JP2005154903A - 蒸着膜形成方法及び蒸着膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 非接触方式の高周波誘導加熱を用いて表示装置の基板上に均一な蒸着膜を形成する方法及びその方法に適した蒸着膜形成装置を提供する。
【解決手段】 誘導加熱方式を用いて蒸着物質に熱を加えて得られた蒸着物質蒸気を基板面に接触させて凝縮させることにより，蒸着膜を形成する。このとき，蒸着スペースに基板を垂直に据置き，蒸着膜を形成するための蒸着物質の蒸気を基板面に供給する。したがって，基板が大型化しても蒸着膜を形成する際に基板が曲がることはなく，均一な蒸着膜の形成が可能となる。また，蒸着源と基板面との間の距離を短縮できるため，設備が小型化し，設備にかかる費用を抑えることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は，蒸着膜形成方法及び装置に関する。

一般に，蒸着膜形成装置は，各種電子部品の薄膜蒸着等に用いられる。特に，半導体，ＬＣＤ，有機電界発光表示装置などの電子装置及び表示装置の薄膜形成に使われる。

このような蒸着膜形成装置を用いる薄膜形成工程は，薄膜形成用物質に高エネルギーを加えて蒸気を発生させ，この蒸気が広まりながら基板面に接して凝結する原理を用いて薄膜を形成するものである。

表示装置の一種である有機電界発光表示装置においては，電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）の注入電極（ｃａｔｈｏｄｅ）と正孔（ｈｏｌｅ）の注入電極（ａｎｏｄｅ）から各々電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と正孔（ｈｏｌｅ）が発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）の内部に注入され，注入された電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と正孔（ｈｏｌｅ）が結合する。このときエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に遷移し，これによって発光が得られる。

このような原理によって発光する有機電界発光表示装置は，従来の薄膜液晶表示素子とは異なり，別途の光源が不要となるため，素子の体積と重さを減らすことができる。

有機電界発光表示装置は，駆動方式の点で，パッシブマトリクス型（ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ｔｙｐｅ）とアクティブマトリクス型（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ｔｙｐｅ）に分けられる。

パッシブマトリクス型の有機電界発光表示装置は，その構成が単純であり，製造方法も単純であるといった長所を有している一方で，消費電力が大きく，表示素子の大面積化が困難であり，配線の数が増加するほど開口率が低下するといった短所をも有している。

したがって，一般的には，小型の表示素子にはパッシブマトリクス型の有機電界発光表示装置が適用され，大面積の表示素子にはアクティブマトリクス型の有機電界発光表示装置が適用される。

また，有機電界発光表示装置は，一般的に，上部電極と下部電極との間に，Ａｌｑ３（アルミニウム錯体）からなる発光層を含む有機膜が介在する構造を有する。そして，上部電極と下部電極のいずれか一方（例えば，下部電極）がアノード電極となり，他方（例えば，上部電極）がカソード電極となって，発光を得る。

このような有機電界発光表示装置は，発光形態に応じて電極構造が異なる。

背面発光型の場合，上部電極は，反射度が優れる金属膜からなり，前面発光型の場合，上部電極は，薄いＭｇ：Ａｇのような半透明金属膜と半透明金属膜上に形成されたＩＴＯ（酸化インジウムスズ，Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛，Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電膜からなる二重膜構造からなる。

このような上部電極の金属膜は，電子ビーム蒸着源，抵抗加熱蒸着源，または高温セル蒸着源により形成される。

しかしながら，上記のような蒸着源を用いた従来の金属膜蒸着方式は，蒸着源を成膜室の下段部に設けた後，基板を回転または移動させて成膜する上向き蒸着方式であり，基板が大型化すると基板及びマスクが下方に垂れてしまうおそれがあった。この場合，高精細化の確保や成膜均一度の確保が困難になる。

また，電子ビームの蒸着源によれば，電子ビームの集束による局部的な加熱が可能であり，基板内の温度上昇が抑えられる。したがって，所望する時間だけ成膜することができる。しかし，高電圧により加速した電子ビームが蒸発物質に衝突することによって発生する二次電子及びＸ−ｒａｙのようなエネルギー粒子が有機膜や基板を損傷するおそれがある。このため，別途の遮蔽（ｓｈｉｅｌｄ）装置を備える必要がある。蒸着基板が大型化するとこれに対応する遮蔽装置の構成が難しくなり，特にＸ−ｒａｙ粒子に対して適切な遮蔽装置を構成することは困難である。このため，一般的には，大型有機発光表示装置の金属膜成膜工程にこの電子ビーム蒸着が用いられることはない。

また，抵抗加熱蒸着源及び高温セル蒸着源の場合，金属物質の所定の蒸着率を得るためには，１０００℃〜１６００℃の高温が要求される。このため，発生する熱が基板に与える熱量が大きくなり過ぎるという問題がある。

したがって，抵抗加熱蒸着源及び高温セル蒸着源によれば，有機膜の物理的・化学的変形を誘発して，有機発光表示装置の寿命を短縮させ，発光効率を低下させるおそれがある。また，抵抗加熱蒸着源及び高温セル蒸着源を採用した場合，高温によってマスクパターンが熱変形してしまい，高精細化の実現が困難となるという問題がある。

さらに，抵抗加熱蒸着源及び高温セル蒸着源を採用する場合，熱源の大きさが基板の大きさに比例して増加することになる。このため，基板が大型化すると，熱源から生じた熱を基板に到達させないようにすることが困難となる。

