JP2009280851A - Film deposition apparatus and film deposition method, and method of manufacturing light emitting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成膜装置及び成膜方法、並びに、有機EL(Electro Luminescent)装置等の発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method, and a method for manufacturing a light emitting device such as an organic EL (Electro Luminescent) device.
従来、加熱により溶融・蒸発させた物質を基板上に堆積させて薄膜を形成する技術が広く行われている。物質は、真空雰囲気内を飛散ないし飛行することによって、基板上に効率的に到達する。
このような蒸着技術は、各種の電子機器、あるいはこれを構成する各種の回路素子基板等を製造するために殆ど必要不可欠の技術となっている。より具体的には例えば、液晶表示装置、あるいは有機EL装置等を構成する各種の基板、更に具体的には、当該基板上に形成されるTFT(Thin Film Transistor)等の各種の回路素子、あるいは各種の電極(陽極や陰極)、配線、等々は、この蒸着技術を適宜利用しながら製造される。
Conventionally, a technique for forming a thin film by depositing a substance melted and evaporated by heating on a substrate has been widely performed. The substance efficiently reaches the substrate by scattering or flying in the vacuum atmosphere.
Such a vapor deposition technique is an almost indispensable technique for manufacturing various electronic devices or various circuit element substrates constituting the electronic apparatus. More specifically, for example, various substrates constituting a liquid crystal display device or an organic EL device, more specifically, various circuit elements such as TFTs (Thin Film Transistors) formed on the substrate, or Various electrodes (anode and cathode), wiring, and the like are manufactured using this deposition technique as appropriate.
かかる蒸着技術では、各種のパラメータがその成膜プロセスの適否に関与する。例えば、前記物質として何を使うか(即ち、どのような材料を使ってどのような薄膜を製造するか)に始まり、当該物質を収納するハースライナーないし坩堝等の蒸発源の材料、当該物質の加熱温度、真空度、蒸発源と基板との間の距離、基板の予熱温度、蒸着時間、等々である。また、これら基礎的条件に従って、成膜速度、薄膜の厚さ(膜厚)、薄膜の組成や結晶構造等の構造、等々が規定され、最終的には、当該薄膜の性能等を左右する。 In such a deposition technique, various parameters are involved in the suitability of the film forming process. For example, starting from what to use as the substance (that is, what kind of material is used to manufacture what thin film), the material of the evaporation source such as a hearth liner or crucible that contains the substance, Heating temperature, degree of vacuum, distance between evaporation source and substrate, substrate preheating temperature, deposition time, and so on. Further, according to these basic conditions, the film forming speed, the thickness (film thickness) of the thin film, the structure of the thin film, the structure such as the crystal structure, and the like are defined, and finally the performance of the thin film is influenced.
このような蒸着技術を利用するための成膜装置としては、例えば以下の特許文献1及び2に開示されているようなものが知られている。
ところで、上述したように、前記蒸着技術では、様々なパラメータが成膜プロセスの適否に関与することになるが、中でも、成膜速度の影響は特に無視し得ない。成膜速度の大きさの如何は、成膜プロセスの時間の長短を直接的に決定するため、薄膜の生産性に大きく影響するからである。とはいえ、成膜速度に係る問題は、それが大きければ大きいほどよい、といった単純な問題ではない。成膜速度の如何は、薄膜の電気抵抗値や平坦性等にも影響を及ぼすからである。
このように成膜速度の設定には、一般に複雑な配慮が必要である。より一般的な観点から言えば、適切な成膜速度の設定こそが必要だといえるが、もう少し具体的に言えば、各種の状況に、あるいは時宜に応じた、成膜速度の適切な変更あるいは調整が必要となる場合も考えられるのである。このようなことが特に必要となるのは、成膜すべき薄膜が、複数の物質を用いた、合金あるいは化合物からなる薄膜であるような場合、等々が考えられる。
By the way, as described above, in the vapor deposition technique, various parameters are related to the suitability of the film forming process, and among them, the influence of the film forming speed is not particularly negligible. This is because the magnitude of the film forming speed directly determines the length of the film forming process and thus greatly affects the productivity of the thin film. However, the problem relating to the deposition rate is not a simple problem that the larger the better. This is because the film forming speed affects the electric resistance value and flatness of the thin film.
As described above, in general, complicated consideration is required for setting the film formation rate. From a more general viewpoint, it can be said that it is necessary to set an appropriate film formation rate, but more specifically, an appropriate change in the film formation rate according to various situations or in accordance with time. There may be cases where adjustment is necessary. Such a case is particularly necessary when the thin film to be formed is a thin film made of an alloy or a compound using a plurality of substances.
前記の特許文献1及び2は、いま述べたような成膜速度に関わる技術を開示する。すなわち、特許文献1は、基板上に島状に成膜されたゲート電極間の間隙にコーン形状のエミッタを形成するにあたって、従来は、蒸着材料を斜め方向から入射させていたが、それでは成膜速度が落ち、生産時間が長くなるという問題意識を持っている(特許文献1の〔0004〕や〔0011〕等参照)。また、特許文献2は、「蒸着材料の量により、成膜速度が変動し、成膜速度が一定になり難い」(特許文献2の〔0004〕)という問題意識を持つ。
The above-mentioned
しかしながら、これらの文献においては、片や、成膜速度の“向上”を至上の目的とし(特許文献1)、片や、成膜速度の“一定”を至上の目的とする(特許文献2)。つまり、これらの文献においては、上述したような成膜速度の“調整”という観点は全く見られない。 However, in these documents, the most important purpose is to “improve” the film deposition rate (Patent Document 1), and the most important purpose is to “fix” the film deposition rate (Patent Document 2). . That is, in these documents, the viewpoint of “adjustment” of the film formation rate as described above is not seen at all.
また、特許文献1は、2個の「成膜源」を基板からの距離が異なるように配置しながら、そのうちの一方の成膜源を発した蒸着材料が基板に斜めに入射するようにするため「揺動可能に構成された基板ホルダー」(特許文献1の〔請求項1〕)を設ける、という比較的複雑な構成を採用する。特許文献2もまた、「蒸着材料を加熱する成膜用蒸発源加熱機構」、残材料を消費するための「蒸発源強制加熱機構」、更には「隔離室」、「局所排気機構」(特許文献2の〔請求項1〕〔請求項2〕)等々の設置を要求しており、結果的に比較的複雑な構成となってしまっている(特許文献2の〔図3〕〔図4〕等参照)。
このように、これらの文献が開示する技術は、各自の目的を首尾よく成就するにしても、比較的複雑な装置構成を結果として擁するものとなってしまっている結果、成膜装置自体の、したがってまた、最終的に製造される薄膜自体のコストを上昇させてしまうという問題もある。
Further, in
As described above, the techniques disclosed in these documents have a relatively complicated apparatus configuration as a result, even if each object is successfully achieved. Therefore, there is also a problem that the cost of the finally manufactured thin film itself increases.
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決することの可能な成膜装置及び成膜方法、並びに、発光装置の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる態様の成膜装置、成膜方法、あるいは発光装置の製造方法において生起する課題を解決可能な成膜装置及び成膜方法を提供することをも課題とする。
An object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of solving at least a part of the above-described problems, and a method for manufacturing a light emitting device.
Another object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method that can solve the problems that occur in the film forming apparatus, the film forming method, and the method for manufacturing a light emitting device of this aspect.
本発明に係る成膜装置は、上述した課題を解決するため、基板を設置する基板設置台と、前記基板に蒸着するための物質を収納可能な空間をもつ収納体と、前記物質を溶融・蒸発させるための熱を与える加熱手段と、前記空間を覆うように配置され、互いに異なる開口面積をもつ複数の開口領域をもつ覆蓋と、前記複数の開口領域のうち、一の開口領域を前記基板に対して開くとき、他の開口領域を閉じるシャッタと、を備える。 In order to solve the above-described problems, a film forming apparatus according to the present invention includes a substrate mounting base on which a substrate is installed, a storage body having a space capable of storing a substance for vapor deposition on the substrate, Heating means for applying heat for evaporating, a cover having a plurality of opening areas arranged to cover the space and having different opening areas, and one of the plurality of opening areas is defined as the substrate. And a shutter that closes the other opening region when opened.
