JP2010242132A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気に開放されることなく、かつ蒸発温度を超える温度への一度の加熱で、低温及び高温に属する不純物（中温材料、高温材料）を除去し、成膜の対象である中温材料のみからなる高純度な膜を得ることができる成膜方法を提供する。
【解決手段】第１の温度Ｔ１に制御することにより第１の蒸発源１１に備えられた第１の有機材料２０から低温材料ＬＭ、中温材料ＭＭを気化させる。生成された気体状態の低温材料ＬＭ、中温材料ＭＭを、第２の蒸発源１２系に移動させ、収集パネル１９で冷却し、固体状態または液体状態の第２の有機材料２１を生成させる。次に、第２の有機材料２１を第２の温度Ｔ_２に制御して、低温材料ＬＭを気化させる。残留した中温材料ＭＭからなる第３の有機材料２２を、第３の温度Ｔ_３に制御することにより気化させ、気化された中温材料ＭＭを用いて基板３０に成膜する。
【選択図】図２

Description

本発明は、成膜過程で精製しながら有機材料等を成膜する方法及び成膜する装置に関する。

自発光型の素子としてＥＬ素子に有機材料を用いた発光素子は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）と呼ばれている。

有機ＥＬ素子の作成に使用する有機材料には、不純物が含まれることが多く、また水分や酸素などと反応しやすいため、大気中に取り出すと材料が劣化するおそれがある。不純物混入や材料劣化は、有機ＥＬ素子の発光特性の低下原因となる可能性がある。

有機材料を予め精製することにより純度を高めることはできるが、蒸着するまでの間又は蒸着する過程で不純物が混入する可能性を否定できない。

このような課題に対して、蒸着による成膜過程で不純物を除去する精製を行うことが特許文献１〜特許文献３で提案されている。

特許文献１は、有機材料を所定温度に加熱することにより、蒸発温度が所定温度以下の材料を蒸発（気化）させ、一方、蒸発温度が所定温度を超える材料は固体のままで残留させる。さらに、特許文献１は、気化された材料を一旦冷却固化させ、これを最終的な有機材料として蒸着により成膜することを提案している。

また、特許文献２は、蒸着の過程でシャッタに付着した有機材料を加熱して再蒸発させ、この有機材料を捕獲収容して再び蒸発材料として用いる有機材料の再利用方法を提案している。

さらに、特許文献３は、低温材料、中温材料及び高温材料で構成される有機材料を全ての材料が昇華する温度（全昇華温度）以上に加熱して気化させ、その中から中温材料と高温材料を冷却固化し、次いで、冷却固化された中温材料、高温材料からなる有機材料を全昇華温度以上に加熱して気化させ、その中から高温材料を冷却固化し、気体のままの中温材料を用いて成膜することを提案している。

特許第３５１６８１９号公報 特許第４０５９９４６号公報 特許第４０５４５６１号公報

特許文献１〜特許文献３によれば、精製された有機材料を用いるので、高純度な膜を得ることができる。
しかしながら、特許文献１は、蒸発温度が所定温度を超える不純物の除去には有効であるが、蒸発温度が所定温度以下の不純物を除去することができない。したがって、さらに高純度の膜を得るために改良の余地がある。
特許文献２は、再蒸発された有機材料を捕獲収容して蒸発材料として再利用するが、再利用は一度大気中に開放された後に行われるので、水分、酸素と反応し、さらに他の不純物が混入することを否定できない。
以上に対して、特許文献３は、大気に開放されることなく、かつ昇華温度が低温及び高温に属する不純物（中温材料、高温材料）を除去し、成膜の対象である中温材料のみからなる高純度な膜を得ることができる。しかし、特許文献３は、成膜の対象である中温材料を、高温材料が昇華される温度に２度加熱している。この加熱により、中温材料は熱分解されるおそれがある。熱分解された中温材料は不純物となるため、純度の低下を招く。したがって、昇華により精製するにしても、中温材料が昇華温度を超える温度への加熱は、避けることが望まれる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、大気に開放されることなく、かつ成膜対象となる有機材料が気化される温度を超える温度への加熱を伴うことなく、不純物を除去し、成膜の対象である有機材料が高純度な膜を得るのに寄与できる成膜方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、そのような成膜方法を実施する成膜装置を提供することである。

