JP2014132101A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能な成膜装置を提供する。また、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能な成膜方法を提供する。
【解決手段】成膜装置１０は、蒸着ヘッド１２、及び、シャッタ１４を備える。蒸着ヘッドは、蒸着材料の気体分子を含むガスを噴射する噴射口を有する。シャッタは、蒸着ヘッドの噴射口からのガスを遮る位置に配置可能である。このシャッタは、当該シャッタを冷却するための冷却部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、成膜装置及び成膜方法に関するものである。

特許文献１には、有機材料の成膜装置が記載されている。特許文献１に記載された装置は、有機材料の気体分子を含むガスを噴射する蒸着ヘッドを備えている。この装置では、蒸着ヘッドから噴射されたガスが被処理基体に付着することにより、被処理基体上に有機材料が成膜される。

特開２００８−８８４９０号公報

上述したような成膜装置においては、蒸着ヘッドからのガスの噴射状態が安定してから成膜を行うために、蒸着ヘッドからは成膜プロセス前からガスを噴射させておく必要がある。このため、本願発明者は、成膜プロセス前に噴射されるガスを遮るためにシャッタを設けた成膜装置の研究を行っている。この研究において、本願発明者は、シャッタの開放後においてガスの噴射状態が安定するまでの間に時間を要するという課題を見出している。

そこで、本発明は、一側面においては、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能な成膜装置を提供することを目的としている。また、本発明は、別の側面においては、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能な成膜方法を提供することを目的としている。

本願発明者は、上述した課題が生ずる要因は、シャッタを閉じている間にシャッタと噴射口との間において圧力が上昇することにあることを見出している。この圧力の上昇は、シャッタによって反射されたガスが噴射口から噴射されるガスと衝突することにより、発生しているものと推測される。

本発明の一側面に係る成膜装置は、蒸着ヘッド、及び、シャッタを備える。蒸着ヘッドは、蒸着材料の気体分子を含むガスを噴射する噴射口を有する。シャッタは、蒸着ヘッドの噴射口からのガスを遮る位置（以下、「閉位置」という）に配置可能である。このシャッタは、当該シャッタを冷却するための冷却部を有する。

この成膜装置では、シャッタが冷却されるので、蒸着材料の気体分子がシャッタにおいて吸着される。したがって、シャッタと噴射口との間の圧力の上昇が低減され得る。その結果、この成膜装置によれば、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能である。

一実施形態においては、成膜装置は、被処理基体を搭載するステージと、ステージを蒸着ヘッドの噴射口からのガスの噴射方向に対して交差する方向に移動させる移動機構を更に備え得る。蒸着ヘッドは、複数の噴射口を有していてもよく、当該複数の噴射口は、ステージの移動方向に交差する方向に配列され得る。この実施形態の蒸着ヘッドは一方向に配列された噴射口を有するものであり、所謂リニアソース型の蒸着ヘッドである。リニアソース型の蒸着ヘッドと被処理基体との間の距離は、一般的に、ポイントソース型の蒸着ヘッドと被処理基体との間の距離より短く設定される。したがって、リニアソース型の蒸着ヘッドとシャッタとの距離は必然的に短くなる。故に、冷却部を有するシャッタは、リニアソース型の蒸着ヘッドに有効である。

一実施形態においては、シャッタが閉位置に配置されているときに、冷却部は、蒸着ヘッドと被処理基体を成膜するための空間との間に介在し得る。一般的に蒸着ヘッドは使用時に加熱される。この実施形態によれば、蒸着ヘッドから放射される熱による上記空間への影響を低減し得る。

一実施形態においては、冷却部は、冷媒流路を含み得る。この形態においては、成膜装置は、流路において冷媒が流れる方向を一方向と該一方向と反対の他方向とに切替えるための手段を更に備えていてもよい。この実施形態によれば、シャッタをより均一に冷却することが可能となる。

一実施形態においては、シャッタは、当該シャッタを加熱するための加熱部を更に有していてもよい。加熱部を用いてシャッタを加熱することにより、例えば成膜プロセスの期間以外の時間に、シャッタに付着した蒸着材料を除去することが可能となる。

一実施形態においては、シャッタは、ガスが吹き付けられる部分において櫛歯構造を有していてもよい。この実施形態によれば、櫛歯構造により気体分子をより効率良く吸着することが可能である。

一実施形態においては、シャッタは、ガスが吹き付けられる部分において、噴射口の中心線に対して傾斜した面を含んでいてもよい。この実施形態によれば、例えば、蒸着材料の気体分子と共に上記ガスに混合されるアルゴンガスといったキャリアガスを、噴射口に向かう方向とは異なる方向に反射することが可能となる。一実施形態においては、上記の傾斜した面は、波状の面を含み得る。

一実施形態においては、噴射口が設けられている蒸着ヘッドの先端部分が、テーパー状の面で構成されていてもよい。この形態によれば、シャッタから反射されたガスが蒸着ヘッドの先端部分の方向に反射されても、テーパー面によって当該ガスが逸らされる。したがって、ガスのシャッタの方向への更なる反射を低減することができる。

本発明の別の側面の成膜方法は、（ａ）蒸着ヘッドの噴射口からの蒸着材料の気体分子を含むガスを遮る位置（以下、「閉位置」というにシャッタを配置している期間においてシャッタを冷却する工程と、（ｂ）シャッタを閉位置から退避させる工程と、（ｃ）蒸着ヘッドからのガスにより被処理基体上に蒸着材料を成膜する工程と、を含む。この成膜方法では、シャッタが閉位置にある期間に当該シャッタが冷却され、蒸着材料の気体分子がシャッタにおいて吸着される。したがって、シャッタと噴射口との間の圧力の上昇が低減され得る。その結果、この成膜方法によれば、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能である。