本発明によれば、成膜速度の調整が容易・確実・安価に行われる。
より具体的には例えば、本発明において、覆蓋が2個の開口領域を持つとすると、それら2個の開口領域の開口面積は相互に異なるので、第1の成膜工程では、そのうちの一方の開口領域を開いて成膜工程を実施し、第2の成膜工程では、他方の開口領域を開いて成膜工程を実施するようにすれば、両工程における成膜速度は異なることになる。より開口面積の大きい方が成膜速度は大きく、より開口面積の小さい方が成膜速度は小さくなるからである。そして、この切り替えは、「シャッタ」の動作のみに係っている。このようなことから、本発明によれば、成膜速度の調整が容易・確実・安価に行われるのである。
According to the present invention, the film formation rate can be adjusted easily, reliably, and inexpensively.
More specifically, for example, in the present invention, if the cover has two opening regions, the opening areas of the two opening regions are different from each other. If the opening region is opened and the film forming step is performed, and if the other opening region is opened and the film forming step is performed in the second film forming step, the film forming speed in both steps will be different. This is because the larger the opening area, the higher the film forming speed, and the smaller the opening area, the lower the film forming speed. This switching is related only to the operation of the “shutter”. For this reason, according to the present invention, the film formation rate can be adjusted easily, reliably, and inexpensively.
この発明の成膜装置では、前記収納体は複数存在し、かつ、これら複数の収納体の各々は、前記物質として互いに異なる物質を前記空間に収納し、前記覆蓋及び前記シャッタは、前記複数の収納体の少なくとも一つに対応して備えられている、ように構成してもよい。
この態様によれば、複数の物質が所定の組成比で混合した薄膜を好適に形成することができる。例えば以下のようである。
すなわち、仮に、収納体が2つ存在する(この段落番号及び次の段落番号では特に、「A収納体」及び「B収納体」と名付ける。)とした場合、そのうちの一方であるA収納体は特に変哲なき開口部及びシャッタ等を備え、他方であるB収納体は、上で既に例示したような覆蓋(即ち、2つの開口領域をもつ覆蓋)及びシャッタ等を備えるということになり得る。この場合、第1段の工程では、A収納体及びB収納体の第1の開口領域を利用して成膜工程を行い、第2段の工程では、B収納体のみ、かつ、その第2の開口領域を利用して成膜工程を行う、などといったことが可能になる。これによれば、前記第1段の工程によって、A収納体由来の物質とB収納体由来の物質とが所定の組成比で混合した合金あるいは化合物からなる層が成膜され、第2段の工程によって、B収納体由来の物質のみからなる層が成膜されることになる。
In the film forming apparatus of the present invention, there are a plurality of the storage bodies, and each of the plurality of storage bodies stores different substances as the substances in the space, and the cover and the shutter include the plurality of storage bodies. You may comprise so that it may be provided corresponding to at least one of the storage bodies.
According to this aspect, a thin film in which a plurality of substances are mixed at a predetermined composition ratio can be suitably formed. For example:
That is, if there are two storage bodies (in this paragraph number and the next paragraph number, they are named “A storage body” and “B storage body”), one of them is the A storage body. May be provided with a non-obvious opening, a shutter and the like, and the other B storage body may include a cover (that is, a cover having two opening regions), a shutter and the like as already exemplified above. In this case, in the first step, the film forming process is performed using the first opening regions of the A storage body and the B storage body, and in the second step, only the B storage body and its second It is possible to perform a film forming process by using the opening region. According to this, a layer made of an alloy or a compound in which the substance derived from the A container and the substance derived from the B container are mixed at a predetermined composition ratio is formed in the first step, and the second step is performed. By the process, a layer made of only the substance derived from the B container is formed.
なお、このような場合、第2段の工程で利用される第2の開口領域の開口面積が、第1段の工程で利用されるそれよりも大きいことが好ましい。これは以下の事情による。
すなわち、仮に、本発明にいう「複数の開口領域」が存在しない場合を想定すると、前記B収納体は単一の開口領域しか持たないということになる。しかし、この場合の開口領域の開口面積は、前記の合金等からなる層の組成比をどのようにしなければならないか等に大きく制約を受ける。つまり、当該開口面積は、一定の必然性をもってその上限値が定められてしまうのである。その結果、かかる状態で、前述の第2段の工程は実行するとなると非効率となる。
しかるに、上述した条件が満たされるなら、このような不具合はこうむらない。なぜなら、上に述べた意味におけるような、開口面積の制約を受けるのは、第1の開口領域についてのみであって、第2の開口領域の開口面積は、基本的に自由に定められ得るからである。
以上のことから、かかる態様では、第1層として、所定の組成比をもつ合金等の薄膜を好適に製造しながら、第2層として、単物質からなる薄膜を速やかに製造することができる、などといった利点が得られるのである。
このようなところにも、本発明にいう「複数の開口領域」の意義が見出される。
In such a case, it is preferable that the opening area of the second opening region used in the second step is larger than that used in the first step. This is due to the following circumstances.
That is, assuming that there is no “plurality of opening areas” according to the present invention, the B storage body has only a single opening area. However, the opening area of the opening region in this case is greatly restricted by how the composition ratio of the layer made of the alloy or the like must be made. That is, the upper limit of the opening area is determined with a certain necessity. As a result, in this state, if the above-described second stage process is executed, it becomes inefficient.
However, such a problem does not occur if the above-described conditions are satisfied. This is because, in the sense described above, the opening area is limited only for the first opening area, and the opening area of the second opening area can basically be freely determined. It is.
From the above, in such an embodiment, a thin film made of a single substance can be quickly produced as the second layer while suitably producing a thin film such as an alloy having a predetermined composition ratio as the first layer. And so on.
Also in such a place, the meaning of “a plurality of opening regions” referred to in the present invention is found.
また、本発明の成膜装置では、前記複数の開口領域の各々は、一又は二以上の孔を含む、ように構成してもよい。
この態様によれば、1個1個の開口領域が、1つ又は2つ以上の孔を含んでいる。例えば、前述した2つの開口領域の例を使えば、第1の開口領域は2個の孔をもち、第2の開口領域は10個の孔をもつというようである。あるいは例えば、第1及び第2の開口領域のいずれも5個の孔をもつが、前者の孔の1つ1つの面積は、後者のそれよりも大きい、などという場合も、本態様に含まれる。
いずれにせよ、このような本態様によれば、「互いに異なる開口面積」をもつ開口領域を、より容易に、あるいは好適に構成することが可能になる。
なお、一般に、Knudsen型蒸発源において、前記空間内の物質に係る蒸発面の面積に比べて、本態様で言うような「孔」の面積が十分に小さければ、当該孔から噴出してくる単位時間当たりの当該物質の蒸発分子数は、その孔の面積に比例する(以下、「面積比例法則」ということがある。)、ことが知られている。
Further, in the film forming apparatus of the present invention, each of the plurality of opening regions may include one or more holes.
According to this aspect, each open area includes one or more holes. For example, using the example of the two opening areas described above, the first opening area has two holes, and the second opening area has ten holes. Alternatively, for example, a case where both the first and second opening regions have five holes, but the area of each of the former holes is larger than that of the latter, etc. is also included in this aspect. .
In any case, according to this aspect, it is possible to more easily or suitably configure the opening regions having “opening areas different from each other”.
In general, in the Knudsen type evaporation source, if the area of the “hole” as referred to in this embodiment is sufficiently smaller than the area of the evaporation surface related to the substance in the space, the unit ejected from the hole It is known that the number of evaporated molecules of the substance per hour is proportional to the area of the pores (hereinafter sometimes referred to as “area proportional law”).
この態様では、前記孔はすべて同じ面積をもち、前記複数の開口領域の各々に対応する前記開口面積は、前記孔の数の相違に応じて、互いに異なっている、ように構成してもよい。
この態様によれば、ある開口領域の開口面積は、当該の開口領域に含まれる(孔の数)×(1個の孔の面積)として求められることになるが、ここでいう(1個の孔の面積)は本態様において全孔について一定であるから、結局、当該開口面積は孔の数に比例し、したがって、前記の面積比例法則を援用すれば、単位時間当たりの蒸発分子数もまた孔の数に比例するということになる。
これによると、成膜速度の調整は、孔の数にさえ留意しておけばよいことになり、当該の調整は極めて容易になる。また、これにより当然、前述した組成比の調整等もまた、極めて容易になる。
In this aspect, all the holes may have the same area, and the opening areas corresponding to the plurality of opening regions may be different from each other according to the difference in the number of the holes. .