本発明は、純粋な有機材料の昇華を利用して、成膜過程で有機材料の精製を行うことを基礎としている。すなわち、成膜のための当初の有機材料（第１の有機材料）は、純粋な有機材料の他に不純物を含む。この不純物は、純粋な有機材料よりも昇華の高い物質（高温材料）と低い物質（低温材料）からなる。この第１の有機材料を、低温材料及び中温材料（純粋な有機材料）は昇華するが、高温材料は昇華しない温度に加熱、制御すれば、低温材料及び中温材料と高温材料とを分離することができる。このとき、低温材料及び中温材料は、気化されるが、気化により生成された気体を冷却、固化させて第２の有機材料を得ることができる。この第２の有機材料を、低温材料は昇華するが、中温材料は昇華しない温度に加熱、制御すれば、低温材料と中温材料とを分離することができる。気化された低温材料は、系外に排出すればよい。残った中温材料を最終的な有機材料（第３の有機材料）として昇華に加熱、制御して気化させ、気体状の中温材料を基板に導くことにより、高純度な有機材料を成膜できる。この一連の手順は、閉じられた系で行うことができるので、第１〜第３の有機材料を大気に開放する必要がない。また、この一連の過程で、中温材料は高温材料の昇華まで加熱されることがない。

本発明は以上に基づくものであり、以下のステップ（ａ）〜（ｄ）からなることを特徴とする。
ステップ（ａ）：第１の温度に制御することにより第１の系に備えられた第１の有機材料の一部を気化させる。
このステップは、上記の例について言えば、低温材料及び中温材料（純粋な有機材料）は昇華するが、高温材料は昇華しない第１の温度に加熱、制御して、低温材料及び中温材料を気化させる。
ステップ（ｂ）：気化により生成される気体を、第１の系と連通される第２の系に移動させ、第２の系に備えられた収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第２の有機材料を生成する。
このステップは、上記の例について言えば、気化された低温材料及び中温材料を第２の系に移動させ、そこにある収集体に接触させて冷却し、固体状態または液体状態の有機材料（第２の有機材料）を得る。ステップ（ａ）で昇華されない高温材料は、第１の系に固体状のまま残留する。
ステップ（ｃ）：第２の有機材料を、第１の温度よりも低い第２の温度に制御して、その一部を気化させる。
このステップは、上記の例について言えば、固体状態の低温材料及び中温材料を、低温材料は昇華するが、中温材料は昇華しない温度（第２の温度）に加熱、制御して、低温材料を気化させる。気化された低温材料は、系外に排出される。このステップ（ｃ）により、収集体上には中温材料（第３の有機材料）が残留する。
ステップ（ｄ）：第２の有機材料から一部が気化された残部である第３の有機材料を、第２の温度よりも高い第３の温度に制御することにより気化させて基板に成膜する。
このステップは、上述の例について言えば、収集体上に残留した中温材料（第３の有機材料）を、その昇華（第３の温度）に加熱、制御することにより、気体状態の中温材料を生成させ、これを基板に導くことにより、成膜する。
なお、本発明における有機材料は、昇華（固体から気体へと状態変化）するものと、蒸発（固体から液体、さらに液体から気体へと状態変化）するものの両者を含む。当業者間で知られているように昇華は蒸発の一形態であり、本発明においても蒸発は昇華を含む概念を有しているものとする。したがって、有機材料が蒸発するものである場合には、昇華、昇華温度という語は、蒸発、蒸発温度と読み替えるものとする。

以上の成膜方法は、第１の有機材料が収容され、第１の有機材料の温度制御が可能な第１の蒸発源と、第１の蒸発源に隣接し、第１の蒸発源とは独立して温度制御が可能な第２の蒸発源と、第２の蒸発源内に設けられる、温度制御が可能な収集体と、第２の蒸発源と隣接し、成膜対象となる基板が設けられる成膜室と、第１の蒸発源と第２の蒸発源の間に設けられ、第１の蒸発源と第２の蒸発源とを連通させ又は閉鎖する第１シャッタと、第２の蒸発源と成膜室の間に設けられ、第２の蒸発源と成膜室とを連通させ又は閉鎖する第２シャッタとを基本構成とする成膜装置で実施することができる。すなわち、第１の蒸発源に収容される第１の有機材料を第１の温度に制御することにより、第１の有機材料の一部を気化させる。次いで、気化により生成される気体を、第２の蒸発源に移動させ、収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第２の有機材料を生成する。次に、収集体上の第２の有機材料を第１の温度よりも低い第２の温度に制御して、第２の有機材料の一部を気化させる。さらに、収集体に残った第３の有機材料を、第２の温度よりも高い第３の温度に制御することにより気化させて気体を生成し、この気体を成膜室に移動させて、基板表面に成膜する。

