JP2014095131A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014095131A JP2014095131A JP2012247783A JP2012247783A JP2014095131A JP 2014095131 A JP2014095131 A JP 2014095131A JP 2012247783 A JP2012247783 A JP 2012247783A JP 2012247783 A JP2012247783 A JP 2012247783A JP 2014095131 A JP2014095131 A JP 2014095131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- substrate
- forming apparatus
- pressure
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title abstract description 17
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 153
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 169
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 120
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 61
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 47
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 30
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- DKHNGUNXLDCATP-UHFFFAOYSA-N dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile Chemical compound C12=NC(C#N)=C(C#N)N=C2C2=NC(C#N)=C(C#N)N=C2C2=C1N=C(C#N)C(C#N)=N2 DKHNGUNXLDCATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/12—Organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
Abstract
【課題】隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えること。
【解決手段】成膜装置は、処理容器と、搬送機構と、複数の蒸着ヘッドと、仕切り壁と、排気機構とを備えた。処理容器は、基板を処理するための処理室を画成する。搬送機構は、処理室において所定方向に延びる搬送経路上で基板を搬送する。複数の蒸着ヘッドは、所定方向に沿って処理室に配置され、搬送機構によって搬送経路上で搬送される基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。排気機構は、各収容室に設けられた排気口を介して各収容室に接続され、蒸着ヘッドの周囲を排気する。
【選択図】図1
【解決手段】成膜装置は、処理容器と、搬送機構と、複数の蒸着ヘッドと、仕切り壁と、排気機構とを備えた。処理容器は、基板を処理するための処理室を画成する。搬送機構は、処理室において所定方向に延びる搬送経路上で基板を搬送する。複数の蒸着ヘッドは、所定方向に沿って処理室に配置され、搬送機構によって搬送経路上で搬送される基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。排気機構は、各収容室に設けられた排気口を介して各収容室に接続され、蒸着ヘッドの周囲を排気する。
【選択図】図1
Description
本発明の種々の側面及び実施形態は成膜装置に関するものである。
近年、有機EL(Electro−Luminescence)素子を利用した有機ELディスプレイが注目されている。有機ELディスプレイに利用される有機EL素子は、自発光し、反応速度が速く、消費電力が低い等の特徴を有しているため、バックライトを必要とせず、例えば、携帯型機器の表示部等への応用が期待されている。
有機EL素子の成膜には、気化された蒸着材料の蒸気を供給して基板上に蒸着膜を成膜する成膜装置が用いられる場合がある。ここで、蒸着材料は、例えば、有機EL素子などの有機材料である。成膜装置は、例えば、基板を処理するための処理室を画成する処理容器、処理室において基板を搬送する搬送機構、及び、基板の搬送方向に沿って配置され、基板の被成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを順に噴射する複数の蒸着ヘッド等を備える。また、成膜装置は、処理室を減圧するための排気機構等を備える。
ところで、このような成膜装置においては、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避するために、蒸着ヘッド間を隔離することが求められる。この点、特許文献1には、所定の高さを有する仕切り壁を蒸着ヘッド間に設け、この仕切り壁により隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽することが開示されている。
しかしながら、従来技術では、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えることまでは考慮されていない。
すなわち、従来技術のように、所定の高さを有する仕切り壁を蒸着ヘッド間に設けるだけでは、仕切り壁を越えて流れる蒸気を遮蔽することが困難であるため、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入が発生する恐れがある。また、従来技術では、仕切り壁により排気機構へ向かう気体の流れが妨げられるため、蒸着ヘッドの周囲の排気効率が低下する恐れがある。
本発明の一側面に係る成膜装置は、処理容器と、搬送機構と、複数の蒸着ヘッドと、仕切り壁と、排気機構とを備えた。処理容器は、基板を処理するための処理室を画成する。搬送機構は、前記処理室において所定方向に延びる搬送経路上で前記基板を搬送する。複数の蒸着ヘッドは、前記所定方向に沿って前記処理室に配置され、前記搬送機構によって前記搬送経路上で搬送される前記基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する。排気機構は、各前記収容室に設けられた排気口を介して各前記収容室に接続され、前記蒸着ヘッドの周囲を排気する。
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ排気効率の低下を抑えることができる成膜装置が実現される。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
本実施形態に係る成膜装置は、1つの実施形態において、基板を処理するための処理室を画成する処理容器と、処理室において所定方向に延びる搬送経路上で基板を搬送する搬送機構と、所定方向に沿って処理室に配置され、搬送機構によって搬送経路上で搬送される基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する複数の蒸着ヘッドと、各蒸着ヘッドを隔離するように処理室に立設され、搬送経路を挿通させつつ、処理室を各蒸着ヘッドを収容する複数の収容室に仕切る仕切り壁と、各収容室に設けられた排気口を介して各収容室に接続され、蒸着ヘッドの周囲を排気する排気機構とを備えた。
また、本実施形態に係る成膜装置は、1つの実施形態において、排気口は、各収容室において、搬送経路に鉛直な方向から見て搬送経路と重ならない位置に設けられた。
また、本実施形態に係る成膜装置は、1つの実施形態において、排気口は、各収容室において、搬送経路に鉛直な方向から見て所定方向に交差する方向に沿って蒸着ヘッドを挟む位置に設けられた。