また，抵抗加熱蒸着源及び高温セル蒸着源は，蒸着物質の蒸気が上向きに移動するため，水平上向き蒸着方式には適する。しかし，垂直方式については，蒸着物質の蒸気の移動経路を強制的に変更しなければならず，別途の装置が必要となってしまう。

このような電子ビーム蒸着源，抵抗加熱蒸着源，及び高温セル蒸着源を用いた場合に生じる問題に対して，最近，マグネトロンスパッタリング装置を用いて金属膜及び透明導電膜を形成するための研究が進められている。しかし，マグネトロンスパッタリング装置を用いた場合，プラズマの形成時に生じる高エネルギーを有する粒子（Ｅｎｅｒｇｉｔｉｃ Ｐａｔｉｃｌｅｓ；中性Ａｒ，イオン化された原子，γ-電子，熱電子等）と基板とが衝突する際に発生する有機膜と上部電極との界面反応により，有機電界発光表示装置の駆動電圧の上昇，漏洩電流（ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）の発生，及び寿命の低下等，素子特性の劣化が生じるおそれがある。

本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，大型化された基板に対しても良質な蒸着膜を形成することが可能な，新規かつ改良された蒸着膜形成方法及び蒸着膜形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，蒸着スペースに基板（例えば，表示装置の基板）を置き，高周波誘導加熱方式により蒸着源から蒸着物質に熱を加えて得られた蒸着物質の蒸気を基板の蒸着面に接触させて凝縮させることにより，蒸着膜を形成する蒸着膜形成方法が提供される。そして，この方法は，蒸着スペースにおいて，基板をその蒸着面が重力方向に対して略平行となるように配置し，蒸着物質の蒸気を基板の蒸着面に供給することを特徴としている。蒸着面が重力方向に対して略平行となるように基板が配置されるため，蒸着工程において基板の外周部が下方に垂れることはない（湾曲しない）。また，蒸着スペースを減らすことができる。さらに，蒸着物質を速かに蒸発温度まで加熱することができる。

本発明の方法において，蒸着膜の形成のために，望ましくは，基板を基準として蒸着源を垂直方向（重力方向）に移動させながら蒸気の供給を実施することができる。その際，蒸着源の移動は基板に対して相対的な概念であるから，蒸着源が固定された状態で基板が垂直に動く形態であってもよい。また，蒸着源を一つだけ備えるようにしてもよいが，複数備えるようにしてもよい。単一蒸着源は，基板面に対向して配置され，水平方向に長い形状を有することが好ましい。複数の蒸着源は，それぞれが基板面に対向して配置され，各蒸着源が水平方向に一定の間隔で配列されることが好ましい。

本発明の方法によれば，蒸着物質の蒸気を水平に供給するために，蒸着源で上向き式に，あるいは，方向の区分なしに，発生した蒸気を水平に誘導することができる。なお，水平に供給するということは，平均的に水平に供給されることを意味しており，一定の角度範囲で分散することも水平方向の概念に含まれる。

上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，蒸着物質を加熱する高周波誘導コイルを備えて蒸着物質の蒸気を発生させる蒸着源部，及び，蒸気を任意位置及び任意方向に誘導して基板の蒸着面に蒸気を噴射する誘導部を備えてなる蒸着源を含むことを特徴とする蒸着膜形成装置が提供される。

蒸着源部は，蒸着物質を収容する坩堝を備え，高周波誘導コイルは，坩堝を覆うように設けられることが好ましい。

また，蒸着源部と誘導部から外部に熱が放出しないようにする熱遮断部を更に備えることが好ましい。熱の影響が基板に及ばないようにすることができる。

さらに，熱遮断部と高周波誘導コイルは，冷却水の流路を備え，水冷可能であることが好ましい。この構成によれば，熱遮断部は熱遮断機能が向上する。また，高周波誘導コイルは，迅速に所定の温度に調整（冷却）される。

垂直に据置かれた（蒸着面が重力方向に対して略平行となるように配置された）基板の前方において，蒸着源を垂直に（基板の蒸着面に沿って）昇降させる移送装置を更に備えることが好ましい。

上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，蒸着物質を蒸発させる蒸着源部と，蒸着源部と連結され，蒸着物質の蒸気を誘導し，基板の蒸着面に蒸着物質の蒸気を噴射する誘導部と，を備える少なくとも一つの蒸着源を含む蒸着膜形成装置が提供される。そして，この蒸着膜形成装置は，蒸着源部が，胴体をなす反応槽と，この反応槽の内部に位置する坩堝と，反応槽の外部に設けられる高周波誘導コイルと，を備えることを特徴としている。

蒸着源部は，反応槽の上部に取り付けられる反応槽キャップを更に備え，反応層キャップは，誘導部と反応槽を通じさせる通孔を有することが好ましい。かかる構成によれば，蒸着物質の充填及び坩堝の切替えが容易となる。

蒸着源部は，高周波誘導コイルの外部に反応槽を囲む形態の反応槽ハウジングを更に備えるようにしてもよい。また，反応槽の上部を例えばナット構造とし，反応槽キャップを例えばボルト構造として，両者を螺合することが好ましい。

坩堝は，シリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはシリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）中のいずれかを含む材料で構成されることが好ましい。

