JP2013211137A - 真空蒸着方法及びその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】真空蒸着における蒸着材料の利用効率を高めた有機ＥＬデバイスの真空蒸着装置及びその方法を提供する。
【解決手段】有機ＥＬデバイスの真空蒸着装置において、蒸発源のヒータからの輻射熱が直接シャドウマスクを過熱するのを防止するために、水冷式の冷却板をヒータとシャドウマスクとの間に設けることにより、蒸着源とシャドウマスクとの間隔を従来に比べて狭めることを可能にして、蒸発させた有機ＥＬ材料のうち基板上への成膜に使用される割合を高めて蒸着材料の利用効率を高めた。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、真空蒸着膜を形成する方法及びその装置に係り、特に大形の基板上に蒸着材料の使用効率を良くして均一に薄膜を形成するのに好適な真空蒸着方法及びその装置に関する。
有機ＥＬ表示装置や照明装置に用いられる有機ＥＬ素子は、有機材料からなる有機層を上下から陽極と陰極の一対の電極で挟み込んだ構造で、電極に電圧を印加することにより陽極側から正孔が陰極側から電子がそれぞれ有機層に注入されそれらが再結合することにより発光する仕組みになっている。
この有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電化注入層を含む多層膜が積層された構造になっている。この有機層を形成する材料として高分子材料と低分子材料を用いたものがある。このうち低分子材料を用いる場合には、真空蒸着装置を用いて有機薄膜を形成する。
有機ＥＬデバイスの発光特性は有機層の膜厚の影響を大きく受ける。一方、有機薄膜を形成する基板は年々大形化してきている。したがって、真空蒸着装置を用いる場合、大形の基板上にマスクを介して形成される有機薄膜パターンの膜厚を高精度に制御する必要がある。真空蒸着で大形の基板に薄膜を形成する構成として、特許文献１（特開２００４−１５８３３７号公報）には、ライン型の蒸発源を備えた真空蒸着装置において、蒸発源の坩堝の蒸着マスクと対向する面に坩堝の材料よりも熱輻射効率が低い材料による金属めっきを施して坩堝から蒸着マスクへの輻射熱の影響を軽減させることについて記載されている。また、特許文献２(特開２００８−１６９４５６号公報)には発熱体と冷却体とを有する温度制御機構を備えた坩堝を用いて基板上に薄膜を形成する真空蒸着装置が開示されている。
更に、蒸着時に坩堝からの高温の輻射熱で蒸着マスクが加熱されて膨張し基板上に形成されるパターンの位置ずれが発生してしまうが、これを防ぐ方法として特許文献３（特開２００７−１８６７８７号公報）及び特許文献４（特開２００７−１７７３１９号公報）には、坩堝と蒸着マスクとの間に断熱機構を設けることが開示されている。
また、特許文献５（特開平１１−２７４０８１号公報）には、電子ビーム蒸着法において、蒸発源の上部の二次電子吸着板の開口部と上面の一部を水冷式ガンシールドで冷却する構成について開示している。
特開２００４−１５８３３７号公報 特開２００８−１６９４５６号公報 特開２００７−１８６７８７号公報 特開２００７−１７７３１９号公報 特開平１１−２７４０８１号公報
有機ＥＬデバイスの製造コストを低減させる手段の一つとして、真空蒸着により形成する有機層膜の高価な材料の材料使用効率（真空蒸着装置に供給した材料のうち、有機ＥＬデバイスの有機層に使用される割合）を向上させることが挙げられる。
真空蒸着により形成する有機層の材料使用効率を向上させるには、蒸発源と基板との間隔をより小さくして、蒸発源から発生させた蒸着物質が真空蒸着装置の周辺に付着する量を減らすことが効果的である。
しかし、有機ＥＬデバイスを真空蒸着で形成する場合、基板の表面に蒸着マスクを設置して蒸着マスクに形成されたパターンを基板上に転写することを、有機層を形成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電化注入層を含む多層の膜に亘って行うために、各層を形成する際の蒸着マスクにパターンの位置ずれが生じないようにしなければならない。
一方、蒸発源は蒸着材料を気化させるために数百度の高温に加熱される。したがって、この加熱された蒸発源からの輻射熱で蒸着マスクに熱変形を起こさせないようにするためには、蒸発源と蒸着マスクとの間隔を大きく設定するか、又は、蒸発源からの輻射熱が蒸着マスクに直接到達しないように遮蔽する構成を設ける必要がある。
特許文献１にはライン状に並ぶ複数のノズルを設けた蒸発源の上をガラス基板をノズルが並ぶ方向と直角な方向に移動させてガラス基板上に有機薄膜を形成する構成において、蒸発源の坩堝の蒸着マスクと対向する面に坩堝の材料よりも熱輻射効率が低い材料による金属めっきを施して坩堝から蒸着マスクへの輻射熱の影響を軽減させることについて記載されている。
しかし、特許文献１に記載されている構成では、坩堝の蒸着マスクに対向する面を積極的に冷却していないために蒸着を繰り返していくことにより徐々に蒸着マスクの温度が上昇してゆくために坩堝と蒸着マスクとの間隔はある程度以上離さざるを得ず、蒸着材料の利用効率を高めるという点においては不十分である。
また、特許文献２には坩堝の周りに発熱体と冷却体とを設けて蒸発源の温度を制御することが記載されているが、坩堝からの輻射熱で蒸着マスクが加熱されることを積極的に防止することについては記載されていない。
更に、特許文献３及び４には坩堝とヒーターケースからの輻射熱の蒸着マスクへの伝達を抑えるために、坩堝の上部に断熱機能を備えた放射阻止体を設けることが記載されている。そして、この放射阻止体を構成する冷却板は水冷機構を備えた冷却装置に接続している。しかし、引用文献３においては、図１３及び１４のように、坩堝に設けた放射阻止体と蒸着マスクとの間に蒸着材料の単位時間当たりの供給量を測定するセンサ（膜厚モニタ）を設置する構成が記載されているだけで、坩堝に放射阻止体を設けることにより坩堝からの輻射熱を遮断して坩堝と蒸着マスクとの間隔をできるだけ小さくして高価な蒸着材料の材料使用効率を向上させるということについては記載されていない。また特許文献４には、防熱板で坩堝からの熱で基板が複写されるのを防止する構成が開示されているが、蒸着を繰り返していくことにより徐々に蒸着マスクの温度が上昇してゆくことについては考慮されておらず、坩堝と蒸着マスクとの間隔はある程度以上離さざるを得ない。
