外壳的外周面离开规定距离的方式设置。
由此，由于蒸镀源被紧凑地设计成把蒸镀源组件和外壳一体化的单元，所以可提高载气的加热效率，实现装置整体的小型化。其结果，通过提高排气效率，可实现提高生产率，降低制造成本。
上述冷却机构也可以在与上述外壳对置的面具有所希望的表面粗糙度。而且，上述外壳也可以在与上述冷却机构对置的面具有所希望的表面粗糙度。
根据这样，通过对冷却机构和外壳的相互对置的面的表面进行粗化加工，可增大其表面面积。由此，在外壳侧，可有效地把由加热机构产生的热量散发到外部，在冷却机构侧，可以有效地把在外壳侧(加热机构)产生的热量吸收到内部。
上述冷却机构也可以把与上述外壳对置的面的表面加工成容易吸热(红外光等)。而且，上述外壳也可以把与上述冷却机构对置的面的表面加工成容易散热。
根据这样，在外壳侧辐射来自外部的热量，在冷却机构侧，吸收来自外部的热量。其结果，通过在外壳提高热量的辐射效率，在冷却机构中提高热量的吸收效率，即使在传热效率低的真空中，也能够利用冷却机构更有效地冷却外壳侧，从而可防止蒸镀源单元的内部成为过度高温的情况。另外，对于冷却机构的与外壳对置的面的表面、和外壳的与冷却机构对置的面的表面，例如为了提高放射率和吸收率，也可以实施喷沙等表面处理。
上述蒸镀源组件被可拆装地收纳在上述外壳中。由此，由于材料收纳容器未被固定在蒸镀装置中，可以拆卸，所以可容易补充材料。另外，在材料补充等维护时，以往是为了使蒸镀源自然冷却，不得不中断大致一日的作业，而根据上述的结构，通过由冷却机构强制冷却蒸镀源单元，可缩短进行维护所用的操作时间。
也可以构成为，上述外壳具有搬送在上述第1材料气化室中被气化的成膜材料的搬送路径，通过把上述搬送路径，经由配置在外部的输送路径，与配置在外部的喷出机构连接，从上述喷出机构喷出在上述搬送路径中搬送来的成膜材料。
在气化成膜分子与载气一同飞过输送路径时，为了使气化成膜分子不附着在输送路径上，而使更多的气化成膜分子附着在被处理体上，需要使输送路径的温度比材料收纳容器附近的温度高。因为，输送路径的温度越高，附着系数越小，气化的成膜分子就越不容易附着在输送路径上。因此，把输送路径的温度控制在例如450℃左右。
这样，在输送路径为高温时，从输送路径附近发出热量，该热量通过热传导和辐射传导到材料收纳容器附近，使得材料收纳容器附近的温度的控制变得困难。因此，为了容易地进行材料收纳容器附近的温度控制，需要有避免基于热传导和辐射的热的传导。
但是，根据上述的结构，通过按照从输送路径离开规定的距离的方式设置冷却机构，可吸收辐射热和传导热。由此，可以不受在输送路径产生的热量的影响，气化的成膜材料不会附着在输送路径上，高效率地输送到喷出机构。其结果，利用通过输送路径到达喷出机构，并从喷出机构喷出的气化成膜分子，可在被处理体上形成优质的膜。
上述蒸镀源单元也可以具有在上述搬送路径与上述输送路径的连接侧变窄的瓶颈状的颈部。
形成为瓶颈状的蒸镀源单元的前段部分(上述搬送路径与上述输送路径的连接侧、颈部)的剖面面积小，剖面面积大的蒸镀源单元的躯体部分(头部)，局部相比热阻抗大。因此，根据上述的结构，可以使蒸镀源单元的颈部的热阻抗比蒸镀源单元的头部的热阻抗大。即，可降低经由蒸镀 源单元的颈部，从输送机构侧向蒸镀源单元的头部的热传导效率。由此，可防止蒸镀源单元的头部的第1材料气化室U成为需要高温以上的情况。
对于上述搬送路径与上述输送路径的连接部分，也可以实施金属密封。由此，即使输送路径被控制成高温，利用耐热性强的金属密封件，也可以将搬送路径与输送路径的连接部分可靠地密封。
另外，也可以构成为，搬送路径与输送路径的连接部分通过金属密封件接触，与其他物质不接触。由此，由于不接触部分是真空空间，所以利用真空隔热，可降低从输送路径侧向蒸镀源单元侧的热传导率。其结果，可防止在输送路径侧与蒸镀源单元侧之间形成温度梯度，蒸镀源单元内部过度地成为高温的情况。
为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀源单元的温度调整方法，蒸镀源单元设置在真空中，使成膜材料气化，利用载气搬送被气化的成膜材料，在上述蒸镀源单元中所设置的多个气体流路中流过用于搬送被气化的成膜材料的载气，利用被安装在上述蒸镀源单元中的加热机构，对流过上述多个气体流路的载气进行加热，利用按照从上述加热机构离开规定距离的方式设置的冷却机构冷却上述蒸镀源单元。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀装置，其被配置在真空中，具有使成膜材料气化，将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，该蒸镀装置具有：流过载气的多个气体流路，该载气用于搬送在上述蒸镀单元中被气化的成膜材料；加热在上述多个气体流路中流过的载气的加热机构；和按照从上述加热机构离开规定距离的方式设置的、用于冷却上述蒸镀单元的冷却机构。
此时，上述蒸镀装置也可以使上述输送路径与多个蒸镀源单元连接，在所连接的多个蒸镀源单元的至少1个以上的蒸镀源单元中设有上述冷却机构。
由此，冷却机构不仅可以防止来自输送路径的热传导和辐射热、而且还可以防止来自相邻的蒸镀源单元的辐射热使蒸镀源单元内部过度加热 的情况。在与输送路径连接的蒸镀源单元为3个以上的情况下，虽然最好在全部的蒸镀源单元中设置冷却机构，但在无法在全部中设置的情况下，优选从最容易受来自各个蒸镀源单元的辐射热的影响的中央的蒸镀源单元或控制温度最低的蒸镀源单元开始优先设置冷却机构。
为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀装置的温度调整方法，该蒸镀装置被配置在真空中，具有使成膜材料气化，将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，该蒸镀装置，把成膜材料收纳在第1材料气化室中，使收纳的成膜材料在第1材料气化室中气化，在包含多个气体流路的气体供给机构中流过载气，利用按照从收纳了上述第1材料气化室和上述气体供给机构的外壳的外周面离开规定距离的方式配置的冷却机构，冷却上述蒸镀源单元，利用安装在上述外壳中的加热机构，加热上述第1材料气化室和上述气体供给机构。