一実施形態においては、成膜方法は、成膜する工程の後に、シャッタを加熱する工程を更に含んでいてもよい。この実施形態の成膜方法によれば、成膜プロセスの期間とは異なる期間に、シャッタを加熱してシャッタに付着した蒸着材料を除去することが可能である。

以上説明したように、本発明の一側面及び別の側面によれば、シャッタの開放後にガスの噴射状態が安定するまでの期間を短くすることが可能な成膜装置及び成膜方法が提供される。

一実施形態に係る成膜装置を含む成膜システムの一例を示す図である。 一実施形態に係る成膜システムによって製造され得る有機ＥＬ素子の一例を示す図である。 一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。 一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。 一実施形態に係る蒸着ヘッド、シャッタ、及びシャッタ移動機構を示す斜視図である。 一実施形態に係る蒸着ヘッド及びシャッタを側方から見た平面図である。 一実施形態に係るシャッタを示す図である。 一実施形態に係る成膜装置における冷媒用の配管系統を示す図である。 一実施形態に係る制御部を示す図である。 一実施形態に係る成膜方法における各工程のシーケンスを示す図である。 別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。 別の実施形態に係るシャッタを示す斜視図である。 図１２に示すシャッタの変形例を示す図である。 別の実施形態に係るシャッタ移動機構を示す斜視図である。 別の実施形態に係る冷媒用の流路を有するシャッタを示す図である。 別の実施形態に係る冷媒用の流路を有するシャッタを示す図である。 別の実施形態に係る配管系統を示す図である。 更に別の実施形態に係るシャッタ移動機構を示す斜視図である。 シャッタ又は蒸着ヘッドの種々の変形例を示す図である。 成膜システムの別の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な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附すこととする。

図１は、一実施形態に係る成膜装置を含む成膜システムの一例を示す図である。図１に示す成膜システム１００は、一実施形態の成膜装置１０を備えている。成膜システム１００は、例えば、図２に示す有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を製造するシステムとして用いられ得る。

図２は、一実施形態に係る成膜システムによって製造され得る有機ＥＬ素子の一例を示す図である。図２に示す有機ＥＬ素子Ｄは、基板Ｓｕｂ、第１層Ｄ１、第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、第４層Ｄ４、及び、第５層Ｄ５を備え得る。基板Ｓｕｂは、ガラス基板のような光学的に透明な基板である。

基板Ｓｕｂ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、及び第４層Ｄ４が順に積層されている。第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、及び第４層Ｄ４は、有機層である。第２層Ｄ２は、ホール輸送層で有り得る。第３層Ｄ３は、発光層であり、例えば、非発光層Ｄ３ａ、青発光層Ｄ３ｂ、赤発光層Ｄ３ｃ、緑発光層Ｄ３ｄを含み得る。また、第４層Ｄ４は、電子輸送層であり得る。

第４層Ｄ４上には、第５層Ｄ５が設けられている。第５層Ｄ５は、陰極層であり、例えば、Ａｇ、Ａｌ等により構成され得る。第５層Ｄ５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。

図１に戻り、このような有機ＥＬ素子Ｄを製造し得る成膜システム１００は、ローダ１０２、搬送室１０４、及び、マスクストッカ１０６を更に備え得る。成膜システム１００では、ローダ１０２と当該ローダ１０２の次のモジュールの間、搬送室１０４と当該搬送質１０４の前のモジュールとの間、搬送室１０４と成膜装置１０の成膜室との間、マスクストッカ１０６と成膜装置１０の成膜室の間のように、各モジュール間にはゲートバルブＧが設けられている。これにより、各モジュール内の空間が密閉されるようになっている。なお、成膜システム１００は、ゲートバルブＧに限定されることなく、各モジュール内の空間を隔離することが可能な手段であれば、任意の隔離手段を含み得る。

成膜システム１００においては、以下に説明するように、被処理基体が処理され得る。即ち、まず、基板Ｓｕｂがローダ１０２上に搭載される。そして、被処理基体として基板Ｓｕｂがスパッタリング装置（図示せず）に搬送され、当該スパッタリング装置内において基板Ｓｕｂ上にパターン化された第１層Ｄ１が形成される。これにより、基板Ｓｕｂ上に第１層Ｄ１を有する被処理基体が作成される。

次いで、被処理基体は搬送室１０４を介して成膜装置１０の成膜室内に搬送され、当該成膜室内において、第１層Ｄ１上に、有機層である第２層Ｄ２、第３層Ｄ３、及び第４層Ｄ４が順次形成される。これにより、第１層Ｄ１上に有機層を有する被処理基体が作成される。

次いで、被処理基体は別のスパッタリング装置（図示せず）に搬送され、当該スパッタリング装置内において第４層Ｄ４上に第５層Ｄ５が形成される。これにより、第４層Ｄ４上に第５層Ｄ５を有する被処理基体が作成される。更に、被処理基体はプラズマＣＶＤ装置に搬送され、当該プラズマＣＶＤ装置内において封止膜が形成される。なお、成膜システム１００は、図２に示す有機ＥＬ素子Ｄに限定されず、有機層を含む太陽電池素子、又は、有機半導体素子といった任意の有機素子の生成に用いられ得る。