また、特許文献５に開示されている発明においては、電子ビームで過熱する方式で加熱源である坩堝の上部に設けた比較的大きな開口部から蒸着物質を蒸発させるものであって、蒸着時に２層のシャッタシャッタを開いた時には蒸発源そのものから発生する輻射熱が直接基板に入射してしまい、蒸着時に 蒸発源から発生する輻射熱が直接基板に入射するのを防止することにより蒸発源と基板との間隔を近づけて性幕効率を向上させるということについては考慮されていない。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、有機層膜を構成する高価な材料の材料使用効率を向上させることが可能な真空蒸着方法及びその装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、真空排気されたチャンバ内で、パネル状の基板に加熱により気化された蒸着材料を蒸着する真空蒸着装置において、基板を保持する保持手段と、蒸着材料を気化させて線上に配置した複数のノズルから放出する一方向に長い形状を有する蒸発源と、蒸発源の長い一方向と垂直な方向に蒸発源又は基板を保持する保持手段の少なくとも一方を移動させる移動手段と、蒸発源からの蒸着材料の放出レートを検出する検出手段とを備え、蒸発源には、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、加熱部と保持手段との間に位置して加熱部から発生して基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを備えたことを特徴とする。
また、本発明では、内部を排気して真空状態に維持した処理室内で表面をシャドウマスクで覆った被処理基板の表面に蒸着により薄膜を形成する真空蒸着部を複数備え、真空に維持された雰囲気中で被処理基板を複数の真空蒸着部間で受け渡しする被処理基板受渡部を有する真空蒸着装置において、複数の真空蒸着部のうちの少なくとも一つの真空蒸着部は、線上に配置した複数のノズルを介して蒸発させた材料を処理室内に放出させる蒸発源と、被処理基板をシャドウマスクで覆った状態で保持する基板保持手段と、蒸発源を線上に配置した複数のノズルの配列方向に対して直角な方向に基板保持手段によりシャドウマスクで覆った状態で保持された被処理基板に沿って走査させる蒸発源駆動手段とを備え、蒸発源には、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、加熱部と保持手段との間に位置して加熱部から発生して基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを備えたことを特徴とする。
更に、本発明では、真空排気手段を備えた真空槽と、蒸発させた材料を線上に配置した複数のノズルを介して真空槽の内部に放出させる蒸発源と、被処理基板をシャドウマスクで覆った状態で保持する基板保持手段と、基板保持手段で保持された被処理基板に沿って蒸発源を線上に配置した複数のノズルの配列方向に対して直角な方向に走査させる蒸発源駆動手段と、蒸発源駆動手段により蒸発源と共に移動して蒸発源から放出された材料の放出の状態をモニタするモニタ手段とを備え、蒸発源には、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、加熱部と保持手段との間に位置して加熱部から発生して基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを備えたことを特徴とする。
さらにまた、本発明では、内部を排気して真空状態に維持した第1の処理室内で被処理基板の表面に蒸着により第１の薄膜を形成し、第1の処理室内で蒸着により薄膜を形成した被処理基板を真空に維持された雰囲気中で第２の処理室に受け渡し、第２の処理室内で被処理基板の表面に蒸着により第２の薄膜を形成する真空蒸着方法において、第1の処理室または第２の処理室のうちの少なくとも一つの処理室内において、表面がシャドウマスクで覆われた状態で被処理基板を保持手段で保持し、蒸発源で気化させた蒸着材料を線上に配置した複数のノズルを介して処理室内に放出させ、蒸発源の複数のノズルとシャドウマスクとの間に配置した水冷式の冷却部で蒸発源から発射してシャドウマスクに向かう輻射熱を遮断しながら被処理基板の表面に沿って蒸発源を走査させることによりシャドウマスクで覆われた被処理基板の表面に薄膜を形成するようにした。
本発明によれば、真空蒸着において、有機層膜を構成する高価な材料の材料使用効率を向上させることを可能にし、有機ＥＬデバイスの製造コストを低減させることができた。
本発明の第１の実施例における有機ELデバイス製造装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例における有機ELデバイス製造装置の搬送チャンバと処理チャンバの斜視図である。 シャドウマスクの斜視図である。 本発明の第１の実施例における処理チャンバの側面図である。 本発明の第１の実施例における処理チャンバのＡ−Ａ方向からの正面図である。 本発明の第１の実施例における蒸発源の各ノズルからの蒸発量をモニタするモニタ手段と蒸発源、シャッタの概略の位置関係を示す正面図である。 本発明の第１の実施例における蒸発源と、膜厚モニタ及びシャドウマスク、基板の位置関係を示す側面の断面図である。 従来技術における蒸発源と、膜厚モニタ及びシャドウマスク、基板の位置関係を示す側面の断面図である。 本発明の第２の実施例における基板の蒸着処理の動作を説明するフロー図である。 本発明の第２の実施例における有機ELデバイス製造装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施例における有機ELデバイス製造装置の搬送チャンバと処理チャンバの斜視図である。 本発明の第２の実施例における蒸発源と基板及び蒸発源の各ノズルからの蒸発量をモニタするモニタ手段と蒸発源、シャッタの概略の位置関係を示す正面図である。 本発明の第２の実施例における基板の蒸着処理の動作を説明するフロー図である。
本発明にかかる有機ＥＬデバイスの製造装置を説明する。有機ＥＬデバイスの製造装置は、陽極の上に正孔注入層や正孔輸送層、発光層（有機膜層）、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料の薄膜層を真空蒸着により多層積層して形成する装置である。本発明にかかる有機ＥＬデバイス製造装置は、真空蒸着部に線上に配置した複数のノズルを介して材料を蒸発させる蒸発源と、該蒸発源からの輻射熱を遮断して蒸発源と基板との間隔を狭めることにより基板への蒸着効率を高めて蒸着材料の利用率を向上させると共に蒸着工程のスループットを向上させることを可能にしたことを主な特徴とする。
以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
