CN103805947A - 成膜装置 - Google Patents

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CN103805947A
CN103805947A CN201310552626.9A CN201310552626A CN103805947A CN 103805947 A CN103805947 A CN 103805947A CN 201310552626 A CN201310552626 A CN 201310552626A CN 103805947 A CN103805947 A CN 103805947A
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久保田绅治
森田治
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Abstract

本发明能够避免相邻的蒸镀头彼此的蒸气的混入并且抑制排气效率的降低。本发明的成膜装置具备处理容器、搬运机构、多个蒸镀头、分隔壁和排气机构。处理容器区划出用于处理基板的处理室。搬运机构在处理室中，在沿着规定方向延伸的搬运路径上搬运基板。多个蒸镀头沿着规定方向配置于处理室，向由搬运机构在搬运路径上搬运的基板的成膜面喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体。排气机构经由设置于各收纳室的排气口与各收纳室连接，对蒸镀头的周围进行排气。

Description

成膜装置
技术领域
本发明的各种方面和实施方式涉及成膜装置。
背景技术
近年来，利用有机EL（电致发光：Electro-Luminescence）元件的有机EL显示器备受关注。有机EL显示器中利用的有机EL元件具有自发光、反应速度快、消耗电力低等特征，因此，不需要背光源，例如期待在便携型机器的显示部等中应用。
有机EL元件的成膜中，存在使用供给气化的蒸镀材料的蒸气在基板上形成蒸镀膜的成膜装置的情况。这里，蒸镀材料例如为有机EL元件等的有机材料。成膜装置例如具备：区划出用于处理基板的处理室的处理容器；在处理室中搬运基板的搬运机构；和沿着基板的搬运方向配置的向着基板的被成膜面依次喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的多个蒸镀头等。另外，成膜装置具备用于将处理室减压的排气机构等。
然而，在这样的成膜装置中，为了避免相邻的蒸镀头彼此的蒸气的混入，要求将蒸镀头之间隔离。这点在专利文件1中公开了在蒸镀头之间设置具有规定高度的分隔壁，由该分隔壁遮挡来自相邻的蒸镀头的蒸气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-26041号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在现有技术中，没有考虑到避免相邻的蒸气头彼此的蒸气的混入且抑制排气效率的降低。
即，如现有技术那样，仅在蒸气头之间设置具有规定高度的分隔壁，难以阻挡流过分隔壁的蒸气，因此，有可能发生相邻的蒸气头彼此的蒸气的混入。另外，在现有技术中，由于分隔壁阻碍气体向排气机构的流动，因此，蒸气头的周围的排气效率可能降低。
用于解决课题的方法
本发明的一个方面的成膜装置具备处理容器、搬运机构、多个蒸镀头、分隔壁和排气机构。处理容器区划出用于处理基板的处理室。搬运机构在上述处理室中，在沿着规定方向延伸的搬运路径上搬运上述基板。多个蒸镀头沿着上述规定方向配置于上述处理室，向由上述搬运机构在上述搬运路径上搬运的上述基板的成膜面喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体。排气机构经由设置于各上述收纳室的排气口与各上述收纳室连接，对上述蒸镀头的周围进行排气。
发明的效果
根据本发明的各个方面和实施方式，可以实现能够避免相邻的蒸气头彼此的蒸气的混入且抑制排气效率的降低的成膜装置。
附图说明
图1是示意地表示一个实施方式的成膜装置的图。
图2是图1所示的成膜装置的P-P线的剖面图。
图3是图1所示的成膜装置的Q-Q线的剖面图。
图4是表示在停止由真空泵的排气时的收纳室压力的时间变动的说明图。
图5是表示收纳室的压力和蒸镀材料的成膜速率的对应关系的图。
图6是表示支撑基板的载台静止时的收纳室的压力和蒸镀膜的膜厚分布的对应关系的图。
图7是表示收纳室的压力和蒸镀膜的均匀性的对应关系的图。
图8是表示收纳室的压力和收纳室所含的各成分的分压的对应关系的图。
图9是表示收纳室所含的水分（H2O）的分压和蒸镀膜的纯度的对应关系的图。
图10是表示一个实施方式的蒸镀头的立体图。
图11是示意地表示一个实施方式的气体供给源的图。
图12是表示能够使用一个实施方式的成膜装置所制造的有机EL元件的完成状态的一例的图。
图13A是表示利用一个实施方式的成膜装置对基板进行成膜处理时的蒸镀膜的均匀性的图。
图13B是表示利用一个实施方式的成膜装置对基板进行成膜处理时的蒸镀膜的均匀性的图。
图13C是表示利用一个实施方式的成膜装置对基板进行成膜处理时的蒸镀膜的均匀性的图。
图14是表示利用一个实施方式的成膜装置对基板进行成膜处理时的收纳室所含的水分的分压的变化的图。
图15是用于说明使用一个实施方式的成膜装置所制造的有机EL元件的器件特性的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对各种实施方式进行详细说明。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注同一附图标记。