図３及び図４は、一実施形態の成膜装置を概略的に示す図である。図３は、ステージの移動方向に直交する方向（側方）から見た一実施形態の成膜装置を概略的に示しており、図４は、ステージの移動方向から見た一実施形態の成膜装置を概略的に示している。なお、以下の説明では、図３及び図４に示すように、フェースアップ状態において成膜を行う成膜装置１０について説明する。即ち、成膜装置１０では、成膜面を上に向けた被処理基体Ｗの当該成膜面に対して上方からガスが噴射される。なお、本発明の思想は、フェースダウン状態や基板を垂直に立てた状態において成膜を行う成膜装置にも適用され得る。

図３及び図４に示すように、成膜装置１０は、一以上の蒸着ヘッド１２、及び、一以上のシャッタ１４を備えている。一以上のシャッタ１４はそれぞれ、対応する蒸着ヘッド１２からのガスを遮るように配置可能である。また、一実施形態においては、成膜装置１０は、チャンバ壁１６、及びチャンバ壁１８を更に備え得る。

チャンバ壁１６は、上述した成膜室Ｃ１を画成しており、チャンバ壁１８はチャンバＣ２を画成している。成膜室Ｃ１には、配管ｄ１を介して排気装置Ｐ１が接続されている。この配管ｄ１には、弁Ｖ１が設けられている。排気装置Ｐ１は、成膜室Ｃ１内のガスの排気を行い、成膜室Ｃ１を実質的に真空に維持する。

一以上の蒸着ヘッド１２は、成膜室Ｃ１とチャンバＣ２にまたがるように設けられている。図３には、有機ＥＬ素子Ｄを製造するために、六つの蒸着ヘッド１２が成膜室Ｃ１に対して設けられている。蒸着ヘッド１２の個数は、製造する素子の有機層の数に応じて蒸着ヘッド１２の数は任意に変更され得る。また、一つの成膜室に一以上の任意の個数の蒸着ヘッド１２が設けられていてもよい。なお、六つの蒸着ヘッド１２は、実質的に同様の構成を有するので、以下の説明では、一つの蒸着ヘッド１２の構成について説明する。

蒸着ヘッド１２は、蒸着材料の気体分子を含むガスを噴射する。蒸着ヘッド１２には、配管ｄ２を介して蒸着ガス供給源２０が接続されている。配管ｄ２には、弁Ｖ２が設けられている。弁Ｖ２は、蒸着ガス供給源２０からの蒸着ヘッド１２へのガスの供給及び供給停止を切替える。蒸着ガス供給源２０によって発生されて供給されるガスは、蒸着材料（有機材料）の気体分子、及びキャリアガスを含む。キャリアガスには、Ａｒといった不活性ガスが用いられる。

また、蒸着ヘッド１２は、配管ｄ３を介して排気装置Ｐ２に接続されている。この配管ｄ３には、弁ｖ３が設けられている。弁Ｖ３は、蒸着ヘッド１２内のガスの排気及び排気停止を切替える。

また、弁Ｖ２と蒸着ガス供給源２０との間において上述した配管ｄ２からは配管ｄ４が分岐しており、当該配管ｄ４は、弁Ｖ３と排気装置Ｐ２との間において配管ｄ３に接続している。この配管ｄ４には、弁Ｖ４が設けられている。配管ｄ４は、蒸着ガス供給源２０からのガスを蒸着ヘッド１２に対して供給しないときに、当該ガスを排気装置Ｐ２に迂回させる経路を構成している。即ち、蒸着ヘッド１２へのガスの非供給時には、弁Ｖ２及びＶ３が閉じられ、弁Ｖ４が開けられる。これにより、蒸着ガス供給源２０からのガスは、配管ｄ４を介して排気される。一方、蒸着ヘッド１２へのガス供給時には弁Ｖ４が閉じられ、弁Ｖ２が開けられる。これにより、蒸着ヘッド１２に蒸着ガス供給源２０からガスが供給される。

なお、弁Ｖ２、弁Ｖ３、及び弁Ｖ４は、チャンバ壁１８によって画成されたチャンバＣ２内に設けられている。また、配管ｄ２、配管ｄ３及び配管ｄ４は、部分的にチャンバＣ２内に設けられている。このチャンバＣ２内は、排気装置Ｐ２によって排気され得る。

一実施形態においては、成膜装置１０は、ステージＳ及び移動機構２２を更に備え得る。ステージＳ上には、搬送室１０４の搬送装置によって搬送された被処理基体Ｗが載置される。ステージＳは、例えば、静電チャックを有し、当該静電チャックによる静電力により、被処理基体Ｗを吸着し得る。このステージＳは、移動機構２２によって所定方向に移動可能に支持されている。

移動機構２２は、成膜室Ｃ１内の空間においてステージＳをＸ方向に移動させる。この空間は、蒸着ヘッド１２のガスの噴射方向（Ｙ方向）において蒸着ヘッド１２の下方に位置する。また、Ｘ方向は、蒸着ヘッド１２からのガスの噴射方向（Ｙ方向）に交差する方向であり、例えば、Ｙ方向に直交する方向である。この移動機構２２によりステージＳがＸ方向に移動されると、ステージＳ上に載置された被処理基体Ｗが蒸着ヘッド１２の下方を通過する。その結果、被処理基体Ｗに有機層が蒸着により成膜される。なお、この移動機構２２には、リニアモータを用いたリニアステージが採用され得る。また、移動機構２２には、ステージＳをＸ方向に移動させる機構であれば、任意の機構を用いることが可能である。