According to this aspect, the opening area of a certain opening region is obtained as (number of holes) × (area of one hole) included in the opening region, but here (one piece Since the area of the holes) is constant for all the holes in this embodiment, the area of the opening is eventually proportional to the number of holes. Therefore, if the above-mentioned area proportionality law is used, the number of evaporation molecules per unit time is also It is proportional to the number of holes.
According to this, the adjustment of the film forming speed only needs to pay attention to the number of holes, and the adjustment becomes very easy. Of course, this also makes it extremely easy to adjust the composition ratio described above.
また、本発明の成膜装置では、前記複数の開口領域の各々に対応する前記開口面積の各々は、前記基板に形成されるべき前記物質による薄膜の組成比に応じて、定められている、ように構成してもよい。
この態様によれば、既に述べたところ(前述の「A収納体」及び「B収納体」という用語を利用した説明、参照)からも明らかなように、所定の組成比をもつ合金、あるいは化合物からなる層を好適に形成することができる。
Further, in the film forming apparatus of the present invention, each of the opening areas corresponding to each of the plurality of opening regions is determined according to a composition ratio of the thin film by the substance to be formed on the substrate. You may comprise as follows.
According to this aspect, as is clear from what has already been described (refer to the description and reference using the terms “A container” and “B container” above), an alloy or compound having a predetermined composition ratio. The layer consisting of can be suitably formed.
また、本発明の成膜装置では、前記シャッタとは別に、前記複数の開口領域の全部を前記基板に対して閉じる全領域閉鎖用シャッタを更に備える、ように構成してもよい。
この態様によれば、例えば、前述までの「シャッタ」を、複数の開口領域間についての開閉専用に利用することが可能となり、本態様にいう「全領域閉作用シャッタ」を、これら複数の開口領域の全部についての開閉専用に利用することができる。これにより、「シャッタ」についても、「全領域閉作用シャッタ」についても、そのとりうる姿勢の数を減らすことができる。このことは、例えば、前記「シャッタ」が、複数の開口領域の全部を閉じるためにも利用されなければならない態様を想定すればわかりやすい。
そして、一般に、成膜装置におけるシャッタの動作は真空中で行われること等もあって、その動作は単純であればある程好ましいことを考慮するなら、本態様は、そのような意味で好適な構成を提供するものといえる。すなわち、本態様によれば、当該成膜装置の動作の信頼性はより高まるし、また、シャッタ動作に関し高度の制御等が必要とならないので、当該成膜装置のコスト低廉化を達成することもできる。
In addition, the film forming apparatus of the present invention may be configured to further include an all-region closing shutter that closes all of the plurality of opening regions with respect to the substrate separately from the shutter.
According to this aspect, for example, the above-described “shutter” can be used exclusively for opening and closing between a plurality of opening areas, and the “all-area closing action shutter” referred to in this aspect can be used as the plurality of openings. It can be used exclusively for opening and closing the entire area. As a result, both the “shutter” and the “all-region closing action shutter” can reduce the number of possible postures. This is easy to understand if, for example, the “shutter” is assumed to be used to close all of the plurality of opening regions.
In general, the operation of the shutter in the film forming apparatus is performed in a vacuum. Considering that the operation is simpler and more preferable, this aspect is preferable in that sense. It can be said that it provides a configuration. That is, according to this aspect, the reliability of the operation of the film forming apparatus is further increased, and since high-level control or the like is not required for the shutter operation, the cost of the film forming apparatus can be reduced. it can.
一方、本発明に係る成膜方法は、上記課題を解決するため、基板に蒸着するための物質を収納可能な空間をもつ収納体、及び、前記空間を覆うように配置され、互いに異なる開口面積をもつN個の開口領域(Nは正の整数)をもつ覆蓋、を利用した成膜方法であって、シャッタが、前記N個の開口領域のうち、第p番目の開口領域(pはN以下の正の整数)を前記基板に対して開き、他の開口領域を閉じる第1シャッタ動作工程と、前記物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える第1成膜工程と、前記シャッタが、前記N個の開口領域のうち、第q番目の開口領域(pはN以下の正の整数であって、q≠p)に対して開き、他の開口領域を閉じる第2シャッタ動作工程と、前記物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える第2成膜工程と、を含む。 On the other hand, in order to solve the above problems, a film forming method according to the present invention has a storage body having a space capable of storing a substance to be deposited on a substrate, and an opening area which is disposed so as to cover the space and is different from each other. A film forming method using a cover having N open areas (N is a positive integer) having a shutter, and the shutter is a p-th open area (p is N in the N open areas). A first shutter operation step of opening the following positive integer) with respect to the substrate and closing other opening regions; a first film-forming step of applying heat to the substance in order to melt and evaporate the substance; Second shutter operation in which the shutter opens with respect to the q-th opening area (p is a positive integer less than N and q ≠ p) among the N opening areas and closes the other opening areas. Process and heat the material to melt and evaporate the material It includes a second film forming step.
本発明によれば、成膜速度の調整が容易・確実・安価に行われる。このことは、前述の本発明に係る成膜装置についての説明から明らかである。
なお、本発明においては、開口領域の数はN個であるので、場合によっては、第3以降のシャッタ動作工程や成膜工程があってもよい。同様のことは、「複数の開口領域」をその要素とする、前述の本発明に係る「成膜装置」についても当然いえる。
According to the present invention, the film formation rate can be adjusted easily, reliably, and inexpensively. This is clear from the above description of the film forming apparatus according to the present invention.
In the present invention, since the number of opening regions is N, there may be third and subsequent shutter operation steps and film formation steps depending on circumstances. The same can be said of the “film forming apparatus” according to the present invention, which has “a plurality of opening regions” as its element.
この発明の成膜方法では、前記第1及び第2成膜工程の少なくとも一方とともに、前記収納体とは別の収納体に収納された物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える並行的成膜工程を更に含む、ように構成してもよい。
この態様によれば、複数の物質が所定の組成比で混合した薄膜を好適に形成することができる。このことも、前述の本発明に係る成膜装置についての説明(前述の「A収納体」及び「B収納体」という用語を利用した説明、参照)から明らかである。
なお、本発明にいう「別の収納体」は、前述した「覆蓋」を持っていてもよいし、持っていなくてもよい。同様のことは、「複数の収納体」をその要素とする、前述の本発明の一態様に係る「成膜装置」についても当然いえる。
In the film forming method of the present invention, in parallel with at least one of the first and second film forming steps, the material stored in a container different from the container is heated to melt and evaporate. It may be configured to further include a typical film forming step.
According to this aspect, a thin film in which a plurality of substances are mixed at a predetermined composition ratio can be suitably formed. This is also clear from the above description of the film forming apparatus according to the present invention (refer to the description using the terms “A storage body” and “B storage body” described above).
The “other storage body” referred to in the present invention may or may not have the above-described “cover”. The same can be said of the “film forming apparatus” according to one embodiment of the present invention, which includes “a plurality of storage bodies” as its element.
また、本発明の成膜方法では、前記シャッタとは別の全領域閉鎖用シャッタが、前記N個の開口領域の全部を前記基板に対して閉じる工程を更に含む、ように構成してもよい。
この態様によれば、前述までの「シャッタ」及び本態様にいう「全領域閉鎖用シャッタ」の動作を単純化することが可能となるので、本発明に係る方法の信頼性はより高まるし、また、シャッタ動作に関し高度の制御等が必要とならないので、コスト低廉化を達成することもできる。
Further, the film forming method of the present invention may be configured such that the all-region closing shutter different from the shutter further includes a step of closing all of the N opening regions with respect to the substrate. .
According to this aspect, since it becomes possible to simplify the operation of the “shutter” up to the above and the “shutter for closing the entire area” in this aspect, the reliability of the method according to the present invention is further improved, Further, since high-level control or the like is not required for the shutter operation, cost reduction can be achieved.
さらに、本発明の発光装置の製造方法は、上述した課題を解決するため、基板上に構築される第1及び第2電極層、及び、これらに挟持される発光機能層を含む発光素子を備える発光装置の製造方法であって、前記第1及び第2電極層の少なくとも一方は、上述した各種の成膜方法のいずれか1つによって製造される。 Furthermore, in order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a light emitting device of the present invention includes a first and second electrode layers constructed on a substrate, and a light emitting element including a light emitting functional layer sandwiched between them. In the method for manufacturing a light emitting device, at least one of the first and second electrode layers is manufactured by any one of the various film forming methods described above.