本实施方式的成膜装置，在一个实施方式中，包括：处理容器，其区划出用于处理基板的处理室；搬运机构，其在处理室中，在沿着规定方向延伸的搬运路径上搬运基板；多个蒸镀头，其沿着规定方向配置于处理室，向着由搬运机构在搬运路径上搬运的基板的成膜面喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体；分隔壁，其以隔离各蒸镀头的方式立设于处理室，使搬运路径插通，并且将处理室分隔成收纳各蒸镀头的多个收纳室；和排气机构，其经由设置于各收纳室的排气口与各收纳室连接，对蒸镀头的周围进行排气。
另外，本实施方式的成膜装置，在一个实施方式中，排气口，在各收纳室中，从与搬运路径垂直的方向看，设置在与搬运路径不重叠的位置。
另外，本实施方式的成膜装置，在一个实施方式中，排气口，在各收纳室中，从与搬运路径垂直的方向看，设置在沿着与规定方向交叉的方向夹着蒸镀头的位置。
另外，本实施方式的成膜装置，在一个实施方式中，在从蒸镀头喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的状态下，将各收纳室的压力设定为对应于分子流的压力范围或对应于中间流的压力范围。
另外，本实施方式的成膜装置，在一个实施方式中，在从蒸镀头喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的状态下，将各收纳室的压力设定为3×10-3Pa以下。
图1是示意地表示一个实施方式的成膜装置的图。图2是图1所示的成膜装置的P-P线的剖面图。图3是图1所示的成膜装置的Q-Q线的剖面图。图1～图3中表示XYZ正交坐标系。图1～图3所示的成膜装置10具有区划出用于处理基板S的处理室12的处理容器11和支承基板S的载台14。基板S的一个面（成膜面）例如在铅直方向（Z方向）向下。即，成膜装置10为面朝下（face-down）型的成膜装置。载台14也可以内藏吸附基板S的静电卡盘。此外，在其他实施方式中，成膜装置也可以为在向上的成膜面喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的类型，即、面朝上（face-up）型的成膜装置。
成膜装置10具备具有将含有蒸镀材料的蒸气的气体G喷射在基板S的喷嘴18b的蒸镀头16b。成膜装置10还可以具备分别具有与喷嘴18b相同结构的喷嘴18a、18c、18d的蒸镀头16a、16c、16d。从喷嘴18a、18c、18d可以喷出与从喷嘴18b喷出的蒸镀材料不同的且互相不同的蒸镀材料。由此，能够在基板S上连续地蒸镀多种膜。蒸镀头16a～16d沿着X方向在处理室12中并列配置。即，X方向为蒸镀头16a～16d的并设方向。蒸镀头16a～16d向着通过后述的驱动装置22在搬运路径上搬运的基板S的成膜面，依次喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体。
各蒸镀头16a～16d分别设置于在喷射方向具有开口41a～41b的箱状设置室40a～40d。各设置室40a～40d通过开口41a～41b与处理室12连通。
供给含有蒸镀材料的蒸气的气体的气体供给源20a～20d分别与各蒸镀头16a～16d连接。例如，从气体供给源20b向蒸镀头16b供给气体G。在喷嘴18a～18d的前端例如形成有圆形的喷射口。从该喷射口喷射含有蒸镀材料的气体。此处，气体供给源20a～20d也可以分别设置于分别为箱状的设置室40a～40d。
成膜装置10具备在与Y方向交叉的X方向上驱动载台14的驱动装置22。此外，成膜装置10还可以具备多个辊24。辊24以自由旋转的方式安装于处理容器11的内壁，被驱动装置22旋转驱动。载台14载置于辊24上。载台14通过辊24的旋转而在辊24上移动。由此，基板S相对于喷嘴18a～18d相对地在X方向上移动。即，载台14、驱动装置22和辊24在处理室12中在沿着X方向延伸的搬运路径C上搬运基板S。载台14、驱动装置22和辊24是搬运机构的一个例子。基板S通过在X方向上移动，成为依次与喷嘴18a～18d的开口对面配置。图1中的箭头A表示载台14的移动方向。另外，成膜装置10的处理容器11具有闸阀26a和26b。基板S能够通过形成在处理容器11的闸阀26a导入处理室12内，能够通过形成在处理容器11的闸阀26b搬出到处理室12外。
成膜装置10具备真空泵27c和真空泵27d。真空泵27c经由管12c与收纳蒸镀头16a～16c的设置室40a～40c连接。即，真空泵27c能够与多个设置室连接。在设置室40a的底部形成有开口50a，并连接有管12c。同样，在设置室40b、40c的底部形成有开口50b、50c，并连接有管12c。即，真空泵27c构成为对各设置室40a～40c进行减压。真空泵27d经由管12d与设置蒸镀头16d的设置室40d连接。即，真空泵27d能够与一个设置室连接。在设置室40d的底部形成有开口50d，并连接有管12d。即，真空泵27d构成为对各设置室40d进行减压。
各设置室40a～40d经由开口41a～41d与处理室12连通。即，真空泵27c经由开口41a、开口41b、开口41c与处理室12连通。真空泵27d经由开口41d与处理室12连通。开口41a～41d形成为向作为处理室12的内壁的、基板S的成膜面与蒸镀头16a～16d之间的空间（蒸镀空间）露出。排气口50a～50d，从成膜面在蒸镀头16a～16d的配置位置方向（-Z方向）上看，设置在成为与搬运路径C重叠的位置的处理室12的内壁上。这里，气体供给源20a～20d可以分别收纳在分别为箱状的设置室40a～40d。