また、一実施形態においては、成膜装置１０は、マスクアライナ２４を更に備え得る。マスクストッカ１０６に格納されているマスクＭは、当該マスクストッカ１０６内の搬送装置によって成膜室Ｃ１内に搬送される。成膜室Ｃ１によって搬送されたマスクＭは、マスクアライナ２４によって被処理基体Ｗ上に位置合わせされる。成膜装置１０では、上述した有機層は、マスクＭに対応したパターンで被処理基体Ｗ上に形成され得る。

上述の移動機構２２に案内されてステージＳが通過する移動空間と蒸着ヘッド１２との間には、対応のシャッタ１４が設けられている。シャッタ１４は、蒸着ヘッド１２からのガスを一時的に遮るために用いられる。以下、図３及び図４と共に、図５及び図６を参照する。図５は、一実施形態に係る蒸着ヘッド、シャッタ、及びシャッタ移動機構を示す斜視図である。図５においては、蒸着ヘッド１２とシャッタ１４とが、図３及び図４に示す蒸着ヘッド１２とシャッタ１４とのＹ方向の位置関係から反転した位置関係で示されている。図６は、一実施形態に係る蒸着ヘッド及びシャッタを側方（Ｚ方向）から見て示す平面図である。

蒸着ヘッド１２は、一実施形態においては、複数の噴射口１２ａを有し得る。複数の噴射口１２ａからは、蒸着ガス供給源２０によって供給されたガスがＹ方向軸中心に噴射される。これら噴射口１２ａは、ステージＳの移動方向（Ｘ方向）に交差する方向に配列され得る。例えば、複数の噴射口１２ａは、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向に配列され得る。

シャッタ１４は、複数の噴射口１２ａが配列された方向（Ｚ方向）に延在している。シャッタ１４は、蒸着ヘッド１２の噴射口１２ａからのガスを遮る位置（以下、「閉位置」という）に配置可能である。また、シャッタ１４は、開位置から退避して、蒸着ヘッド１２の噴射口１２ａからのガスを遮らない位置（以下、「開位置」という）にも移動可能である。

一実施形態においては、各シャッタ１４は、図３〜図５に示すように、対応するシャッタ移動機構２８によってＹ方向に移動される。一実施形態においては、シャッタ移動機構２８は、レール２８ａ、及び駆動装置２８ｂを含む。レール２８ａは、シャッタ１４のＺ方向の両縁部を支持するようにＸ方向に延在しており、シャッタ１４をＸ方向に案内する。駆動装置２８ｂは、シャッタ１４のＸ方向への移動のための駆動力を発生する。例えば、駆動装置２８ｂは、シャッタ１４に結合され、当該シャッタ１４にＸ方向への駆動力を与えるエアシリンダで有り得る。

一実施形態においては、シャッタ１４は、対向部１４ａ及び冷却部１４ｂを有している。対向部１４ａは、閉位置にシャッタ１４が位置するときに、噴射口１２ａに対向する部分である。噴射口１２ａからのガスは、主として、この対向部１４ａに照射され、当該対向部によって遮られる。一実施形態においては、対向部１４ａは、図６に示すように、櫛歯構造を有している。この櫛歯構造は、シャッタ１４による蒸着材料の吸着効率を高める。なお、シャッタ１４は、例えば、ステンレスといった熱伝導率に優れる部材により構成され得る。また、シャッタ１４の表面又は対向部１４ａの表面には、蒸着材料の吸着効率を高めるために、粗面化処理がなされていてもよい。また、シャッタ１４の表面又は対向部１４ａの表面には、熱伝導性を高めるためにＣｕ膜が形成されていてもよい。

冷却部１４ｂは、シャッタ１４を冷却する部分である。一実施形態においては、図６に示すように、冷却部１４ｂは、Ｚ方向に延在する空洞１４ｈを画成する壁を含んでいる。空洞１４ｈは、例えば、断面矩形形状の空洞で有り得る。この空洞１４ｈは、冷却用のエア又は冷却水といった冷媒が流れる流路Ｆを構成している。

ここで、図７及び図８を参照する。図７は、一実施形態のシャッタを示す図である。図７の（ａ）には、シャッタ１４をＸ方向から見た平面図が示されており、図７の（ｂ）には、冷却部１４ｂをＹ方向から見た平面図が示されている。図８は、一実施形態の成膜装置における冷媒用の配管系統を示す図である。

図７及び図８に示すように、空洞１４ｈの一端１４ｅ１は、流路Ｆの一端Ｆ１を構成しており、可撓性の配管ｄａ１を介して、チャンバ壁１６に接続された配管ｄａ２に接続し得る。この配管ｄａ２には、弁Ｖａが設けられている。また、空洞１４ｈの他端１４ｅ２は、流路Ｆの他端Ｆ２を構成しており、可撓性の配管ｄｂ１を介して、チャンバ壁１６に接続された配管ｄｂ２に接続し得る。この配管ｄｂ２には、弁Ｖｂが設けられている。図７及び図８に示す例では、供給源から供給された冷媒は、配管ｄａ２及びｄａ１を介して一端Ｆ１から流路Ｆ内に供給される。流路Ｆ内に供給された冷媒は、他端Ｆ２から配管ｄｂ１及びｄｂ２を介して排出される。かかる冷却部１４ｂによれば、シャッタ１４の対向部１４ａが冷却され、当該対向部１４ａにおける蒸着材料の吸着効率が高められる。