また、本実施形態に係る成膜装置は、1つの実施形態において、蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲に設定される。
また、本実施形態に係る成膜装置は、1つの実施形態において、蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各収容室の圧力が、3×10−3Pa以下に設定される。
図1は、一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図2は、図1に示す成膜装置のP−P線における断面図である。図3は、図1に示す成膜装置のQ−Q線における断面図である。図1〜図3には、XYZ直交座標系が示されている。図1〜図3に示す成膜装置10は、基板Sを処理するための処理室12を画成する処理容器11と、基板Sを支持するステージ14とを備える。基板Sの一方の面(成膜面)は例えば鉛直方向(Z方向)において下を向いている。即ち、成膜装置10はフェースダウン型の成膜装置である。ステージ14は、基板Sを吸着する静電チャックを内蔵してもよい。なお、別の実施形態においては、成膜装置は、上に向いた成膜面に蒸着材料の蒸気を含むガスを吹き付ける型、即ち、フェースアップ型の成膜装置であってもよい。
成膜装置10は、蒸着材料の蒸気を含むガスGを基板Sに噴き付けるノズル18bを有する蒸着ヘッド16bを備える。成膜装置10は、更に、ノズル18bと同様の構造を有するノズル18a,18c,18dをそれぞれ有する蒸着ヘッド16a,16c,16dを備えてもよい。ノズル18a,18c,18dからは、ノズル18bから噴き出される蒸着材料とは別の蒸着材料であって、かつ、互いに異なる蒸着材料を噴き出してもよい。これにより、基板S上に複数種類の膜を連続的に蒸着させることができる。蒸着ヘッド16a〜16dは、X方向に沿って処理室12に並べて配置されている。すなわちX方向が蒸着ヘッド16a〜16dの並設方向となる。蒸着ヘッド16a〜16dは、後述する駆動装置22によって搬送経路上で搬送される基板Sの成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを順次噴射する。
各蒸着ヘッド16a〜16dは、噴射方向に開口41a〜41dを有する箱状の設置室40a〜40dにそれぞれ設置されている。各設置室40a〜40dは、開口41a〜41dを介して処理室12と連通されている。
蒸着ヘッド16a〜16dには、蒸着材料の蒸気を含むガスを供給するガス供給源20a〜20dがそれぞれ接続されている。例えば、ガス供給源20bからは、ガスGが蒸着ヘッド16bに供給される。ノズル18a〜18dの先端には例えば円形の噴射口が形成されている。当該噴射口から蒸着材料を含むガスが噴射される。ここで、ガス供給源20a〜20dが、それぞれ箱状の設置室40a〜40dにそれぞれ設置されていても良い。
成膜装置10は、Y方向と交差するX方向にステージ14を駆動する駆動装置22を備える。また、成膜装置10は、複数のローラ24を更に備え得る。ローラ24は、処理容器11の内壁に回転自在に取り付けられており、駆動装置22によって回転駆動される。ステージ14は、ローラ24上に載置される。ステージ14は、ローラ24の回転によって、ローラ24上を移動する。これにより、ノズル18a〜18dに対して相対的に基板SがX方向に移動する。すなわち、ステージ14、駆動装置22及びローラ24は、処理室12においてX方向に延びる搬送経路C上で基板Sを搬送する。ステージ14、駆動装置22及びローラ24は、搬送機構の一例である。基板Sは、X方向に移動することによって、ノズル18a〜18dの開口に順番に対面配置されることとなる。図1における矢印Aはステージ14の移動方向を示している。また、成膜装置10の処理容器11は、ゲートバルブ26a及び26bを有している。基板Sは、処理容器11に形成されたゲートバルブ26aを通って処理室12内に導入可能であり、処理容器11に形成されたゲートバルブ26bを通って処理室12外に搬出可能である。
成膜装置10は、真空ポンプ27c及び真空ポンプ27dを備える。真空ポンプ27cは、蒸着ヘッド16a〜16cを収容する設置室40a〜40cに管12cを介して接続されている。すなわち真空ポンプ27cは、複数の設置室に接続され得る。設置室40aの底部には、開口50aが形成されており、管12cが接続されている。同様に、設置室40b,40cの底部には、開口50b,50cが形成されており、管12cが接続されている。すなわち、真空ポンプ27cは、各設置室40a〜40cを減圧する構成となっている。真空ポンプ27dは、蒸着ヘッド16dを設置する設置室40dに管12dを介して接続されている。すなわち真空ポンプ27dは、単一の設置室に接続され得る。設置室40dの底部には、開口50dが形成されており、管12dが接続されている。すなわち、真空ポンプ27dは、各設置室40dを減圧する構成となっている。
各設置室40a〜40dは、開口41a〜41dを介して処理室12と連通されている。すなわち、真空ポンプ27cは、開口41a、開口41b、開口41cを介して処理室12と連通されている。真空ポンプ27dは、開口41dを介して処理室12と連通されている。開口41a〜41dは、処理室12の内壁であって、基板Sの成膜面と、蒸着ヘッド16a〜16dとの間の空間(蒸着空間)に露出するように形成されている。排気口50a〜50dは、成膜面から蒸着ヘッド16a〜16dの配置位置方向(−Z方向)にみて搬送経路Cと重なる位置となる処理室12の内壁に設けられている。ここで、ガス供給源20a〜20dは、それぞれ箱状の設置室40a〜40dにそれぞれ収容されていても良い。
また、本実施形態では、処理室12には、各蒸着ヘッド16a〜16dを隔離するように仕切り壁17が立設されている。仕切り壁17は、基板S及びステージ14に対応する形状に形成された開口17aを有する。仕切り壁17は、開口17aから搬送経路Cを挿通させつつ、処理室12を各蒸着ヘッド16a〜16dを収容する複数の収容室12a〜12dに仕切っている。各収容室12a〜12dには、排気口51a〜51dがそれぞれ設けられている。排気口51a〜51dの設置位置の詳細については、後述する。
各収容室12a〜12dには、排気口51a〜51dを介して真空ポンプ60a〜60dが接続されている。すなわち、収容室12aには、排気口51aを介して真空ポンプ60aが接続されており、真空ポンプ60aは、収容室12aに収容された蒸着ヘッド16aの周囲を排気口51aから排気する。また、収容室12bには、排気口51bを介して真空ポンプ60bが接続されており、真空ポンプ60bは、収容室12bに収容された蒸着ヘッド16bの周囲を排気口51bから排気する。また、収容室12cには、排気口51cを介して真空ポンプ60cが接続されており、真空ポンプ60cは、収容室12cに収容された蒸着ヘッド16cの周囲を排気口51cから排気する。また、収容室12dには、排気口51dを介して真空ポンプ60dが接続されており、真空ポンプ60dは、収容室12dに収容された蒸着ヘッド16dの周囲を排気口51dから排気する。すなわち、真空ポンプ60a〜60dの作動によって、収容室12a〜12dの内部は、個別に所定の圧力に減圧される。真空ポンプ60a〜60dは、排気機構の一例である。
ここで、蒸着ヘッド16a〜16dから蒸着材料の蒸気を含むガス(以下「蒸着材料ガス」という)が噴射された状態において、各収容室12a〜12dの圧力は、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、3×10−3Pa以下に設定される。言い換えると、真空ポンプ60a〜60dは、蒸着ヘッド16a〜16dから蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室12a〜12dの圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、3×10−3Pa以下となるように、蒸着ヘッド16a〜16dの周囲を排気する。