反応槽と高周波誘導コイル（加熱ヒータ）との間に，反応槽の外壁に取り付けられたセラミックカバーを更に備えるようにしてもよい。

誘導部は，反応槽キャップの通孔と結合する蒸着物質蒸気移送管と，蒸着物質蒸気移送管に穿孔した形成された噴射ノズルとを備えることが好ましい。

誘導部は，蒸着物質蒸気移送管を囲み，噴射ノズルに対応する開口部を備える誘導部ハウジングを更に備えることが好ましい。

誘導部ハウジングの内壁に設けられる反射板を更に備えることもできる。

誘導部は，蒸着物質蒸気移送管の外壁に設けられる加熱ヒータを更に備えることが好ましい。

蒸着物質蒸気移送管は，垂直部と水平部とからなり，垂直部は，水平部の中央部に連結されることが好ましい。また，垂直部は，水平部の両端部のいずれか一方に連結されることも好ましい。噴射ノズルは，蒸着物質蒸気移送管の水平部に位置することが好ましい。また，蒸着源を水平方向へ移送させる移送装置を更に備えるようにしてもよい。

蒸着物質蒸気移送管を垂直部のみで構成することも可能である。この場合，蒸着源を水平方向へ移送させる移送装置を更に備えることが好ましい。

蒸着物質は，金属または無機物のいずれかであることが好ましい。

本発明によれば，垂直に配置して蒸着膜を形成することが可能となる。したがって，基板が大型化しても基板の垂れの問題がなくなり，均一な蒸着膜の形成が実現する。

また，本発明によれば，蒸着源と基板面との間の距離を短縮できる。したがって，蒸着スペースが縮小し，設備の小型化や設備費用の削減が可能となる。しかも，蒸着源と蒸着対象との間の距離が均等化されるため，蒸着膜の均一性を高めることができる。

また，本発明によれば，非接触方式の高周波誘導加熱を用いて蒸着物質を速かに蒸発温度まで加熱することができる。

また，本発明によれば，蒸着物質の充填及び坩堝の切替えが容易となる。

また，本発明によれば，蒸着物質として金属または無機物を使用することができる。

このように，本発明によれば，基板が大型化しても，コストを抑えつつ高品質の蒸着膜を形成することが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１は，本発明の第１の実施の形態に係る蒸着膜形成装置の蒸着源の構成を示す側断面図であり，図２は，図１の蒸着源の蒸着源部１０の平断面を示す図面である。

図１に示したように，蒸着膜形成装置の蒸着源は，蒸着膜を形成するための蒸着物質の蒸気を発生させる蒸着源部１０，この蒸着源部１０から生じた蒸気を任意位置及び任意方向へ誘導する誘導部２０，及び蒸着源部１０と誘導部２０から生じる熱が外部に放出されることを遮蔽する熱遮断部３０からなる。また，この蒸着源は，誘導部２０の出口部２５の外側に，蒸着率測定器４０を更に備えている。この蒸着率測定器４０は，気化した物質（蒸気）が基板５０（図２参照）に供給される経路上に配置される。

蒸着源部１０は，外部エネルギーが与えられると，内部にセット（収容）された蒸着物質１８を気化させる機能を有する。本実施の形態では，蒸着源部１０は，主に高周波誘導加熱炉からなる。この高周波誘導加熱炉は，例えば金属または無機物質である蒸着物質１８がセットされる容器としての坩堝１４，誘導加熱源である高周波誘導コイル１２，及び温度測定用バイメタル１６からなる。温度測定用バイメタル１６は，坩堝１４（好ましくは，蒸着物質１８）の温度を測定する。誘導加熱源である高周波誘導コイル１２に流れる電流の量は，温度測定用バイメタル１６によって測定された温度に応じて決定される。これによって，蒸着物質１８の蒸発率と基板５０における膜蒸着率が適切に調節される。

坩堝１４の入口側に誘導部２０が配置される。誘導部２０は，坩堝１４を覆うケースと一体であって，連続的な胴体を成すように形成されている。ただし，図面上区分して示されている。誘導部２０は，一種の管路を成すように形成され，蒸着源部１０から生じた蒸着物質１８の蒸気を，所望の位置，即ち，基板５０の面に誘導する役割を担う。誘導部２０の入口部２３，即ち，管路の入口部２３には坩堝１４の入口側から出た蒸気が流入する。流入した蒸気は管路内に積層する形態となり，充分な蒸着物質の蒸気圧が得られると管路の出口部２５を通じて管路の外に放出される。誘導部２０の出口部２５の外側には蒸着膜の形成を必要とする基板５０が置かれる。

ところが，誘導部２０が構成する管路の壁面が蒸着物質１８の気化温度より十分低い場合，蒸着物質の蒸気は壁面に触れたときエネルギーを失うことになり，相変異を起こす。即ち，蒸着物質の蒸気は，誘導部２０の内面に凝縮されて液体や固体となって析出される。この場合，蒸着物質の蒸気は，誘導部の出口部２５の外側に配置される基板５０に供給されず，基板５０の面に蒸着されなくなる。つまり，誘導部２０は，蒸気を誘導することができなくなる。このような現象を防止するために，本実施の形態においては，誘導部２０の壁面にヒータコイル２６のような加熱手段が設けられ，その温度を制御するためのバイメタル２８が設置される。誘導部２０の壁面が加熱されると，蒸着物質の蒸気は，壁面に接触してもエネルギーが失われず，誘導部２０の内部で蒸気状態を維持しながら内部圧力により出口部２５へ移動する。