以上のステップ（ａ）〜（ｄ）からなる成膜方法の他に、上述した本発明の目的を達成するために、以下のステップ（ｅ）〜（ｇ）からなる成膜方法を提案する。
ステップ（ｅ）：第４の温度に制御することにより第１の系に備えられた有機材料からなる第４の有機材料の一部を気化させる。
このステップは、上記の例について言えば、低温材料は昇華するが、中温材料及び高温材料は昇華しない第４の温度に制御して低温材料を気化させる。気体状態の低温材料は、系外に排出される。
ステップ（ｆ）：第４の有機材料から一部が気化された残部である第５の有機材料を第５の温度に加熱、制御して、さらに第５の有機材料の一部を気化させ、気化により生成される気体を、第１の系と連通される第２の系に移動させ、収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第６の有機材料を生成する。
このステップは、上記の例について言えば、第１の系に残留した中温材料及び高温材料を、中温材料をその昇華に加熱、制御して、気体状態の中温材料を生成する。この中温材料を第１の系から第２の系に移動させ、そこにある収集体に接触させて冷却し、固体状態または液体状態の有機材料（第６の有機材料）を得る。つまり、収集体に中温材料だけが収集される。ステップ（ｆ）で昇華されない高温材料は、第１の系に残留する。
ステップ（ｇ）：ステップ（ｆ）を実行しながら、第６の有機材料を、第６の温度に加熱、制御して気化させて基板に成膜する。
このステップは、上記の例について言えば、中温材料を、その蒸発温度（第６の温度）に加熱、制御することにより、気体状態の中温材料を生成させ、これを基板に導くことにより、成膜する。

以上の成膜方法も、前述した基本構成からなる成膜装置で実施することができる。すなわち、第１の蒸発源を第４の温度に制御することにより、第４の有機材料の一部を気化させる。次いで、第４の有機材料の一部が気化された残部である第５の有機材料を第５の温度に加熱、制御して、その一部を気化させ、生成される気体を、第２の蒸発源に移動させ、収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第６の有機材料を生成する。さらに、第６の有機材料を、第６の温度に加熱、制御して気化させ、気化された有機材料を成膜室に移動させて、基板表面に成膜する。

本発明によれば、大気に開放されることなく、かつ成膜対象となる材料が気化される温度を超える温度への加熱を伴うことなく、不純物を除去し、成膜の対象である材料が高純度な膜を得ることができる。

第１実施形態に係る成膜方法を実施する成膜装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係る成膜方法を工程順に示す図である。 第２実施形態に係る成膜方法を工程順に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、添付図面に示す第１実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、第１実施形態に係る成膜方法を実施する成膜装置１０の構成を示す図である。第１実施形態は、低温材料ＬＭと中温材料ＭＭから高温材料ＨＭを分離した後に、低温材料ＬＭを分離することにより、中温材料ＭＭからなる第３の有機材料２２を生成し、この第３の有機材料２２を用いて成膜するという一連の工程を備えている。
成膜装置１０は、真空チャンバＣ内の下方から第１の蒸発源（第１の系）１１と第２の蒸発源（第２の系）１２とが隣接して設けられている。第１の蒸発源１１内には、第１の有機材料２０が収容される。第１の有機材料２０は例えば、ＥＬ素子を形成するための有機材料からなる。第１の有機材料２０は、不純物をも含んでいる。第２の蒸発源１２内には、第３ヒータ１６を備える収集パネル（収集体）１９が設けられている。収集パネル１９は、第１の蒸発源１１内で第１の有機材料２０を加熱して生成される気体状態の有機材料を付着、固化して、第２の有機材料２１（第３の有機材料）を形成する。