図１は実施例1にかかる有機ＥＬデバイス製造装置構成の一例を示したものである。本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、処理対象の基板６を搬入する基板搬入部４ａ、搬入された基板６を処理する３つの処理ユニット１Ａ〜１Ｃ、各処理ユニットの内部に設置された搬送アーム５ａ〜５ｃ、隣接する各処理ユニット間（１Ａと１Ｂ，１Ｂと１Ｃ）及び処理ユニット１Ｃと次工程(封止工程)との間に設置された基板受渡室部４ｂ〜ｄを備えて構成されている。各処理ユニット１Ａ〜１Ｃにはそれぞれ４つの処理室１ａ−１〜１ａ−４，１ｂ−１〜１ｂ−４、１ｃ−１〜１ｃ−４と、搬送アーム５ａ〜５ｃを設置した搬送室２ａ〜２ｃを備えている。処理室１ａ−１〜１ａ−４，１ｂ−１〜１ｂ−４、１ｃ−１〜１ｃ−４は各処理ユニット１Ａ〜１Ｃごとにそれぞれ同じ処理を行う。また、各搬送室２ａ〜２ｃと各処理室１ａ−１〜１ａ−４，１ｂ−１〜１ｂ−４、１ｃ−１〜１ｃ−４、基板搬入部４ａ及び基板受渡室部４ｂ〜ｄとの間はゲート弁１０ａ-１〜１０ａ-６、１０ｂ-１〜１０ｂ-６及び１０ｃ-１〜１０ｃ-６で仕切られており、それぞれの空間が図示していない真空排気手段により個別に真空状態が維持されるようになっており、基板搬入部４ａの搬入口４a-1から搬入された基板６は基板受渡部４ｄの排出口４ｄ−１から排出される直前まで、大気にさらされること無く真空雰囲気中を搬送される。
次に、図１に示した構成において基板搬入部４ａから搬入された基板６を処理して基板受渡部４ｄから排出されるまでの処理フローを説明する。
まず、基板搬入部４ａは搬入口４a−１を介して図示していない基板供給ユニットから基板６を受け取る。次に、搬入口４a−１を閉じて、図示していない真空排気手段により基板搬入部４ａの内部を真空に排気した後にゲート弁１０ａ-１を開き、内部を図示していない真空排気手段で真空に排気されている処理ユニット１Ａの搬送室２ａに設置された搬送アーム５ａにより処理ユニット１Ａの内部に基板６を搬入する。次に、ゲート弁１０ａ-１を閉じた後、処理ユニット１Ａの内部において、搬送アーム５ａは処理室１ａ-１〜１ａ-４のうちで基板６が入っていない何れかの処理室、例えば処理室１ａ-１にゲート弁１０ａ-２を開いて基板６を供給する。
基板６が供給された処理室１ａ−１では、搬送アーム５ａが退避した後にゲート弁１０ａ-２を閉じて内部を図示していない真空排気手段で所定の圧力まで高真空に排気した後、真空蒸着により基板６上に薄膜を形成する。
その後、所定の時間真空蒸着を行うことにより基板６上に薄膜を形成した後に基板への真空蒸着を停止し、ゲート弁１０ａ-２を開いて搬送アーム５ａで基板６を処理室１ａ−１から搬送室２ａに取り出し、ゲート弁１０ａ-２を閉じてからゲート弁１０ａ−４を開いて基板受渡部４ｂに基板６を受け渡す。基板受渡部４ｂに基板６を受け渡して搬送アーム５ａが搬送室２ａに退避した後ゲート弁１０ａ−４を閉じ、次にゲート弁１０ｂ−１を開いて搬送室２ｂに設置された搬送アーム５ｂで基板受渡部４ｂに受け渡された基板６を搬送室２ｂの内部に搬入する。以下、処理ユニット１Ａの内部における処理と同様の処理を行った後、基板６を処理ユニット１Ｃに搬入して同様に処理を行う。処理ユニット１Ｃで処理された基板６は、基板受渡部４ｄから図示していない次工程の処理装置に受け渡される。
次に、搬送アームと処理室との間の基板６の受け渡しを、処理ユニット１Ａの搬送アーム５ａと処理室１ａ−１とを例にとって図２を用いて説明する。
処理室の構成は処理内容によって異なるが、処理室１ａ−１では発光材料を蒸着しＥＬ層を形成する場合を説明する。搬送アーム５aは、左右に旋回可能な構造のアーム５１を有し、その先端には基板６を載置して搬送する櫛歯状ハンド５２を装着している。また、搬送アーム５aはベース部５３が搬送室２aの内部に固定されている。
一方、処理室１ａ−１の側には、搬送アーム５aの櫛歯状ハンド５２に載置された基板６を受け取る櫛歯状ハンド９４、櫛歯状ハンド９４で受け取った基板６を旋回させて直立させ基板保持手段８２に移動させてシャドウマスク８１に密着させるモータ９３で駆動される基板旋回手段９１とを備えている。そして、真空蒸着を実施する時には、図示していない真空排気手段により処理室１ａ−１の内部は１０−３〜１０−４Ｐａ程度の高真空状態に維持される。
なお、図２では省略しているが、搬送アーム５aが設置されている搬送室２aと処理室１ａ−１との間は開閉可能なゲート弁１０a-2で仕切られており、搬送アーム５aによる搬送室２aと処理室１ａ−１との間の基板６の受け渡しは、真空に排気された中で行われる。
図３にシャドウマスク８１の構成を示す。シャドウマスク８１は、マスク８１Ｍ、フレーム８１Fとを備えて構成される。図示していないアライメントマーク検出手段で基板６上に形成されたアライメントマーク８４の位置とシャドウマスク８１の窓８５(図２参照)の位置を検出し、基板保持手段８２に固定されたアライメント駆動部８３で、マスク８１Mに形成された窓８５を基板６上に形成されたアライメントマーク８４に位置合せをする。
図４Ａは、処理室１ａ−１の内部の構成を説明する図である。処理室１ａ−１の内部には、蒸発源部７１と蒸発源７１を基板６に沿って移動させる駆動部７２、蒸発源７１からの蒸着材料の蒸発量をモニタする膜厚モニタ２０、基板６をシャドウマスク８１に密着させた状態で保持する基板保持部８２が備えられている。図４Ａにおいて、シャドウマスク８１を保持する手段は省略している。図４Ｂは、第４図(a)において矢印Bの方向から見た図である。
駆動部７２は、蒸発源部７１を一対のガイド軸７６に沿って上下方向に移動させるものであり、大気側に設けられた駆動モータ７２Ｍ、同モータ７２Ｍにより回転駆動され回転するボールネジ７２P、蒸発源部７１に固定されてボールネジ７２Pの回転により蒸発源部７１を上下させるナット７２K及び前記上下時に蒸発源部７１の一対のガイド軸７６上走行を案内する案内ガイド７２Gを備えている。一対のガイド軸７６は、両端を一対の支持板７８で支持されている。また、一対のガイド軸７６の上端部と下端部の近辺は蒸発源部７１から放出された蒸着物質が処理室１ａ−１の内部に拡散するのを防止するためのシャッタ板７４と７５が設けられている。更に、蒸発源部７１には、蒸発源部７１から放出された蒸着物質の基板上での蒸着速度をモニタするためのモニタヘッド４１が支持部材４２で固定されている。
蒸発源部７１の詳細な構成について、従来技術としての図５Ｂを参照しながら図５Ａを用いて説明する。先ず、図５Ａに示した構成において、蒸発源部７１は、蒸発源（坩堝）７１aとヒータ７１Ｈ，蒸発源７１aから気化した蒸着材料を処理室１ａ−１の内部に放出させる開口部開口部７１ａ−３の周囲を覆って蒸着材料が処理室１ａ−１の内部に付着するのを防止するためにカバー７１ｃ、カバー７１ｃを介して蒸発源７１ａからの輻射熱を遮断するリフレクタ７１ｒ、リフレクタ７１ｒから発散される輻射熱を遮断する水冷式の冷却板７１ｗで内部に冷却水の流路７１ｑが形成されている、蒸発源７１aの内部の温度をモニタする温度センサ７１ｓ、蒸発源７１aを保持してナット７２K及び案内ガイド７２Gと繋合しているガイドブロック７１ｇを備えて構成されている。
蒸発源７１aは、空間７１ａに蒸着材料７１Zを収納し、この収納された蒸着材料７１Ｚを外部からヒータ７１Ｈで加熱して気化させる。この気化した蒸着材料は、開口部７１ａ−３を通って処理室１ａ−１の内部に放出される。この開口部７１ａ−３の前方はヒータ７１Ｈで加熱されたカバー７１ｃで覆われており、開口部７１ａ−３から放出された蒸着材料が開口部７１ａ−３の周りに付着して固化するのを防止する。