本発明によれば、上述した各種の成膜方法を利用しながら、有機EL素子等の発光素子を構成する少なくとも一方の電極が製造されるので、各種の利点が得られる。この点についての、より具体的な例に基づく説明は、後述する実施形態の説明(特に、図9及び図10を参照しながら行われる説明)を参照されたい。 According to the present invention, since at least one electrode constituting a light emitting element such as an organic EL element is manufactured using the various film forming methods described above, various advantages are obtained. For a description of this point based on a more specific example, refer to the description of an embodiment described later (particularly, the description given with reference to FIGS. 9 and 10).
以下では、本発明に係る実施の形態について図1乃至図6を参照しながら説明する。なお、ここに言及した図1乃至図6に加え、以下で参照する各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In addition to FIGS. 1 to 6 referred to here, in each drawing referred to below, the ratio of dimensions of each part may be appropriately different from the actual one.
本実施形態に係る成膜装置1は、図1に示すように、蒸着ボート2、シャッタ3、基板設置テーブル4、及び真空チャンバ9等を備える。
このうち真空チャンバ9は、図示するように、実際の成膜に関わる蒸着ボート2、基板設置テーブル4等の要素を、その内部に収める。真空チャンバ9は排気口91をもち、この排気口91は図示しない真空ポンプに接続されている。真空チャンバ9内の空気は、この真空ポンプによってその外部へと排出される。これにより、真空チャンバ9は、その内部をもって、基板SK上の成膜にとって適切な真空雰囲気を提供する。
As shown in FIG. 1, the
Among them, the
基板設置テーブル4は、その面上(図では“下”)に基板SKを設置可能である。基板SKとしては、例えばガラス、単結晶シリコン等々が該当する。図1の基板設置テーブル4は、その中心が回転軸41に接続されており、当該中心を軸として回転可能である(図中矢印参照)。基板設置テーブル4は、このような回転動作に代えて又は加えて、所定の方向に沿って並進動作することが可能であるように構成されていてもよい。 The substrate placement table 4 can place the substrate SK on its surface (“lower” in the figure). As the substrate SK, for example, glass, single crystal silicon, or the like is applicable. The center of the substrate installation table 4 in FIG. 1 is connected to a rotation shaft 41 and can be rotated around the center (see arrow in the figure). The substrate installation table 4 may be configured to be able to perform a translation operation along a predetermined direction instead of or in addition to such a rotation operation.
蒸着ボート(収納体)2は、図1に示すように、基板設置テーブル4、あるいはそれに設置された基板SKに対向するように配置される。図1では、蒸着ボート2として、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22が備えられている(本明細書では、符号“2”は、これら第1及び第2蒸着ボート21及び22を代表する符号として使用する。)。
As shown in FIG. 1, the vapor deposition boat (storage body) 2 is disposed so as to face the substrate installation table 4 or the substrate SK installed thereon. In FIG. 1, a first
より詳細に、この蒸着ボート2は、図2及び図3に示すように、収納部2P及び蓋2Fからなる。
収納部2Pは、図3に示すように、略直方体形状をもち、その内部の空間に所定の物質を収納可能である。ここで所定の物質とは、蒸発させられる物質、あるいは、基板SK上に形成される薄膜の原材料たる物質であって、もう少し具体的に言えば、種々の金属ないし合金材料、セラミックス材料、等々が含まれる。以下では、このような「物質」を、「蒸着材料」と呼ぶことにする。
なお、本実施形態では、前述のように、蒸着ボート2として、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22が備えられているので、それぞれ異なる蒸着材料がこれらの蒸着ボート(21,22)に収納可能であり、成膜に利用され得る。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, as described above, since the first
収納部2Pの外周面には、図1に示すように、電熱線5が巻きつけられている。この電熱線5は、真空チャンバ9の内部で加熱装置81に接続されている。電熱線5は、加熱装置81から供給を受けた電流の大きさに応じて発熱する。これにより、収納部2P内の前記蒸着材料には熱が与えられ、溶融・蒸発する。
As shown in FIG. 1, a heating wire 5 is wound around the outer peripheral surface of the
蓋2Fは、図2及び図3に示すように、平面視して略長方形状をもつ。この蓋2Fは、その中央部分が前記収納部2Pの空間を覆うように、また、その両端部のそれぞれが平面視した場合の前記収納部2Pの両端部のそれぞれからはみ出すように、配置される。この蓋2Fの両端部は、例えば、前記電熱線5に電流を供給するための電極(不図示)等を設置するために利用可能である。
The
他方、蓋2Fの前記中央部分には、図2及び図3に示すように、複数の孔2Hが形成される。本実施形態においては特に、この孔2Hの形成態様ないし配列態様につき以下のような特徴がある。
すなわち、まず、前記中央部分が、図2に示すように、第1領域R1及び第2領域R2(いずれも、本発明にいう「開口領域」の一具体例に該当する。)という2つの領域に区分けされる。これら第1及び第2領域R1及びR2の全体の広さは、前記収納部2Pを平面視した場合の面積にほぼ対応している。また、第1領域R1及び第2領域R2間の境界線は、その収納部2Pに係る当該面積を凡そ2分するように定められている。したがって、第1領域R1自体の面積と、第2領域R2自体の面積(後述する「開口面積」とは異なるので注意されたい。)とはほぼ等しい。
そして、前述の孔2Hは、前記第1領域R1については1個、前記第2領域R2については10個、それぞれ形成されている。これらの孔2H自体の面積は全部同じである。したがって、孔2Hの面積をShで表すとすれば、第1領域R1に関する“開口面積”はSh、第2領域R2に関する“開口面積”は10・Shということになる。なお、第2領域R2の孔2Hは、図2に示すように、一直線に並ぶ4個の孔2Hの列を中心にして、その両側から、それぞれ一直線に並ぶ3個の孔2Hの列が挟み込むような態様で並べられている。
このようにして、本実施形態に係る蓋2Fは、互いに異なる開口面積をもつ2つの領域(R1及びR2)をもつのである。
On the other hand, a plurality of
That is, first, as shown in FIG. 2, the central portion has two regions, a first region R1 and a second region R2 (both corresponding to a specific example of the “open region” in the present invention). It is divided into. The overall width of the first and second regions R1 and R2 substantially corresponds to the area when the
One
As described above, the
なお、本実施形態において、いま述べたような、第1及び第2領域R1及びR2の区分けに応じた、異なる数の孔2Hをもつ蓋2Fを備えるのは、図1に示す第2蒸着ボート“22”についてのみである。もう一方の第1蒸着ボート21については、例えば、図2でいうと、第2領域R2に含まれる10個の孔2Hだけが、その中央部分の真ん中の領域に形成された蓋をもつ。すなわち、第1蒸着ボート21は、図6に示すように、1つの領域RSに10個の孔2Hが形成された蓋2Fをもつのである。
In the present embodiment, the second vapor deposition boat shown in FIG. 1 is provided with the
以上の蒸着ボート2(その中でも、とりわけ、蒸着材料を収納する収納部2P)は、例えばタングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属等で作られて好適である。
The above-described vapor deposition boat 2 (in particular, the