また、冷却部１４ｂは、図６に示すように、シャッタ１４が閉位置にあるときに、ステージＳが移動する移動空間と蒸着ヘッド１２との間に位置するように設けられ得る。蒸着ヘッド１２は、一般にヒーターを有し、加熱された状態で用いられ得る。したがって、ステージＳが移動する移動空間と蒸着ヘッド１２との間に冷却部１４ｂが存在することにより、蒸着ヘッド１２から当該移動空間に伝わる熱量を低減することができる。したがって、当該移動空間内に配置される成膜装置１０の構成部品、又は、被処理基体Ｗ等に対する熱による影響が抑制される。

一実施形態においては、図６及び図７に示すように、シャッタ１４は、加熱部１４ｃを有し得る。加熱部１４ｃは、例えば、冷却部１４ｂを構成する壁の内部に埋め込まれている。加熱部１４ｃは、冷却部１４ｂの壁の内部において蛇行するように設けられた電熱線であってもよい。かかる加熱部１４ｃによれば、成膜プロセスの期間以外の期間に対向部１４ａに付着した蒸着材料を加熱により除去することが可能となる。なお、シャッタ１４はレール２８ａから取り外し可能であってもよく、レール２８ａからシャッタ１４を取り外して当該シャッタ１４に対する洗浄等のメンテナンスが行われてもよい。

以下、図９を参照して、成膜システム１００の一部又は成膜装置１０の一部として用いられ得る制御部について説明する。図９は、一実施形態の制御部を示す図である。また、図９と共に図１０を参照して、制御部による制御シーケンスと共に、一実施形態に係る成膜方法についても説明する。図１０は、一実施形態に係る成膜方法における各工程のシーケンスを示す図である。

図９に示す制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）及びメモリを有する計算装置で有り得る。制御部３０は、メモリに格納されたプログラムやデータ等に従って成膜装置１０の各要素に対する制御信号を送出する。具体的には、制御部３０は、図１０に示す複数の工程の一部又は全てを成膜装置１０の各要素に実行させるための制御信号を送出する。例えば、制御部３０によって送出される制御信号は、以下の制御信号を含み得る。
・移動機構２２によるステージＳの走査を制御するための制御信号
・マスクアライナ２４を制御する制御信号
・ゲートバルブＧの開閉を制御する制御信号
・弁（Ｖ１〜Ｖ４、Ｖａ、及びＶｂ等）の開閉を制御する制御信号
・シャッタ移動機構２８（例えば、駆動装置２８ｂ）を制御する制御信号
・加熱部１４ｃへの電源供給を制御する制御信号

なお、制御部３０は、単一の計算装置であってもよく、又は、各工程の制御を個別に担い且つ互いに連携する複数の計算装置であってもよい。

以下、図１０を参照する。図１０においては、横軸に時間がとられており、縦軸に各工程が示されている。図１０においては、各工程が行われている期間は、その工程を示すラベルから横方向に延びる二重線で示されている。図１０に示すように、一実施形態の成膜方法では、まず、蒸着ヘッド１２の加熱が開始される（時刻ｔ１に開始。工程Ｓ１）。その後、シャッタ１４の冷却が開始される（時刻ｔ２に開始。工程Ｓ２）。この時点では、シャッタ１４は閉位置にある。

次いで、被処理基体ＷがステージＳ上に載置される（時刻ｔ３に開始。工程Ｓ３）。その後、マスクアライナ２４を用いて被処理基体Ｗ上にマスクＭが位置合わせさて載置される（時刻ｔ４に開始。工程Ｓ４）。その後、成膜のために、シャッタ１４が開位置に移動される（時刻ｔ５に開始。工程Ｓ５）。次いで、マスクアライナ２４の下方の位置からＸ方向にステージＳが移動される（時刻ｔ６に開始。工程Ｓ６）。そして、ステージＳが蒸着ヘッド１２の下方を通過すると、被処理基体Ｓ上の成膜面に有機層の成膜が行われる（時刻ｔ７に開始。工程Ｓ７）。

次いで、成膜プロセスの終了後（時刻ｔ８）、マスクＭが除去され（工程Ｓ８）、成膜室内Ｃ１から被処理基体Ｗが取り出される（時刻ｔ９に開始。工程Ｓ９）。また、成膜プロセスの終了後（時刻ｔ８）、シャッタ１４は、閉位置に移動される。また、成膜プロセスの終了後、シャッタ１４が加熱され、シャッタ１４に付着した蒸着材料が除去される（工程Ｓ１０）。この加熱が時刻ｔ８〜ｔ１０までの間継続した後、シャッタ１４の冷却が再び開始される（時刻ｔ１１に開始。工程Ｓ１１）。

以上説明した成膜方法によれば、シャッタ１４が閉位置にある間（例えば、時刻ｔ２〜時刻ｔ５の期間）、シャッタ１４が冷却される。したがって、シャッタ１４における蒸着材料の吸着効率が高められる。これにより、シャッタ１４と噴射口１２ａとの間における空間の圧力が低減される。その結果、シャッタ１４を開放した後（時刻ｔ５以降）に噴射口１２ａからのガスの噴射状態が安定するまでの期間（時刻ｔ５から時刻ｔ７の期間）を短縮することが可能となる。故に、スループットが向上される。また、成膜プロセスの後に、シャッタ１４が加熱されるので、成膜プロセスに影響を与えることなく、シャッタ１４に付着した蒸着材料を除去することができる。