第１の蒸発源１１の周囲には第１ヒータ１４が設けられており、また、第２の蒸発源１２の周囲には第２ヒータ１５が設けられている。第１ヒータ１４と第２ヒータ１５は、互いに独立して温度制御が可能に構成されており、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２とは、異なる温度に制御することができる。

第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間には、第１シャッタ１７が設けられている。第１シャッタ１７が閉じると、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間が閉鎖され、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２との間の物質の流通ができなくなる。また、第１シャッタ１７が開くと、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間が連通し、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２との間の物質の流通が可能になる。

第２の蒸発源１２の上には、成膜室１３が設けられている。成膜室１３には、成膜の対象となる基板３０が配置される。ただし、本実施の形態において、基板３０は、第１の有機材料２０を昇華・精製する過程では、成膜室１３の外に用意され、実際の成膜工程に入る前に成膜室１３の所定位置に配置される。成膜室１３は、また、その内部と外部とが連通できるように、図示しない窓を設けている。
第２の蒸発源１２と成膜室１３との間には、第２シャッタ１８が設けられている。第２シャッタ１８が閉じると、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間が閉鎖され、第２の蒸発源１２と成膜室１３との間の物質の流通ができなくなる。また、第２シャッタ１８が開くと、第２の蒸発源１２と成膜室１３との間が連通し、第２の蒸発源１２と成膜室１３との間の物質の流通が可能になる。

以上の成膜装置１０を用いて成膜する手順を、図２を参照して説明する。
第１の蒸発源１１内に第１の有機材料２０を収容する。ここで、第１の有機材料２０は、成膜したい高純度有機材料のほかに、高純度有機材料よりも昇華温度の高い、主に不純物からなる高温材料ＨＭ、高純度有機材料よりも昇華温度の低い、主に不純物からなる低温材料ＬＭをも含んでいる。高純度有機材料を、以下では中温材料ＭＭと呼ぶことにする。

成膜作業は、図２（ａ）に示すように、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を開け、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８を閉じた状態で開始される。なお、図２において、閉じられている場合には第１シャッタ１７、第２シャッタ１８を実線で示し、開けられている場合には第１シャッタ１７、第２シャッタ１８を点線で示す。また、この段階で、成膜室１３内には基板３０は配置されていないので、基板３０は点線で示している。

第１ヒータ１４を加熱することにより、第１の蒸発源１１内に収容されている第１有機材料２０の温度を第１の温度Ｔ_１に制御する（図２（ａ））。ここで、低温材料ＬＭ、中温材料ＭＭ及び高温材料ＨＭの昇華が開始される温度（以下、昇華温度と略称する）を各々、Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｍ、Ｔ_Ｈとすると、第１の温度Ｔ_１はＴ_Ｌ、Ｔ_Ｍ＜Ｔ_１＜Ｔ_Ｈとする。そうすると、第１の有機材料２０の中で低温材料ＬＭ及び中温材料ＭＭは気化する。第１の蒸発源１１も第１ヒータ１４により第１の温度Ｔ_１に制御されているので、気体状態とされた低温材料ＬＭ及び中温材料ＭＭは第１の蒸発源１１の内壁に付着することがない。したがって、気化された低温材料ＬＭ及び中温材料ＭＭは、開けられた第１シャッタ１７を通って第２の蒸発源１２内に移動する。一方、高温材料ＨＭは、昇華することなく第１の蒸発源１１内に残留する。

第２の蒸発源１２は、第１の蒸発源１１と同様に、第２ヒータ１５により第１の温度Ｔ_１に制御される。また、第２の蒸発源１２内に設けられた収集パネル１９は、温度Ｔ_ｘに制御される。温度Ｔ_ｘは、低温材料ＬＭ、中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｍよりも低く（Ｔ_ｘ＜Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｍ）設定される。この際、Ｔ_ｘに応じて収集パネル１９に付設される第３ヒータ１６を加熱させてもよいし、加熱させなくてもよい。収集パネル１９に冷却機構を付設することにより、収集パネル１９を強制的に冷却することもできる。
以上のように第２の蒸発源１２、収集パネル１９の温度制御を行うことにより、第２の蒸発源１２の内壁に付着されることなく、第２の蒸発源に移動した気体状態の低温材料ＬＭ及び中温材料ＭＭは収集パネル１９に触れて冷却、固化される。こうして、図２（ｂ）に示すように、低温材料ＬＭ及び中温材料ＭＭは、収集パネル１９に付着されて、第２の有機材料２１を構成する。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を閉じ、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８を開ける。その状態で、第３ヒータ１６を加熱することにより、収集パネル１９上の第２の有機材料２１を第２の温度Ｔ_２に制御する。第２の温度Ｔ_２は、低温材料ＬＭの昇華温度Ｔ_Ｌよりも高いが中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｍよりも低い温度（Ｔ_Ｌ＜Ｔ_２＜Ｔ_Ｍ）とされる。第２の蒸発源１２も、第２ヒータ１５を加熱することにより、第２の温度Ｔ_２に制御される。ただし、このときの第２の蒸発源１２の温度は、第２の温度Ｔ_２以上であって、中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｍ未満の温度であればよい。