根据这样，可以在利用冷却机构冷却蒸镀源单元之后，把载气加热到所希望的温度。由此，即使在传热效率低的真空中，也能够迅速且精确地控制蒸镀装置的各个部分的温度。
如以上说明的那样，根据本发明，通过利用按照从加热机器离开规定的距离的方式配置的冷却机构，将蒸镀源单元冷却到所希望的温度之后，把载气的温度加热到与气化的成膜材料的温度相同程度的温度，即使在真空中也能够精确地控制成膜速度，由此，能够在被处理体上形成优质的膜。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式和各个变形例的多功能型基板处理装置的概略结构图。
图2是示意地表示了该实施方式和各个变形例的蒸镀装置的图。
图3是用于说明利用该实施方式和各个变形例的蒸镀装置形成的有机EL元件的各个层的图。
图4A是该实施方式的蒸镀装置的纵剖面图。
图4B是图4A的B-B剖面图。
图5A是该实施方式的包含了水冷套管的蒸镀源单元的剖面图。
图5B是表示了使用了该实施方式的水冷套管的冷却效果的仿真结果的表。
图6A是该实施方式和各个变形例的气体供给机构的气体流路的剖面图。
图6B是该实施方式和各个变形例的气体导入板的剖面图。
图7A是用于说明该实施方式和各个变形例的气体导入板的作用的图。
图7B是用于说明该实施方式和各个变形例的气体导入板的作用的图。
图8是表示该实施方式的气体供给机构的气体流路的长度和气体的温度之间的关系的曲线图。
图9是变形例1和变形例2的蒸镀源单元的剖面图。
图10是用于说明该实施方式的蒸镀源单元所接受的热量的图。
图11是表示该实施方式的蒸镀源单元相对所接受的热量的温度上升的曲线图。
图12是表示在该实施方式的蒸镀源单元中设置了水冷套管的情况下的效果的图。
图中：10基板处理装置；20蒸镀装置；100蒸镀源单元；105气体供给机构；105p气体流路；110材料收纳容器；115搬送路径；120加热器；125气体导入部；125a板状部件；125b气体导入板；130气体供给口；135、140法兰；160第2材料气化室；165盖；170金属密封件；200输送机构；205输送路径；300阀门；400喷出机构；500隔壁；600蒸镀机构；Hu外壳；As蒸镀源组件；U第1材料气化室；B缓冲区域。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的一个实施方式进行详细的说明。另外，在以下的说明和附图中，对于具有相同的结构和功能的构成要素标记相同的符号，并省略重复说明。另外，在本说明书中，1mTorr为(10-3×101325/760)Pa，1sccm为(10-6/60)m3/sec。
首先，对本发明的一个实施方式的基板处理装置10，参照表示了其概略结构的图1进行说明。另外，在本实施方式中，对使用基板处理装置10制造有机发光二极管的工序进行说明。
(有机发光二极管的制造工序)
本实施方式的基板处理装置10是具有多个处理容器的多功能型制造装置，由真空互锁室LLM、搬送室TM(Transfer Module)、前处理室CM、和4个处理模块PM(Process Module)1～PM4构成。
真空互锁室LLM是，为了把从大气环境输送来的玻璃基板(以下称为“基板”)G，搬送到处于减压状态的搬送室TM中，将内部保持在减压状态的真空输送室。另外，在从大气环境搬入真空互锁室LLM的基板G上，预先形成有作为阳极的铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)。
在搬送室TM中，配置有能够在其内部伸曲旋转的多关节状的搬送臂Arm。基板G最初使用搬送臂Arm从真空互锁室LLM搬送到前处理室CM，然后，被搬送到处理模块PM1，然后被搬送到其他的处理模块PM2～PM4。在前处理室CM中，对于形成在基板G上的作为阳极的ITO，除去附着在其表面上的污染物(主要是有机物)。
在4个处理模块PM1～PM4中，为了制造有机发光二极管，执行各种工序。首先，最初由处理模块PM1，通过蒸镀在基板的ITO上连续地形成6层有机层。然后，把基板G搬送到处理模块PM4，通过溅射在基板G的有机层上形成金属电极(阴极层)。进一步被搬送到处理模块PM2，通过蚀刻来除去不要的部分，然后被搬送到处理模块PM3，通过CVD形成密封有机层的密封膜。
(有机层的连续成膜)
下面，参照示意地表示了蒸镀装置的立体图的图2，对在处理模块PM1中进行的连续形成6层有机层的处理进行说明。蒸镀装置20具有矩形形状的处理容器Ch。蒸镀装置20在处理容器Ch内部具有6×各3个蒸镀源单元100a～100f、6×各1个输送机构200、6×各3个阀门300、6×各1个喷出机构400a～400f、和7个隔壁500。处理容器Ch内部，例如未图示的排气装置保持为所希望的真空度。另外，以下把由隔壁500分割的3个蒸镀源单元100、输送机构200、3个阀门300以及喷出机构400也称为蒸镀机构600。
6×各3个蒸镀源单元100具有覆盖各个蒸镀源单元100的水冷套管150。6×各3个蒸镀源单元100以及水冷套管150是外形完全相同的筒状，是具有相同内部构造的蒸镀源，在蒸镀源单元100的内部分别收纳有不同种类的成膜材料。6×各1个输送机构200是外形完全相同的矩形形状，长度方向(z方向)的一端被固定在蒸镀装置20的底壁上，另一端以支撑喷出机构400的状态相互平行等间隔配置。在各个输送机构200的一侧壁上连接有各3个蒸镀源单元100，使得各3个蒸镀源单元100被等间隔平行配置，在与安装了各个蒸镀源单元100的侧壁对置的侧壁上，在与各个蒸镀源单元对置的位置连接有等间隔地配置的各3个阀门300，由此各3个蒸镀源单元100和水冷套管150被等间隔平行地配置。另外，各个输送机构200，在与安装了各个蒸镀源单元100的位置对置的位置分别连接有3个阀门300。
分别被支撑在6个输送机构上的6个喷出机构400，具有其内部形成为一部分中空的矩形形状的相同构造，并且被相互平行等间隔地配置。根据这样的结构，在各个蒸镀源单元100中被气化的成膜分子通过各个输送机构200，从被设置在各个喷出机构400的上部中央的开口SI，分别被喷出。