図4は、真空ポンプによる排気が停止された場合の収容室の圧力の時間変動を示す説明図である。図4の例では、真空ポンプ60a〜60dによる排気が停止されている場合の収容室12bの圧力の時間変動を示す。図4において、横軸は時刻を示しており、縦軸は収容室12bの圧力[Pa]を示している。図4に示すように、真空ポンプ60a〜60dによる排気が停止されている場合には、基板Sの収容室12bへの侵入が開始されてから基板Sの収容室12bへの侵入が完了するまでの時間において、収容室12bの圧力が上昇する。さらに、基板Sの収容室12bへの退出が開始される直前において、収容室12bの圧力が上昇する。理由は、基板Sが開口50bからの排気、開口17aからの排気などを妨げるため収容室12bの圧力が上昇する。つまり、基板Sの位置により収容室12bのコンダクタンスが変動し、収容室12b内の圧力も変動する。このようにして収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲及び中間流に対応する圧力範囲を超えて粘性流に対応する圧力範囲まで上昇することがある。収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇すると、以下の問題点(1)及び(2)が発生する。すなわち、(1)収容室に収容される蒸着ヘッドから蒸着材料ガスが噴出され難くなるため、蒸着特性(蒸着材料の成膜レート及び蒸着膜の均一性)が低下する。また、(2)収容室に含まれる水分(H2O)の分圧が上昇するため、水分による蒸着材料の分解が加速されて蒸着膜の純度が低下する。
上記の問題点(1)について説明する。図5は、収容室の圧力と蒸着材料の成膜レートとの対応関係を示す図である。図5において、横軸は、チャンバ圧力[Pa]を示し、縦軸は、蒸着材料の成膜レート[nm/s]を示している。チャンバ圧力とは、収容室の圧力を指す。また、図5では、蒸着材料としてα―NPDが用いられ、収容室の温度が280℃に設定され、蒸着材料ガスの流量が30sccmであるものとする。また、図5では、一例として、収容室12aのチャンバ圧力と、収容室12bのチャンバ圧力とが示されている。図5に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、蒸着材料の成膜レートが低下することが分かる。収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇してしまう。その結果、ノズル18aから出た蒸着材料の分子が、基板Sに到達する間に、途中で衝突するようになり、基板Sに到達する蒸着材料の分子の量が減少する。また、粘性流となった分子は圧力変動の影響を受けやすくなり蒸着膜の均一性も劣化する。
図6は、収容室の圧力と基板を静止させた場合の蒸着膜の膜厚分布との対応関係を示す図である。図7は、収容室の圧力と蒸着膜の均一性との対応関係を示す図である。図6及び図7の上側において、縦軸は、基板S上の蒸着膜の膜厚[a.u.]を示している。また、図6において、横軸は、蒸着ヘッドのノズルの中心位置からの距離[mm]を示している。すなわち、図6は、蒸着ヘッドのノズルの中心位置を「0」として、蒸着ヘッドの「−150(mm)」の位置から「+150(nm)」の位置までの蒸着膜の膜厚を示すものである。また、図7の上側において、横軸は、基板Sの幅方向(Y方向)の位置を示している。すなわち、図7の上側は、基板Sの中心位置を「0」として、基板Sの「−500(mm)」の位置から「+500(mm)」の位置までの蒸着膜の膜厚を示すものである。また、図7の下側では、チャンバ圧力[Pa]に対応付けて蒸着膜の均一性[%]を示した。図6に示すように、蒸着ヘッドのノズルの中心位置から離れた位置での蒸着膜の膜厚が、チャンバ圧力が上昇するほど、厚くなる。すなわち、チャンバ圧力が上昇するほど、上述したように蒸着材料の分子の衝突が増加するため、蒸着ヘッドのノズルの中心位置から中心位置以外の位置へ飛散する蒸着材料の量が増大する。すると、図7の上側に示すように、基板Sの中央部における蒸着膜の膜厚は、基板Sの周縁部における蒸着膜の膜厚と比較して、厚くなる。すなわち、チャンバ圧力が上昇するほど、基板Sの中央部における蒸着膜の膜厚と基板Sの周縁部における蒸着膜の膜厚との差が増大する。換言すれば、図7の下側に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、蒸着膜の均一性が劣化する。収容室の圧力が過剰に上昇した場合には、収容室の圧力が粘性流に対応する圧力範囲まで上昇してしまう。その結果、粘性流となった分子は圧力変動の影響を受けやすくなり蒸着膜の均一性も劣化する。
上記の問題点(2)について説明する。図8は、収容室の圧力と収容室に含まれる各成分の分圧との対応関係を示す図である。図8において、横軸は収容室の圧力、すなわち、チャンバ圧力[Pa]を示しており、縦軸は、収容室に含まれる各成分の分圧[Pa]を示している。図8に示すように、チャンバ圧力が上昇するほど、収容室に含まれる各成分の分圧も上昇することが分かる。より詳細には、チャンバ圧力が3×10−3Paを超過した場合に、収容室に含まれる各成分の分圧の上昇率が、チャンバ圧力が3×10−3Pa以下である場合と比較して、大きくなる。特に、チャンバ圧力が3×10−3Paを超過した場合に、収容室に含まれる水分(H2O)の分圧の上昇率が、チャンバ圧力が3×10−3Pa以下である場合と比較して、大きくなる。収容室に含まれるH2Oの分圧の上昇は、基板S上の蒸着膜の純度を低下させる要因となる。
図9は、収容室に含まれる水分(H2O)の分圧と蒸着膜の純度との対応関係を示す図である。図9において、縦軸は、基板S上の蒸着膜の純度[%]を示し、横軸は、収容室に含まれるH2Oの分圧[Pa]を示している。蒸着膜の純度とは、蒸着膜全体に対する蒸着材料の割合を示す。図9に示す例では、蒸着材料としてHAT−CNが用いられたものとする。図9に示すように、収容室に含まれるH2Oの分圧が上昇するほど、基板S上の蒸着膜の純度が低下することが分かる。これは、収容室に含まれるH2Oの増加に伴ってH2Oによる蒸着材料の分解が加速されるためであると考えられる。
これに対して、本実施形態では、仕切り壁17で仕切られた各収容室12a〜12dに排気口51a〜51dを設け、排気口51a〜51dを介して各収容室12a〜12dに真空ポンプ60a〜60dを接続することにより、蒸着ヘッド間を隔離しつつ排気を行うことができる。このため、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽しつつ、各収容室を効率良く減圧することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ各収容室の排気効率の低下を抑えることができるので、基板Sの成膜面に対し、高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
また、本実施形態では、蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室12a〜12dの圧力を、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、3×10−3Pa以下に設定することにより、蒸着材料ガスの噴射を円滑化し、かつ、収容室に含まれるH2Oの分圧の上昇を抑えることができる。このため、本実施形態によれば、各収容室の排気効率の低下をより一層抑えることができるので、基板Sの成膜面に対し、より高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