シャッタ3は、図1に示すように、蒸着ボート2に対応して配置される。図1では、シャッタ3として、第1シャッタ31及び第2シャッタ32が備えられている(本明細書では、符号“3”は、これら第1及び第2シャッタ31及び32を代表する符号として使用する。)。第1シャッタ31は、第1蒸着ボート21に対応し、第2シャッタ32は第2蒸着ボート22に対応している。
As shown in FIG. 1, the
より詳細に、このシャッタ3は、図1、図4、あるいは図5に示すように、シャッタ本体3S及び回転軸3Aからなる。
シャッタ本体3Sは、図4、あるいは図5に示すように、平面視して略半円形状をもつ板状の部材である。回転軸3Aは、シャッタ本体3Sの面を貫くように、かつ、その径の部分の中心に接続されている。回転軸3Aは、シャッタ回転装置82に接続されている(図1参照)。
シャッタ本体3Sは、回転軸3Aの軸中心周りの回転動作とともに回転可能である。回転軸3Aは、シャッタ回転装置82の指令に基づいて回転する。
More specifically, the
As shown in FIG. 4 or FIG. 5, the
The shutter
このシャッタ3の回転動作と、前述の第1領域R1及び第2領域R2との間には、本実施形態においては特に次のような関係がある。
まず、本実施形態に係るシャッタ3は、図4に示すように、図中右半面を前記基板SKに対して遮蔽する状態と、図5に示すように、図中左半面を前記基板SKに対して遮蔽する状態との、2つの状態ないしは姿勢をとる。シャッタ3が前者の姿勢をとるとき、図4に示すように、第2領域R2が基板SKに対して閉じられ、第1領域R1が開かれる。他方、後者の姿勢をとるときは、この逆である。すなわち、図5に示すように、第2領域R2が基板SKに対して開かれ、第1領域R1が閉じられる。
そして、これらの場合、前述した、第1領域R1及び第2領域R2それぞれに含まれる前記孔2Hの形成態様から当然、前者の場合は、1個の孔2Hのみが基板SKと対向し、後者の場合は、10個の孔2Hが基板SKと対向する、という状況が作り出されることになる。
他方、図示されないが、シャッタ3は、第1領域R1及び第2領域R2の全領域を基板SKに対して遮蔽する状態ないし姿勢をもとる(例えば、電熱線5による加熱温度が十分でない成膜準備段階等に対応するため、かかる姿勢をとることの必要性が生じる。)。
結局、本実施形態に係るシャッタ3は、図4、図5、及び全領域閉鎖の3つの状態ないしは姿勢をとることになる。
In the present embodiment, there is the following relationship between the rotation operation of the
First, the
And in these cases, of course, in the former case, only one
On the other hand, although not shown, the
Eventually, the
なお、本実施形態において、先に述べたような、第1及び第2領域R1及びR2の区分けに応じた、シャッタ動作が行われるのは、図1に示す第2蒸着ボート“22”についてのみである。もう一方の第1蒸着ボート21については、前述のように、“1つの領域RSに10個の孔2Hが形成された蓋2F”をもつのみであるので、シャッタ31は、これを基板SKに対して開くか閉じるかの2つの状態ないし姿勢をとるための動作を行う(図6参照。この図において、シャッタ本外3Sは、領域RSないし10個の孔2Hを開いた状態にある。)。
In the present embodiment, the shutter operation corresponding to the division of the first and second regions R1 and R2 as described above is performed only for the second vapor deposition boat “22” shown in FIG. It is. As described above, the other first
以上の構成に加え、本実施形態に係る成膜装置1は、図1に示すように、膜厚モニタ7を備える。膜厚モニタ7は、光学式、水晶振動子を利用する方式等々、どのような原理に基づいて動作するものであってもよい。膜厚モニタ7は膜厚測定装置83に接続されており、膜厚測定装置83は、膜厚モニタ7によって測定された膜厚値を計測する。
In addition to the above configuration, the
以下では、上に述べた本実施形態に係る成膜装置1の作用、即ち薄膜形成作業のより実際的な形態の一例について、既に参照した図1乃至図6に加えて、図7及び図8を参照しながら説明する。
なお、ここで述べる例では、基板SK上に、第1層として、組成比10:1のMgAg膜F1を形成し、第2層として、Ag単層のAg膜F2を形成する例について説明する(図8参照)。この場合、第1蒸着ボート21の収納部2PはMgを、第2蒸着ボート22のそれはAgを収納する。
ちなみに、このような薄膜は、例えば有機EL素子(発光素子)を構成する、有機EL物質を含む発光機能層を挟む2つの電極のうちの一方(あるいは、双方。更には、場合によっては、当該有機EL装置を構成するその他の構成要素)として好適に利用可能である(この点については、後に改めて述べる。)。
In the following, in addition to FIGS. 1 to 6 already referred to, FIG. 7 and FIG. 8 show an example of the action of the
In the example described here, an example will be described in which an MgAg film F1 having a composition ratio of 10: 1 is formed as the first layer on the substrate SK, and an Ag single-layer Ag film F2 is formed as the second layer. (See FIG. 8). In this case, the
Incidentally, such a thin film is, for example, one (or both) of two electrodes sandwiching a light-emitting functional layer containing an organic EL substance that constitutes an organic EL element (light-emitting element). It can be suitably used as another component constituting the organic EL device (this point will be described later again).
まず、図7に示すように、第1段の工程として、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22の双方を利用した蒸着が実施される。
すなわち、この場合、シャッタ31が、第1蒸着ボート21を基板SKに対して開き、シャッタ32もまた、第2蒸着ボート22を基板SKに対して開く。ここで「開く」とは、前述の孔2Hが基板SKに対して直接的に対向することを意味する。また、後者の、“シャッタ32が第2蒸着ボート22を開く”という場合、この第1段の工程では、当該第2蒸着ボート22の第1領域R1が開かれ、第2領域R2が閉じられる、ことを意味する(図4参照)。したがって、第2蒸着ボート22に関しては、孔2Hが1個のみ、基板SKと対向することになる。
なお、第1蒸着ボート21は、前述のように、1つの領域RSに10個の孔2Hが形成された蓋2Fをもち、かつ、シャッタ31はこれを開くか閉じるかの動作を行うだけであるので、前述の、“シャッタ31が第1蒸着ボート21を開く”ということの意義は自ずと定まる(すなわち、シャッタ31は、図6に示す状態をとる。)。
また、電熱線5による加熱温度が十分でない成膜準備段階等においては、シャッタ3は、前述のように、蒸着ボート2の全部の孔2Hを閉鎖する姿勢をとる。このことは、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22の相違に関わらない。また、このことは、後述する第2段の工程においても同様にあてはまる。
First, as shown in FIG. 7, vapor deposition using both the first
That is, in this case, the
As described above, the first
Further, in the stage of film formation preparation in which the heating temperature by the heating wire 5 is not sufficient, the
上述のような状況において、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22の双方の収納部2Pが、加熱装置81及び電熱線5によって加熱されると、その内部の空間に収められた蒸着材料が溶融・蒸発する。そして、蒸発した蒸着材料は基板SK上で堆積し、図7に示すように、MgAg膜F1を形作っていく。この成膜は、膜厚モニタ7によって、所定の膜厚に至るまで続行される。
この際、図7において破線矢印の太さによって視覚的に表現されているように、第1蒸着ボート21における蒸着量の方が、第2蒸着ボート22の方のそれよりも大きい。なぜなら、上述のように、前者は10個の孔2Hが基板SKに対向するのに対して、後者は1個の孔2Hだけが基板SKに対向するからである。そして、このことにより、MgAg膜F1は、MgとAgとの組成比が10:1の薄膜となる。
In the situation as described above, when the
At this time, the amount of vapor deposition in the first
続いて、図8に示すように、第2段の工程として、第2蒸着ボート22のみを利用した蒸着が実施される。
すなわち、この場合、シャッタ31が、第1蒸着ボート21を基板SKに対して閉じる一方、シャッタ32が、第2蒸着ボート22を基板SKに対して開く。ここで「開く」とは、当該第2蒸着ボート22の第2領域R2が開かれ、第1領域R1が閉じられる、ことを意味する(図5参照)。したがって、第2蒸着ボート22に関しては、10個の孔2Hが基板SKと対向することになる。