図２に示したように，蒸着源部１０は，水平に並べられた複数個の蒸着物質格納部を有している。各蒸着物質格納部において，高周波誘導コイル１２は，蒸着物質１８がセットされた坩堝１４を覆うように設けられる。高周波誘導コイル１２は，通常，銅のような導電体からなる。蒸着膜形成装置において，基板５０の面に実用的な蒸着率で蒸着がなされるには，蒸着物質格納部は，通常，１０００〜１６００℃程度の高温に維持されることが好ましい。しかし，銅のような導体は融点が低いため，このような温度をコイル形態で維持することは難しい。このような問題を回避するため，コイルの温度を下げる冷却手段が必要となる。本実施の形態では，中空の銅チューブをコイル形態で巻いて高周波誘導コイル１２を形成する。そして，この銅チューブの中心には冷却水が流れるようにする。即ち，本実施の形態に係る高周波誘導コイル１２には電流と冷却水を流すことができる。

高周波誘導コイル１２に高周波電流が流れると，電流の流れによって，高周波誘導コイル１２内に変化する磁界が形成され，磁界内の非線形的磁性体物質は，ヒステリシス損により熱を発生させる。この熱により坩堝１４が高温になると，蒸着物質１８が気化されて坩堝１４の入口の上に拡散して放出されることになる。

図２において，破線で表示した部分は，本実施の形態に係る誘導部２０の出口部２５である。誘導部２０の出口部２５は，蒸着対象面における成膜均一性を高めるために多様な形態に形成される。図２に示した出口部２５は，基板５０の表面に対向するように形成され，基板５０の幅Ｗに対応して水平に長く形成されている。図２とは異なり，蒸着物質格納部が１つであり，出口部が基板５０の幅に対応して水平に長く形成される場合，蒸着物質格納部と出口部の各位置までの距離の差が大きくなる。この場合，出口部２５の各位置における蒸着物質の蒸気の方向と速度が相違する可能性が高く，出口部２５の外に配置された基板５０の表面に対する成膜均一性が落ちてしまう。このような問題をなくすために，本実施の形態では，蒸着物質格納部が複数個形成され，蒸着物質格納部と長く形成される出口部２５の各位置との間の距離が一定に保たれるようにしている。

このように蒸着源部１０及び誘導部２０には加熱手段が形成されているため多くの熱が発生することになる。基板５０が大型化するほど，基板５０の面に対する実用的な蒸着率を得るために，熱の発生は逐次増加する。このように発生した熱は，周辺に伝達される。そして，この熱は，基板５０に形成された少なくとも発光層を含む有機膜を変性させて表示装置の寿命を劣化させてしまうとともに，基板５０の前方に配置されたマスク６０のパターンを容易に変形させてしまう。したがって，熱が基板５０側に伝達されないように，本実施の形態では，熱遮断部３０が蒸着源部１０と誘導部２０を覆う。熱遮断部３０は，外部から冷媒が供給され，この冷媒を循環し，排出する冷却器としての構造を有することが好ましい。例えば，ウォータージャケット，ウォーターコイルやその他の冷却構造を採ることができる。

蒸着率測定器４０は，基板５０に特定の膜を任意の蒸着率で蒸着するために蒸着源と基板５０との間に，より具体的には，誘導部の出口部２５と基板５０との間に設けられる。

蒸着率測定器４０の位置に板面を形成し，蒸着した膜の厚さと蒸着が行われた時間を測定すれば，膜の平均的な蒸着率が計算できる。また，蒸着率測定器４０は，蒸着率を短い周期で測定することによって，蒸着のリアルタイム制御を可能にすることができる。蒸着率測定器４０は，蒸着源が垂直（重力方向）に移動する場合，膜蒸着のリアルタイム制御を可能にするために，蒸着源と共に移動するように蒸着源の周辺に備えられる。

図３は，図１に示した蒸着源を上下移動させる移送装置が備えられた蒸着膜形成装置の蒸着チャンバ１００を示す側面図である。この蒸着膜形成装置によれば，垂直に（蒸着面が重力方向に略平行となるように）配置された基板に蒸着を行なうことができる。

図３に示したように，本実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，蒸着源部，誘導部，及び熱遮断部からなる蒸着源９０と，機構部を有している。蒸着源９０は，図１に示した蒸着膜形成装置の蒸着源に対応する。機構部は，蒸着源９０が取り付けられるテーブル７０，テーブル７０が昇降可能に設けられる垂直構造体８０，及び基板５０を垂直に据置く据置部（図示せず）からなる。垂直構造体８０は，テーブル７０を昇降させるために，通常，油圧または空圧機構，ワイヤ，チェーン，ベルト，これに連結するギア，プリー，動力を与えて精密な位置制御が可能なステップモータなどを備える。