以下、別の種々の実施形態について説明する。図１１は、別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。図１１は、ステージの移動方向（Ｘ方向）から見た一実施形態の成膜装置を概略的に示している。図１１に示す成膜装置１０Ａは、シャッタ移動機構２８に代わるシャッタ移動機構２８Ａを備えている点で、成膜装置１０と異なっている。

成膜装置１０Ａでは、シャッタ１４は、上下方向（Ｙ方向）に移動可能になっている。そのため、成膜装置１０Ａでは、シャッタ移動機構２８Ａは、シャッタ１４をＹ方向に移動させる。シャッタ移動機構２８Ａは、例えば、Ｙ方向にシャッタ１４を移動させるエアシリンダで有り得る。シャッタ移動機構２８Ａは、チャンバ壁１６の下方に設けられた支持台３２に支持され得る。また、シャッタ移動機構２８Ａのロッドは、シャッタ１４のＺ方向における両縁部に接続され得る。

シャッタ移動機構２８Ａは、シャッタ１４により蒸着ヘッド１２からのガスを遮るときには、ステージＳの移動空間よりも上方に当該シャッタ１４を移動させる。これにより、シャッタ１４は、蒸着ヘッド１２の噴射口と対向する。この状態では、シャッタ１４は、閉位置にある。一方、シャッタ移動機構２８Ａは、ステージＳの移動空間よりも下方にシャッタ１４を移動させることにより、シャッタ１４を開位置に移動させる。これにより、シャッタ１４によって蒸着ヘッド１２からのガスが遮られることなく、蒸着ヘッド１２からのガスは、被処理基体Ｗに吹き付けられる。

図１２は、別の実施形態に係るシャッタを示す斜視図である。図１２に示すシャッタ１４Ａは、シャッタ１４の冷却部１４ｂとは異なる構造の冷却部１４Ａｂを有している。冷却部１４Ａｂには、Ｚ方向に延びる三つの孔が設けられている。これら三つの孔のうち、Ｘ方向において中央に位置する孔１４ｉは、冷媒が流れる流路Ｆを構成している。また、三つの孔のうち孔１４ｉの両側の二つの孔１４ｎには、例えば、カートリッジ型のヒーターである加熱部１４ｃが挿入され得る。このように、カートリッジ型のヒーターを用いることができるので、シャッタ１４Ａの製造はより容易なものとなっている。

シャッタ１４Ａでは、図１２に示すように孔１４ｉに冷媒が流されてもよいが、図１３に示すように、孔１４ｉに配管１４ｄを挿入し、当該配管１４ｄ内の流路Ｆに冷媒を流してもよい。

また、一実施形態においては、配管１４ｄは、一部分において、孔１４ｉを画成する冷却部１４Ａｂの内壁面に接触していてもよい。図１３に示す例では、配管１４ｄは、第１の部分１４ｄ１、第２の部分１４ｄ２、第３の部分１４ｄ３を含んでいる。第２の部分１４ｄ２は、配管１４ｄの長手方向（Ｚ方向）において、第１の部分１４ｄ１と第３の部分１４ｄ３の間に設けられている。この第２の部分１４ｄ２の外径は、第１の部分１４ｄ１及び第３の部分１４ｄ３の外径よりも大きくなっている。図１３に示すように、第２の部分１４ｄ２は、シャッタ１４ＡのＺ方向における中央領域において、孔１４ｉを画成する内壁面に接している。一方、第１の部分１４ｄ１及び第３の部分１４ｄ３は、孔１４ｉを画成する内壁面には接していない。このように冷媒が流れる配管を孔１４ｉの内壁面に部分的に接するように構成することによって、シャッタ１４の熱分布を調整することが可能となる。

図１４は、別の実施形態に係るシャッタ移動機構を示す斜視図である。図１４に示すシャッタ移動機構２８Ｂは、シャッタ１４の一端に結合されており、Ｙ方向に延びる軸線中心にシャッタ１４を揺動させる。このシャッタ移動機構２８Ｂは、ロータリエアシリンダであってもよい。このように、シャッタ１４をその一端を中心に揺動させることにより、当該シャッタ１４を閉位置と開位置との間で移動させてもよい。

図１５は、別の実施形態に係る冷媒用の流路を有するシャッタを示す図である。図１５の（ａ）には、Ｙ方向に見たシャッタの冷却部が示されており、図１５の（ｂ）にはＺ方向から見たシャッタが示されている。図１５に示すシャッタでは、冷却部１４ｂの空洞１４ｈ内に、Ｚ方向に延びる壁１４ｐが設けられている。この壁１４ｐは、空洞１４ｈにおいてＵ字状の流路Ｆを形成する。即ち、図１５に示す流路Ｆでは、冷却部１４ｂの一端に、流路Ｆの一端Ｆ１及び他端Ｆ２が設けられている。

Ｕ字状の流路Ｆは、図１６に示すように、配管１４ｇによって構成されていてもよい。図１６は、別の実施形態に係る冷媒用の流路を有するシャッタを示す図であり、図１６の（ａ）には、Ｙ方向に見たシャッタの冷却部が示されており、図１６の（ｂ）にはＺ方向から見たシャッタが示されている。図１６に示すシャッタでは、冷却部１４ｂの空洞１４ｈ内に、配管１４ｇが設けられている。配管１４ｇは、例えば、その長手方向（Ｚ方向）に平行な平面において切断されてＵ字状に折り曲げられている。この切断によって作られた配管１４ｇの切断端面は、空洞１４ｈを画成する壁のうち対向部１４ａ側の壁に接合され得る。これにより、対向部１４ａ側の壁に対する冷媒の接触面積が大きくなり、対向部１４ａを効率良く冷却することが可能となる。