另外，在本实施方式中，在处理室12中，以隔离各蒸镀头16a～16d的方式立设有分隔壁17。分隔壁17具有形成为与基板S和载台14对应的形状的开口17a。分隔壁17从开口17a使搬运路径C插通，并且将处理室12分隔为收纳各蒸镀头16a～16d的多个收纳室12a～12d。在各收纳室12a～12d中分别设置有排气口51a～51d。关于排气口51a～51d的设置位置的详细内容如后所述。
各收纳室12a～12d经由排气口51a～51d与真空泵60a～60d连接。即，收纳室12a经由排气口51a与真空泵60a连接，真空泵60a从排气口51a对收纳于收纳室12a的蒸镀头16a的周围进行排气。另外，收纳室12b经由排气口51b与真空泵60b连接，真空泵60b从排气口51b对收纳于收纳室12b的蒸镀头16b的周围进行排气。另外，收纳室12c经由排气口51c与真空泵60c连接，真空泵60c从排气口51c对收纳于收纳室12c的蒸镀头16c的周围进行排气。另外，收纳室12d经由排气口51d与真空泵60d连接，真空泵60d从排气口51d对收纳于收纳室12d的蒸镀头16d的周围进行排气。即，通过真空泵60a～60d的动作，收纳室12a～12d的内部分别被减压到规定的压力。真空泵60a～60d为排气机构的一个例子。
这里，在从蒸镀头16a～16d喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体（以下，称为“蒸镀材料气体”）的状态下，将各收纳室12a～12d的压力设定为对应于分子流的压力范围或对应于中间流的压力范围，优选设定为3×10-3Pa以下。换而言之，真空泵60a～60d在从蒸镀头16a～16d喷射蒸镀材料气体的状态下，对蒸镀头16a～16d的周围进行排气，使得各收纳室12a～12d的压力为对应于分子流的压力范围或对应于中间流的压力范围，优选为3×10-3Pa以下。
图4是表示在停止由真空泵的排气时的收纳室压力的时间变动的说明图。在图4的例子中，表示停止由真空泵60a～60d的排气时的收纳室12b压力的时间变动。在图4中，横轴表示时间，纵轴表示收纳室12b的压力[Pa]。如图4所示，在停止由真空泵60a～60d的排气时，在从基板S开始进入收纳室12b到基板S进入收纳室12b结束为止的时间中，收纳室12b的压力上升。此外，在基板S即将开始从收纳室12b退出之前，收纳室12b的压力上升。理由是基板S妨碍从开口50b的排气、从开口17a的排气等，所以收纳室12b的压力上升。即，由基板S的位置，收纳室12b的电导发生变动，收纳室12b内的压力也发生变动。这样在收纳室的压力过度上升时，收纳室的压力有时超过对应于分子流的压力范围和对应于中间流的压力范围，上升至对应于粘性流的压力范围。当收纳室的压力上升至对应于粘性流的压力范围时，产生以下的问题（1）和（2）。即，（1）由于蒸镀材料气体难以从收纳于收纳室的蒸镀头喷出，所以蒸镀特性（蒸镀材料的成膜速率和蒸镀膜的均匀性）降低。另外，（2）收纳室所含的水分（H2O）的分压上升，因此，由水分造成的蒸镀材料的分解加速而蒸镀膜的纯度降低。
对于上述问题（1）进行说明。图5是表示收纳室的压力和蒸镀材料的成膜速率的对应关系的图。在图5中，横轴表示腔室压力[Pa]，纵轴表示蒸镀材料的成膜速率[nm/s]。腔室压力是指收纳室的压力。另外，在图5中，作为蒸镀材料使用α-NPD，收纳室的温度设定为280℃，蒸镀材料气体的流量为30sccm。另外，在图5中，作为一例，表示了收纳室12a的腔室压力和收纳室12b的腔室压力。如图5所示，可知腔室压力越上升，蒸镀材料的成膜速率越降低。在收纳室的压力过度上升时，收纳室的压力就会上升至对应于粘性流的压力范围。其结果，从喷嘴18a出来的蒸镀材料的分子，在到达基板S的期间，在途中发生碰撞，到达基板S的蒸镀材料的分子的量减少。另外，成为粘性流的分子易于受到压力变动的影响，蒸镀膜的均匀性也恶化。
图6是表示收纳室的压力和使基板静止时的蒸镀膜的膜厚分布的对应关系的图。图7是表示收纳室的压力和蒸镀膜的均匀性的对应关系的图。在图6和图7的上侧，纵轴表示基板S上的蒸镀膜的膜厚[a.u.]。另外，在图6中，横轴表示距离蒸镀头的喷嘴的中心位置的距离[mm]。即，图6，以蒸镀头的喷嘴的中心位置作为“0”，表示从蒸镀头的“-150（mm）”的位置到“+150（mm）”的位置为止的蒸镀膜的膜厚。另外，在图7的上侧，横轴表示基板S的宽度方向（Y方向）的位置。即，图7的上侧以基板S的中心位置作为“0”，表示从基板S的“-500（mm）”的位置到“+500（mm）”的位置为止的蒸镀膜的膜厚。另外，图7的下侧，与腔室压力[Pa]对应标注表示蒸镀膜的均匀性[%]。如图6所示，腔室压力越上升，则在偏离蒸镀头的喷嘴的中心位置的位置处的蒸镀膜的膜厚越厚。即，腔室压力越上升，则如上所述蒸镀材料的分子的碰撞越增加，因此，从蒸镀头的喷嘴的中心位置向中心位置以外的位置飞散的蒸镀材料的量增大。这样，如图7的上侧所示，基板S的中央部的蒸镀膜的膜厚，与基板S的周缘部的蒸镀膜的膜厚相比，变厚。即，腔室压力越上升，则基板S的中央部的蒸镀膜的膜厚与基板S的周缘部的蒸镀膜的膜厚之差越增大。换而言之，如图7的下侧所示，腔室压力越上升，则蒸镀膜的均匀性越差。在收纳室的压力过度上升时，收纳室的压力就会上升至对应于粘性流的压力范围。其结果，变成粘性流的分子易于受到压力变动的影响，蒸镀膜的均匀性也恶化。
对于上述问题（2）进行说明。图8是表示收纳室的压力和收纳室所含的各成分的分压的对应关系的图。在图8中，横轴表示收纳室的压力，即，表示腔室压力[Pa]，纵轴表示收纳室所含的各成分的分压[Pa]。如图8所示，腔室压力越上升，收纳室所含的各成分的分压也越上升。更详细而言，腔室压力超过3×10-3Pa时，收纳室所含的各成分的分压的上升率，比腔室压力为3×10-3Pa以下时增大。特别在腔室压力超过3×10-3Pa时，收纳室所含的水分（H2O）的分压的上升率比腔室压力为3×10-3Pa以下时增大。收纳室所含的H2O的分压的上升成为使基板S上的蒸镀膜纯度下降的主要原因。