蒸着チャンバ１００は，バルブ１１０を介して真空ポンプ１２０と連結されており，蒸着工程中に連続的に排気がなされるように構成されている。

蒸着チャンバ１００内で蒸着がなされる１つの形態を見ると，まず，蒸着チャンバ１００内に基板５０が供給されて，この基板５０が据置部に垂直に据置かれる。真空ポンプ１２０が動作して蒸着チャンバ１００内の真空度が蒸着工程に適した水準に調整される。蒸着源部の高周波誘導コイル１２（図１，２参照）に電流を流して坩堝１４内の蒸着物質１８を誘導加熱して気化させる。これと並行して，誘導部２０の加熱装置（ヒータコイル２６）を用いて誘導部２０の壁体を加熱する。誘導部２０の壁体は，物質の気化温度より低く，かつ，気化した蒸着物質が接しても凝縮しない（相変異を起こさない）程度の温度に調整される。なお，この壁体の温度は，蒸着される物質に応じて調整される。

坩堝１４で気化した蒸着物質は，誘導部２０に入口部２３を介して流入して誘導部２０内の蒸気圧を高める。そして，出口部２５を介してこの蒸気圧に比べて気圧が低い蒸着源９０の外側に放出される。物質蒸気が出口部２５を介して放出されると，蒸着源９０と基板５０との間に位置するように蒸着源９０に固定された蒸着率測定器４０を用いて膜の蒸着率が測定される。蒸着率が安定した状態に達すると，機構部の作用によりテーブル７０は，基板５０の前方において垂直に下降したり上昇したりする。

高周波誘導コイル１２や誘導部加熱装置（ヒータコイル２６）のための電気線と，高周波誘導コイル１２と熱遮断部３０のための冷却水出入配管は，図３には図示してはいないが，蒸着源９０と共に移動するように形成される。

出口部２５は，基板５０の幅に合せて水平に長く形成されるため，機構部のテーブル７０の一回の下降あるいは上昇により，基板５０の前面（表面）に蒸着膜を形成することができる。基板５０の前面にマスク６０を配置すれば，マスク６０のパターンに応じて基板５０の所定部分に限定して蒸着がなされることになる。蒸着膜の厚さは，テーブル７０の移動速度，坩堝１４の温度などに応じて調節可能である。出口部２５の長さ方向の両端では蒸着率が落ちることがある。このため，基板５０の全面に渡り均一な蒸着状態を得るためには，出口部２５は基板５０の幅Ｗより少し長く形成されることが好ましい。

このような本実施の形態に係る蒸着膜形成装置によれば，蒸着源９０と基板５０との間を短くすることができる。したがって，従来の上向き式のように，蒸着源から蒸気が広まりながら基板の前面をカバーするために蒸着源と基板面との間に設けられていたいわゆる拡散スペースが不要となる。これによって，真空状態を形成する蒸着チャンバ１００を小型化することができ，真空設備にかかる費用を低減することができる。

図４は，本実施の形態に係る装置を用いて基板に連続的な蒸着がなされたときの，蒸着時間と膜蒸着率との関係（一例）を示すグラフである。

図４に示したように，Ａ区間において，蒸着率は一定の高い水準を維持し，Ｂ区間において，蒸着率は“０”に近づく。ここで，Ａは基板に対する正常的な蒸着がなされる区間であり，Ｂは蒸着がなされた基板を別のスペースに移し，別のスペースで準備状態にあった基板をチャンバ内の据置部に据置く区間であることが分る。

蒸着が連続的に行われる場合，その効率を高めるためには，基板が切替えられるＢ区間でも真空雰囲気が維持されることが好ましい。このために，蒸着チャンバの真空雰囲気を維持しながら蒸着チャンバと連結され待機基板が積載されるロッドロックチャンバ等にも真空ポンプ等を備えることが好ましい。これによって，蒸着チャンバとロッドロックチャンバとの隔壁が開くとき，蒸着チャンバの真空度が大きく変化しなくなる。

Ｂ区間では，蒸着源９０の高周波誘導コイル１２に電流を流さないようにして，基板５０に対して蒸着物質が蒸着しないようにする。このとき，誘導部２０の加熱装置（ヒータコイル２６）を停止させることは誘導部２０に残留している蒸気を勘案して，高周波誘導コイル１２の停止タイミングに対して時間差をおいてなされることが好ましい。また，Ｂ区間では蒸着源９０を加熱しないように制御すれば，蒸着源９０の温度が低下し，蒸着物質の浪費を防止することができる。さらに，蒸着源９０から蒸着チャンバ内に伝達し蓄積する熱を減らすことができる。

続くＡ’区間とＢ’区間もＡ区間とＢ区間と同じ形態を有する。Ａ’区間ではＢ区間において蒸着チャンバに搬入された基板に対する蒸着作業が新しくなされる。そして，連続的に各区間が繰り返され，複数の基板に対する蒸着処理が行われる。

（第２の実施の形態）
図５ａは，本発明の第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置を説明するための概略図であり，図５ｂは，同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の蒸着源を説明するための概略図であり，図５ｃは，同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の蒸着源部に限定して示した図面であり，図５ｄは，同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の誘導部に限定して示した図面である。

図５ａ〜図５ｄを参照すると，本発明の第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，蒸着膜形成装置の胴体を成すチャンバＣと，基板Ｓ上に蒸着物質を噴射するための蒸着源２００と，この蒸着源２００を垂直方向に移動させることができる移送装置Ｍとを備える。

図５ｂに示したように，蒸着源２００は，基板Ｓ上に蒸着しようとする蒸着物質を収容し，この蒸着物質を蒸発させる蒸着源部３００と，蒸着源部３００に連結され，基板Ｓ上に蒸着しようとする蒸着物質を誘導し，基板Ｓ上に蒸着物質を噴射するための誘導部４００とを備える。