以上のように収集パネル１９が第２の温度Ｔ_２に制御されると、収集パネル１９に付着されていた第２の有機材料２１中の低温材料ＬＭが気化される。このとき、第２の蒸発源１２も第２の温度Ｔ_２に制御されているので、気化された低温材料ＬＭは第２の蒸発源１２の内壁に付着することなく第２シャッタ１８を通って成膜室１３に移動される。成膜室１３に移動される気体状態の低温材料ＬＭは、第１の有機材料２０に含まれる不純物に基づくものであり、成膜室１３外に真空ポンプを用いて排出してもよく、成膜室１３の内壁に付着させてもよい。

低温材料ＬＭを気化して、中温材料ＭＭから分離させることにより、収集パネル１９には理想的には不純物を含まない中温材料ＭＭのみらなる第３の有機材料２２が残るので、それを用いて基板３０に成膜する。
図２（ｄ）に示すように、成膜室１３外に用意されていた基板３０を成膜室１３の所定位置まで搬入する。なお、基板３０の成膜室１３への搬入はこの段階に限るものではなく、例えば、成膜速度が安定した後に基板３０を成膜室１３へ搬入することもできる。
次に、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を閉じ、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８を開けた状態で、第３ヒータ１６を加熱することにより収集パネル１９上の第３の蒸発源２２を第３の温度Ｔ_３に制御する。第３の温度Ｔ_３は、中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｍよりも高い温度（Ｔ_Ｍ＜Ｔ_３）とされる。第２の蒸発源１２も、第２ヒータ１５を加熱することにより、第３の温度Ｔ_３に制御される。ただし、このときの第２の蒸発源１２の温度は、第３の温度Ｔ_３以上であってもかまわなく、好ましくは、第３の温度Ｔ_３＋２０〜３０℃の範囲に制御する。

以上のように第２の蒸発源１２、収集パネル１９の温度制御を行うことにより、収集パネル１９に付着されていた第３の有機材料２２を構成する中温材料ＭＭは気化される。この気体状態の中温材料ＭＭは、第２の蒸発源１２の内壁に付着されることなく、成膜室１３の基板３０に成膜される。実際の成膜は、収集パネル１９の温度調整を行いながら、成膜速度を調整する。また、成膜速度の調整は、第２シャッタ１８の開度を調整することにより行ってもよい。

以上説明したように、本実施の形態による成膜方法は、成膜が開始してから成膜が終わるまでに１０^−４〜１０^−６Ｐａの真空度を保つ第１の蒸発源１１、第２の蒸発源１２及び成膜室１３の内部で処理できるので、大気に開放されることなく成膜を行うことができる。また、本実施の形態による成膜方法は、高温材料ＨＭを含む第１の有機材料２０を用いるが、第１の有機材料２０、第２の有機材料２１及び第３の有機材料２２を通じて高温材料ＨＭの昇華温度Ｔ_Ｈまで加熱することがないので、成膜の実際の対象である中温材料ＭＭが熱分解するおそれがない。したがって、本実施の形態による成膜方法によれば、成膜の対象である中温材料ＭＭからなる高純度な膜を得ることができる。
なお、本発明における成膜方法は、有機材料のみならず、蒸着により成膜できる金属材料等の無機材料にも適用できる。
また、上記では有機材料が昇華されるものとして説明したが、固体から液体、さらに液体から気体へと状態変化する有機材料を対象とすることもできる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明による第２実施形態について、図３を参照しつつ説明する。
第２実施形態による成膜方法は、第１実施形態における成膜装置１０を用いて実施することができる。第２実施形態による成膜方法は、中温材料ＭＭと高温材料ＨＭから低温材料ＬＭを分離した後に、中温材料ＭＭと高温材料ＨＭとを分離しながら、気体状態とされる中温材料ＭＭを用いて成膜するという一連の工程を備えている。