图9是表示收纳室所含的水分（H2O）的分压和蒸镀膜的纯度的对应关系的图。在图9中，纵轴表示基板S上的蒸镀膜的纯度[%]，横轴表示收纳室所含的H2O的分压[Pa]。蒸镀膜的纯度是表示蒸镀材料相对于蒸镀膜整体的比例。在图9所示的例子中，作为蒸镀材料使用HAT-CN。如图9所示，可知收纳室所含的H2O的分压越上升，基板S上的蒸镀膜的纯度越降低。可以认为这是由于伴随收纳室所含的H2O的增加，由H2O造成的蒸镀材料的分解加速的缘故。
对此，在本实施方式中，在由分隔壁17分隔的各收纳室12a～12d设置排气口51a～51d，经由排气口51a～51d使真空泵60a～60d与各收纳室12a～12d连接，由此，能够将蒸镀头之间隔离并且进行排气。因此，根据本实施方式，能够阻挡来自相邻的蒸镀头的蒸气，并且高效地使各收纳室减压。其结果，根据本实施方式，能够避免相邻的蒸镀头彼此的蒸气的混入并且抑制各收纳室的排气效率的降低，因此，对于基板S的成膜面，能够进行高纯度且均匀的成膜处理。
另外，在本实施方式中，在喷射蒸镀材料气体的状态下，将各收纳室12a～12d的压力设定为对应于分子流的压力范围或对应于中间流的压力范围，优选设定为3×10-3Pa以下，由此，使蒸镀材料气体的喷射顺畅，且能够抑制收纳室所含的H2O的分压的上升。因此，根据本实施方式，能够进一步抑制各收纳室的排气效率的降低，因此，对于基板S的成膜面，能够进行更高纯度且均匀的成膜处理。
返回图1～图3的说明，对于排气口51a～51d的设置位置的详细情况进行说明。排气口51a～51d，在各收纳室12a～12d中，从与基板S的搬运路径C垂直的方向（图2所示的Z方向）看设置在不与搬运路径C重叠的位置。更详细而言，排气口51a，在收纳室12a中，从与基板S的搬运路径C垂直的方向（图2所示的Z方向）看，设置在沿着与基板S的移动方向（X方向）交叉的方向（Y方向）夹着蒸镀头16a的位置。排气口51b，在收纳室12b中，从与基板S的搬运路径C垂直的方向（图2所示的Z方向）看，设置在沿着与基板S的移动方向（X方向）交叉的方向（Y方向）夹着蒸镀头16b的位置。排气口51c，在收纳室12c中，从与基板S的搬运路径C垂直的方向（图2所示的Z方向）看，设置在沿着与基板S的移动方向（X方向）交叉的方向（Y方向）夹着蒸镀头16c的位置。排气口51d，在收纳室12d中，从与基板S的搬运路径C垂直的方向（图2所示的Z方向）看，设置在沿着与基板S的移动方向（X方向）交叉的方向（Y方向）夹着蒸镀头16d的位置。
如本实施方式所示，通过将排气口51a～51d从与基板S的搬运路径C垂直的方向看设置在与搬运路径C不重叠的位置，能够避免向排气口51a～51d的排气被搬运中的基板S阻碍。其结果，根据本实施方式，由于能够高效地使设置有排气口51a～51d的收纳室12a～12d的内部减压，所以对于基板S的成膜面，能够进行更高纯度且均匀的成膜处理。
接着，对于蒸镀头16a～16d的详细情况进行说明。图10是表示一个实施方式的蒸镀头的立体图。如图10所示，蒸镀头16b，在一个实施方式中，可以具有多个喷射口14b。从多个喷射口14b向Z方向的轴线中心喷射由气体供给源20b供给的气体。这些喷射口14b可以在与载台14的移动方向（X方向）交叉的方向（Y方向）上排列。
另外，蒸镀头16b中可以内藏加热器15。在一个实施方式中，加热器15将蒸镀头16b加热至在蒸镀头16b中作为蒸气供给的蒸镀材料不发生析出的温度。
接着，说明气体供给源20a～20d的详细情况。其中，气体供给源20a～20d可以具有同样的结构，因此，在以下的说明中，对气体供给源20c进行说明，省去对于其他气体供给源的说明。图11是示意地表示一个实施方式的供给源的图。如图11所示，气体供给源20c具备输送管L11、L21、L31、输送管（个别输送管）L12、L22、L32、输送管（共通输送管）L40、第一蒸气发生部101、第二蒸气发生部201、第三蒸气发生部301、第一收纳容器120、第二收纳容器220和第三收纳容器320。
第一蒸气发生部101被收纳在由第一收纳容器120区划出的收纳室R1内。同样地，第二、第三蒸汽发生部201、301分别被收纳在由第二、第三收纳容器220、320区划出的收纳室R2、R3内。即，第一～第三蒸汽发生部101～301在收纳室R1～R3内分别独立地收纳。
第一蒸气发生部101具有由隔壁102区划出的蒸气发生室103。在蒸气发生室103内配置加入有蒸镀材料X的容器104。在第一蒸气发生部101中设置有加热器105。加热器105对添加到容器104中的蒸镀材料X进行加热。由此，在第一蒸气发生部101内，由蒸镀材料X产生含有该蒸镀材料X的蒸气。容器104经由分别设置于隔壁102和第一收纳容器120的取出口，能够从第一收纳容器120外被搬入蒸气发生室103内，并且能够从蒸气发生室103内被搬出到第一收纳容器120外。
第二、第三蒸气发生部201、301也与第一蒸气发生部101同样，分别具备由隔壁202、302区划出的蒸气发生室203、303、和加热器205、305。另外，在第二、第三蒸气发生部201、301内，也配置加入有蒸镀材料X的容器204、304。在第二、第三蒸气发生部201、301内，也由蒸镀材料X产生含有该蒸镀材料X的蒸气。容器204、304与容器104同样，能够分别从第二、第三收纳容器220、320外被搬入蒸气发生室203、303内，并且能够从蒸气发生室203、303内被搬出到第二、第三收纳容器220、320外。分别配置在第一～第三蒸汽发生部101、201、301内的蒸镀材料X可以为同种的蒸镀材料。