蒸着源部３００は，蒸着源部３００の胴体を成す反応槽（ｒｅａｃｔｏｒ）３１０と，反応槽３１０の内部に位置して，基板Ｓ上に蒸着しようとする蒸着物質を収容する坩堝（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）３２０と，反応槽３１０の外部に設けられる高周波誘導コイル（ｈｅａｔ ｃｏｉｌ）３３０と，反応槽３１０の上部に取り付けられ，誘導部４００と連結される通孔３４５を備える反応槽キャップ３４０と，蒸着源部３００の最外郭に位置して反応槽３１０を囲む反応槽ハウジング（ｒｅａｃｔｏｒ ｈｏｕｓｉｎｇ）３５０とを備える。また，反応槽３１０と高周波誘導コイル３３０とを分離させるために，反応槽３１０及び高周波誘導コイル３３０との間にセラミックカバー３６０を更に備えることもできる。

反応槽３１０は，反応槽キャップ３４０と結合する。反応槽３１０の上部が一種のナット（Ｎｕｔ）構造であることが好ましい。

坩堝３２０は，蒸着物質を受け入れるものである。この坩堝３２０に収容される蒸着物質としては，例えば，金属または無機物質である。また，坩堝３２０は，高温環境で使われるため，温度が上昇しても破損しないシリコンカーバイド（ＳｉＣ），シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ），またはこれらの等価物から構成されることが好ましい。

高周波誘導コイル３３０は，高周波誘導電流が流れると，高周波誘導加熱方式により反応槽３１０と坩堝３２０を過熱する。これによって，坩堝３２０内に収容されている蒸着物質が蒸発する。高周波誘導コイル３３０を用いた高周波誘導加熱によれば，蒸着温度までの上昇時間を３０分未満に抑えることができる。このため，蒸着しようとする金属または無機物などの蒸着物質を短時間で溶解することができ，蒸着工程のための蒸着物質の蒸気圧も短時間に得ることができる。したがって，基板上に金属または無機物からなる薄膜を蒸着する工程において，その工程時間を短縮することができ，蒸着物質の不要な消耗を防止できる。

反応槽キャップ３４０は，外周部がボルト（ｂｏｌｔ）構造を有しており，反応槽３１０の上部に結合（螺合）される。即ち，反応槽３１０と反応槽キャップ３４０は，ボルト・ナット構造により結合されるものである。このような反応槽キャップ３４０は，坩堝３２０から蒸発した蒸着物質が外部に漏洩しないように機能し，また，蒸着物質の充填及び坩堝３２０の交換を容易にする役割を果たす。

反応槽ハウジング３５０は，高温に加熱された蒸着源部３００の熱が基板Ｓに伝わらないようにするために，放熱板及び冷却構造など（図示せず）を備えている。

セラミックカバー３６０は，高周波誘導コイル３３０と反応槽３１０とを分離する役割を果たす。坩堝３２０で加熱され蒸発した蒸着物質蒸気，特に金属蒸気が反応層３１０の外部に漏洩すると，高周波誘導コイル３３０の絶縁が破壊されるおそれがあるが，セラミックカバー３６０を備えることによってこれが防止される。

誘導部４００は，蒸着源部３００の反応槽キャップ３４０の通孔３４５に結合されて，蒸着源部３００から生じた蒸着物質蒸気の移動経路となる蒸着物質蒸気移送管４１０と，蒸着物質蒸気移送管４１０に穿孔された形態からなる円形の噴射ノズル４２０と，蒸着物質蒸気移送管４１０を囲み，円形の噴射ノズル４２０と対応する開口部４３５を備える誘導部ハウジング４３０と，蒸着物質蒸気移送管４１０の外壁に設けられる加熱ヒータ４４０と，誘導部ハウジング４３０の内壁に設けられる反射板４５０とを備える。

蒸着物質蒸気移送管４１０は，蒸着源部３００から蒸発した蒸着物質蒸気の移動経路であって，垂直部４１１と水平部４１５とからなり，垂直部４１１の終端部が水平部４１５の中央部に連結されて略Ｔ字状をなす。垂直部４１１は，反応槽キャップ３４０の通孔３４５に結合されており，水平部４１５には噴射ノズル４２０が位置する。

噴射ノズル４２０は，蒸着物質蒸気移送管４１０を介して移動する蒸着物質蒸気を基板Ｓ上に蒸着させるために，蒸着物質蒸気を噴射するものであって，蒸着物質蒸気移送管４１０の水平部４１５に穿孔された円形のホール形態からなる。

誘導部ハウジング４３０は，放熱板及び冷却構造（図示せず）を備えており，誘導部４００の熱が基板Ｓに伝わらないように機能する。

加熱ヒータ４４０は，蒸着物質蒸気移送管４１０の外壁に設けられ，誘導部４００を加熱する。この過熱ヒータ４４０を備えることによって，蒸着源部３００から流れてきた蒸着物質蒸気は，蒸着物質蒸気移送管４１０を移動する間，熱損失により凝縮してしまうことが防止される。