隔壁500被等间隔平行地设置7片，分别将蒸镀机构600彼此之间分割，以防止从各个喷出机构400的上部开口SI喷出的成膜分子混入从相邻的喷出机构400喷出的成膜分子中。通过在隔壁500的内部流过水(未图示)，对蒸镀源单元100进行冷却。未图示的滑动机构在静电吸附着基板G的同时，在各个喷出机构400的略微的上空，平行地移动基板G。
图3表示使用上述结构的蒸镀装置20执行了6层连续成膜处理的结 果。根据这样，首先，当基板G在第1喷出机构400a的上方以一定速度行进时，从第1个喷出机构400a喷出的成膜材料附着在基板G上，由此在基板G上形成第1层的空穴输送层。然后，在基板G在第2个喷出机构400b的上方移动时，从第2个喷出机构400b喷出的成膜材料附着在基板G上，在基板G上形成第2层的不发光层(电子模块)。同样，当基板G从第3个喷出机构400c到第6个喷出机构400f的上方顺序移动时，从各个喷出机构喷出的成膜材料在基板G上形成第3层的蓝发光层、第4成的红发光层、第5层的绿发光层、和第6层的电子输送层。这样，在蒸镀装置20中，通过在同一处理容器内连续地形成6层的有机膜，可提高生产率，和产品的生产性。另外，由于不需要如以往那样，对应每一个不同的有机膜而分别设置各个处理室(chamber)，所以，设备不会大型化，从而可降低设备成本。
(输送路径)
下面，对在各个蒸镀源单元100中被气化的成膜材料被从喷出机构400的开口SI喷出之前的输送路径进行说明。如上所述，由于6个蒸镀机构600都具有相同的构造，所以，参照在图2的A-A面处把蒸镀装置20在纵向上剖切后的图4A和图4B，对用于形成第5层的蒸镀机构600进行说明，并且省略对其他蒸镀机构600的说明。
如图4A所示，蒸镀源单元100e1～100e3具有相同的内部构造。蒸镀源单元100e的端部与未图示的氩气供给源连接，从氩气供给源输出的氩气被供给到蒸镀源单元100e的内部。蒸镀源单元100e在由水冷套管150预先冷却的状态下，一边使氩气流过气体供给机构105，一边进行加热，把上升到所希望的温度的氩气送入到第1材料气化室U。在第1材料气化室U中，有机成膜材料被收纳在材料收纳容器110中，通过加热材料收纳容器110使有机成膜材料气化。
被气化的有机成膜材料以被导入到第1材料气化室U中的氩气作为载气，基于扩散现象，朝向输送机构200流入到搬送路径115。如在图4A的B-B面处把蒸镀机构600在横向剖切的图4B所示，通过了搬送路径115后的有机分子和载气从被设在输送机构200内部的输送路径的迂回路径205a经由阀门300，进入到输送路径的主路径205b，如图4A所示，被朝向喷出机构400输送。
在阀门300中安装有用于开闭阀门300的阀杆305，当通过阀杆305关闭了阀门300时，成膜材料和载气被阀门300阻止，不能被输送到阀门300之后。当通过阀杆305打开了阀门300时，成膜材料和载气通过阀门300被输送到输送路径的主路径205b。这样，在蒸镀源单元100e1～100e3中被气化的有机分子中，只有在膜的形成中所必要的有机分子通过输送路径的主路径205b，在通过的期间，一边混合，一边被输送到喷出机构400。
喷出机构400在其上部具有喷出部405，在其下部具有分支部410。喷出部405在其内部具有中空的空间S，在其上面中央具有图2所示的开口SI。由载气输送到喷出机构400的有机分子，为了使通过分支路径410的载气和有机分子的传导性相同，在按照从分支起点到分支末端的距离相等的方式分阶段地4分支的分支路径410的任意一路中通过，从与喷出部405的空间S连通的开口SI朝向基板G喷出。
(蒸镀源单元的内部结构)
接着，参照图5A所示的蒸镀源单元100的剖面图，对在以上说明的本实施方式的蒸镀装置20中所设置的蒸镀源单元100的内部结构进行说明。
蒸镀源单元100具有蒸镀源组件As、收纳蒸镀源组件As的外壳Hu、和覆盖外壳Hu的盖Fx。蒸镀源组件As、外壳Hu、和盖Fx例如由不锈钢形成。外壳Hu做成由长轴的环状部分(蒸镀源单元的头部Hu1)和短轴的环状部分(蒸镀源单元的颈部Hu2)构成的具有阶梯差的瓶子构造。设置在长轴环状部分(蒸镀源单元的头部Hu1)中的中空部分与短轴环状部分(蒸镀源单元的颈部Hu2)的中空部分连通。外壳Hu在内部可拆装地安装有蒸镀源组件As，能够把在外壳Hu内被气化的成膜材料利用载气进行输送。
对于外壳Hu，在外壳Hu的外周面整体上螺旋状嵌入加热器120。加热器120是加热载气和成膜材料的加热机构的一例。盖Fx为了从外侧固定加热器120而覆盖在外壳Hu上。
蒸镀源组件As具有第1材料气化室U、气体供给机构105、气体导入部125、供给载气的气体供给口130、和法兰135。在第1材料气化室U中， 在其底部设有材料收纳容器110。材料收纳容器110中分别收纳有在图3的各层中使用的有机成膜材料。第1材料气化室U与搬送路径115连通。
气体供给机构105形成为筒状，在其内部，多层地配置有多个气体流路105p。本实施方式的多个气体流路105p是以相互平行的状态在长度方向上贯通的相同直径的气体通路。如利用图5A的C-C面剖切气体供给机构105的剖面图的图6A所示，气体流路105p相对于形成为筒状的气体供给机构105的长度方向的中心轴O，被多层地设置为环状。
这样，通过把多个气体流路105p在蒸镀源单元100内完全规整地设置多个，载气在流过狭窄的气体流路105p的期间，其流速可以被降低。其结果，可以利用加热器120对流经气体流路105p内的载气进行充分地加热。其结果，可以把载气在其到达第1材料气化室之前加热到与成膜材料的气化温度相同程度的温度。由此，可精确地控制成膜速度。其结果，能够使成膜材料完全气化，由此可均匀稳定地形成优质的膜。
另外，多个气体流路105p被配置成能够被加热器120均匀加热。其结果，能够对流经各个气体流路105p的载气进行均匀无差异的加热。由此，能够使被送到第1材料气化室中的载气与被气化的成膜材料成为大致相同的温度。其结果，可精确地控制成膜速度。