図1〜図3の説明に戻り、排気口51a〜51dの設置位置の詳細について説明する。排気口51a〜51dは、各収容室12a〜12dにおいて、基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向(図2に示すZ方向)から見て搬送経路Cと重ならない位置に設けられている。より詳細には、排気口51aは、収容室12aにおいて、基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向(図2に示すZ方向)から見て基板Sの移動方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に沿って蒸着ヘッド16aを挟む位置に設けられている。排気口51bは、収容室12bにおいて、基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向(図2に示すZ方向)から見て基板Sの移動方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に沿って蒸着ヘッド16bを挟む位置に設けられている。排気口51cは、収容室12cにおいて、基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向(図2に示すZ方向)から見て基板Sの移動方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に沿って蒸着ヘッド16cを挟む位置に設けられている。排気口51dは、収容室12dにおいて、基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向(図2に示すZ方向)から見て基板Sの移動方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に沿って蒸着ヘッド16dを挟む位置に設けられている。
本実施形態のように排気口51a〜51dを基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向から見て搬送経路Cと重ならない位置に設けることにより、排気口51a〜51dへの排気が搬送中の基板Sにより妨げられることを回避することができる。その結果、本実施形態によれば、排気口51a〜51dが設けられた収容室12a〜12dの内部を効率良く減圧することができるので、基板Sの成膜面に対し、より一層高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
次に、蒸着ヘッド16a〜16dの詳細について説明する。図10は、一実施形態に係る蒸着ヘッドを示す斜視図である。図10に示すように、蒸着ヘッド16bは、一実施形態においては、複数の噴射口14bを有し得る。複数の噴射口14bからは、ガス供給源20bによって供給されたガスがZ方向の軸線中心に噴射される。これら噴射口14bは、ステージ14の移動方向(X方向)に交差する方向(Y方向)に配列され得る。
また、蒸着ヘッド16bには、ヒータ15が内蔵され得る。一実施形態においては、ヒータ15は、蒸着ヘッド16bに蒸気として供給された蒸着材料が析出することがない温度まで、蒸着ヘッド16bを加熱する。
次に、ガス供給源20a〜20dの詳細について説明する。なお、ガス供給源20a〜20dは同様の構成を有し得るので、以下の説明においては、ガス供給源20cについて説明し、他のガス供給源についての説明を割愛する。図11は、一実施形態に係るガス供給源を模式的に示す図である。図11に示すように、ガス供給源20cは、輸送管L11,L21,L31と、輸送管(個別輸送管)L12,L22,L32と、輸送管(共通輸送管)L40と、第1蒸気発生部101と、第2蒸気発生部201と、第3蒸気発生部301と、第1収容容器120と、第2収容容器220と、第3収容容器320と、を備える。
第1蒸気発生部101は、第1収容容器120によって画成される収容室R1内に収容される。同様に、第2、第3蒸気発生部201,301は、第2、第3収容容器220,320によって画成される収容室R2,R3にそれぞれ収容される。即ち、第1〜第3蒸気発生部101〜301は、収容室R1〜R3内にそれぞれ独立して収容される。
第1蒸気発生部101は、隔壁102によって画成される蒸気発生室103を備える。蒸気発生室103内には、蒸着材料Xが入れられた容器104が配置される。第1蒸気発生部101には、ヒータ105が設けられている。ヒータ105は、容器104に入れられた蒸着材料Xを加熱する。これにより、第1蒸気発生部101内において、蒸着材料Xから当該蒸着材料Xを含む蒸気が発生する。容器104は、隔壁102及び第1収容容器120にそれぞれ設けられた取り出し口を介して、第1収容容器120外から蒸気発生室103内への搬入、及び、蒸気発生室103内から第1収容容器120外への搬出が可能となっている。
第2、第3蒸気発生部201,301も、第1蒸気発生部101と同様に、隔壁202,302によって画成される蒸気発生室203,303と、ヒータ205,305と、をそれぞれ備える。また、第2、第3蒸気発生部201,301内にも、蒸着材料Xが入れられた容器204,304が配置される。第2、第3蒸気発生部201,301内においても、蒸着材料Xから当該蒸着材料Xを含む蒸気が発生する。容器204,304は、容器104と同様に、第2、第3収容容器220,320外から蒸気発生室203,303内への搬入、及び、蒸気発生室203,303内から第2,第3収容容器220,320外への搬出がそれぞれ可能となっている。第1〜第3蒸気発生部101,201,301内にそれぞれ配置される蒸着材料Xは、同種の蒸着材料であり得る。
第1〜第3蒸気発生部101,201,301には、輸送管L11,L21,L31がそれぞれ接続されている。輸送管L11,L21,L31は、キャリアガスとしてアルゴンガスを第1〜第3蒸気発生部101,201,301の蒸気発生室103,203,303内にそれぞれ輸送する。なお、アルゴンガスに替えて、他の不活性ガスを用いることもできる。また、第1〜第3蒸気発生部101,201,301には、輸送管L12の一端,L22の一端,L32の一端がそれぞれ接続されている。輸送管L12の他端,L22の他端,L32の他端は、輸送管L40に接続されている。輸送管L12,L22,L32は、蒸気発生室103,203,303内に導入されたアルゴンガス、及び蒸着材料Xの蒸気を、処理室12内に輸送する。輸送管L40は、輸送管L12,22,32によって処理室12内に輸送されたアルゴンガス及び蒸着材料Xの蒸気を、蒸着ヘッド16cに輸送する。即ち、第1〜第3蒸気発生部101,201,301で発生した蒸着材料Xの蒸気は、蒸気発生室103,203,303内に導入されたアルゴンガスと共に蒸着ヘッド16cへ輸送される。
輸送管L11には、第1蒸気発生部101に近い側から順に、バルブV102、断熱輸送管140、バルブV103、第1MFC(マスフローコントローラ)110、及びバルブV104が設けられている。バルブV102,V103,V104は、輸送管L11内のアルゴンガスの流れを選択的に遮断するために用いられる。第1MFC110は、輸送管L11内を流れるアルゴンガスの流量を制御する。
バルブV102及び断熱輸送管140は、第1収容容器120内における輸送管L11に設けられている。断熱輸送管140とバルブV102との間の輸送管L11、バルブV102、及び、バルブV102と第1蒸気発生部101との間の輸送管L11にはそれぞれ、ヒータ115a、115b、及び115cが取り付けられている。ヒータ115a、115b、及び115cにより、これらヒータが取り付けられた部分の温度を個別に制御することが可能である。また、これらヒータにより、アルゴンガスが蒸着材料Xの気化温度に対応する温度となるよう、収容室R1内において輸送管L11及びバルブV102を加熱することができる。
また、断熱輸送管140は、第1収容容器120外の輸送管L11と第1収容容器120内の輸送管L11との間での熱交換を抑制することができる。そのため、断熱輸送管140は、輸送管L11の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、輸送管L11は、ステンレス製であり、断熱輸送管140は、石英製であり得る。
輸送管L12には、第1蒸気発生部101に近い側から順に、断熱輸送管141、及びバルブV101が設けられている。バルブV101は、処理室12内において輸送管L12に設けられている。バルブV101は、輸送管L12から輸送管L40へのアルゴンガス及び蒸着材料Xの蒸気の供給を選択的に遮断するために用いられる。第1蒸気発生部101と断熱輸送管141との間の輸送管L12、及び、断熱輸送管141とバルブV101との間の輸送管L12にはそれぞれ、ヒータ(加熱部)125a及びヒータ(加熱部)125bが取り付けられている。ヒータ125a及びヒータ125bにより、これらヒータが取り付けられた部分の温度を個別に制御することが可能である。また、これらヒータにより、蒸着材料Xが析出することがない温度まで輸送管L12を加熱することができる。