また、蒸発源７１aはヒータ７１Ｈで数百度に加熱されるために蒸発源７１aからの輻射熱によりガラス基板６の表面を覆っているシャドウマスク８１の金属製のマスク８１Ｍが熱膨張して、熱膨張率の違いにより金属製のマスク８１Ｍに形成されたパターンとガラス基板６上に形成されたパターンとの間に位置ずれを発生させてしまう恐れがある。ガラス基板６上にはパターンが多層に亘って形成されるために、層間で位置ずれが発生すると不良の原因になってしまう。
そこで、この層間の位置ずれが発生するのを防ぐためには、蒸着前に位置合わせされたシャドウマスク８１のパターンと基板６上に形成されたパターンとの位置関係が蒸着中にずれないようにしなければならない。
この位置ずれ発生の原因となるシャドウマスク８１の金属製のマスク８１Ｍと基板６との熱膨張の差が発生するのを防ぐためには、蒸発源７１aからの輻射熱によりマスク８１Ｍを加熱するのを防止すればよいが、特許文献３及び４に記載されているように、従来は図５Ｂに示すような、カバー７１ｃ’の先に取り付けたリフレクタ７１ｒ’だけで行っていた。しかし、リフレクタ７１ｒ’には積極的に温度の上昇を防ぐ手段が無かったために、蒸着を長時間行っていると蒸発源７１aからの輻射熱によりリフレクタ７１ｒ’そのものの温度が次第に上昇してしまう。その対策として、リフレクタ７１ｒ’からの輻射熱によるマスク８１Ｍの加熱を防止するために、リフレクタ７１ｒ’とマスク８１Ｍの間隔、即ち蒸発源７１aとマスク８１Ｍとの間隔を十分に（例えば１００ｍｍ以上）離しておかなければならなかった。
これに対して本発明においては、図５Ａに示すように、リフレクタ７１ｒとマスク８１の間に、更に水冷式の冷却板７１ｗを設けて、図示していない処理室１ａ−１の外部に設けた冷却ユニットで冷却された冷却水または低温の水道水を冷却板７１Ｗの中の管７１ｇの内部を循環させることによりリフレクタ７１ｒからの輻射熱によるマスク８１の加熱を防止した。即ち、水冷式の冷却板７１ｗをリフレクタ７１ｒとマスク８１の間に設けることによりリフレクタ７１ｒからの輻射熱は水冷式の冷却板７１ｗで遮断され、水冷式の冷却板７１ｗに入射したリフレクタ７１ｒからの輻射熱による熱エネルギは冷却水により処理室１ａ−１の外部に排出されるため、水冷式の冷却板７１ｗのマスク８１の側の表面温度は、冷却水の流量によって変るが、比較的低い温度に維持することが可能になる。
これにより、水冷式の冷却板７１ｗの表面の温度はリフレクタ７１ｒの表面温度に比べてはるかに低く制御することができ、水冷式の冷却板７１ｗから発射される輻射熱による金属製のマスク８１に形成されたパターンとガラス基板６上に形成されたパターンとの位置ずれの発生を防止することができるようになった。その結果、蒸発源７１aと基板６との間隔は、シャドウマスク８１のフレーム８１Ｆの厚さと蒸発源７１aと共に基板６に沿って移動するモニタヘッド４１の支持部材４２の寸法でと制限される寸法（例えば５０ｍｍ）まで狭めることが可能になった。また、膜厚モニタ２０の検出値と基板６上の成膜量との関係を予め求めておくことにより、図５Ａに示した構成において、膜厚モニタ２０の一部が水冷式の冷却板７１ｗの陰に隠れるように配置して蒸発源７１aからの蒸発量をモニタしても基板６上の成膜量を推定することができ、蒸発源７１aと基板６との間隔を更に狭めることが可能になる。
その結果、蒸発源７１aから処理室１ａ−１の内部に放出された蒸着材料が実際の成膜に寄与する割合、即ち材料の利用効率を上昇させて高価な蒸着材料を有効に使いことができるようになった。また、材料の利用効率を上昇させたことにより処理室１ａ−１の内部に付着する蒸着材料の量が少なくなったために処理室１ａ−１の内部の汚れの進行が遅くなり、処理室１ａ−１内部の掃除の間隔を伸ばすことができ、装置の稼働率を高めることができるようになった。更に、蒸発源７１aと基板６との間隔を狭めたことにより成膜速度が上昇してスループットを向上させることが可能になった。
なお、本実施例では、蒸発源７１aと水冷式の冷却板７１ｗとの間にリフレクタ７１ｒを設けた構造について説明したが、水冷式の冷却板７１ｗの冷却性能が十分であれば、リフレクタ７１ｒを削除してもよい。
このような構成において、図４Ｃに示すように、蒸発源部７１は真空蒸着を開始する前に上昇端の待機位置ＷＳｕ１から下降してノズル７３が処理室１ａ−１に固定されているシャッタ７５から外れた部分ＷＳｕ２で一旦停止する。この状態で、支持ブロック２２と２３で支持されている水平方向のガイド２１に案内されて移動可能な支持体２５を駆動部２４で駆動することにより、支持体２５に固定された膜厚モニタ２０をライン状に並んだ蒸発源部７１の複数の蒸発源７１aのノズル７３a〜nに沿って一定の速度で移動（スキャン）させて蒸発量をモニタし、このモニタした信号を図示していない制御部に送る。
膜厚モニタ２０は水晶振動子に付着した成膜材料の堆積量に応じた周波数変化に基づいて成膜レートを検出するものである。膜厚モニタ２０の検出面２８は、蒸発源部７１に対する基板保持手段８２により垂直に保持された基板６の表面に対応する位置と同じ平面内（蒸発源部７１と基板６との間隔と同じ間隔）にあるように設置され、基板６の表面に対応する位置の蒸着レート（単位時間当たりに蒸着した膜の厚さ）の蒸発源部７１の長手方向(ノズル７３a〜nの並び方向)の分布を検出できるようになっている。
図していない制御部では、膜厚モニタ２０で検出した各ノズル７３ｉ（ｉ＝a〜n）からの蒸発量に対応した基板表面位置における成膜レートを分析して，各ノズル７３ｉ（ｉ＝a〜n）からの蒸発の状態をチェックし、他に比べて検出信号が小さいノズルを特定したり、全てのノズルからの検出信号レベルを予め設定した基準レベルと比較して蒸発量の過多をチェックすることができる。
このようにして蒸発された蒸着材料の個々のノズル７３ｉ（ｉ＝a〜n）から処理室内部への放出の状態をチェックすることができるので、より細かな蒸着レートの制御、すなわち基板上に成膜される薄膜の膜厚分布の均一性を向上させることができる。
膜厚モニタ２０をスキャンさせて蒸発源７１aで蒸発された蒸着材料のノズル７３a〜nから処理室内部への放出の状態をチェックし、異常が無いことを確認した後、上下駆動手段７２で蒸発源部７１を一定の速度で下降させ、対向する面に設置された基板６上にシャドウマスク８１を介して発光材料を蒸着させる。蒸発源部７１は、対向する基板６を超えて下降端の待機位置ＷＳuに達し、前面をシャッタ７５で覆われた状態で次の基板への蒸着の開始を待つ。
本実施例においては、膜厚モニタ２０を蒸発源部７１の上昇端の待機位置ＷＳu１に近い側にしか設けていないので、蒸発源部７１が下降端側の待機位置ＷＳlから上昇を開始するときには蒸発量のモニタは行わない。
図６は、このような構成による処理チャンバ１の処理フローを示した図である。本実施形態での処理の基本的な考え方として、基板の蒸着面を上面にして搬送し、上面搬送された基板６を垂直にたてて、アライメント部８に搬送し、蒸着する。搬送時基板６の下面が蒸着面であるならば反転する必要があるが、上面が蒸着面であるので垂直にたてるだけでよい。