气体导入部125，与第1材料气化室U和气体供给机构105一体地被设置在第1材料气化室U与气体供给机构105之间，用于把流过多个气体流路105p的载气导入到第1材料气化室U。在气体导入部125中，设有用于限制通过了气体供给机构105的多个气体流路105p的氩气，使其从设在中央的开口流入到缓冲区域B的板状部件125a、和为了把流入到缓冲区域B的氩气从多个细孔导入到第1材料气化室U而设置的气体导入板125b。
如利用图5A的D-D剖面切断了气体导入板125b的图6B所示，在气体导入板125b上，作为交错排列的多孔设置了具有0.5mm的直径φ的细孔阵列Op。细孔阵列Op被设置在比材料收纳容器110的材料投入口的高度h高的位置。另外，对于气体导入板125b，也可以取代交错排列的多孔部件，而使用网格状部件或具有规定的气孔率的多孔部件。
如图7A所示，由于如果在气体导入板125b上设置比较大的开口Os，则向成膜材料喷出具有相当程度的流速的氩气，所以成膜材料将产生单边消耗。由于成膜材料的单边消耗会使材料收纳容器110的壁面与成膜材料的接触状态发生变化，从而使成膜材料的气化速度发生变化，因此，为成膜速度发生变动的原因，这是不希望的。而且，成膜材料的单边消耗也成为妨碍成膜材料的完全气化的因素。如果使用未完全气化的成膜材料进行成膜，则形成的薄膜的膜质差，由此导致有机EL元件的发光亮度变差。
但是，根据本实施方式的蒸镀源单元100，即使流经设在气体供给机构105中的多个气体流路105p的氩气的传导性不同，也可以在氩气从在板状部件125a中央所设置的开口被送到缓冲区域B的过程中，吸收传导性的差异，使氩气的流速低速化和平均化。
一边这样地控制气流，一边如图7B所示那样，把氩气从气体导入板125b的细孔阵列Op的全体面，以低速且均匀的状态送到第1材料气化室U中。由此，可防止被收纳的成膜材料的单边消耗和扬起。这样被缓慢导入的氩气将在第1材料气化室U中气化的成膜材料，通过搬送路径115向输送机构200输送。
由此，通过在精确地控制成膜速度的同时使成膜材料完全气化，可以在基板G上形成优质的薄膜。并且，通过避免由于材料的扬起引发的材料效率的低下和装置的维护周期的缩短，可以抑制制造成本，提高制造时的生产率。
另外，如上所述，从气体供给口130以0.5～10sccm程度的流量供给氩气，从设在法兰135的中心部的贯通口向气体供给机构105供给。另外，输送机构200和蒸镀源单元100通过设在外壳Hu的一端的法兰140被连接。
外壳Hu可拆装地收纳有蒸镀源组件As。在把蒸镀源组件As安装在外壳Hu中时，把蒸镀源组件As收纳在设在外壳Hu的中央的空间内，在蒸镀源组件As上所设置的法兰135的多个开口(未图示)内插入螺钉，把螺钉的前端与螺钉座(未图示)旋合，构成螺钉固定。根据这样，由于材料收纳容器110可拆装，所以可容易地补充材料。
(实验)
本发明的发明者们，对于在使用了以上说明过的蒸镀源单元100的情况下，在载气通过气体供给机构105的气体流路105p，被导入到第1材料气化室U时，在载气的温度与被气化的成膜材料的温度之间是否产生了温度梯度，进行了如下的仿真。
作为计算的条件，供给了10sccm的氩气作为载气。另外，在气体供给机构105中，设置了42条直径φ为2mm的气体流路105p。把气体供给机构105的温度控制在450℃。
图8表示此条件下的仿真结果。仿真表明，在42条气体流路105p的各个气体流路105p的长度为0.105m(＝10.5cm)时，氩气的温度为431.5℃。如果是这种程度的温度，则可认为被导入到第1材料气化室U中的氩气的温度与被气化的成膜材料的温度相等。如上述那样，本发明的发明者们，根据上述的仿真结果，证实了只要气体流路105p的长度为10cm以上，即可使用本实施方式的蒸镀装置20精确地控制成膜速度。
根据本实施方式的蒸镀源单元100，通过精确地控制成膜速度，可在基板G上形成优质的膜。
(变形例1)
如图9所示那样，也可以在搬送路径115内的任意的位置设置用于使成膜材料进一步气化的第2材料气化室(第2材料气化部件)160。此时，第2材料气化室160也可以由网格状的金属部件、金属多孔部件、交错排列的多孔部件或小孔部件等形成。
设置第2材料气化室160的位置比设置第1材料气化室U的位置更接近输送机构200。由于输送机构200通常被控制在450℃左右，所以，通常，第2材料气化室160的温度比第1材料气化室U的温度高。由此，通过设在外壳Hu的搬送路径115的成膜材料，例如在通过网格状部件的开口部分时，或通过设在多孔部件内的气孔间的间隙时，被再次气化。由此，可以使在未完全气化的状态下被载气输送的成膜材料完全气化。其结果，可以在基板G上均匀形成更优质的膜，并且可提高材料的使用效率。
(变形例2)
也可以进一步在蒸镀源单元100的第1材料气化室U中，可拆装地设置成为第1材料气化室U的上盖的具有交错排列的多孔、网格状的开口或孔状开口的盖165。由此，可防止被气化的成膜材料从交错排列的多孔、网格状开口或孔状开口飞出到材料收纳容器110外，以及根据被送到第1材料气化室U的载气的气流，使材料收纳容器110内的成膜材料扬起的情况。
如以上说明的那样，根据第1实施方式和各个变形例，可精确地控制成膜速度，在G上形成优质的膜。
(温度调整装置)
下面，再次参照图5A，对调整具有以上说明过的结构的蒸镀源单元100的温度的温度调整装置进行说明。
温度调整装置180具有加热器120等加热机构、和例如水冷套管150等冷却机构。如上述那样，加热器120在氩气通过狭窄的气体流路105p的过程中，在降低其流速的状态下，对氩气进行加热。其结果，能够在氩气到达第1材料气化室之前把其加热到与成膜材料的气化温度相同程度的温度。另外，多个气体流路105p被配置成能够被加热器120均匀地加热。
水冷套管150按照从外壳Hu的外周面离开规定距离的方式设置，不受相邻的蒸镀源单元的热影响，通过水冷对蒸镀源单元100进行冷却。水冷套管150例如由不锈钢形成。优选把水冷套管150设置在从外壳Hu的外周面离开一定的距离的位置，以便能够对蒸镀源单元100进行均匀地冷却。