输送管L11、L21、L31分别与第一～第三蒸汽发生部101、201、301连接。输送管L11、L21、L31分别在第一～第三蒸汽发生部101、201、301的蒸气发生室103、203、303内输送作为载气的氩气。此外，也可以代替氩气使用其他不活泼气体。另外，输送管L12的一端、L22的一端、L32的一端分别与第一～第三蒸汽发生部101、201、301连接。输送管L12的另一端、L22的另一端、L32的另一端与输送管L40连接。输送管L12、L22、L32将导入到蒸气发生室103、203、303内的氩气和蒸镀材料X的蒸气输送到处理室12内。输送管L40将由输送管L12、22、32输送到处理室12内的氩气和蒸镀材料X的蒸气输送到蒸镀头16c内。即，在第一～第三蒸汽发生部101、201、301产生的蒸镀材料X的蒸气与被导入到蒸气发生室103、203、303内的氩气一起被输送到蒸镀头16c内。
在输送管L11上，从接近第一蒸气发生部101一侧开始，依次设置有阀V102、绝热输送管140、阀V103、第一MFC（质量流量控制器）110和阀V104。阀V102、V103、V104用于选择性地阻断输送管L11内的氩气的流动。第一MFC110控制输送管L11内流动的氩气的流量。
阀V102和绝热输送管140设置于第一收纳容器120内的输送管L11。在绝热输送管140与阀V102之间的输送管L11、阀V102、阀V102与第一蒸气发生部101之间的输送管L11分别设置有加热器115a、115b和115c。通过加热器115a、115b和115c，能够分别控制安装这些加热器的部分的温度。另外，由这些加热器，能够在收纳室R1内加热输送管L11和阀V102，使氩气达到对应于蒸镀材料X的气化温度的温度。
另外，绝热输送管140能够抑制第一收纳容器120外的输送管L11与第一收纳容器120内的输送管L11之间的热交换。因此，绝热输送管140具有比输送管L11的热传导率低的热传导率。例如，输送管L11为不锈钢制，绝热输送管140可以为石英制。
在输送管L12上，从接近第一蒸气发生部101一侧开始，依次设置有绝热输送管141和阀V101。阀V101在处理室12内设置于输送管L12上。阀V101用于选择性地阻断从输送管L12向输送管L40的氩气和蒸镀材料X的蒸气的供给。在第一蒸气发生部101与绝热输送管141之间的输送管L12以及绝热输送管141与阀V101之间的输送管L12上分别设置有加热器（加热部）125a和加热器（加热部）125b。通过加热器125a和加热器125b，能够分别控制安装这些加热器的部分的温度。另外，通过这些加热器，能够将输送管L12加热至蒸镀材料X不发生析出的温度为止。
另外，绝热输送管141在第一收纳容器120内设置于输送管L12上。绝热输送管141能够抑制第一收纳容器120外的输送管L12与第一收纳容器120内的输送管L12之间的热交换。因此，绝热输送管141具有比输送管L12的热传导率低的热传导率。例如，输送管L12为不锈钢制，绝热输送管141可以为石英制。
另外，在输送管L21上，与输送管L11同样地，从接近第二蒸气发生部201一侧开始，依次设置有阀V202、绝热输送管240、阀V203、第二MFC210和阀V204。另外，在绝热输送管240与阀V202之间的输送管L21、阀V202、以及阀V202与第二蒸气发生部201之间的输送管L21上分别设置有加热器215a、加热器215b、加热器215c。阀V202、绝热输送管240、阀V203、第二MFC210、阀V204、加热器215a、加热器215b、加热器215c的构成和功能分别与阀V102、绝热输送管140、阀V103、第一MFC110、阀V104、加热器115a、加热器115b、加热器115c的功能和构成相同。
另外，在输送管L22上，也与输送管L12同样地，从接近第二蒸气发生部201一侧开始，依次设置有绝热输送管241和阀V201。另外，在第二蒸气发生部201与绝热输送管241之间的输送管L22以及绝热输送管241与阀V201之间的输送管L22上，分别设置有加热器（加热部）225a和加热器（加热部）225b。绝热输送管241、阀V201、加热器225a、加热器225b的构成和功能分别与绝热输送管141、阀V101、加热器125a、加热器125b的构成和功能相同。
另外，在输送管L31上，也与输送管L11同样地，从接近第三蒸气发生部301一侧开始，依次设置有阀V302、绝热输送管340、阀V303、第三MFC310和阀V304。另外，在绝热输送管340与阀V302之间的输送管L31、阀V302、以及阀V302与第三蒸气发生部301之间的输送管L31上分别设置有加热器315a、加热器315b、加热器315c。阀V302、绝热输送管340、阀V303、第三MFC310、阀V304、加热器315a、加热器315b、加热器315c的构成和功能分别与阀V102、绝热输送管140、阀V103、第一MFC110、阀V104、加热器115a、加热器115b、加热器115c的功能和构成相同。
另外，在输送管L32上，也与输送管L12同样地，从接近第三蒸气发生部301一侧开始，依次设置有绝热输送管341和阀V301。另外，在第三蒸气发生部301与绝热输送管341之间的输送管L32以及绝热输送管341与阀V301之间的输送管L32上分别设置有加热器（加热部）325a和加热器（加热部）325b。绝热输送管341、阀V301、加热器325a、加热器325b的构成和功能分别与绝热输送管141、阀V101、加热器125a、加热器125b的构成和功能相同。