反射板４５０は，加熱ヒータ４４０から生じた熱が外部に放出しないようにして，誘導部４００の熱効率を向上させる。

図５ａに示したように，基板Ｓの前には，基板Ｓ上に形成される金属または無機物からなる薄膜の形態を定義するマスクパターンＭａｓｋが配置される。

このような構成を有する本実施の形態に係る蒸着膜形成装置の動作を説明する。

まず，蒸着源部３００の坩堝３２０に，蒸着しようとする蒸着物質（金属または無機物など）を収容する。

次に，高周波誘導コイル３３０に高周波誘導電流が流れると，高周波誘導加熱方式により反応槽３１０と坩堝３２０が過熱される。これによって，坩堝３２０内に収容されている蒸着物質が蒸発し，金属蒸気または無機物蒸気などの蒸着物質蒸気が生じる。即ち，高周波誘導加熱方式によって坩堝３２０内の蒸着物質が速かに蒸発する。したがって，予備時間を短縮することができる。

蒸着物質蒸気は，誘導部４００の蒸着物質蒸気移送管４１０を通って移動し，噴射ノズル４２０を介して基板Ｓ上に噴射される。その際，蒸着物質蒸気が蒸着物質蒸気移送管４１０を移動する間，熱損失により凝縮しないように，誘導部４００の加熱ヒータ４４０によって蒸着物質蒸気移送管４１０を過熱する。

反応槽キャップ３４０は，反応槽３１０の上部とボルト・ナット方式により結合されているため，蒸着物質蒸気の漏れは防止される。

また，セラミックカバー３６０によって反応槽３１０と高周波誘導コイル３３０は分離されている。したがって，蒸着物質蒸気の漏れによる高周波誘導コイルの絶縁破壊は防止される。

（第３の実施の形態）
図６は，本発明の第３の実施の形態に係る蒸着膜形成装置を説明するための概略図である。

図６に示したように，本実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，図５ａ〜図５ｄに示した第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置と構造的に類似している。ただし，本実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，複数の蒸着源５００，６００を備えている点で第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置と異なる。これら複数の蒸着源５００，６００はそれぞれ，蒸着物質蒸気移送管５１０，６１０を備えている。蒸着物質蒸気移送管５１０，６１０はそれぞれ，水平部５１１，６１１と垂直部５１５，６１５とからなり，垂直部５１５，６１５の端部が水平部５１１，６１１の端部と連結されている。

水平部５１１と水平部６１１は，互い平行に配置される。また，垂直部５１５と垂直部６１５はそれぞれ，水平部５１１と水平部６１１の対向する端部に連結される。

（第４の実施の形態）
図７は，本発明の第４の実施の形態に係る金属及び無機物蒸着膜形成装置を説明するための概略図である。

図７に示したように，本実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，図５ａ〜図５ｄに示した第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置と構造的に類似している。ただし，本実施の形態に係る蒸着膜形成装置は，複数の蒸着源７００，８００を備えている点で第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置と異なる。これら複数の蒸着源７００，８００はそれぞれ，蒸着物質蒸気移送管７１０，８１０を備えている。蒸着物質蒸気移送管７１０，８１０はともに垂直部のみで構成されている。

図５ａに示した移送装置Ｍは，蒸着源２００を水平方向に移動させるものであるが，蒸着源７００，８００の移送装置（図示せず）は，蒸着源７００，８００を水平方向へ移動させるものである。

蒸着源２００，５００，６００，７００，８００を垂直方向または水平方向に移送できる移送装置Ｍを備えることにより，大面積の基板に金属または無機物からなる薄膜を均一に形成することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，非接触方式の高周波誘導加熱を用いて表示装置の基板上に蒸着膜を形成する方法及びその方法に適した蒸着膜形成装置に適用可能である。

本発明の第１の形態に係る蒸着膜形成装置の蒸着源の構成を示す側断面図である。 図１の蒸着源の蒸着源部の平断面を示す図面である。 図１の蒸着源を上下移動させる移送装置と，垂直に据置かれた基板に蒸着を行なう蒸着膜形成装置が設けられた蒸着チャンバを示す側面図である。 図１の蒸着膜形成装置を用いて基板に連続的な蒸着を行った場合の蒸着時間と膜蒸着率の関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る蒸着膜形成装置を説明するための概略図である。 同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の金属膜蒸着源を説明するための概略図である。 同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の蒸着源部に限定して示した図面である。 同実施の形態に係る蒸着膜形成装置の誘導部に限定して示した図面である。 本発明の第３の実施の形態に係る蒸着膜形成装置を説明するための概略図である。 本発明の第４の実施の形態に係る蒸着膜形成装置を説明するための概略図である。

符号の説明

１０，３００ 蒸着源部
１２，３３０ 高周波誘導コイル
１４ 坩堝
１６，２８ バイメタル
１８ 蒸着物質
２０，４００ 誘導部
２３ 入口部
２５ 出口部
２６ ヒータコイル
３０ 熱遮断部
４０ 蒸着率測定器
５０ 基板
６０ マスク
７０ テーブル
８０ 垂直構造体
９０，２００，５００，６００，７００，８００ 蒸着源
１００ 蒸着チャンバ
１１０ バルブ
１２０ 真空ポンプ
３１０ 反応槽
３２０ 坩堝
３４０ 反応槽ギャップ
３４５ 通孔
３５０ 反応槽ハウジング
３６０ セラミックカバー
４１０，５１０，６１０，７１０，８１０ 蒸着物質移送管
４１１，５１１，６１１ 垂直部
４１５，５１５，６１５ 水平部
４２０ 噴射ノズル
４３０ 誘導部ハウジング
４３５ 開口部
４４０ 加熱ヒータ
４５０ 反射板
Ｍ 移送装置