なお、これら図１５及び図１６に示す流路Ｆを有するシャッタは、本明細書に説明する任意のシャッタ移動機構と共に用いることができる。また、図１５及び図１６に示す流路Ｆを含む冷媒用の配管系統は、図８にて説明した配管系統と同様であってもよい。即ち、一端Ｆ１から供給された冷媒が流路Ｆを一方向に流れて他端Ｆ２から排出されてもよい。

一実施形態においては、流路Ｆを含む配管系統として、図１７に示す配管系統が採用されてもよい。図１７は、別の実施形態に係る配管系統を示す図である。図１７に示す配管系統では、流路Ｆに流れる冷媒の方向を一方向と他方向とに切替えることができる。具体的には、配管ｄａ１と弁Ｖａとの間において配管ｄａ２からは配管ｄｃが分岐している。配管ｄｃには弁Ｖｃが設けられている。配管ｄｃは、配管ｄｂ２の排出口と弁Ｖｂとの間において配管ｄｂ２に接続している。また、配管ｄｂ１と弁Ｖｂとの間において配管ｄｂ２からは配管ｄｄが分岐している。この配管ｄｄには弁Ｖｄが設けられている。配管ｄｄは、配管ｄａ２の供給口と弁Ｖａとの間において配管ｄａ２に接続している。

図１７に示す配管系統においては、弁Ｖａと弁Ｖｂとが同時に開放される。弁Ｖａと弁Ｖｂとが開放されているときには、弁Ｖｃと弁Ｖｄが閉じられる。一方、弁Ｖｃと弁Ｖｄが同時に開放されているときには、弁Ｖａと弁Ｖｂとが閉じられる。

弁Ｖａと弁Ｖｂとが同時に開放されているときには、配管ｄａ２に供給された冷媒は配管ｄａ１を介して流路Ｆを一方向に流れる。流路Ｆを一方向に流れ得た冷媒は、配管ｄｂ１及び配管ｄｂ２を流れて排出される。一方、弁Ｖｃと弁Ｖｄとが同時に開放されているときには、配管ｄａ２に供給された冷媒は配管ｄｄを介して流路Ｆを、上記一方向とは反対の他方向に流れる。流路Ｆを他方向に流れ得た冷媒は、配管ｄａ１、配管ｄｃ、及び配管ｄｂ２を流れて排出される。このように、図１７に示す配管系統によれば、冷媒が流路Ｆ内において流れる方向を一方向と当該一方向と反対の他方向との間で切替えることができる。かかる構成によって冷媒が流れる方向が交互に切替えられるので、シャッタはより均一に冷却される。

図１８は、更に別の実施形態に係るシャッタ移動機構を示す斜視図である。図１８に示すシャッタ移動機構２８Ｃは、Ｚ方向に延びる軸線中心にシャッタ１４Ｃの対向部１４Ｃａを回転させ、当該対向部１４Ｃａを開位置（図１８の（ａ）参照）と閉位置（図１８の（ｂ）参照）の間で移動させる。

シャッタ移動機構２８Ｃは、回転駆動装置２８Ｃａ及び軸２８Ｃｂを含み得る。回転駆動装置２８Ｃａは、例えば、ロータリエアシリンダであり得る。軸２８Ｃｂは、Ｚ方向に延在しており、その一端において回転駆動装置２８Ｃａに結合されている。シャッタ１４Ｃの冷却部１４Ｃｂは軸２８Ｃｂを挿入するための空間を画成する壁によって構成されている。この冷却部１４Ｃｂの壁によって軸２８Ｃｂは保持される。軸２８Ｃｂの内部は空洞になっている。この空洞は、冷媒用の流路Ｆを画成している。このシャッタ移動機構２８Ｃは、一軸駆動の移動機構であるので、成膜装置内において容易に構成し得る。

以下、図１９を参照する。図１９の（ａ）〜（ｆ）には、シャッタ及び／又は蒸着ヘッドの種々の変形形態が示されている。図１９の（ａ）に示すように、シャッタの対向部１４ａは、噴射口１２ａのＹ方向に延びる中心線Ｙ１に対して傾斜した面によって構成されていてもよい。具体的に、図１９の（ａ）に示す対向部１４ａは、Ｚ方向に延び中心線Ｙ１に交差する頂片から下方に傾斜する二つの面によって構成されている。この二つの面は、図１９の（ｂ）に示すように、曲面であってもよい。また、上記頂辺は、図１９の（ｃ）に示すように、中心線Ｙ１に対してＸ方向に偏位していてもよい。

また、シャッタの対向部１４ａは、図１９の（ｄ）に示すように、波状の面によって構成されていてもよい。また、シャッタの対向部１４ａは、図１９の（ｅ）に示すように、Ｙ方向に直交する平面によって構成されていてもよい。この場合には、噴射口の中心線Ｙ２には、Ｙ方向に対して傾斜が与えられている。