また、断熱輸送管141は、第1収容容器120内において輸送管L12に設けられている。断熱輸送管141は、第1収容容器120外の輸送管L12と第1収容容器120内の輸送管L12との間での熱交換を抑制し得る。そのため、断熱輸送管141は、輸送管L12の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、輸送管L12は、ステンレス製であり、断熱輸送管141は、石英製であり得る。
また、輸送管L21にも、輸送管L11と同様に、第2蒸気発生部201に近い側から順に、バルブV202、断熱輸送管240、バルブV203、第2MFC210、及びバルブV204が設けられている。また、断熱輸送管240とバルブV202との間の輸送管L21、バルブV202、及び、バルブV202と第2蒸気発生部201の間の輸送管L21には、ヒータ215a、ヒータ215b、ヒータ215cがそれぞれ設けられている。バルブV202、断熱輸送管240、バルブV203、第2MFC210、バルブV204、ヒータ215a、ヒータ215b、ヒータ215cの構成及び機能は、バルブV102、断熱輸送管140、バルブV103、第1MFC110、バルブV104、ヒータ115a、ヒータ115b、ヒータ115cの機能及び構成と、それぞれ同様である。
また、輸送管L22にも、輸送管L12と同様に、第2蒸気発生部201に近い側から順に、断熱輸送管241、及びバルブV201が設けられている。また、第2蒸気発生部201と断熱輸送管241との間の輸送管L22、及び、断熱輸送管241とバルブV201との間の輸送管L22には、ヒータ(加熱部)225a及びヒータ(加熱部)225bがそれぞれ設けられている。断熱輸送管241、バルブV201、ヒータ225a、ヒータ225bの構成及び機能は、断熱輸送管141、バルブV101、ヒータ125a、ヒータ125bの構成及び機能とそれぞれ同様である。
また、輸送管L31にも、輸送管L11と同様に、第3蒸気発生部301に近い側から順に、バルブV302、断熱輸送管340、バルブV303、第3MFC310、及びバルブV304が設けられている。また、断熱輸送管340とバルブV302との間の輸送管L31、バルブV302、及び、バルブV302と第3蒸気発生部301の間の輸送管L31には、ヒータ315a、ヒータ315b、ヒータ315cがそれぞれ設けられている。バルブV302、断熱輸送管340、バルブV303、第3MFC310、バルブV304、ヒータ315a、ヒータ315b、ヒータ315cの構成及び機能は、バルブV102、断熱輸送管140、バルブV103、第1MFC110、バルブV104、ヒータ115a、ヒータ115b、ヒータ115cの機能及び構成と、それぞれ同様である。
また、輸送管L32にも、輸送管L12と同様に、第3蒸気発生部301に近い側から順に、断熱輸送管341、及びバルブV301が設けられている。また、第3蒸気発生部301と断熱輸送管341との間の輸送管L32、及び、断熱輸送管341とバルブV301との間の輸送管L32には、ヒータ(加熱部)325a及びヒータ(加熱部)325bがそれぞれ設けられている。断熱輸送管341、バルブV301、ヒータ325a、ヒータ325bの構成及び機能は、断熱輸送管141、バルブV101、ヒータ125a、ヒータ125bの構成及び機能とそれぞれ同様である。
輸送管L40には、当該輸送管L40を加熱するヒータ(加熱部)415が設けられている。ヒータ415は、蒸気となった蒸着材料Xが析出することがない温度まで、輸送管L40を加熱する。ヒータ125a〜b,225a〜b,325a〜b,415は、互いに独立して温度制御が可能となっている。
また、ガス供給源20cには、収容室R1〜R3を減圧する減圧機構500が備えられている。より詳細には、減圧機構500は、減圧配管L501,L511,L521,L531、バルブV107,V207,V307、ターボ分子ポンプ(TMP)501、及びドライポンプ(DP)502を備える。
減圧配管L511の一端は、収容室R1と連通するように第1収容容器120に接続される。同様に、減圧配管L521の一端,L531の一端は、収容室R2,R3と連通するように第2、第3収容容器220,320にそれぞれ接続される。減圧配管L511、L521、及びL531のそれぞれの他端は、減圧配管L501に接続される。この減圧配管L501は、ターボ分子ポンプ501及びドライポンプ502に接続されている。ターボ分子ポンプ501及びドライポンプ502の吸引作用により、減圧配管L501,L511を介して収容室R1が減圧され、減圧配管L501,L521を介して収容室R2が減圧され、減圧配管L501,L531を介して収容室R3が減圧される。
バルブV107,V207,V307は、減圧配管L511,L521,L531にそれぞれ設けられる。バルブV107,V207,V307の開閉により、収容室R1〜R3を独立して選択的に減圧することが可能である。収容室R1〜R3内を減圧することで、第1〜第3蒸気発生部101,201,301内の蒸着材料Xに水分等が付着することが抑制され得る。また、収容室R1〜R3の断熱効果が向上される。
一実施形態においては、成膜装置10は、QCM(Quartz Crystal Microbalance)センサ30を更に備え得る。QCMセンサ30は、処理室12内に配置される基板Sの近傍に設置され得る。QCMセンサ30は、蒸着ヘッド16cから噴き出された蒸着材料Xの量を測定する。
また、一実施形態においては、成膜装置10は、ガス排出系統(排出管)600を更に備え得る。ガス排出系統600は、第1〜第3蒸気発生部101,201,301からのガスを個別に且つ選択的に、蒸着ヘッド16cではなく外部へ排出する。具体的には、ガス排出系統600は、排出配管L601,L611,L621,L631、バルブV105,V205,V305、断熱配管142,242,342、及びヒータ155a〜c,255a〜c,355a〜cを備える。
排出配管L611は、断熱輸送管141と第1蒸気発生部101との間において輸送管L12から分岐されている。排出配管L611は、輸送管L12内を流れるアルゴンガスや蒸着材料Xの蒸気を、蒸着ヘッド16cではなく第1収容容器120外に導く。排出配管L611と同様に、排出配管L621,L631は、輸送管L22,L32からそれぞれ分岐されている。排出配管L621,L631は、輸送管L22,L32内を流れるアルゴンガスや蒸着材料Xの蒸気を、蒸着ヘッド16cではなく第2、第3収容容器220,320外にそれぞれ導く。
排出配管L611は、第1収容容器120外において排出配管L601に接続されている。同様に、排出配管L621は、第2収容容器220外において排出配管L601に接続されている。また、同様に、排出配管L631は、第3収容容器320外において排出配管L601に接続されている。排出配管L601は、第1〜第3収容容器120,220,320外に導かれたアルゴンガスや蒸着材料Xの蒸気を、蒸着ヘッド16cではなく成膜装置10の外部に排出する。
排出配管L611,L621,L631には、バルブV105,V205,V305がそれぞれ設けられている。バルブV105の開閉により、第1蒸気発生部101からのガスを、選択的に、輸送管L12及びL40を介して蒸着ヘッド16cに供給し、又は、排出配管L611及びL601を介して排出することができる。同様に、バルブV205の開閉により、第2蒸気発生部201からのガスを、選択的に、輸送管L22及びL40を介して蒸着ヘッド16cに供給し、又は、排出配管L621及びL601を介して排出することができる。また、同様に、第3蒸気発生部301からのガスを、選択的に、輸送管L32及びL40を介して蒸着ヘッド16cに供給し、又は、排出配管L631及びL601を介して排出することができる。
成膜装置10では、輸送管L12とバルブV105との間の排出配管L611、バルブV105、及び、バルブV105と断熱配管142との間の排出配管L611に、ヒータ155a、ヒータ155b、及び155cがそれぞれ設けられている。同様に、輸送管L22とバルブV205との間の排出配管L621、バルブV205、及び、バルブV205と断熱配管242との間の排出配管L621に、ヒータ255a、ヒータ255b、及び255cがそれぞれ設けられている。また、同様に、輸送管L32とバルブV305との間の排出配管L631、バルブV305、及び、バルブV305と断熱配管342との間の排出配管L631に、ヒータ355a、ヒータ355b、及び355cがそれぞれ設けられている。かかる構成により収容室R1、R2、R3において排出配管L611、L621、L631の内部それぞれに、蒸着材料Xが析出することを抑制し得る。