在输送管L40上设置有对该输送管L40进行加热的加热器（加热部）415。加热器415将输送管L40加热至成为蒸气的蒸镀材料X不发生析出的温度为止。加热器125a～b、225a～b、325a～b、415能够互相独立地进行温度控制。
另外，气体供给源20c具备对收纳室R1～R3进行减压的减压机构500。更详细而言，减压机构500具备减压配管L501、L511、L521、L531、阀V107、V207、V307、涡轮分子泵（TMP）501和干泵（DP）502。
在减压配管L511的一端以与收纳室R1连通的方式与第一收纳容器120连接。同样，减压配管L521的一端、L531的一端以与收纳室R2、R3连通的方式，分别与第二、第三收纳容器220、320连接。减压配管L511、L521和L531各自的另一端，与减压配管L501连接。该减压配管L501与涡轮分子泵501和干泵502连接。通过涡轮分子泵501和干泵502的吸引作用，经由减压配管L501、L511将收纳室R1减压，经由减压配管L501、L521将收纳室R2减压，经由减压配管L501、L531将收纳室R3减压。
阀V107、V207、V307分别设置于减压配管L511、L521、L531上。利用阀V107、V207、V307的开闭，能够使收纳室R1～R3独立地选择性地减压。通过将收纳室R1～R3内减压，能够抑制水分等附着于第一～第三蒸气发生部101、201、301内的蒸镀材料X。另外，收纳室R1～R3的绝热效果提高。
在一个实施方式中，成膜装置10还可以具备QCM（石英晶体微天平，Quartz Crystal Microbalance）传感器30。QCM传感器30可以设置在配置于处理室12内的基板S的附近。QCM传感器30测定从蒸镀头16c喷出的蒸镀材料X的量。
另外，在一个实施方式中，成膜装置10还可以具备气体排出系统（排出管）600。气体排出系统600将来自第一～第三蒸气发生部101、201、301的气体分别且选择性地不是向蒸镀头16c而是向外部排出。具体而言，气体排出系统600具备排出配管L601、L611、L621、L631、阀V105、V205、V305、绝热配管142、242、342和加热器155a～c、255a～c、355a～c。
在绝热输送管141与第一蒸气发生部101之间从输送管L12分支出排出配管L611。排出配管L611将在输送管L12内流动的氩气、蒸镀材料X的蒸气不是导出到蒸镀头16c而是导出到第一收纳容器120外。与排出配管L611同样，分别从输送管L22、L32分支出排出配管L621、L631。排出配管L621、L631分别将在输送管L22、L32内流动的氩气、蒸镀材料X的蒸气不是导出到蒸镀头16c而是导出到第二、第三收纳容器220、320外。
排出配管L611在第一收纳容器120外与排出配管L601连接。同样，排出配管L621在第二收纳容器220外与排出配管L601连接。另外，同样地，排出配管L631在第三收纳容器320外与排出配管L601连接。排出配管L601将导入到第一～第三收纳容器120、220、320外的氩气、蒸镀材料X的蒸气不是排出到蒸镀头16c而是排出到成膜装置10的外部。
在排出配管L611、L621、L631上分别设置有阀V105、V205、V305。通过阀V105的开闭，能够将来自第一蒸气发生部101的气体选择性地经由输送管L12和L40供给到蒸镀头16c，或者经由排出配管L611和L601排出。同样地，通过阀V205的开闭，能够将来自第二蒸气发生部201的气体选择性地经由输送管L22和L40供给到蒸镀头16c，或者经由排出配管L621和L601排出。另外，同样地能够将来自第三蒸气发生部301的气体选择性地经由输送管L32和L40供给到蒸镀头16c，或者经由排出配管L631和L601排出。
在成膜装置10中，在输送管L12与阀V105之间的排出配管L611、阀V105、以及阀V105与绝热配管142之间的排出配管L611上，分别设置有加热器155a、加热器155b和155c。同样地，在输送管L22与阀V205之间的排出配管L621、阀V205、以及阀V205与绝热配管242之间的排出配管L621上，分别设置有加热器255a、加热器255b和255c。另外，同样地，在输送管L32与阀V305之间的排出配管L631、阀V305、以及阀V305与绝热配管342之间的排出配管L631上，分别设置有加热器355a、加热器355b和355c。通过这样的构成，在收纳室R1、R2、R3中，在排出配管L611、L621、L631的内部各自，可以抑制蒸镀材料X析出。
另外，在第一收纳容器120外的排出配管L611与第一收纳容器120内的排出配管L611之间，设置有绝热配管142。绝热配管142抑制第一收纳容器120外的排出配管L611与第一收纳容器120内的排出配管L611之间的热交换。同样地，在第二收纳容器220外的排出配管L621与第二收纳容器220内的排出配管L621之间，设置有绝热配管242，该绝热配管242抑制第二收纳容器220外的排出配管L621与第二收纳容器220内的排出配管L621之间的热交换。同样地，在第三收纳容器320外的排出配管L631与第三收纳容器320内的排出配管L631之间，设置有绝热配管342，该绝热配管342抑制第三收纳容器320外的排出配管L631与第三收纳容器320内的排出配管L631之间的热交换。例如，排出配管L611、L621和L631为不锈钢制，绝热配管142、242、342可以为石英制。