まず、基板６を搬入し(Ｓ６０１)、基板６を垂直に立ててアライメント部８に移動し(Ｓ６０２)、基板６とシャドウマスク８１との位置合せを行なう(Ｓ６０３)。このとき、基板６は蒸着面を上にして搬送されるので、垂直に立てて直ぐに位置合せを行なうことができる。位置合せは、図３の引出し図に示すように、CCDカメラ（図示せず）で撮像し、基板6に設けられたアライメントマーク８４がマスク８１Ｍに設けられた窓８５の中心にくるように、シャドウマスク８１を前記アライメント駆動部８３で制御することによって行なう。窓８５の大きさは色によって異なるが平均して幅数１００μｍ程度である。マスク８１Ｍの厚さは数１０〜数１００μｍであり、今後さらに薄くなる傾向にある。
基板６が搬入されている間、蒸発源部７１は上昇端の待機位置ＷＳu1に退避しており、各ノズル７３a〜nの前はシャッタ７４で覆われている。次に基板６の位置合わせが完了すると蒸発源部７１は上昇端の待機位置ＷＳu1から下降してシャッタ７４から外れた位置ＷＳu2まで移動して停止し(Ｓ６０４)、各蒸発源７１a〜nから蒸発した成膜材料が各ノズル７３a〜nから処理チャンバ１の内部に放出される。
この状態で膜厚モニタ２０が各ノズル７３a〜nに沿ってスキャンを開始して(Ｓ６０５)、基板６の表面に対応する各位置の蒸着レートをモニタして各ノズル７３a〜nから処理室内部への蒸発された成膜材料の放出の状態を検出する(Ｓ６０６)。膜厚モニタ２０のスキャンが終了する(Ｓ６０７)と、制御部５０で各ノズル７３a〜n及び全体の蒸着レートをチェックして(Ｓ６０８)、異常がある場合には原因がノズル７３a〜nの詰りであるのかヒータ７１Ｈの印加電圧異常であるのかを判断し(Ｓ６０９)、ヒータ７１Ｈの印加電圧異常の場合にはヒータ７１Ｈの印加電圧にフィードバックする(Ｓ６１０)。一方、ノズル７３a〜nの詰りである場合には、警報を発して異常を知らせる(Ｓ６１１)。
膜厚モニタ２０による各ノズル７３a〜nからの蒸発量のチェックと、シャドウマスク８１と基板６との位置合せとが終了したら、上下駆動手段７２で駆動して蒸発源部７１を下方への移動を開始し（Ｓ６１２）、蒸発源部７１を一定の速度で移動させながら蒸発させた蒸発材料７１Zを各ノズル７３a〜nから処理チャンバ１の内部に放出させシャドウマスク８１を解して基板上に蒸着させて薄膜を形成する(Ｓ６１３)。蒸発源部７１が下端まで達すると蒸発源部７１の下降を停止し(Ｓ６１４)、基板６の蒸着を完了すると、下降端の待機位置ＷＳｌで蒸発源部７１の各ノズル７３a〜nはシャッタ７５で覆われた状態で次の基板への蒸着を開始するまで待機する。次に基板６を処理チャンバ１から搬出し（Ｓ６１５）、次の新たな基板６’の搬入を待つ。
次に、新たな基板６’が搬入され(Ｓ６１６)、新たな基板６’が垂直に保持され、(Ｓ６１７)、シャドウマスクとの位置合わせが完了すると(Ｓ６１８) 、上下駆動手段７２で駆動して蒸発源部７１の上方への移動を開始し（Ｓ６１９）、蒸発源部７１を一定の速度で移動させながら蒸発させた蒸発材料７１Zを各ノズル７３a〜nから処理チャンバ１の内部に放出させシャドウマスク８１を解して基板上に蒸着させて薄膜を形成する(Ｓ６２０)。蒸発源部７１が上端まで達すると蒸発源部７１の上昇を停止し(Ｓ６２１)、新たな基板６’の蒸着を完了し、蒸着を完了した基板６’を搬出する。ここで、新たな基板６’の蒸着を開始する時点において、蒸発源部７１は下降端側にあり、加工端側には膜厚モニタ２０が設置されていないので、蒸発源部７１が上昇を開始する前の各ノズル７３a〜nからの蒸発量のモニタは行われない。すなわち(Ｓ７０４)〜(Ｓ７１１)までのフローに対応する処理は行われない。
その後、上記フローを繰返して行なう。
以上に説明した実施形態によれば、基板６の表面における蒸発源部７１の各ノズル７３a〜nの並び方向の蒸着レート分布をモニタして各ノズル７３a〜nからの蒸着物質の放出量を調整することにより、膜厚の分布が均一で信頼性の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供することができる。
上記の実施形態は全て基板６の蒸着面を上にして搬送する場合について説明した。その他の基板の搬送方法としては、蒸着面を下にして搬送する方法、基板をケース等に入れて立てて搬送する方法がある。
しかしながら、上記した基板表面に対応する位置における蒸着レートの分布を検出して蒸発源の各ノズルからの蒸着物質の放出量を調整するという基本的な考え方は、搬送方法には関係ないので、搬送方法の如何に関わらず本発明を適用できる。
また、上記説明では有機ELデバイスを例に説明したが、有機ELデバイスと同じ背景にある蒸着処理をする成膜装置および成膜方法にも適用できる。
実施例１においては、真空蒸着チャンバ１bu内で基板６を１枚ずつ処理する例を説明したが、実施例２においては、真空蒸着チャンバ１bu内に基板保持手段８２を２組設けてその間を蒸発源が移動して順次成膜する構成とし、一方の基板保持手段８２Ｒで保持した基板を処理している間に他の基板保持手段８２Ｌに別の基板をセットしてシャドウマスク８１と、基板６との位置あわせを済ませることにより、装置のスループットを向上させる構成について説明する。
実施例２において実施例１と異なるところは、真空蒸着チャンバ１buの内部において、シャドウマスク８１と基板保持手段８２、櫛歯状ハンド９４、基板旋回手段９３とをそれぞれ右側Rラインと左側Lラインの２系統備えて構成した点にある。
実施例１と重複する部分については説明を省略し、実施例１と異なる点について説明する。
図７は、実施例２にかかる有機ＥＬデバイス製造装置構成の一例を示したものである。本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、処理対象の基板６を搬入する基板搬入部４ａ、搬入された基板６を処理する３つの処理ユニット７Ａ〜７Ｃ、各処理ユニットの内部に設置された搬送アーム７０５ａ〜７０５ｃ、隣接する各処理ユニット間（７Ａと７Ｂ，７Ｂと７Ｃ）及び処理ユニット７Ｃと次工程(封止工程)との間に設置された基板受渡室部７０４ｂ〜ｄを備えて構成されている。各処理ユニット７Ａ〜７Ｃにはそれぞれ２つの処理室７１ａと７１ｂ、７２ａと７２ｂ,７３ａと７３ｂと、搬送アーム７０５ａ〜７０５ｃを設置した搬送室７０２ａ〜７０２ｃを備えている。処理室７１ａと７１ｂ、７２ａと７２ｂ,７３ａと７３ｂとは、それぞれ基板保持手段を２組備えており、各処理ユニット７Ａ〜７Ｃごとにそれぞれ同じ処理を行う。
また、各搬送室７０２ａ〜７０２ｃと各処理室７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ,７３ｂ、基板搬入部７０４ａ及び基板受渡室部７０４ｂ〜ｄとの間はゲート弁７１０ａ-１〜７１０ａ-４、７１０ｂ-１〜７１０ｂ-４及び７１０ｃ-１〜７１０ｃ-４で仕切られており、それぞれの空間が図示していない真空排気手段により個別に真空状態が維持されるようになっており、基板搬入部７０４ａの搬入口７０４ａ−１から搬入された基板６は基板受渡部７０４ｄの搬出口７０４ｄ−１から排出される直前まで、大気にさらされること無く真空雰囲気中を搬送される。