在进行补充材料等的维护时，以往是在蒸镀源冷却到自然温度的期间，不得不中断大概一天的作业，与此相反根据上述的结构，由于可利用水冷套管150强制冷却蒸镀源单元100，所以可缩短进行维护时间。
(蒸镀源单元所接受的热量)
这里，参照图10和图11，对位于中央的蒸镀源单元100e2所接受的热量进行说明。
分子处于吸附状态的平均时间(平均滞留时间τ)，当把脱离的活性化能量设为Ea时，表示为τ＝τ0exp(Ea/kT)。这里，T是绝对温度，k是波尔滋曼常数，τ0是规定的常数。从该式中可知，平均滞留时间τ是绝对温度T的函数，温度(℃)越高，附着系数越小。根据此关系，通常把有机成膜分子输送到喷出口的输送机构200，为了在搬送中使有机成膜分子不附着输送路径而到达喷出口，把温度设定得比蒸镀源单元100高。
因此，假设在初始状态下，例如把输送机构200控制在450℃，把收纳主材料的蒸镀源单元100e1控制在450℃，把收纳掺杂材料的蒸镀源单元100e2和蒸镀源单元100e3分别控制在200℃和250℃。
此时，蒸镀源单元100e2基于热传导从输送机构200侧接受5.8W的热量。另外，蒸镀源单元100e2从相邻的各个蒸镀源单元100e1、100e3和相邻的处理容器Ch的侧壁，通过辐射接受6.4W、0.7W、0.3W的热量。
这样，各个蒸镀源单元100e1～100e3接受来自输送机构200、相邻的蒸镀源单元和处理容器Ch的侧壁的热传导和辐射热变为高温。特别是，位于中央的蒸镀源单元100e2由于接受位于两侧的蒸镀源单元100e1、100e3的辐射热而变为高温。
例如，相邻的各个蒸镀源单元100e1、100e3的温度为450℃各个蒸镀源单元100e1～100e3为瓶子状(筒状)，其直径为40mm，其长度为110mm、各个蒸镀源单元100e的材料是不锈钢的情况下，如图11所示，位于中央的各个蒸镀源单元100e2的温度，即使在没有来自输送机构200侧的热传导情况下，即，只考虑来自相邻的各部的辐射热的情况下，基于来自蒸镀源单元100e1、100e3和处理容器Ch的侧壁的辐射热，也会从200℃上升到450℃。
另一方面，在图11中，在保持为所希望的真空度的处理容器Ch内部，传导效率低，各个蒸镀源单元100e2的温度，从200℃上升到450℃需要20小时以上的时间。
(温度调整装置：水冷套管)
但是，在本实施方式的温度调整装置180中，如图12所示，在从外壳的外周面离开了规定距离的位置，设有包围蒸镀源单元100的水冷套管150。由此，通过由水冷套管吸收来自相邻的蒸镀源单元100和相邻的部件的热传导和辐射热，可以防止蒸镀源单元100过度地成为高温。
(表面粗糙度)
另外，水冷套管150在与外壳Hu对置的面具有所希望的表面粗糙度。同样，外壳Hu的与水冷套管150对置的面具有所希望的表面粗糙度。
由此，增加了水冷套管150的与外壳Hu对置的面的表面面积、和外壳Hu的外周面的表面面积。由此，在外壳侧，可有效地把由加热器120产生的热散发到外部，在水冷套管侧，可有效地把由加热器120产生的热吸收到内部。
(光的吸收和反射)
也可以把水冷套管150的与外壳Hu对应的面的表面加工成容易吸收热的构造。而且，也可以把外壳Hu的与水冷套管150对置的面的表面加工成容易辐射热的构造。
由此，在外壳侧辐射来自外部的热，在水冷套管侧吸收来自外部的热。其结果，通过在外壳Hu提高了热的辐射率，在水冷套管150提高热的吸收率，即使在传热效率低的真空中，也能够利用水冷套管150高效率地冷却外壳侧，从而可防止蒸镀源单元100的内部成为过度高温的情况。
另外，对于水冷套管150的与外壳Hu对置的面的表面和外壳Hu的与水冷套管150对置的面的表面，也可以实施例如喷沙加工。但是，基于喷沙的表面加工只是为了使所希望的面的表面粗化的一例，也可以采用喷沙以外的多种机械加工，在所希望的面的表面上形成微细的凹凸。
(蒸镀源单元的颈部)
并且，上述图5A的蒸镀源单元具有在输送机构200的输送路径与搬送路径115的连接侧变窄的瓶子状的颈部。
形成为瓶子状的蒸镀源单元的前端的部分(颈部Hu2)的剖面面积小，相比剖面面积大的蒸镀源单元的躯体部分(头部Hu1)，局部地比较热阻抗大。由此，根据这种结构，可以使蒸镀源单元的颈部Hu2的热阻抗 比蒸镀源单元的头部Hu1的热阻抗大。即，可以降低经由蒸镀源单元的颈部Hu2，从输送机构侧向蒸镀源单元的头部Hu1的热传导效率。由此，可防止蒸镀源单元的头部Hu1的第1材料气化室U成为必要以上的高温。
(金属密封)
另外，在搬送路径115与输送机构200的连接部分，利用金属密封件170进行密封。由此，可防止来自输送机构200的热的影响所引起的劣化，可靠地密封搬送路径115和输送机构200。
另外，也可以构成为使搬送路径115与输送机构200的连接部分通过金属密封件170接触，与其他物质成为非接触。由此，由于非接触部分是真空空间，所以可通过真空隔热降低从输送路径侧向蒸镀源单元侧的热的传导率。其结果，可防止在输送路径侧与蒸镀源单元侧之间形成温度梯度，防止蒸镀源单元100内部过度地成为高温。
另外，以上所述的水冷套管150，水冷套管150的内部表面和外壳Hu的外周表面的表面粗糙度、蒸镀源单元的颈部Hu2和蒸镀源单元100的金属密封件170附近的构造，是用于冷却蒸镀源单元100的冷却机构的一例。
(温度调整装置：加热器)
并且，在本实施方式的温度调整装置180中，作为加热机构的一例，在外壳Hu的外周全体面上缠绕加热器120，把通过多个气体流路105p的氩气加热到所希望的温度。
这样，根据本实施方式的蒸镀装置20，利用设在温度调整装置180中的加热器120和按照从加热器120离开规定的距离而设置的水冷套管150等冷却机构，把内置了多个气体流路105p的蒸镀源单元100，响应性良好地调整在所希望的温度。即，温度调整装置180在把蒸镀源单元100预先冷却到比成为目标的温度稍低的温度之后，利用加热器120把向多个气体流路105p供给的载气加热到所希望的温度。