また、第1収容容器120外の排出配管L611と第1収容容器120内の排出配管L611との間には、断熱配管142が設けられている。断熱配管142は、第1収容容器120外の排出配管L611と第1収容容器120内の排出配管L611との間での熱交換を抑制する。同様に、第2収容容器220外の排出配管L621と第2収容容器220内の排出配管L621との間には、断熱配管242が設けられており、当該断熱配管242は、第2収容容器220外の排出配管L621と第2収容容器220内の排出配管L621との間での熱交換を抑制する。同様に、第3収容容器320外の排出配管L631と第3収容容器320内の排出配管L631との間には、断熱配管342が設けられており、当該断熱配管342は、第3収容容器320外の排出配管L631と第3収容容器320内の排出配管L631との間での熱交換を抑制する。例えば、排出配管L611、L621、及びL631はステンレス製であり、断熱配管142,242,342は、石英製であり得る。
また、一実施形態においては、成膜装置10は、収容室R1〜R3内にパージガスを導入するガス導入系統(ガス導入路)700を更に備え得る。このガス導入系統700は、導入配管L701,L711,L721,L731、及びバルブV106,V206,V306を備える。導入配管L701には、窒素ガス(パージガス)が導入され得る。なお、窒素ガスに替えて、他のガスを用いることもできる。導入配管L711の一端は、収容室R1と連通するように第1収容容器120に接続される。導入配管L711の他端は導入配管L701に接続される。同様に、導入配管L721,L731の一端は、収容室R2,R3と連通するように第2、第3収容容器220,320にそれぞれ接続される。導入配管L721,L731の他端は、導入配管L701に接続される。
導入配管L711,L721,L731は、導入配管L701を流れる窒素ガスを収容室R1〜R3内にそれぞれ導く。バルブV106,V206,V306は、導入配管L711,L721,L731にそれぞれ設けられる。バルブV106の開閉により、導入配管L701を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管L711を介して収容室R1内に導入するか、又は遮断することができる。同様に、バルブV206の開閉により、導入配管L701を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管L721を介して収容室R2内に導入するか、又は遮断することができる。同様に、バルブV306の開閉により、導入配管L701を流れる窒素ガスを、選択的に、導入配管L731を介して収容室R3内に導入するか、又は遮断することができる。
図12は、一実施形態に係る成膜装置を用いて製造され得る有機EL素子の完成状態の一例を示す図である。図12に示す有機EL素子Dは、基板S、第1層D1、第2層D2、第3層D3、第4層D4、第5層D5、及び第6層D6を備え得る。基板Sは、ガラス基板のような光学的に透明な基板である。
基板Sの一主面上には、第1層D1が設けられている。第1層D1は、陽極層として用いられ得る。この第1層D1は、光学的に透明な電極層であり、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)のような導電性材料により構成され得る。第1層D1は、例えば、スパッタリング法により形成される。
第1層D1上には、第2層D2、第3層D3、第4層D4及び第5層D5が順に積層されている。第2層D2、第3層D3、第4層D4及び第5層D5は、有機層である。第2層D2は、ホール注入層で有り得る。第3層D3は、例えば、非発光層D3a、非発光層D3bを含み得る。また、第4層D4は、発光層であり得る。第5層D5は、電子輸送層であり得る。有機層である第2層D2、第3層D3、第4層D4及び第5層D5を、成膜装置10を用いて形成し得る。
第5層D5上には、第6層D6が設けられている。第6層D6は、陰極層であり、例えば、Ag、Al等により構成され得る。第6層D6は、スパッタリング法等により形成され得る。このような構成の素子Dは、更に、マイクロ波プラズマCVD等により形成されるSiNといった材料の絶縁性の封止膜によって封止され得る。
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果(蒸着膜の均一性)について説明する。図13A〜図13Cは、一実施形態に係る成膜装置によって基板Sに対して成膜処理を行った場合の蒸着膜の均一性を示す図である。図13A〜図13Bにおいて、左上の図は、基板Sに成膜された蒸着膜の拡大斜視図を示し、右上の図は、基板Sに成膜された蒸着膜の拡大上面図を示している。また、図13A〜図13Bにおいて、下の図は、チャンバ圧力[Pa]と基板Sに成膜された蒸着膜の均一性[%]との対応関係を示すものである。また、図13Aは、成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい1.92×10−2Paに設定した場合(比較例1)の蒸着膜の均一性を示す図である。また、図13Bは、成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい5.56×10−3Paに設定した場合(比較例2)の蒸着膜の均一性を示す図である。一方、図13Cは、本実施形態の成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した場合の蒸着膜の均一性を示す図である。
図13Aに示すように、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい1.92×10−2Paに設定した比較例1においては、基板Sの中央部と基板Sの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較的に大きく、結果として、蒸着膜の均一性は±3.0%となった。また、図13Bに示すように、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい5.56×10−3Paに設定した比較例2においては、比較例1と同様に基板Sの中央部と基板Sの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較的に大きく、蒸着膜の均一性は±2.5%となった。これら比較例1及び2の蒸着膜の均一性は、予め定められた許容スペックを満たすものではなかった。
これに対して、図13Cに示すように、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した本実施形態では、基板Sの中央部と基板Sの周縁部との蒸着膜の膜厚の差が比較例1及び2と比較して小さく、結果として、蒸着膜の均一性は±1.8%となった。すなわち、本実施形態のように各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定したことによって、蒸着膜の均一性は、予め定められた許容スペックを満たすものとなった。
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果(収容室に含まれる水分の分圧の変化)について説明する。図14は、一実施形態に係る成膜装置によって基板Sに対して成膜処理を行った場合の収容室に含まれる水分の分圧の変化を示す図である。図14において、横軸はキャリアガスであるArの流量[sccm]を示し、縦軸は収容室に含まれる水分(H2O)の分圧[Pa]を示している。
また、図14において、グラフ502は、成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい値に設定した場合(比較例)の、収容室に含まれるH2Oの分圧を示している。一方、グラフ504は、本実施形態の成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した場合の、収容室に含まれる水分(H2O)の分圧を示している。