另外，在一个实施方式中，成膜装置10还可以具有将吹扫气体导入收纳室R1～R3内的气体导入系统（气体导入路径）700。该气体导入系统700具备导入配管L701、L711、L721、L731和阀V106、V206、V306。在导入配管L701中可以导入氮气（吹扫气体）。此外，也可以代替氮气，使用其他气体。导入配管L711的一端，以与收纳室R1连通的方式与第一收纳容器120连接。导入配管L711的另一端与导入配管L701连接。同样地，导入配管L721、L731的一端，以与收纳室R2、R3连通的方式分别与第二、第三收纳容器220、320连接。导入配管L721、L731的另一端与导入配管L701连接。
导入配管L711、L721、L731分别将在导入配管L701中流动的氮气导入收纳室R1～R3内。阀V106、V206、V306分别设置于导入配管L711、L721、L731上。通过阀V106的开闭，能够将在导入配管L701中流动的氮气选择性地经由导入配管L711导入收纳室R1内或者阻断。同样地，通过阀V206的开闭，能够将在导入配管L701中流动的氮气选择性地经由导入配管L721导入收纳室R2内或者阻断。同样地，通过阀V306的开闭，能够将在导入配管L701中流动的氮气选择性地经由导入配管L731导入收纳室R3内或者阻断。
图12是表示能够使用一个实施方式的成膜装置制造的有机EL元件的完成状态的一例的图。图12所示的有机EL元件D可以具备基板S、第一层D1、第二层D2、第三层D3、第四层D4、第五层D5和第六层D6。基板S为玻璃基板这样的光学上透明的基板。
在基板S的一个主面上设置有第一层D1。第一层D1可以用作阳极层。该第一层D1为光学上透明的电极层，例如，可以由ITO（氧化铟锡，Indium Tin Oxide）这样的导电性材料构成。第一层D1例如由溅射法形成。
在第一层D1上依次叠层有第二层D2、第三层D3、第四层D4和第五层D5。第二层D2、第三层D3、第四层D4和第五层D5为有机层。第二层D2可以为空穴注入层。第三层D3例如可以包含非发光层D3a、非发光层D3b。另外，第四层D4可以为发光层。第五层D5可以为电子输送层。可以使用成膜装置10形成作为有机层的第二层D2、第三层D3、第四层D4和第五层D5。
在第五层D5上设置有第六层D6。第六层D6为阴极层，例如可以由Ag、Al等构成。第六层D6可以由溅射法等形成。这样构成的元件D还可以由通过微波等离子体CVD等所形成的SiN这样的材料的绝缘性的密封膜进行密封。
接着，说明由一个实施方式的成膜装置带来的效果（蒸镀膜的均匀性）。图13A～图13C是表示由一个实施方式的成膜装置对基板S进行成膜处理时的蒸镀膜的均匀性的图。在图13A～图13B中，左上的图表示在基板S上成膜的蒸镀膜的放大立体图，右上的图表示在基板S上成膜的蒸镀膜的放大顶视图。另外，在图13A～图13B中，下方的图表示腔室压力［Pa］与在基板S上成膜的蒸镀膜的均匀性［％］的对应关系。另外，图13A是表示由成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的1.92×10-2Pa时（比较例1）的蒸镀膜的均匀性的图。另外，图13B是表示通过成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的5.56×10-3Pa时（比较例2）的蒸镀膜的均匀性的图。另一方面，图13C是表示通过本实施方式的成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下时的蒸镀膜的均匀性的图。
如图13A所示，在将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的1.92×10-2Pa的比较例1中，基板S的中央部与基板S的周缘部的蒸镀膜的膜厚之差比较大，作为结果，蒸镀膜的均匀性为±3.0％。另外，如图13B所示，在将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的5.56×10-3Pa的比较例2中，与比较例1同样，基板S的中央部与基板S的周缘部的蒸镀膜的膜厚之差比较大，蒸镀膜的均匀性为±2.5％。这些比较例1和2的蒸镀膜的均匀性不满足预先规定的可接受规格。
对此，如图13C所示，在将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下的本实施方式中，基板S的中央部与基板S的周缘部的蒸镀膜的膜厚之差小于比较例1和2，作为结果，蒸镀膜的均匀性为±1.8％。即，如本实施方式那样，通过将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下，蒸镀膜的均匀性满足预先规定的可接受规格。
接着，说明一个实施方式的成膜装置带来的效果（收纳室所含的水分的分压的变化）。图14是表示通过一个实施方式的成膜装置对基板S进行成膜处理时的收纳室所含的水分的分压的变化的图。在图14中，横轴表示作为载气的Ar的流量［sccm］，纵轴表示收纳室所含的水分（H2O）的分压［Pa］。
另外，在图14中，曲线502表示通过成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的值时（比较例）的收纳室所含的H2O的分压。另一方面，曲线504表示通过本实施方式的成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下时的收纳室所含的水分（H2O）的分压。
首先，如曲线502所示，在将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的值的比较例中，伴随Ar的流量的增加，收纳室所含的水分（H2O）的分压也增大。可以认为这是由于在将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的值时，收纳室内的流动成为粘性流而排气阻滞，因此未排气而残留的水分的分压比较大的缘故。