这样，通过把冷却机构从加热机构离开规定的距离地设置，即使在传热效率低的真空中，通过预先把成为温度控制对象的蒸镀源单元100冷 却到比目标温度稍低的温度，能够通过基于加热机构的加热，把蒸镀源单元100迅速控制在目标温度。另外，通过利用离开规定的距离配置的冷却机构吸收由加热机构产生的热量，可防止热量向成为目标的蒸镀源单元100以外的部分传导。由此，即使在真空中，通过迅速且精确地把载气的温度控制为与在材料收纳容器110中气化的成膜材料同等程度的温度，能够在基板G上形成优质的膜。
(实验)
使用以上说明的温度调整装置180，发明者们对蒸镀源单元100基于冷却、加热的温度状态的变化，进行了以下的实验。
如图12所示，发明者们假设来自输送机构200侧的输入热(位置p0)为450℃。在此条件下，使加热器120不工作，使水冷套管150工作的情况下，相对450℃的输入热，蒸镀源单元100的第1材料气化室U的温度被维持在大致200℃。其表示主要由水冷套管150有效地吸收了来自输送机构200的传热。
根据以上的实验，发明者们证明了在使加热器120不工作的情况下，利用水冷套管150和其他的冷却机构，可以将蒸镀源单元100冷却到200℃。
下面，在图5A的条件下，在有效地冷却了蒸镀源单元100之后，发明者们利用加热器120把载气加热到所希望的温度。图5B表示这种情况的仿真结果。
此时，发明者们假设来自输送机构200侧的输入热(位置p0)为450℃。而且用ε1～ε6表示了位置p1～p6中的辐射系数ε。根据水冷套管150的内部表面Is的表面粗糙度、外壳Hu的外周表面Os的表面粗糙度、和蒸镀源单元100的各部的形状，确定辐射系数ε的值。
根据图5B的结果，蒸镀源单元100，相对450℃的输入热，在位置p3～p5，成为450℃的高温，但基于在位置p1、p2显示的以水冷套管150为中心的冷却机构的效果，在蒸镀源单元的头部Hu1的外周附近的位置p6，可以保持250℃的良好的温度。
根据以上的实验，发明者们证明了在使加热器120和水冷套管150工作的情况下，可以避免在蒸镀装置20的一部分中产生的热量通过热传导和辐射，被传导到第1材料气化室U，同时，可以迅速且精确地将载气的温度控制成与在第1材料气化室U中被气化的成膜材料相同程度的温度。由此，发明者们成功地开发出了如下的蒸镀源单元100，即使在真空中，通过利用加热机构和冷却机构的组合，迅速且精确地控制成膜材料的气化速度(即，被处理体的成膜速度)，也能够在基板G上形成优质的膜。
另外，发明者们对于在把蒸镀源单元的颈部Hu2的长度设定为100mm时，能够得出何种程度的从输送机构200到蒸镀源单元的头部Hu1的温度梯度，也进行了实验。
根据其结果可得知，在输送机构200为450℃时，蒸镀源单元的头部Hu1约390℃。由此，如果在蒸镀源单元中设置颈部Hu2，则基于与水冷套管150的协同效果，可有效地冷却蒸镀源单元的颈部Hu2。
并且，发明者们，对于在外部附设了载气加热用配管的以往的蒸镀装置、与取代在蒸镀源的外部设置长的配管而在蒸镀源单元100的内部设置了用于加热气体的机构(气体供给机构105)的本实施方式的蒸镀源单元100之间，蒸镀源内部的压力的状态发生了何种程度的变化进行了调查。
作为实验的条件，把载气流量设定为0.5sccm、把载气的导入速度设定为8.44×10-4(Pa·m3/s)。由此，在把载气加热用配管设置在外部的以往的蒸镀装置中，根据仿真和实测值，配管端部的瓶子部分的内压约为75(Pa)，而在本实施方式的蒸镀源单元100中，蒸镀源单元100的内压约1(Pa)，降低了一个数量级左右。由于压力与温度之间存在比例关系，所以此结果显示，本实施方式的蒸镀源单元100的内部温度比以往的蒸镀装置的配管端部的瓶子部分的内部温度降低了1个数量级。
如以上说明的那样，根据本实施方式的蒸镀装置20，即使在真空中，通过利用冷却机构把蒸镀源单元100预先冷却，同时利用加热机构对材料收纳容器110和多个气体流路105p进行加热，也可迅速且精确地控制成膜速度，在基板G上形成优质的膜。
另外，蒸镀装置20也可以把多个蒸镀源单元100和输送机构200连 接，在连接的多个蒸镀源单元100的至少1个以上的蒸镀源单元中设置水冷套管150。
由此，水冷套管150可以避免不仅来自输送机构200的热传导和辐射热而且还有来自相邻的蒸镀源单元100的辐射热对蒸镀源单元100内部的温度控制的影响。此时，在与输送机构200连接的蒸镀源单元100为3个以上的情况下，虽然最好在全部的蒸镀源单元100中设置水冷套管150，但在不能全部设置的情况下，希望优先在特别是最容易受来自各个蒸镀源单元100的辐射热的影响的中央的蒸镀源单元100、和控制温度最低的蒸镀源单元100中设置冷却机构。
在以上说明的各个实施方式及其变形例中，作为载气而使用了氩气。但是，载气不限于氩气，也可以使用氦气、氪气、氙气等惰性气体。
在本实施方式中，多个气体流路105p距气体供给机构105的中心轴环状地多层配置。但是，多个气体流路105p的形状不限于此，例如，也可以把多个气体流路从气体供给机构105的长度方向的中心轴O向外周(非环状)多层设置，也可以从气体供给机构105的长度方向的中心轴O向外周(非多层)环状配置。另外，也可以把气体流路105p从气体供给机构105的中心轴O点对称或放射状配置。
另外，可利用以上说明的实施方式和变形例的蒸镀装置20进行成膜处理的玻璃基板的尺寸没有限制，例如，蒸镀装置20可以对730mm×920mm(处理室内的直径：1000mm×1190mm)的G4.5基板尺寸、和1100mm ×1300mm(处理室内的直径：1470mm×1590mm)的G5基板尺寸，进行连续成膜处理。另外，由各个实施方式中的蒸镀装置20处理的被处理体，除了上述尺寸的玻璃基板以外，还包含直径为例如200mm、300mm的硅晶片。
在上述实施方式中，各部的动作相互关联，可以考虑相互的关联，置换一系列的动作。而且，通过这样地进行置换，可以把蒸镀装置的实施方式转换成蒸镀装置的使用方法以及蒸镀装置的温度调整方法的实施方式。