なお、前述の、“シャッタ31が第1蒸着ボート21を閉じる”ということの意義は、前述したところからも明らかなように、自ずと定まる(すなわち、シャッタ31は、図6に示す状態から、180度回転した状態をとる。)。
Subsequently, as shown in FIG. 8, vapor deposition using only the second
That is, in this case, the
Note that the significance of “the
このような状況において、第2蒸着ボート22の収納部2Pが、加熱装置81及び電熱線5によって加熱されると、その内部の空間に収められた蒸着材料が溶融・蒸発する。そして、蒸発した蒸着材料は前記MgAg膜F1上で堆積し、図8に示すように、Ag膜F2を形作っていく。この成膜も、膜厚モニタ7によって、所定の膜厚に至るまで続行される。
この際、図8及び図7間を対比参照するとわかるように、第2蒸着ボート22からの蒸着量は、図8の場合の方が、図7の場合に比べて多い。なぜなら、上述のように、前者は第2領域R2に形成された10個の孔2Hが基板SKに対して対向するのに対して、後者は第1領域R1に形成された1個のみの孔2Hが基板SKに対向するからである。そして、このことにより、Ag膜F2は、図7の場合に比べて、より迅速に形成されることになる。換言すれば、図8は、図7に対して、成膜速度が速められるのである。
In such a situation, when the
At this time, as can be seen from the comparison between FIG. 8 and FIG. 7, the amount of vapor deposition from the second
以上述べたような成膜装置1の構成及び作用によって、次のような効果が奏される。
(1) まず、本実施形態に係る成膜装置1によれば、上述の図7から図8への遷移に現れているように、第2蒸着ボート22に関する成膜速度の調整が容易・確実・安価に行われる。これは、当該の調整が、シャッタ32の回転動作のみによっていることによる。
しかも、本実施形態では、シャッタ32は、成膜速度の切り換えに関する限り、図4及び図5を参照して説明した2つの状態ないし姿勢だけとればよいので、その制御が極めて容易であり、したがってまた、成膜装置1の動作の信頼性はより高まる(さらに、これにより当然、前述の成膜速度の調整に係る、容易性・確実性・安価性は更に高められる。)。一般に、成膜装置におけるシャッタの動作は真空中で行われること等もあって、その動作は単純であればある程好ましいことを考慮するなら、本実施形態は、そのような意味でも好適な構成を提供するものといえる。
The following effects are produced by the configuration and operation of the
(1) First, according to the
In addition, in this embodiment, the
また、同じ理由から、本実施形態では、調整された結果の成膜速度は、成膜中、殆ど常に一定値を維持することが可能である。成膜速度を調整するためには、例えば蒸着材料の加熱温度の調整を通じてこれを実現する方法もあるが、かかる方法を含むその他の方法には一般に不安定要因が多く、したがって成膜速度の調整、更には調整後の速度の一定性を維持することが完全にはなしえない場合があり得るが、本実施形態においては、シャッタ3の開閉動作だけによって成膜速度の調整が行われていることから、そのような懸念が生じる余地は極めて少ないのである。
For the same reason, in the present embodiment, the adjusted film formation rate can be maintained at a constant value almost always during film formation. In order to adjust the film formation rate, there is a method of realizing this through adjustment of the heating temperature of the vapor deposition material, for example, but other methods including such a method generally have many instability factors, and therefore adjustment of the film formation rate is possible. In addition, there may be a case where it is impossible to completely maintain the constant speed after the adjustment, but in this embodiment, the film formation speed is adjusted only by the opening / closing operation of the
(2) また、本実施形態に係る成膜装置1によれば、前記図7及び図8の説明からも明らかなように、複数の蒸着材料が所定の組成比で混合した合金、あるいは化合物からなる薄膜が好適に形成される。
しかも、本実施形態では、第2蒸着ボート22について、前記(1)のような成膜速度の調整が行われることから、次のような効果も奏される。
すなわち、仮に、前記第2蒸着ボート22が、上記実施形態にいう第1領域R1及び第2領域R2といった複数の開口領域をもたない場合を想定すると、この第2蒸着ボート22は、第1蒸着ボート21における領域RS(図6参照)のような、単一の開口領域しか持たないということになる。しかし、この場合の開口領域における孔2Hの数は、MgAg膜F1の組成比をどのようにするか等に大きく制約を受ける。本実施形態において、第1蒸着ボート21がもつ孔2Hの数が10個であるのに(図6参照)、第2蒸着ボート22上の第1領域R1の孔2Hの数が1個とされているのは、かかる制約の一つの現れである(換言すると、本実施形態に係る第1及び第2蒸着ボート21及び22における孔2Hの数は、形成しようとする薄膜の組成比に応じて定められているといもいえる。)。しかしながら、このような状態で、前述した第2段の工程を実行するとなると、極めて非効率となる。所定の膜厚となるまで、1個の孔2Hだけでもって、Ag膜F2を形成しなければならないからである。
本実施形態では、このような不具合はこうむらない。なぜなら、既述のように、第2蒸着ボート22は、図2に示したような第1領域R1及び第2領域R2をもち、かつ、シャッタ31の回転動作によるそれらの間の切り替えが行われるようになっているからである。これにより、AgのみからなるAg膜F2は、10個もの孔2Hを利用した蒸着によって速やかに成膜されるのである。
(2) Further, according to the
In addition, in the present embodiment, since the film formation speed is adjusted as described in (1) above for the second
That is, assuming that the second
In the present embodiment, such a problem does not occur. This is because, as described above, the second
(3) なお、MgAg膜F1の上に、Ag膜F2が存在するという多層薄膜は、既述のように、有機EL素子を構成する電極として利用されて好適であるが、このことと、上述の(1)及び(2)に記載したAg膜F2成膜時の成膜速度の相対的な上昇、という2つの事柄の関係から、本実施形態においては特に、次のような効果も奏される。 (3) The multilayer thin film in which the Ag film F2 is present on the MgAg film F1 is preferably used as an electrode constituting the organic EL element as described above. In the present embodiment, the following effects are also obtained from the relationship between the two matters of the relative increase in the film formation rate during the formation of the Ag film F2 described in (1) and (2). The
まず、図8に示されるような多層薄膜が前記電極として好適であるのは、以下の事情による。
有機EL装置を構成する有機EL素子(発光素子)8は、図9に示すように、発行機能層18と、この層を両側から挟持する2つの電極層13及び50とからなるが、このうちの2つの電極層13及び50のそれぞれは正孔及び電子の供給主体となる。発光機能層18では、前記正孔及び電子の再結合により励起子が生じ、これが基底状態に遷移するときに発光現象が生じる。他方、発光機能層18を発した光Lは、当該発光機能層18をも含む光共振器構造によって増幅されることがある。図9では、そこに描かれている光Lの反射の様子からも明らかなように、前記2つの電極層13及び50のうちの一方の電極層50、及び、反射層12が、それぞれ2つの反射鏡を構成するかの如き光共振器が構成されていることが示されている(なお、図9において、反射層12及び電極層13間、あるいは、反射層12及び基板SK間には適当な材料からなる層間絶縁膜等が形成される。)。
このような背景に鑑みるに、例えば、前記電極層50として“好適”であるとは、具体的には、電子を供給しやすい材料であること(つまり、仕事関数が大きくないこと)、また、当該電極層50が図9に示すように光共振器構造の一方の反射鏡を兼ねる場合には光反射率が高いこと、更には、“電極”としての本来的機能を十分に発揮するために電気抵抗値が低いこと、等々の各種の要請を満足することであると考えることができる。
First, the multilayer thin film as shown in FIG. 8 is suitable as the electrode because of the following circumstances.