まず、グラフ502に示すように、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい値に設定した比較例では、Arの流量の増加に伴って収容室に含まれる水分(H2O)の分圧が大きくなった。これは、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい値に設定した場合には収容室内の流れが粘性流となり排気が滞るため、排気されずに残った水分の分圧が比較的に大きくなったためであると考えられる。
一方、グラフ504に示すように、各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した本実施形態では、Arの流量を増加させた場合であっても、収容室に含まれる水分(H2O)の分圧を、比較例と比較して、小さい値に維持することができた。すなわち、本実施形態のように各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定したことによって、水分による蒸着材料の分解が抑制されて蒸着膜の純度の低下が抑えられたことが分かる。
次に、一実施形態に係る成膜装置による効果(デバイス特性)について説明する。図15は、一実施形態に係る成膜装置を用いて製造された有機EL素子のデバイス特性を説明するための説明図である。図15において、横軸は成膜装置10を用いて製造された有機EL素子Dの、第1層D1(陽極層)と第6層D6(陰極層)との間の駆動電圧[V]を示し、縦軸は第1層D1(陽極層)と第6層D6(陰極層)との間の電流密度[mA/cm2]を示している。駆動電圧は、有機EL素子のデバイス特性の一例である。
また、図15において、グラフ602は、成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Paより大きい値に設定した場合(比較例)の有機EL素子Dの駆動電圧を示している。一方、グラフ604は、本実施形態の成膜装置10によって各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した場合の有機EL素子Dの駆動電圧を示している。
グラフ602とグラフ604との比較結果から分かるように、本実施形態のように各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定した場合には、所定の電流密度を得るための有機EL素子Dの駆動電圧が、比較例と比較して、小さくなった。例えば、比較例では、電流密度として100mA/cm2を得るための有機EL素子Dの駆動電圧が2.9Vであった。これに対して、本実施形態では、電流密度として100mA/cm2を得るための有機EL素子Dの駆動電圧が2.7Vであった。つまり、本実施形態のように各収容室12a〜12dの圧力を3×10−3Pa以下に設定したことによって、水分による蒸着材料の分解が抑制されて蒸着膜の純度の低下が抑えられたことが分かる。
以上、本実施形態の成膜装置によれば、仕切り壁17で仕切られた各収容室12a〜12dに排気口51a〜51dを設け、排気口51a〜51dを介して各収容室12a〜12dに真空ポンプ60a〜60dを接続することにより、蒸着ヘッド間を隔離しつつ排気を行うことができる。このため、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドからの蒸気を遮蔽しつつ、各収容室を効率良く減圧することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、隣接する蒸着ヘッドどうしの蒸気の混入を回避しつつ各収容室の排気効率の低下を抑えることができるので、基板Sの成膜面に対し、高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
また、本実施形態では、蒸着材料ガスが噴射された状態において、各収容室12a〜12dの圧力を、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲、好ましくは、3×10−3Pa以下に設定することにより、蒸着材料ガスの噴射を円滑化し、かつ、収容室に含まれるH2Oの分圧の上昇を抑えることができる。このため、本実施形態によれば、各収容室の排気効率の低下をより一層抑えることができるので、基板Sの成膜面に対し、より高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
また、本実施形態では、排気口51a〜51dを基板Sの搬送経路Cに鉛直な方向から見て搬送経路Cと重ならない位置に設けることにより、排気口51a〜51dへの排気が搬送中の基板により妨げられることを回避することができる。その結果、本実施形態によれば、排気口51a〜51dが設けられた収容室12a〜12dの内部を効率良く減圧することができるので、基板Sの成膜面に対し、より一層高純度かつ均一な成膜処理を行うことができる。
10 成膜装置
11 処理容器
12 処理室
12a〜12d 収容室
14 ステージ(搬送機構)
16a〜16d 蒸着ヘッド
17 仕切り壁
22 駆動装置(搬送機構)
24 ローラ(搬送機構)
51a〜51d 排気口
60a〜60d 真空ポンプ(排気機構)
C 搬送経路
S 基板
11 処理容器
12 処理室
12a〜12d 収容室
14 ステージ(搬送機構)
16a〜16d 蒸着ヘッド
17 仕切り壁
22 駆動装置(搬送機構)
24 ローラ(搬送機構)
51a〜51d 排気口
60a〜60d 真空ポンプ(排気機構)
C 搬送経路
S 基板
Claims (5)
- 基板を処理するための処理室を画成する処理容器と、
前記処理室において所定方向に延びる搬送経路上で前記基板を搬送する搬送機構と、
前記所定方向に沿って前記処理室に配置され、前記搬送機構によって前記搬送経路上で搬送される前記基板の成膜面に向けて蒸着材料の蒸気を含むガスを噴射する複数の蒸着ヘッドと、
各前記蒸着ヘッドを隔離するように前記処理室に立設され、前記搬送経路を挿通させつつ、前記処理室を各前記蒸着ヘッドを収容する複数の収容室に仕切る仕切り壁と、
各前記収容室に設けられた排気口を介して各前記収容室に接続され、前記蒸着ヘッドの周囲を排気する排気機構と
を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 前記排気口は、各前記収容室において、前記搬送経路に鉛直な方向から見て前記搬送経路と重ならない位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- 前記排気口は、各前記収容室において、前記搬送経路に鉛直な方向から見て前記所定方向に交差する方向に沿って前記蒸着ヘッドを挟む位置に設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。
- 前記蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各前記収容室の圧力が、分子流に対応する圧力範囲、又は中間流に対応する圧力範囲に設定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の成膜装置。
- 前記蒸着ヘッドから蒸着材料の蒸気を含むガスが噴射された状態において、各前記収容室の圧力が、3×10−3Pa以下に設定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の成膜装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012247783A JP2014095131A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 成膜装置 |
KR1020130133961A KR20140060236A (ko) | 2012-11-09 | 2013-11-06 | 성막 장치 |