次に、図７に示した構成において基板搬入部７０４ａから搬入された基板６を処理して基板受渡部７０４ｄから排出されるまでの処理フローを説明する。
まず、基板搬入部７０４ａは搬入口７０４ａ−１から図示していない基板供給ユニットから基板を受け取る。次に、内部を図示していない真空排気手段により基板搬入部７０４ａの内部を真空に排気した後にゲート弁７１０ａ-１を開き、内部を図示していない真空排気手段で真空に排気されている処理ユニット７Ａの搬送室７０２ａに設置された搬送アーム７０５ａにより処理ユニット７Ａの内部に基板６を搬入する。次にゲート弁７１０ａ-１を閉じて、処理ユニット７Ａの内部において、搬送アーム７０５ａは処理室７１ａ又は７１ｂのうちで基板６が保持されていない何れかの基板処理部の保持手段、例えば処理室７１ａの基板処理部７０１ａ-１の保持手段にゲート弁７１０ａ-２を開いて基板６を供給する。
基板６が供給された処理室７１ａの基板処理部７０１ａ-１では、搬送アーム７０５ａが退避した後にゲート弁７１０ａ-２を閉じて内部を図示していない真空排気手段で所定の圧力まで高真空に排気した後、真空蒸着により基板６上に薄膜を形成する。
その後、所定の時間真空蒸着を行うことにより基板６上に薄膜を形成した後に基板への真空蒸着を停止し、ゲート弁７１０ａ-２を開いて搬送アーム７０５ａで基板６を基板処理部７０１ａ-１から搬送室７０２ａに取り出し、ゲート弁７１０ａ-２を閉じてからゲート弁７１０ａ−３を開いて基板受渡部７０４ｂに基板６を受け渡す。基板受渡部７０４ｂに基板６を受け渡して搬送アーム７０５ａが搬送室７０２ａに退避した後ゲート弁７１０ａ−３を閉じ、次にゲート弁７１０ｂ−１を開いて搬送室７０２ｂに設置された搬送アーム７０５ｂで基板受渡部７０４４ｂに受け渡された基板６を搬送室７０２ｂの内部に搬入する。以下、処理ユニット７Ａの内部における処理と同様の処理を行った後、基板６を処理ユニット７Ｃに搬入して同様に処理を行う。処理ユニット７Ｃで処理された基板６は、基板受渡部７０４ｄから図示していない次工程の処理装置に受け渡される。
図８は、第２の実施例に基づく搬送チャンバと処理チャンバの構成の概要を示す。
処理チャンバの構成は処理内容によって異なるが、真空で発光材料を蒸着しＥＬ層を形成する真空蒸着チャンバ７Ａを例にとって説明する。搬送チャンバ７０２ａの内部に設置された搬送ロボット７０５ａは、左右に旋回可能な構造のアーム８５１を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド８５２を装着し、ベース部８０５が搬送チャンバ７０２ａの内部に固定されている。
一方、処理チャンバ７１ａの内部には、大別して発光材料を蒸発させ基板６に蒸着させる蒸発源部８７１とこの蒸発源部８７１を基板保持手段８８２Ｒまたは８８２Ｌにより垂直に保持された基板６に沿って基板６と平行に上下方向に駆動させる上下駆動部８７６と、基板６の必要な部分に発光材料を蒸着させるシャドウマスク８１と、基板６を搬送ロボット７０５ａとの間で受渡しを行う櫛歯状ハンド８９４と、櫛歯状ハンド８９４で受け取った基板６を旋回させて直立させ基板保持手段８８２に移動させるモータ８９３で駆動される基板旋回手段８９１と、蒸発源部８７１をLラインとRラインとの間をレール８７５に沿って移動させる駆動部８７６とを備えている。そして、真空蒸着を実施する時には、図示していない真空排気ポンプにより内部が１０−３〜１０−４Ｐａ程度の高真空状態に維持される。
なお、図８では省略しているが、搬送チャンバ７０２ａと処理チャンバ７１ａとは開閉可能なゲート弁７１０ａ−２で仕切られている。
また図９に示すように、蒸発源部８７１は、左右駆動手段８５６によりレール８５７に沿って左右のアライメント部ＬとＲとの間を移動する。蒸発部８７１の左右のアライメント部ＬとＲとの間の移動経路の途中には、膜厚モニタ８２０が設置されており、膜厚モニタ８２０の検出面８２１は、基板保持手段８２Ｒまたは８２Ｌにより垂直に保持された基板６の表面と同じ平面内にあるように設定されている。左右駆動手段８５６で駆動されてレール８５７に沿って左右のアライメント部ＬとＲとの間を蒸発源部８７１が一定の速度で移動するときに、蒸発源部８７１の各ノズル８７３a〜nが膜厚モニタ８２０の直前を通過して各ノズル８７３a〜nからの蒸発量が膜厚の変化として膜厚モニタ８２０で検出され、この検出された信号は図示していない制御部に送られ、予め設定した基準レベルと比較して蒸着量の過多及び分布をチェックすることができる。
蒸発源部８７１の詳細な構成は、第１の実施例において図５を用いて説明したものと基本的に同じである。
図１０は、第２の実施例における処理チャンバ７１ａでの処理フローを示した図である。本実施形態での処理の基本的な考え方として第１の実施例で説明したことと同様に、基板６の蒸着面を上面にして搬送アーム７０５ａで搬送し、上面搬送された基板６を基板旋回手段８９１で垂直にたてて基板保持手段８８２で保持してアライメント部Ｌ又はＲに搬送し、蒸着する。搬送時基板６の下面が蒸着面であるならば反転する必要があるが、上面が蒸着面であるので垂直にたてるだけでよい。
また、本実施例においては、蒸着する工程に要する時間と、処理チャンバ７１ａへ基板６を搬入してアライメントを完了するまでに要する時間とが略同じであり、本実施形態ではそれぞれ約１分である。そこで、本実施形態での処理の他の基本的な考え方は、一方のラインＬ又はＲで蒸着している間に、他方のラインＲ又はＬでは処理を終えた基板を搬出して新たな基板を搬入し、位置合せをし、蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、蒸発源の待機時間を短くすることが可能になり、大気中に材料が無駄に蒸発している時間を減少させることができる。
その処理フローを図１０を用いて詳細に説明する。まず、Rラインにおいて、基板６Rを搬入し(Ｓ１００１Ｒ)、基板６Rを垂直に立ててアライメント部８Rに移動し(Ｓ１００２Ｒ)、基板６とシャドウマスク８１との位置合せを行なう(Ｓ１００３Ｒ)。このとき、垂直に立てて直ぐに位置合せを行なうために、蒸着面を上にして基板６を搬送する。位置合せは、実施例１で説明したのと同様に、図８の引出し図に示すように、ＣＣＤカメラなどの撮像手段(図示せず)で撮像し、基板6に設けられたアライメントマーク８４がシャドウマスク８１R設けられた窓８５の中心にくるように、シャドウマスク８１Rを前記アライメント駆動部８３Ｒで制御することによって行なう。本蒸着が赤(Ｒ)を発光させる材料であるならば、図３に示すようにシャドウマスク８１Rのマスク８１MのＲに対応する部分に窓があいており、基板６は窓の下にある部分が蒸着されることになる。