以上，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明 当然不限于上述的例子。很明显，本领域的技术人员，在权利要求书所记载的范围内可想到各种变更例或修正例，但这些当然也应理解为属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式的蒸镀装置20中，对于成膜材料，使用粉状(固体)的有机EL材料，在基板G上实施了有机EL多层成膜处理。但是，本发明的蒸镀装置，例如也可以采用对于成膜材料主要使用液体的有机金属，通过把气化的成膜材料在被加热到500～700℃的被处理体上进行分解，在被处理体上成长薄膜的MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposition：有机金属气相成长法)。

Claims (38)

1.一种蒸镀源单元，用于使成膜材料气化，并通过载气输送被气化的成膜材料，其中，
上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，
上述蒸镀源组件具有：
第1材料气化室，其收纳成膜材料，并使收纳的成膜材料气化；和
气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第1材料气化室供给载气而使载气流入到上述多个气体流路，
上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流过的载气和被收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料进行加热。
2.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体流路以相互平行的状态在长度方向上贯通。
3.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体流路被配置成，被上述加热机构均匀地加热。
4.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述气体供给机构形成为筒状，
上述多个气体流路相对上述气体供给机构的长度方向的中心轴配置成环状。
5.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体流路，从上述气体供给机构的长度方向的中心轴向外周多层配置。
6.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述蒸镀源组件还具有气体导入部，该气体导入部与上述第1材料气化室和上述气体供给机构一体地被设置在上述第1材料气化室与上述气体供给机构之间，并具有将在上述多个气体流路中流过的载气导入到上述第1材料气化室的开口。
7.根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部的开口由交错排列的多孔部件、网格状的部件形成。
8.根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部的开口由多孔部件形成。
9.根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部的开口按照从在上述第1材料气化室所设置的材料投入口离开规定距离的方式设置。
10.根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部，具有在上述多个气体流路的出口与上述气体导入部的开口之间暂时蓄积载气的缓冲区域。
11.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述加热机构是设在上述外壳的外周的加热器。
12.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述外壳可拆装地收纳有上述蒸镀源组件。
13.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，在上述第1材料气化室上可拆装地设有盖，该盖具有交错排列的多孔、网格状的开口。
14.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，在上述第1材料气化室上可拆装地设有盖，该盖具有孔状的开口。
15.根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述外壳具有搬送在上述第1材料气化室被气化的成膜材料的搬送路径，
在上述蒸镀源单元中，通过把在外部配置的输送路径与上述搬送路径连接，把成膜材料从上述搬送路径输送到上述连接的输送路径，并把输送的成膜材料从喷出机构喷出。
16.根据权利要求15所述的蒸镀源单元，其中，上述蒸镀源单元设有第2材料气化室，该第2材料气化室被设置在上述搬送路径内的任意位置，用于将成膜材料进一步气化。
17.根据权利要求16所述的蒸镀源单元，其中，上述第2材料气化室由交错排列的多孔部件、网格状的部件形成。
18.根据权利要求16所述的蒸镀源单元，其中，上述第2材料气化室由多孔部件形成。
19.一种蒸镀装置，具有：使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料利用载气输送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，其中，
上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，
上述蒸镀源组件具有：
第1材料气化室，其收纳成膜材料，使收纳的成膜材料气化；和
气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第1材料气化室供给载气，使载气流过上述多个气体流路，
上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流过的载气和被收纳在上述材料收纳室中的成膜材料进行加热。
20.一种蒸镀装置的使用方法，该蒸镀装置具有：使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送上述被气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，