成膜作業は、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を開け、さらに第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８を開けた状態で開始される（図３（ａ））。なお、この段階で、成膜室１３内には基板３０は配置されていないので、基板３０は点線で示している。

第１ヒータ１４を加熱することにより、第１の蒸発源１１内の温度を第４の温度Ｔ_４に制御する。第４の温度Ｔ_４は、Ｔ_Ｌ＜Ｔ_４＜Ｔ_Ｍ、Ｔ_Ｈとする。そうすると、第１の有機材料２０（第２実施形態では第４の有機材料２５とする）の中で、低温材料ＬＭは気化する。第１の蒸発源１１は第１ヒータ１４により第４の温度Ｔ_４に制御されているので、気体状態とされた低温材料ＬＭは第１の蒸発源１１の内壁に付着することがない。また、第２の蒸発源１２は第２ヒータ１５により第４の温度Ｔ_４に制御されているので、気体状態とされた低温材料ＬＭは第２の蒸発源１２の内壁にも付着することがない。したがって、気体状態とされた低温材料ＬＭは、図３（ａ）に示すように、開けられた第１シャッタ１７を通って第２の蒸発源１２内に移動し、さらに開けられた第２シャッタ１８を通って成膜室１３に移動する。成膜室１３に移動される低温材料ＬＭは、第４の有機材料２５に含まれる不純物に基づくものであり、成膜室１３外に真空ポンプを用いて排出してもよく、成膜室１３の内壁に付着させてもよい。一方、中温材料ＭＭ、高温材料ＨＭは、気化することなく、第１の蒸発源１１内に固体のまま残る。以上のようにして、中温材料ＭＭと高温材料ＨＭから低温材料ＬＭが分離され、第１の蒸発源１１内には中温材料ＭＭと高温材料ＨＭからなる第５の有機材料２６が構成される。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を開け、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８を閉じる。
そして、第１ヒータ１４を加熱することにより、第１の蒸発源１１内の第５の有機材料２６の温度を第５の温度Ｔ_５に制御する。第５の温度Ｔ_５は、中温材料ＭＭの昇華温度ＴＭよりも高いが、高温材料ＨＭの昇華温度Ｔ_Ｈよりも低く（Ｔ_Ｍ＜Ｔ_５＜Ｔ_Ｈ）設定される。そうすると、第１の蒸発源１１内の第５の有機材料２６の中から中温材料ＭＭが昇華される。第１の蒸発源１１は第１ヒータ１４により第５の温度Ｔ_５に制御されているので、気体状態とされた中温材料ＭＭは第１の蒸発源１１の内壁に付着することがなく開けられた第１シャッタ１７を通って第２の蒸発源１２内に移動する。一方、高温材料ＨＭは昇華することなく、第１の蒸発源１１内に固体として残留する。