位置合せが終了したら、Lライン側で待機してシャッタ９７４Lで前面を覆われていた蒸発源部８７１を左右駆動手段８５６で駆動してレール８５７に沿ってRライン側に移動させる(Ｓ１００１Ｅ)。このとき蒸発源部８７１はＬライン側とＲライン側との間を一定の速度で移動し、シャッタ９７４Lから外れた位置で蒸発源８７１aの各ノズル８７３a〜nが膜厚モニタ８２０の直前を通過することにより各ノズル８７３a〜nからの蒸発量が膜厚の変化、すなわち蒸着レートとして膜厚モニタ８２０で検出され(Ｓ１００２Ｅ)、この検出された信号は図示していない制御部に送られる。
蒸発源部８７１のＲライン側への移動が完了(Ｓ１００３Ｅ)した後、図示していない制御部で各ノズル８７３a〜n及び全体の蒸発量に異常が無いかチェックして(Ｓ１００４Ｅ)、異常がある場合には原因がノズル８７３a〜nの詰りであるのかヒータ７１Ｈの印加電圧異常であるのか（ヒータ７１Ｈの制御で対応可能か）を判断し(Ｓ１００５Ｅ)、ヒータ７１Ｈの印加電圧異常の場合にはヒータ７１Ｈの印加電圧にフィードバックする(Ｓ１００６Ｅ)。一方、ノズル８７３a〜nの詰りである場合には、警報を発して異常を知らせる(Ｓ１００７Ｅ)。
膜厚モニタ８２０による各ノズル８７３a〜nからの蒸発量のチェックが終わりRライン側の待機位置で蒸発源部８７１の各ノズル７３a〜nがシャッタ９７４Rで覆われた状態で、シャドウマスク８１と基板６Rとの位置合せが終了したら、上下駆動手段８７２で駆動して蒸発源部８７１を上方に連続的な移動を開始し(Ｓ１００４Ｒ)、シャッタ８７４Rから外れた位置で蒸発させた蒸発材料７１Zを各ノズル８７３a〜nから処理チャンバ７１ａの内部に放出させてシャドウマスク８１を介して基板６R上に蒸着させ、薄膜を形成する(Ｓ１００５Ｒ)。蒸発源部８７１が一対のレール８７６の上端付近まで達して基板６Rの蒸着を完了すると蒸発源部８７１の上方への移動は停止し（Ｓ１００６Ｒ）、一対のガイド軸８７６Rの上端部で蒸発源部８７１の各ノズル７３a〜nがシャッタ９７５Rで覆われた状態で待機する。
一方、Ｒラインで基板６Ｒに蒸着中に、ＬラインではＲラインの(Ｓ１００１Ｒ)から(Ｓ０１０３Ｒ)までと同様の処理を行なう。すなわち、他の基板６Lを搬入し(Ｓ１００１Ｌ)、当該基板６Ｌを垂直に立ててアライメント部８Ｌに移動し(Ｓ１００２Ｌ)、シャドウマスク８１Ｌとの位置合せを行なう(Ｓ１００３Ｌ)。
Ｒラインの基板６Ｒの蒸着を完了して一対のガイド軸８７６の上端部で待機している蒸発源部８７１は、基板６Lとシャドウマスク８１Ｌとの位置合せが終了したのを確認して、駆動部８５６で駆動されてレール８７５に沿ってＬライン側に移動し (Ｓ１００８Ｅ)、前面(各ノズル７３a〜nが設けられた面)がシャッタ９７５Ｌで覆われた状態になる。ここで、Ｒライン側からＬライン側に移動するときに、蒸発源部８７１は一対のガイド軸８７６の上端部で待機しているために、膜厚モニタ８２０による各ノズル７３a〜nからの蒸発量のチェックは行われない。また、シャッタ８７５Ｒと８７５Ｌとは分離せずに、連続した一体で形成しても良い。その場合、蒸発源部８７１は各ノズル７３a〜nが設けられた面（前面）をシャッタで覆われた状態でＲライン側からＬライン側へ移動する。
次に、Lライン側に到達した蒸発源部８７１は上下駆動手段８８３で駆動されて下方に移動を開始して(Ｓ１００４Ｌ)、シャッタ９７５Ｌによる覆いを外れたところから蒸発させた蒸発材料７１Ｚを各ノズル７３a〜nから処理チャンバ７１ａの内部に放出させシャドウマスク８１を介して基板６L上に蒸着させて薄膜を形成し (Ｓ１００５Ｌ)、蒸発源部８７１が一対のレール８７６の下端付近まで達して基板６Ｌの蒸着を完了すると蒸発源部８７１の下方への移動を停止し（Ｓ１００６Ｌ）、一対のガイド軸８７６の下端部で蒸発源部８７１の各ノズル７３a〜nがシャッタ９７４Ｌで覆われた状態で待機する。
一方、Ｒラインにおいては、蒸発源部８７１がＬライン側に移動を完了したのを確認して、基板６Ｒの処理チャンバ７１ａからの搬出動作を開始する(Ｓ１００７Ｒ)。その後新たな基板６Ｒ’を搬入し(Ｓ１００８Ｒ)、基盤６Ｒ’を垂直に立ててアライメント部８Ｒに移動し(Ｓ１００９Ｒ)、基板６Ｒ’とシャドウマスク８１Ｒとの位置合わせを行う(Ｓ１０１０Ｒ)。
その後、上記フローを繰返して行なう。
本実施例に拠れば、第１の実施例でも説明したように、水冷式の冷却板７１ｗで蒸発源７１aからの輻射熱でマスク８１が加熱されるのを防止できるために、リフレクタ７１ｒだけで蒸発源７１aからの輻射熱を遮断する場合に比べて蒸発源７１aと基板６との間隔を狭めることを可能にしたことに加えて、蒸発源部８７１の移動時間を除いて無駄に蒸着材料を使用することなく基板上に蒸着膜を形成することができるようになり、蒸着材料が実際の成膜に寄与する割合、即ち材料の利用効率を上昇させて高価な蒸着材料を有効に使いことができるようになった。
また、１つの蒸発源で２枚の基板を順次処理できるので、従来に比べてより少ない数の蒸発源で基板を処理できるようになり、設備を小型化できると共に、消費電力を低減することが可能になった。
また、材料の利用効率を上昇させたことにより処理室７１ａの内部に付着する蒸着材料の量が少なくなったために処理室７１ａの内部の汚れの進行が遅くなり、処理室７１ａ内部の掃除の間隔を伸ばすことができ、装置の稼働率を高めることができるようになった。更に、蒸発源８７１aと基板６との間隔を狭めたことにより成膜速度が上昇してスループットを向上させることが可能になった。
なお、本実施例においても、水冷式の冷却板７１ｗの冷却性能が十分であれば、リフレクタ７１ｒを削除してもよい。
上記した実施例では、真空蒸着により有機ＥＬ膜を基板上に形成する装置の例を説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、有機ＥＬ以外の蒸着薄膜、例えば金属薄膜や、無機材料系の薄膜の形成にも適用できる。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ・・・処理ユニット 1a-１〜４、１ｂ-１〜４、１ｃ-１〜４、７０１a-１〜４、７０１ｂ-１〜４、７０１ｃ-１〜４・・・処理室 ２a〜ｃ、７０２a〜ｃ・・・搬送室 ４ａ、７０４ａ・・・基板搬入部 ４ｂ〜ｄ，７０４ｂ〜ｄ・・・基板受渡室 ５ａ〜ｃ，７０５ａ〜ｃ・・・搬送アーム ６・・・基板 １０ａ-１〜６、１０ｂ-１〜６、１０ｃ-１〜６，７１０ａ-１〜６、７１０ｂ-１〜６、７１０ｃ-１〜６・・・ゲート弁 ２０、８２０・・・膜厚モニタ ２１・・・水平方向ガイド ２４・・・駆動部 ４１・・・モニタヘッド ４２・・・支持部材 ７１・・・蒸発源部 ７１ａ・・・蒸発源 ７１ａ-１，７１ａ-２・・・空間 ７１ａ-３,７３ｉ,８７３ａ〜n・・・開口部 ７１ｂ・・・仕切り板 ７１ｃ・・・カバー ７１Ｈ・・・ヒータ ７１ｒ・・・リフレクタ ７１ｑ・・・流路 ７１ｓ・・・温度センサ ７１ｗ・・・水冷式の冷却板 ７２・・・上下駆動手段 ７３ａ〜n・・・蒸発源のノズル ７４、７５、９７４Ｒ、９７４Ｌ、９７５Ｒ、９７５Ｌ・・・シャッタ ７６・・・ガイド軸 ８１・・・シャドウマスク ８２・・・基板保持手段 ８７５・・・レール ８７６・・・左右駆動手段。