上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，
通过利用设在上述外壳中的加热机构，加热被收纳在上述蒸镀源组件中所设置的第1材料气化室中的成膜材料，使收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料气化，
在由设在上述蒸镀源组件中的气体供给机构形成的多个气体流路中，一边使载气流过，一边利用上述加热机构进行加热，
把上述被加热的载气，从设在上述蒸镀源组件中的多孔气孔间的开口，导入到上述第1材料气化室。
21.根据权利要求20所述的蒸镀装置的使用方法，其特征在于，
把上述被加热的载气，从设在上述蒸镀源组件中的交错排列的多孔、网格状的气孔间的开口，导入到上述第1材料气化室。
22.一种蒸镀源单元的温度调整装置，用于调整被设置在真空中的、使成膜材料气化并利用载气输送被气化的成膜材料的蒸镀源单元的温度，其中，
上述蒸镀源单元具有多个气体流路，该多个气体流路流过用于输送被气化的成膜材料的载气，
上述温度调整装置具有：
加热机构，其被安装在上述蒸镀源单元中，用于对流过上述多个气体流路的载气进行加热；和
冷却机构，其按照从上述加热机构离开规定距离的方式设置，用于冷却上述蒸镀源单元。
23.根据权利要求22所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述冷却机构通过在上述冷却机构中流过制冷剂来冷却蒸镀源单元。
24.根据权利要求22所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述蒸镀源单元具有：
蒸镀源组件，其内置有用于收纳成膜材料并使收纳的成膜材料气化的第1材料气化室和上述多个气体流路；以及
收纳上述蒸镀源组件的外壳，
上述加热机构被安装在上述外壳的外周附近，
上述冷却机构按照从上述外壳的外周面离开规定距离的方式设置。
25.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述冷却机构的与上述外壳对置的面具有所希望的表面粗糙度。
26.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述外壳的与上述冷却机构对置的面具有所希望的表面粗糙度。
27.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述冷却机构的与上述外壳对置的面的表面被加工成容易吸热。
28.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述外壳的与上述冷却机构对置的面的表面被加工成容易散热。
29.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述蒸镀源组件可拆装地收纳在上述外壳中。
30.根据权利要求24所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述外壳具有输送在上述第1材料气化室中被气化的成膜材料的搬送路径，
通过把上述搬送路径，经由被配置在外部的输送路径与被配置在外部的喷出机构连接，从上述喷出机构喷出在上述搬送路径中搬送的成膜材料。
31.根据权利要求30所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述蒸镀源单元具有在上述搬送路径与上述输送路径的连接侧变窄的瓶子状的颈部。
32.根据权利要求30所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述搬送路径与上述输送路径的连接部分，通过金属密封件来密封。
33.根据权利要求22所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
在上述冷却机构中包含按照从蒸镀源单元离开规定的距离并覆盖蒸镀源单元的方式设置的冷却套管。
34.根据权利要求30所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述喷出机构被并排设置多个，
在上述冷却机构中，包含使制冷剂流过在上述蒸镀源单元附近按照分割上述多个喷出机构的方式设置的隔壁中的机构。
35.根据权利要求22所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
上述加热机构中包含被缠绕在上述外壳的外周的加热器。
36.一种蒸镀装置，其被配置在真空中，具有：使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，该蒸镀装置具有：
多个气体流路，其流过用于搬送在上述蒸镀单元中被气化的成膜材料的载气；
加热机构，其加热在上述多个气体流路中流过的载气；和
冷却机构，其按照从上述加热机构离开规定距离的方式设置，用于冷却上述蒸镀单元。
37.根据权利要求36所述的蒸镀装置，其中，
关于上述蒸镀装置，上述输送路径与多个蒸镀源单元连接，在所连接的多个蒸镀源单元的至少1个以上的蒸镀源单元中设有上述冷却机构。
38.一种蒸镀装置的温度调整方法，该蒸镀装置被配置在真空中，并具有：使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输送路径连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜材料的喷出机构，该温度调整方法，
把成膜材料收纳在第1材料气化室中，使收纳的成膜材料在第1材料气化室中气化，
使载气流过包含多个气体流路的气体供给机构，
利用按照从收纳了上述第1材料气化室和上述气体供给机构的外壳的外周面离开规定距离的方式设置的冷却机构，冷却上述蒸镀源单元，
利用被安装在上述外壳中的加热机构，加热上述第1材料气化室和上述气体供给机构。
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