As shown in FIG. 9, the organic EL element (light emitting element) 8 constituting the organic EL device includes an
In view of such a background, for example, “suitable” as the
図8に示すMgAg膜F1及びAg膜F2からなる多層薄膜は、いま述べたような各種の要請によく応えるのである。特に、当該多層薄膜を、前記光Lの出射側(即ち、発光機能層18から発した光Lを外部へと取り出す方の側)の電極層50に適用する場合(図9参照)、MgAg膜F1は、光透過を可能とするために極めて薄く形成(例えば、20nm以下で形成)される必要があり、従ってその電気抵抗値は非常に大きくなってしまうおそれがあるが、Ag膜F2の存在は、そのような電気抵抗値の増大を抑制する。MgAg膜F1及びAg膜F2からなる多層薄膜は、そのような意味でも、前記電極層50として好適に利用される。
以上のような事情により、図8に示される多層薄膜は、有機EL素子8を構成する電極層50(あるいは、場合により電極層13)として好適に利用可能なのである。
The multilayer thin film composed of the MgAg film F1 and the Ag film F2 shown in FIG. 8 responds well to various requests as described above. In particular, when the multilayer thin film is applied to the
Due to the circumstances as described above, the multilayer thin film shown in FIG. 8 can be suitably used as the electrode layer 50 (or the electrode layer 13 in some cases) constituting the
そして、このようなことと、上述の(1)及び(2)におけるAg膜F2成膜時の成膜速度の相対的上昇とは、次のような好適な相関をもつ。
図10は、Ag膜F2の成膜速度と、そのAg膜F2及びMgAg膜F1全体のシート抵抗値との関係を表すグラフである。この図に示すように、成膜速度が大きければ大きいほど、シート抵抗値は次第に小さくなる。つまり、前述の図7から図8への成膜速度の切り換えは、電極層50の電気抵抗値の更なる減少という効果を得るために、極めて有意義なのである。
加えて、成膜速度が上昇すると、当該Ag膜F1の平坦性が向上する。これは、成膜速度が大きいと、MgAg膜F1の面上において、結晶成長の起点となる核の成長が十分に進行しないまま、飛散してくる蒸着材料が堆積していくためと考えられる(成膜速度が小さいと、前記核の成長が相当程度進行してしまうので、蒸着材料は、そのような所々に存在する比較的大きな核の上に堆積していくことになり、その結果、平坦性が落ちる。)。このことから、図7から図8への成膜速度の切り換えは、電極層50の平坦性の向上、更にはその反面としての、光反射率の上昇をもたらす、という意義をも持つ。そして、これにより、前述の光共振器の機能が、十全に発揮されるという効果もまた得られるのである。
And such a thing and the relative increase of the film-forming speed | rate at the time of film-forming Ag film F2 in the above-mentioned (1) and (2) have the following suitable correlations.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the deposition rate of the Ag film F2 and the sheet resistance values of the Ag film F2 and the MgAg film F1 as a whole. As shown in this figure, the larger the film formation rate, the smaller the sheet resistance value. That is, the switching of the film formation rate from the above-described FIG. 7 to FIG. 8 is extremely significant in order to obtain the effect of further reducing the electric resistance value of the
In addition, when the deposition rate increases, the flatness of the Ag film F1 is improved. This is considered to be because when the film formation rate is high, the scattered vapor deposition material is deposited on the surface of the MgAg film F1 without sufficiently progressing the growth of nuclei as the starting point of crystal growth ( If the deposition rate is low, the growth of the nuclei will proceed to a considerable extent, so that the vapor deposition material will be deposited on relatively large nuclei present in such places, resulting in a flat surface. Sex goes down.) From this, switching of the film formation speed from FIG. 7 to FIG. 8 has the meaning that the flatness of the
(4) 最後に、本実施形態に係る成膜装置1によれば、第1領域R1及び第2領域R2それぞれに形成されている孔2Hに関し、次のような効果も得られる。
まず、一般に、図2に示すような、Knudsen型蒸発源においては、収納部2Pの前記空間内の蒸着材料に係る蒸発面の面積に比べて、孔2Hの面積が十分に小さければ、当該孔2Hから噴出してくる単位時間当たりの当該蒸着材料の蒸発分子数は、その孔2Hの面積に比例することが知られている。ここで、第1領域R1及び第2領域R2それぞれの開口面積は、図2等及びそれに関する記述の説明からも明らかな通り、孔2Hの数に比例するから、いま述べた面積比例法則を援用すれば、単位時間当たりの蒸発分子数もまた、孔2Hの数に比例するということになる。つまり、本実施形態においては、基板SKに到達すべき蒸着材料の量は、孔2Hの「数」に留意するだけで、容易に調整可能となっているのである。
このように、本実施形態によれば、成膜速度の調整という観点からみて、極めて有利な構造が採用されているということができるのである。
(4) Finally, according to the
First, in general, in the Knudsen type evaporation source as shown in FIG. 2, if the area of the
Thus, according to the present embodiment, it can be said that a very advantageous structure is adopted from the viewpoint of adjusting the film forming speed.
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明に係る成膜装置は、上述した形態に限定されることはなく、各種の変形が可能である。
(1) 上記実施形態では、第1蒸着ボート21に対して第1シャッタ31が、第2蒸着ボート22に対して第2シャッタ32が、それぞれ備えられるというように、1個の蒸着ボート2に対して1個のシャッタ3が対応するように備えられているが、本発明は、かかる形態に限定されない。
例えば、図11乃至図14に示すように、1個の蒸着ボート2に対して、2つのシャッタ33及び34が備えられてもよい。これらの図において、シャッタ33及び34のいずれも、シャッタ本体33S及び34S、並びに、回転軸33A及び34Aからなるのは、上記の実施形態と同様である。特に、シャッタ34については、上記実施形態におけるシャッタ3と実質的に何らの変更もない。
ただ、シャッタ33については、例えば図12に示すように、そのシャッタ本体33Sは、平面視して四分円形状(あるいは、扇型形状)をもつ板状の部材である。回転軸33Aは、このシャッタ本体33Sの扇の要の位置を貫く。また、このようなシャッタ33と、残るシャッタ34とは、図11等に示すように、蒸着ボート2の両側面のそれぞれに対応するように立設されており、シャッタ本体33S及び34Sはそれぞれ、図11に示すように、図中上下方向に沿って、いわば段違いに配置される。これにより、シャッタ本体33Sは、例えば図12でいえば、図中上方から蒸着ボート2を覆い、シャッタ本体34Sは同下方から覆う。
Although the embodiments according to the present invention have been described above, the film forming apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
(1) In the above embodiment, one
For example, as shown in FIGS. 11 to 14, two
However, as for the
このような形態によれば、次のような作用効果が奏される。
すなわち、かかる形態によれば、シャッタ33は、第1領域R1及び第2領域R2についての開閉専用に利用することが可能となり、シャッタ34(全領域閉作用シャッタ)は、これら2つの領域R1及びR2の全部についての開閉専用に利用することができる。これにより、シャッタ33についても、シャッタ34についても、そのとりうる姿勢の数を減らすことができる。
例えば、図13及び図14に示すように、シャッタ33が、第1領域R1を基板SKに対して開き、第2領域R2を閉じる状態から、その逆の状態へと遷移するためには、シャッタ本体33Sが回転軸33Aを中心に、90度だけ回転すればよい(図13から図14へ)。いま述べたのと逆の方向の遷移をする場合も同様である(図14から図13へ)。シャッタ33については、この2つの状態ないし姿勢がとられるだけである。
他方、シャッタ34は、図12に示すように、回転軸34Aを中心とした、180度の回転を行うことにより、第1領域R1及び第2領域R2の全領域を基板SKに対して閉じ(図12の破線参照)、あるいは、開く(図13又は図14参照)。シャッタ34については、この2つの状態ないし姿勢がとられるだけである。
According to such a form, the following effects are exhibited.