Claims (24)

1. 蒸着スペースに基板を置き，高周波誘導加熱方式により蒸着源から蒸着物質に熱を加えて得られた蒸着物質の蒸気を前記基板の蒸着面に接触させて凝縮させることにより，蒸着膜を形成する蒸着膜形成方法であって，
   前記蒸着スペースにおいて，前記基板を蒸着面が重力方向に対して略平行となるように配置し，前記蒸着物質の蒸気を前記基板の蒸着面に供給することを特徴とする，蒸着膜形成方法。
2. 複数の前記蒸着源を，前記基板の蒸着面に対向する位置に，前記基板の蒸着面の幅に合わせて配列し，
   前記各蒸着源を重力方向に前記基板と相対的に移動させて，前記基板の蒸着面に前記蒸気の供給を行なうことを特徴とする，請求項１に記載の蒸着膜形成方法。
3. 蒸着物質を加熱する高周波誘導コイルを備えて前記蒸着物質の蒸気を発生させる蒸着源部，及び，前記蒸気を任意位置及び任意方向に誘導して基板の蒸着面に前記蒸気を噴射する誘導部を備えてなる蒸着源を含むことを特徴とする，蒸着膜形成装置。
4. 前記蒸着源部は，前記蒸着物質を収容する坩堝を備え，
   前記高周波誘導コイルは，前記坩堝を覆うように設けられることを特徴とする，請求項３に記載の蒸着膜形成装置。
5. 前記蒸着源部と前記誘導部から外部に熱が放出しないようにする熱遮断部を更に備えることを特徴とする，請求項３または４に記載の蒸着膜形成装置。
6. 前記熱遮断部と前記高周波誘導コイルは，水冷可能なように形成されることを特徴とする，請求項５に記載の蒸着膜形成装置。
7. 前記基板は，蒸着面が重力方向に対して略平行となるように配置され，
   前記蒸着源を前記基板の蒸着面に沿って移動させる移送装置を更に備えることを特徴とする，請求項３〜６のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
8. 蒸着物質を蒸発させる蒸着源部と，前記蒸着源部に連結され，前記蒸着物質の蒸気を誘導し，基板の蒸着面に前記蒸着物質の蒸気を与える誘導部と，を備える少なくとも一つの蒸着源を含み，
   前記蒸着源部は，
   反応槽と，
   前記反応槽の内部に位置する坩堝と，
   前記反応槽の外部に設けられる高周波誘導コイルと，
   を備えることを特徴とする，蒸着膜形成装置。
9. 前記蒸着源部は，前記反応槽の上部に取り付けられる反応槽キャップを更に備え，
   前記反応層キャップは，前記誘導部と前記反応槽を通じさせる通孔を有することを特徴とする，請求項８に記載の蒸着膜形成装置。
10. 前記蒸着源部は，前記高周波誘導コイルの外部に，前記反応槽を囲む形態の反応槽ハウジングを更に備えることを特徴とする，請求項８または９に記載の蒸着膜形成装置。
11. 前記反応槽と前記反応槽キャップは螺合されることを特徴とする，請求項８〜１０のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
12. 前記坩堝は，シリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはシリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）のいずれかを含む材料で構成されることを特徴とする，請求項８〜１１のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
13. 前記反応槽と前記高周波誘導コイルとの間に，前記反応槽の外壁に取り付けられたセラミックカバーを更に備えることを特徴とする，請求項８〜１２のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
14. 前記誘導部は，
    前記反応槽キャップの通孔と結合する蒸着物質蒸気移送管と，
    前記蒸着物質蒸気移送管に穿孔して形成された噴射ノズルと，
    を備えることを特徴とする，請求項８〜１３のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
15. 前記誘導部は，前記蒸着物質蒸気移送管を囲み，前記噴射ノズルに対応する開口部を備える誘導部ハウジングを更に備えることを特徴とする，請求項１４に記載の蒸着膜形成装置。
16. 前記誘導部ハウジングの内壁に設けられる反射板を更に備えることを特徴とする，請求項１５に記載の蒸着膜形成装置。
17. 前記誘導部は，前記蒸着物質蒸気移送管の外壁に設けられる加熱ヒータを更に備えることを特徴とする，請求項１４〜１６のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
18. 前記蒸着物質蒸気移送管は，垂直部と水平部からなり，
    前記垂直部は，前記水平部の中央部に連結されることを特徴とする，請求項１４〜１７のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
19. 前記蒸着物質蒸気移送管は，垂直部と水平部からなり，
    前記垂直部は，前記水平部の両端部のいずれか一方に連結されることを特徴とする，請求項１４〜１７のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
20. 前記蒸着源を垂直方向へ移送させる移送装置を更に備えることを特徴とする，請求項１８または１９に記載の蒸着膜形成装置。
21. 前記噴射ノズルは，前記蒸着物質蒸気移送管の水平部に位置することを特徴とする，請求項１８〜２０のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
22. 前記蒸着物質蒸気移送管は，垂直部のみで構成されることを特徴とする，請求項１４〜１７のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。
23. 前記蒸着源を水平方向に移送させる移送装置を更に備えることを特徴とする，請求項２２に記載の蒸着膜形成装置。
24. 前記蒸着物質は，金属または無機物のいずれかであることを特徴とする，請求項８〜２３のいずれかに記載の蒸着膜形成装置。

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