Claims (12)

  1. 真空排気されたチャンバ内において、パネル状の基板に加熱により気化された蒸着材料を蒸着する真空蒸着装置であって、
    基板を保持する保持手段と、
    蒸着材料を気化させて線上に配置した複数のノズルから放出する一方向に長い形状を有する蒸発源と、
    前記蒸発源の長い一方向と垂直な方向に前記蒸発源又は前記基板を保持する保持手段の少なくとも一方を移動させる移動手段と、
    前記蒸発源からの前記蒸着材料の放出レートを検出する検出手段と
    を備え、前記蒸発源は、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、該収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、該加熱部と前記保持手段との間に位置して前記加熱部から発生して前記基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを有することを特徴とする真空蒸着装置。
  2. 前記真空蒸着装置は前記基板を保持する保持手段を２組備え、前記蒸発源を該蒸発源の長い一方向と平行な方向に駆動して前記２組の保持手段の間で往復移動させる第２の移動手段とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。
  3. 内部を排気して真空状態に維持した処理室内で表面をシャドウマスクで覆った被処理基板の表面に蒸着により薄膜を形成する真空蒸着部を複数備え、真空に維持された雰囲気中で前記被処理基板を前記複数の真空蒸着部間で受け渡しする被処理基板受渡部を有する真空蒸着装置であって、
    前記複数の真空蒸着部のうちの少なくとも一つの真空蒸着部は、
    線上に配置した複数のノズルを介して蒸発させた材料を前記処理室内に放出させる蒸発源と、
    前記被処理基板を前記シャドウマスクで覆った状態で保持する基板保持手段と、
    前記蒸発源を前記線上に配置した複数のノズルの配列方向に対して直角な方向に前記基板保持手段によりシャドウマスクで覆った状態で保持された被処理基板に沿って走査させる蒸発源駆動手段と、
    を備え、前記蒸発源は、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、該収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、該加熱部と前記保持手段との間に位置して前記加熱部から発生して前記基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを有することを特徴とする真空蒸着装置。
  4. 前記少なくとも一つの真空蒸着部は、前記基板保持手段を２組有し、前記蒸発源を前記２組の基板保持手段の間で移動させる移動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の真空蒸着装置。
  5. 真空排気手段を備えた真空槽と、
    蒸発させた材料を線上に配置した複数のノズルを介して前記真空槽の内部に放出させる蒸発源と、
    被処理基板をシャドウマスクで覆った状態で保持する基板保持手段と、
    前記基板保持手段で保持された被処理基板に沿って前記蒸発源を前記線上に配置した複数のノズルの配列方向に対して直角な方向に走査させる蒸発源駆動手段と、
    該蒸発源駆動手段により前記蒸発源と共に移動して該蒸発源から放出された前記材料の放出の状態をモニタするモニタ手段と、
    を備え、前記蒸発源は、蒸発材用を収納する蒸発材収納部と、該収納部に収納された蒸発材料を加熱する加熱部と、該加熱部と前記保持手段との間に位置して前記加熱部から発生して前記基板に向かう輻射熱を遮断する内部に冷却水の通路を備えた冷却部とを有することを特徴とする真空蒸着装置。
  6. 前記基板保持手段を２組備え、前記蒸発源を前記２組の保持手段の間で往復移動させる移動手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載の真空蒸着装置。
  7. 前記加熱部と前記冷却部との間に前記加熱部から発射された輻射熱を反射する反射板を更に備えることを特徴とする請求項１又は３又は５の何れかに記載の真空蒸着装置。
  8. 前記蒸発源の長手方向に沿って該蒸発源に対して相対的に移動して該蒸発源の線上に配置した複数のノズルからの前記材料の放出の状態をモニタする第２のモニタ手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は３又は５の何れかに記載の真空蒸着装置。
  9. 内部を排気して真空状態に維持した第1の処理室内で被処理基板の表面に蒸着により第１の薄膜を形成し、該第1の処理室内で蒸着により薄膜を形成した被処理基板を真空に維持された雰囲気中で第２の処理室に受け渡し、該第２の処理室内で前記被処理基板の表面に蒸着により第２の薄膜を形成する真空蒸着方法であって、
    前記第1の処理室または前記第２の処理室のうちの少なくとも一つの処理室内において、表面がシャドウマスクで覆われた状態で被処理基板を保持手段で保持し、蒸発源で気化させた蒸着材料を線上に配置した複数のノズルを介して前記処理室内に放出させ、前記蒸発源の複数のノズルと前記シャドウマスクとの間に配置した水冷式の冷却部で前記蒸発源から発射して前記シャドウマスクに向かう輻射熱を遮断しながら前記被処理基板の表面に沿って前記蒸発源を走査させることにより前記シャドウマスクで覆われた被処理基板の表面に薄膜を形成することを特徴とする真空蒸着方法。
  10. 表面がシャドウマスクで覆われた状態で被処理基板を保持手段で保持し、蒸発源に線上に配置した複数のノズルを介して材料を蒸発させ、前記蒸発源の複数のノズルと前記シャドウマスクとの間に配置した水冷式の冷却部で前記蒸発源から発射して前記シャドウマスクに向かう輻射熱を遮断しながら前記被処理基板の表面に沿って前記蒸発源を走査させることにより前記シャドウマスクで覆われた被処理基板の表面に薄膜を形成することを特徴とする真空蒸着方法。
  11. 前記蒸発源の複数のノズルと前記水冷式の冷却部との間に反射板を設けて前記蒸発源から発射された輻射熱を前記反射板で反射するとともに、前記蒸発源から発射された輻射熱により加熱された前記反射板からの輻射熱を前記水冷式の冷却部で遮断することを特徴とする請求項９又は１０の何れかに記載の真空蒸着方法。
  12. 前記材料の放出の状態をモニタするモニタ手段を前記蒸発源に配置した複数のノズルの線上の方向に沿って該蒸発源に対して相対的に移動させることにより前記複数のノズルからの前記材料の放出の状態をモニタすることを特徴とする請求項９又は１０の何れかに記載の真空蒸着方法。
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