In other words, according to this mode, the
For example, as shown in FIGS. 13 and 14, in order for the
On the other hand, as shown in FIG. 12, the
これらの点に関し、上記の実施形態におけるシャッタ3は、成膜速度の調整に関する限りは、図4及び図5に示す2つの姿勢だけをとればよかったが、成膜準備段階等においては、第1領域R1及び第2領域R2の全領域を閉鎖するための姿勢をとらなければならかった(結局、都合3つの姿勢をとらなければならかった)のと比べて、シャッタ33及び34の動作に係る単純化は、更に徹底されているということができる。
With respect to these points, the
このように、図11乃至図14に示す形態においては、シャッタ33及び34はともに、極めて単純な動作を行えばよいのであり、したがって、当該成膜装置の動作の信頼性はより高まり、また、シャッタ動作に関する高度の制御等は、上記実施形態に比べても一層必要とならないので、当該成膜装置のコスト低廉化が達成される。
As described above, in the form shown in FIGS. 11 to 14, both the
なお、以上のような効果を享受するためには、上記態様以外の態様も考えられる。例えば、図11乃至図14と同様に、蒸着ボート2の両側面に対応する2つのシャッタを備え、かつ、これらそれぞれは第1領域R1及び第2領域R2の開閉専用のために使用される、という態様も、本発明の範囲内にある。この場合でも、一方のシャッタは、第1領域R1を開くか閉じるかの2つの状態をとるだけであり、他方のシャッタは、第2領域R2を開くか閉じるかの2つの状態をとるだけである。なお、この場合、第1及び第2領域R1及びR2の全部を閉鎖するためには、双方のシャッタを閉状態におけばよい。この“全閉鎖”の効果をよりよく享受するためには、2つのシャッタがともに閉状態にあるとき、それぞれのシャッタ本体を平面視すると、それらの一部が相互に重なり合うように、当該シャッタ本体の形状が定められていると尚よい(例えば、中心角が鈍角の扇型等が考えられる。)。
In addition, in order to enjoy the above effects, aspects other than the said aspect are also considered. For example, similarly to FIG. 11 to FIG. 14, two shutters corresponding to both side surfaces of the
(2) 上記実施形態では、蒸着ボート2として、第1及び第2蒸着ボート21及び22の2つが備えられる態様について説明しているが、本発明は、かかる形態に限定されない。
例えば、図15に示すように、蒸着ボート2は、3つ備えられてもよく、あるいは、図示はしないが4つ以上又は1つだけ備えられてもよい。ちなみに、図15では、第2層の薄膜F20が、第2蒸着ボート22と、第3蒸着ボート23とに収納された蒸着材料によって成膜される例が示されており、これによれば、上記実施形態においてMgAg膜F1が合金ないし化合物からなる薄膜であったのと同様、第2層の薄膜F20も合金ないし化合物からなる薄膜として製造され得ることになる。
このように、複数の蒸着ボート2が存在する場合、図2等に示した「複数の開口領域」を有する蓋2Fをもつ蒸着ボート2は、それら複数の蒸着ボート2の中の少なくとも1つについて備えられていればよい。また、かかる場合、各蒸着ボート2が備えるべき孔2Hの数(即ち、開口面積)も、どのような組成比をもつ薄膜を製造するか等に応じて、適宜定められてよいことはいうまでもない。例えば、第1層を蒸着材料X及びYで成膜し、その組成比をα:β(α>β)と定め、第2層を蒸着材料Y及びZで成膜し、その組成比をγ:δ(γ>δ)と定めるという場合、第1層の成膜に関しては、上記実施形態と同様の考え方に基づく孔2Hを、第1蒸着ボート21及び第2蒸着ボート22のそれぞれについて形成すればよく(具体的個数はともかく、後者の第1領域R1における孔2Hの数が前者の孔2Hの数よりも少ない。)、第2層の成膜に関しては、第2蒸着ボート22の第2領域R2の孔2Hの数に比べて、より少ない数の孔2Hを、第3蒸着ボート23について形成すればよい。
(2) Although the said embodiment demonstrated the aspect provided with two of the 1st and 2nd
For example, as shown in FIG. 15, three
As described above, when there are a plurality of
(3) 上記実施形態では、孔2Hが、第1領域R1について1個、第2領域R2について10個設けられる蓋2Fについて説明しているが、本発明は、かかる形態に限定されないことは言うまでもなく、更に言えば、1つの開口領域に形成される孔2Hの配列態様についても、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、図16及び図17それぞれに示すような配列態様をもつ蓋2Fも、本発明の範囲内である。図16では、8個の孔2Hが、中央部分を除き、その周囲を巡るように環状に配列されており、図17では、5個の孔2Hが、図16とは逆に、中央部分に凝集するかのように配列されている。
このような配列態様の相違は、基板SK面内に到達する蒸着材料量の分布を異ならせる可能性がある。したがって、適当な配列態様等の選択が行われれば、当該基板SKの全面に関しより均一な膜厚をもつ薄膜を製造することが可能になる。
なお、このような効果をより確実に享受するためには、前述した、薄膜モニタ7の存在や、基板設置テーブル4の回転動作、あるいは併進動作の可能性等が、貢献する可能性がある。
(3) In the above embodiment, a description is given of the
For example, a
Such a difference in arrangement may cause the distribution of the amount of the vapor deposition material reaching the surface of the substrate SK to be different. Therefore, if an appropriate arrangement mode or the like is selected, it is possible to manufacture a thin film having a more uniform film thickness over the entire surface of the substrate SK.
In addition, in order to enjoy such an effect more reliably, the presence of the thin film monitor 7 described above, the rotation operation of the substrate installation table 4, or the possibility of the translation operation may contribute.
1……成膜装置、2……蒸着ボート(蒸着源)、2P……収納部、2F……蓋、2H……孔、21,22,23……第1,第2,第3蒸着ボート、R1……第1領域、R2……第2領域、3……シャッタ、3A……回転軸、3S……シャッタ本体、31,32……第1,第2シャッタ、33,34……シャッタ、4……基板設置テーブル、5……電熱線、7……膜厚モニタ、9……真空チャンバ、91……排気口、81……加熱装置、82……シャッタ回転装置、SK……基板、F1……MgAg膜、F2……Ag膜、8……有機EL素子、13,50……電極層、18……発光機能層、12……反射層、L……光
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板に蒸着するための物質を収納可能な空間をもつ収納体と、
前記物質を溶融・蒸発させるための熱を与える加熱手段と、
前記空間を覆うように配置され、互いに異なる開口面積をもつ複数の開口領域をもつ覆蓋と、
前記複数の開口領域のうち、一の開口領域を前記基板に対して開くとき、他の開口領域を閉じるシャッタと、
を備えることを特徴とする成膜装置。 A board mounting base for installing the board;
A container having a space capable of storing a substance to be deposited on the substrate;
Heating means for applying heat for melting and evaporating the substance;
A cover having a plurality of open areas arranged to cover the space and having different open areas;
A shutter that closes another opening region when opening one opening region of the plurality of opening regions with respect to the substrate;
A film forming apparatus comprising:
これら複数の収納体の各々は、前記物質として互いに異なる物質を前記空間に収納し、
前記覆蓋及び前記シャッタは、
前記複数の収納体の少なくとも一つに対応して備えられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 There are a plurality of the storage bodies, and
Each of the plurality of storage bodies stores different substances in the space as the substances,
The cover and the shutter are
Provided corresponding to at least one of the plurality of storage bodies,
The film forming apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。 Each of the plurality of open regions includes one or more holes,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記複数の開口領域の各々に対応する前記開口面積は、
前記孔の数の相違に応じて、互いに異なっている、
ことを特徴とする請求項3に記載の成膜装置。 The holes all have the same area,
The opening area corresponding to each of the plurality of opening regions is:
Depending on the number of holes, they are different from each other,
The film forming apparatus according to claim 3.
前記基板に形成されるべき前記物質による薄膜の組成比に応じて、定められている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜装置。 Each of the opening areas corresponding to each of the plurality of opening regions is:
It is determined according to the composition ratio of the thin film by the substance to be formed on the substrate,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is a film forming apparatus.
前記複数の開口領域の全部を前記基板に対して閉じる全領域閉鎖用シャッタを更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の成膜装置。 Apart from the shutter,
A shutter for closing the entire region for closing all of the plurality of opening regions with respect to the substrate;
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is a film forming apparatus.
シャッタが、前記N個の開口領域のうち、第p番目の開口領域(pはN以下の正の整数)を前記基板に対して開き、他の開口領域を閉じる第1シャッタ動作工程と、
前記物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える第1成膜工程と、
前記シャッタが、前記N個の開口領域のうち、第q番目の開口領域(pはN以下の正の整数であって、q≠p)に対して開き、他の開口領域を閉じる第2シャッタ動作工程と、
前記物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える第2成膜工程と、
を含むことを特徴とする成膜方法。 A storage body having a space capable of storing a substance to be deposited on the substrate, and a cover having N open areas (N is a positive integer) arranged to cover the space and having different opening areas; A film forming method using
A first shutter operation step in which a shutter opens a p-th opening area (p is a positive integer equal to or less than N) of the N opening areas and closes the other opening areas;
A first film forming step of applying heat to the substance in order to melt and evaporate the substance;
The shutter opens with respect to the q-th opening area (p is a positive integer less than N and q ≠ p) among the N opening areas, and the second shutter closes the other opening areas. Operation process;
A second film forming step of applying heat to the substance in order to melt and evaporate the substance;
A film forming method comprising:
前記収納体とは別の収納体に収納された物質を溶融・蒸発させるために当該物質に熱を与える並行的成膜工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の成膜方法。 Along with at least one of the first and second film forming steps,
In addition, the method further includes a parallel film forming step of applying heat to the substance in order to melt and evaporate the substance stored in a container different from the container.
The film forming method according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の成膜方法。 A shutter for closing the whole area different from the shutter further includes the step of closing all of the N opening areas with respect to the substrate;
The film forming method according to claim 7 or 8, wherein
前記第1及び第2電極層の少なくとも一方は、
請求項7乃至9のいずれか一項に記載の成膜方法によって製造される、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
A method of manufacturing a light-emitting device including a light-emitting element including first and second electrode layers constructed on a substrate and a light-emitting functional layer sandwiched between the first and second electrode layers,
At least one of the first and second electrode layers is
Manufactured by the film forming method according to any one of claims 7 to 9,
A method for manufacturing a light-emitting device.
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