CN201310552626.9A CN103805947A (zh) | 2012-11-09 | 2013-11-08 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012247783A JP2014095131A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 成膜装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014095131A true JP2014095131A (ja) | 2014-05-22 |
Family
ID=50703319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012247783A Pending JP2014095131A (ja) | 2012-11-09 | 2012-11-09 | 成膜装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014095131A (ja) |
KR (1) | KR20140060236A (ja) |
CN (1) | CN103805947A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016125107A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 株式会社カネカ | 薄膜形成装置及びそれを用いた薄膜の製造方法、並びに有機el装置の製造方法 |
JP2016160481A (ja) * | 2015-02-28 | 2016-09-05 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 蒸着セル、薄膜作製装置および薄膜作製方法 |
CN108966658A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-12-07 | 应用材料公司 | 沉积设备、真空系统、及操作沉积设备的方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220076341A (ko) * | 2020-11-30 | 2022-06-08 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 성막 장치 |
JP7239549B2 (ja) * | 2020-12-10 | 2023-03-14 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3407750B2 (ja) * | 1992-09-30 | 2003-05-19 | ソニー株式会社 | 電子ビーム蒸着装置 |
JP2003077662A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-03-14 | Junji Kido | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および製造装置 |
JP5568729B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2014-08-13 | 国立大学法人東北大学 | 成膜装置および成膜方法 |
JP5173175B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2013-03-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 蒸着装置 |
JP5020650B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2012-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 蒸着装置、蒸着方法および蒸着装置の製造方法 |
WO2010113659A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び有機el素子 |
-
2012
- 2012-11-09 JP JP2012247783A patent/JP2014095131A/ja active Pending
-
2013
- 2013-11-06 KR KR1020130133961A patent/KR20140060236A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-11-08 CN CN201310552626.9A patent/CN103805947A/zh active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016125107A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 株式会社カネカ | 薄膜形成装置及びそれを用いた薄膜の製造方法、並びに有機el装置の製造方法 |
JP2016160481A (ja) * | 2015-02-28 | 2016-09-05 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 蒸着セル、薄膜作製装置および薄膜作製方法 |
CN108966658A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-12-07 | 应用材料公司 | 沉积设备、真空系统、及操作沉积设备的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140060236A (ko) | 2014-05-19 |
CN103805947A (zh) | 2014-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014095131A (ja) | 成膜装置 | |
WO2008038822A1 (fr) | Appareil de dépôt et procédé de fonctionnement de ce dernier | |
JP5173175B2 (ja) | 蒸着装置 | |
KR101113128B1 (ko) | 성막 장치의 제어 방법, 성막 방법, 성막 장치, 유기 el 전자 디바이스 및 그 제어 프로그램을 격납한 기억 매체 | |
JP2003173871A (ja) | 有機電界発光素子の製造装置 | |
WO2014156129A1 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
WO2010113659A1 (ja) | 成膜装置、成膜方法及び有機el素子 | |
JP5527933B2 (ja) | 成膜装置の制御方法、成膜方法、成膜装置、有機el電子デバイスおよびその制御プログラムを格納した記憶媒体 | |
JP5504720B2 (ja) | 成膜装置 | |
JP5212356B2 (ja) | 透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法及びこれを用いる有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
WO2013122059A1 (ja) | 成膜装置 | |
KR100960814B1 (ko) | 캐리어가스 히터 및 이를 이용한 증착장치 | |
KR20080098813A (ko) | 캐니스터 온도조절장치, 유기물 공급라인 및 이를 이용한유기물 증착장치 | |
WO2012127982A1 (ja) | 成膜装置、成膜方法、有機発光素子の製造方法、及び有機発光素子 | |
WO2014017131A1 (ja) | 成膜装置 | |
KR100709265B1 (ko) | 유기물 증착장치 및 증착 방법 | |
KR101687303B1 (ko) | 기판 증착시스템 | |
JP2015078391A (ja) | 成膜装置 | |
KR101198041B1 (ko) | 증착장치 | |
JP5511767B2 (ja) | 蒸着装置 | |
KR101427199B1 (ko) | MOCVD 공정용 TMIn 증착 용기 | |
JP5484478B2 (ja) | 成膜装置及び成膜ヘッド |