第２の蒸発源１２は、第１の蒸発源１１と同様に、第２ヒータ１５により第５の温度Ｔ_５に制御される。また、第２の蒸発源１２内に設けられた収集パネル１９は、温度Ｔ_ｘに制御される。温度Ｔ_ｘは、中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｍよりも低く（Ｔ_ｘ＜Ｔ_Ｍ）設定される。この際、Ｔ_ｘに応じて収集パネル１９に付設される第３ヒータ１６を加熱させてもよいし、加熱させなくてもよい。収集パネル１９に冷却機構を付設することにより、収集パネル１９を強制的に冷却することもできる。
以上のように第２の蒸発源１２、収集パネル１９の温度制御を行うことにより、第２の蒸発源１２の内壁に付着されることなく、第２の蒸発源に移動した気体状態の中温材料ＭＭは、収集パネル１９に触れて冷却、固化される。こうして、図３（ｂ）に示すように、中温材料ＭＭは収集パネル１９に付着されて、第６の有機材料２７を構成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、第１の蒸発源１１と第２の蒸発源１２の間の第１シャッタ１７を開け、第２の蒸発源１２と成膜室１３の間の第２シャッタ１８も開ける。また、成膜室１３外に用意されていた基板３０を成膜室１３の所定位置まで搬入する。その状態で、第３ヒータ１６を加熱することにより、収集パネル１９上の第６の有機材料２７を第６の温度Ｔ_６に制御する。第６の温度Ｔ_６は、中温材料ＭＭの昇華温度ＴＭよりも高く（Ｔ_Ｍ＜Ｔ_６）設定される。ただし、中温材料ＭＭが熱分解される温度未満とすべきである。
図３（ｃ）に示す工程、つまり収集パネル１９上の第６の有機材料２７を第６の温度Ｔ_６に制御する工程へは、収集パネル１９にすべての中温材料ＭＭが付着し終わっていなくても、ある程度の量の中温材料ＭＭが付着したならば移行することができる。もっとも、すべての中温材料ＭＭが付着し終わってから、工程を移行することを、本発明は許容する。

以上のように収集パネル１９上の第６の有機材料２７が第６の温度Ｔ_６に制御されると、収集パネル１９に付着されていた中温材料ＭＭが気化される。このとき、第２の蒸発源１２は第６の温度Ｔ_６に制御されているので、気化された中温材料ＭＭは第２の蒸発源１２の内壁に付着することなく第２シャッタ１８を通って成膜室１３に移動される。そうすると、理想的には、不純物を含まない中温材料ＭＭのみが基板３０に成膜される。実際の成膜は、収集パネル１９の温度調整を行いながら、成膜速度を調整する。また、成膜速度の調整は、第２シャッタ１８の開度を調整することにより行ってもよい。図３（ｄ）に示すように、高温材料ＨＭは、第１の蒸発源１１内に残留する。

以上説明したように、第２実施形態による成膜方法も、成膜が開始してから成膜が終わるまでに第１の蒸発源１１、第２の蒸発源１２及び成膜室１３の内部で処理できるので、大気に開放されることなく成膜を行うことができる。また、第２実施形態による成膜方法は、高温材料ＨＭを含む第４の有機材料２５を用いるが、第４の有機材料２５、第５の有機材料２６及び第６の有機材料２７を通じて高温材料ＨＭの昇華温度Ｔ_Ｈまで加熱することがないので、成膜の実際の対象である中温材料ＭＭが熱分解するおそれがない。したがって、本実施の形態による成膜方法によれば、成膜の対象である中温材料ＭＭのみからなる高純度な膜を得ることができる。さらに、第２実施形態は、収集パネル１９にある程度の量の中温材料ＭＭが付着したならば、収集パネル１９を第６の温度Ｔ_６に制御する工程へ移行するので、成膜が完了するまでの時間を短縮できる。

なお、以上では、収集パネル１９を１枚としているが、２枚の収集パネル１９を用意し、一方の収集パネル１９に中温材料ＭＭを付着させながら、中温材料ＭＭが付着済みの他方の収集パネル１９から中温材料ＭＭを気化させて成膜させるという操作を交互に行うことができる。

また、以上では、第１の蒸発源１１内の温度を中温材料ＭＭの昇華温度Ｔ_Ｍよりも高いが、高温材料ＨＭの昇華温度Ｔ_Ｈよりも低い第５の温度Ｔ_５に制御して、第１の蒸発源１１内に残留されている中温材料ＭＭを昇華させるが、第５の温度Ｔ_５を高温材料ＨＭの昇華温度Ｔ_Ｈよりも高い温度にすることもできる。この場合、収集パネル１９には、中温材料ＭＭと高温材料ＨＭとが付着される。そして、収集パネル１９を第６の温度Ｔ_６（Ｔ_Ｍ＜Ｔ_６＜Ｔ_Ｈ）に制御すれば、収集パネル１９に付着されていた中温材料ＭＭが気化される一方、高温材料ＨＭは収集パネル１９に残留する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０…成膜装置、
１１…第１の蒸発源、１２…第２の蒸発源、１３…成膜室、
１４…第１ヒータ、１５…第２ヒータ、１６…第３ヒータ、
１７…第１シャッタ、１８…第２シャッタ、１９…収集パネル、
２０…第１の有機材料、２１…第２の有機材料、２２…第３の有機材料
２５…第４の有機材料、２６…第５の有機材料、２７…第６の有機材料
ＬＭ…低温材料、ＭＭ…中温材料、ＨＭ…高温材料
３０…基板