図１９の（ａ）〜（ｅ）に示す実施形態の対向部１４ａは、当該対向部１４ａに吸着されないガスを噴射口１２ａから逸れる方向に反射する。したがって、これら実施形態によれば、噴射口１２ａと対向部１４ａとの間の空間における圧力をより効果的に低減することができる。なお、対向部１４ａに吸着されないガスは、主としてキャリアガスであり、その残部として蒸着材料の気体も含み得る。

また、図１９の（ｆ）に示すように、噴射口１２ａが設けられている蒸着ヘッド１２の先端部分は、テーパー状の面によって構成されていてもよい。この場合には、図１９の（ｆ）に示すテーパー角αは、例えば３５度程度であってもよく、蒸着ヘッド１２の先端の幅Ｗは、６ｍｍ程度であってもよい。図１９の（ｆ）に示す実施形態によれば、対向部１４ａは、当該対向部１４ａに吸着されないガスを噴射口１２ａの側に反射するが、テーパー面によって当該ガスの対向部１４ａ方向への更なる反射を低減することが可能である。

なお、図１９の（ａ）〜（ｆ）に示す何れの実施形態においても、シャッタ又は対向部１４ａの表面に、粗面化処理がなされていてもよく、また、熱伝導性が良好なＣｕ等による金属膜が形成されていてもよい。また、噴射口１２ａと対向部１４ａとの間の空間の圧力を低減するために、噴射口１２ａと対向部１４ａとは、１０ｍｍ以上離されていてもよい。

次に、図２０を参照する。図２０は、成膜システムの別の一例を示す図である。図２０に示す成膜システム１００Ｄでは、Ｚ方向において搬送室１０４Ｄの両側にゲートバルブＧを介してマスクストッカ１０６Ｄ及びアライメント室１０８がそれぞれ設けられている。搬送室１０４Ｄは、搬送装置を有する。この搬送装置は、マスクストッカ１０６ＤからマスクＭを受け取り、アライメント室１０８に被処理基体Ｗ及びマスクＭを搬送する。アライメント室１０８では、マスクＭの位置合わせが行われ、被処理基体Ｗ上に載置される。また、このアライメント室１０８は、アライメント室１０８においてその上にマスクＭが載置された被処理基体Ｗを成膜装置１０ＤのステージＳ上に搬送する。この成膜装置１０Ｄは、マスクアライナ２４を有していない点で成膜装置１０とは異なる。

成膜システム１００Ｄは、成膜システム１００と比較して、小型の被処理基体Ｗ用の成膜に適し得る。一方、成膜システム１００は、マスクＭを成膜装置１０内で位置合わせするので、搬送室１０４の搬送装置に求められる搬送能力が比較的低い。したがって、成膜システム１００は、大型の被処理基体Ｗに適し得る。また、成膜システム１００は、成膜システム１００Ｄよりも低コストに製造し得る。

以上、種々の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、説明した種々の実施形態の要素又は構成は、任意に他の実施形態の対応の要素又は構成と置き換えることができる。

１０…成膜装置、１２…蒸着ヘッド、１２ａ…噴射口、１４…シャッタ、１６…チャンバ壁、Ｃ１…成膜室、２０…蒸着ガス供給源、２２…移動機構、２８…シャッタ移動機構、３０…制御部、１００…成膜システム、Ｆ…冷媒用の流路、Ｓ…ステージ、Ｗ…被処理基体。

Claims (11)

1. 蒸着材料の気体分子を含むガスを噴射する噴射口を有する蒸着ヘッドと、
   前記ガスを遮る位置に配置可能なシャッタと、
   を備え、
   前記シャッタは、該シャッタを冷却するための冷却部を有する、
   成膜装置。
2. 被処理基体を搭載するステージと、
   前記ステージを前記蒸着ヘッドの前記噴射口からのガスの噴射方向に対して交差する方向に移動させる移動機構を更に備え、
   前記蒸着ヘッドは、前記噴射口を含む複数の噴射口を有しており、該複数の噴射口は、前記ステージの移動方向に交差する方向に配列されている、
   請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記シャッタが前記位置に配置されているときに、前記冷却部は、前記蒸着ヘッドと被処理基体を成膜するための空間との間に介在する、請求項１又は２の何れか一項に記載の成膜装置。
4. 前記冷却部は、冷媒流路を含んでおり、
   前記冷媒流路において冷媒が流れる方向を一方向と該一方向と反対の他方向とに切替えるための手段を更に備える、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の成膜装置。
5. 前記シャッタは、該シャッタを加熱するための加熱部を更に有する、請求項１〜４の何れか一項に記載の成膜装置。
6. 前記シャッタは、前記ガスが吹き付けられる部分に櫛歯構造を有する、請求項１〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
7. 前記シャッタは、前記ガスが吹き付けられる部分に前記噴射口の中心線に対して傾斜した面を含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の成膜装置。
8. 前記面は、波状の面を含む、請求項７に記載の成膜装置。
9. 前記噴射口が設けられている前記蒸着ヘッドの先端部分は、テーパー状の面で構成されている、請求項１〜８の何れか一項に記載の成膜装置。
10. 蒸着ヘッドの噴射口からの蒸着材料の気体分子を含むガスを遮る位置にシャッタを配置している期間において前記シャッタを冷却する工程と、
    前記シャッタを前記位置から退避させる工程と、
    前記蒸着ヘッドからの前記ガスにより被処理基体上に蒸着材料を成膜する工程と、
    を含む成膜方法。
11. 前記成膜する工程の後に、前記シャッタを加熱する工程を更に含む、請求項１０に記載の成膜方法。

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