另一方面，如曲线504所示，在将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下的本实施方式中，即使在使Ar的流量增加的情况下，收纳室所含的水分（H2O）的分压与比较例比较，也能够维持在较小的值。即，可知如本实施方式那样，通过将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下，可抑制由水分造成的蒸镀材料的分解并抑制蒸镀膜纯度的降低。
接着，说明由一个实施方式的成膜装置带来的效果（器件特性）。图15是用于说明使用一个实施方式的成膜装置制造的有机EL元件的器件特性的说明图。在图15中，横轴表示使用成膜装置10制得的有机EL元件D的第一层D1（阳极层）与第六层D6（阴极层）之间的驱动电压［V］，纵轴表示第一层D1（阳极层）与第六层D6（阴极层）之间的电流密度［mA／cm2］。驱动电压为有机EL元件的器件特性的一例。
另外，图15中，曲线602表示通过成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为大于3×10-3Pa的值时（比较例）的有机EL元件D的驱动电压。另一方面，曲线604表示通过本实施方式的成膜装置10将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下时的有机EL元件D的驱动电压。
从曲线602和曲线604的比较结果可知，在如本实施方式那样将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下时，用于得到规定的电流密度的有机EL元件D的驱动电压，与比较例相比、变小。例如，在比较例中，用于作为电流密度得到100mA／cm2的有机EL元件D的驱动电压为2.9V。对此，在本实施方式中，用于作为电流密度得到100mA／cm2的有机EL元件D的驱动电压为2.7V。即，可知通过如本实施方式那样将各收纳室12a～12d的压力设定为3×10-3Pa以下，可以抑制由水分造成的蒸镀材料的分解并抑制蒸镀膜的纯度的降低。
以上，根据本实施方式的成膜装置，通过在由分隔壁17分隔的各收纳室12a～12d中设置排气口51a～51d，经由排气口51a～51d使真空泵60a～60d与各收纳室12a～12d连接，能够将蒸镀头之间隔离并且进行排气。因此，根据本实施方式，能够遮挡来自相邻的蒸镀头的蒸气，并高效地将各收纳室减压。其结果，根据本实施方式，能够避免相邻的蒸镀头彼此的蒸气的混入并且抑制各收纳室的排气效率的降低，因此，对于基板S的成膜面能够进行高纯度且均匀的成膜处理。
另外，在本实施方式中，在喷射蒸镀材料气体的状态下，将各收纳室12a～12d的压力设定为对应于分子流的压力范围、或者对应于中间流的压力范围、优选设定为3×10-3Pa以下，由此，能够使蒸镀材料气体的喷射顺畅，且抑制收纳室所含的H2O的分压的上升。因此，根据本实施方式，能够进一步抑制各收纳室的排气效率的降低，从而对于基板S的成膜面，能够进行更高纯度且均匀的成膜处理。
另外，在本实施方式中，通过将排气口51a～51d从与基板S的搬运路径C垂直的方向看设置在与搬运路径C不重叠的位置，能够避免由搬运中的基板妨碍向排气口51a～51d的排气。其结果，根据本实施方式，由于能够高效地将设置有排气口51a～51d的收纳室12a～12d的内部减压，所以对于基板S的成膜面，能够进行更进一步高纯度且均匀的成膜处理。
符号说明
10成膜装置
11处理容器
12处理室
12a～12d收纳室
14载台（搬运机构）
16a～16d蒸镀头
17分隔壁
22驱动装置（搬运机构）
24辊（搬运机构）
51a～51d排气口
60a～60d真空泵（排气机构）
C搬运路径
S基板

Claims (5)

1.一种成膜装置，其特征在于，具备：
处理容器，其区划出用于处理基板的处理室；
搬运机构，其在所述处理室中，在沿着规定方向延伸的搬运路径上搬运所述基板；
多个蒸镀头，其沿着所述规定方向配置于所述处理室，向由所述搬运机构在所述搬运路径上搬运的所述基板的成膜面喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体；
分隔壁，其以隔离各所述蒸镀头的方式立设于所述处理室，使所述搬运路径插通，并且将所述处理室分隔成收纳各所述蒸镀头的多个收纳室；和
排气机构，其经由设置于各所述收纳室的排气口与各所述收纳室连接，对所述蒸镀头的周围进行排气。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：
所述排气口，在各所述收纳室中，从与所述搬运路径垂直的方向看，设置在与所述搬运路径不重叠的位置。
3.如权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于：
所述排气口，在各所述收纳室中，从与所述搬运路径垂直的方向看，设置在沿着与所述规定方向交叉的方向夹着所述蒸镀头的位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于：
在从所述蒸镀头喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的状态下，将各所述收纳室的压力设定为对应于分子流的压力范围或对应于中间流的压力范围。
5.如权利要求1～4中任一项所述的成膜装置，其特征在于：
在从所述蒸镀头喷射含有蒸镀材料的蒸气的气体的状态下，将各所述收纳室的压力设定为3×10-3Pa以下。
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