Claims (4)

1. 第１の温度に制御することにより第１の系に備えられた第１の有機材料の一部を気化させるステップ（ａ）と、
   前記気化により生成される気体を、前記第１の系と連通される第２の系に移動させ、前記第２の系に備えられた収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第２の有機材料を生成するステップ（ｂ）と、
   前記第２の有機材料を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に制御して、その一部を気化させるステップ（ｃ）と、
   前記第２の有機材料の一部が気化された残部である第３の有機材料を、前記第２の温度よりも高い第３の温度に制御することにより気化させて基板に成膜するステップ（ｄ）と、
   を備えることを特徴とする成膜方法。
2. 第４の温度に制御することにより第１の系に備えられた第４の有機材料の一部を気化させるステップ（ｅ）と、
   第４の有機材料から一部が気化された残部である第５の有機材料を第５の温度に加熱、制御して、さらに前記第５の有機材料の一部を気化させ、前記気化により生成される気体を、前記第１の系と連通される第２の系に移動させ、前記第２の系に備えられた収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第６の有機材料を生成するステップ（ｆ）と、
   前記ステップ（ｆ）を実行しながら、前記第６の有機材料を、第６の温度に制御して気化させて基板に成膜するステップ（ｇ）と、
   を備えることを特徴とする成膜方法。
3. 第１の有機材料が収容され、前記第１の有機材料の温度制御が可能な第１の蒸発源と、
   前記第１の蒸発源に隣接し、前記第１の蒸発源とは独立して温度制御が可能な第２の蒸発源と、
   前記第２の蒸発源内に設けられる、温度制御が可能な収集体と、
   前記第２の蒸発源と隣接し、成膜対象となる基板が設けられる成膜室と、
   前記第１の蒸発源と前記第２の蒸発源の間に設けられ、前記第１の蒸発源と前記第２の蒸発源とを連通又は閉鎖する第１シャッタと、
   前記第２の蒸発源と前記成膜室の間に設けられ、前記第２の蒸発源と前記成膜室とを連通又は閉鎖する第２シャッタと、
   を備え、
   前記第１の蒸発源に収容される第１の有機材料を第１の温度に制御することにより、前記第１の有機材料の一部を気化させ、
   前記気化により生成される気体を、前記第２の蒸発源に移動させ、前記収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第２の有機材料を生成し、
   前記収集体上の前記第２の有機材料を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に制御して、前記第２の有機材料の一部を気化させ、
   前記収集体に残った第３の有機材料を、前記第２の温度よりも高い第３の温度に制御することにより気化させて気体を生成し、
   前記気体を前記成膜室に移動させて前記基板表面に成膜することを特徴とする成膜装置。
4. 第４の有機材料が収容され、前記第４の有機材料の温度制御が可能な第１の蒸発源と、
   前記第１の蒸発源に隣接し、前記第１の蒸発源とは独立して温度制御が可能な第２の蒸発源と、
   前記第２の蒸発源内に設けられる、温度制御が可能な収集体と、
   前記第２の蒸発源と隣接し、成膜対象となる基板が設けられる成膜室と、
   前記第１の蒸発源と前記第２の蒸発源の間に設けられ、前記第１の蒸発源と前記第２の蒸発源とを連通又は閉鎖する第１シャッタと、
   前記第２の蒸発源と前記成膜室の間に設けられ、前記第２の蒸発源と前記成膜室とを連通又は閉鎖する第２シャッタと、
   を備え、
   前記第１の蒸発源を第４の温度に制御することにより、前記第４の有機材料の一部を気化させ、
   前記第４の有機材料の一部が気化された残部である第５の有機材料を第５の温度に加熱、制御して、前記第５の有機材料の一部を気化させ、
   前記気体を前記収集体で冷却し、固体状態または液体状態の第６の有機材料を生成し、
   前記第６の有機材料を、前記第６の温度に制御して気化させて気体を生成し、
   前記気体を成膜室に移動させて、前記基板表面に成膜することを特徴とする成膜装置。

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