JP2015004078A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体の表面又は被処理体上に蒸着された膜の表面を局所的に所望の温度に調節することができる成膜装置及び成膜方法を提供する。【解決手段】成膜装置１０は、被処理体Ｐを収容する処理チャンバ１２と、被処理体Ｐ上に膜５６ａを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体Ｐに噴き付けるノズル１６ｂと、不活性ガスＧ１を膜５６ａに噴き付けるノズル１８と、不活性ガスＧ１の温度を調節する温度調節器３６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。

蒸着材料とキャリアガスの混合ガスを基板上に噴き付けることによって、基板上に膜を蒸着する成膜方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この成膜方法では、複数のノズルから順番に蒸着材料を基板に噴き付けることによって、基板上に複数の有機膜を連続的に蒸着することができる。これにより、有機ＥＬ素子を製造することができる。

特開２００７−１６９７２８号公報

しかしながら、膜が蒸着される被処理体の表面や、蒸着された膜の表面の温度を調節することは行われていない。ここで、被処理体や膜の温度を調節するために、例えば被処理体を保持するステージ内に埋め込まれたヒーターで加熱を行うと、被処理体全体が加熱されるので、被処理体の内部が熱の影響を受けてしまう。被処理体が熱に弱い有機膜を含む場合には、熱の影響が顕著となる。例えば、有機ＥＬ素子や太陽電池等に用いられる複数の有機膜を基板上に形成する場合、ステージ内のヒーターにより基板を加熱すると、既に基板上に形成された有機膜が変質又は分解するおそれがある。このため、熱に弱い膜（例えば有機膜）上に膜を形成する際に温度調節を行うことは困難である。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、被処理体の表面又は被処理体上に蒸着された膜の表面を局所的に所望の温度に調節することができる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の一側面に係る成膜装置は、被処理体を収容する処理チャンバと、前記被処理体上に膜を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体に噴き付ける第１のノズルと、第１の不活性ガスを前記膜に噴き付ける第２のノズルと、前記第１の不活性ガスの温度を調節する温度調節器とを備える。

この成膜装置では、温度調節器によって温度調節された第１の不活性ガスが、被処理体上に蒸着された膜に第２のノズルから噴き付けられる。これにより、被処理体の温度変化を抑制しながら、膜の表面を局所的に所望の温度に調節することができる。

本発明の別の一側面に係る成膜装置は、被処理体を収容する処理チャンバと、前記被処理体上に膜を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体に噴き付ける第１のノズルと、前記ガスを前記被処理体に噴き付ける前に、第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付ける第２のノズルと、前記第１の不活性ガスの温度を調節する温度調節器とを備える。

この成膜装置では、温度調節器によって温度調節された第１の不活性ガスが被処理体に第２のノズルから噴き付けられる。これにより、被処理体の表面を局所的に所望の温度に調節することができる。その結果、良好な条件で被処理体上に膜を蒸着することができる。

前記第１の不活性ガスには実質的に蒸着材料が添加されていなくてもよい。この場合、被処理体又は膜の表面に意図しない膜が蒸着することを抑制できる。

なお、実質的に蒸着材料が添加されていない不活性ガスとは、蒸着材料が全く添加されていない不活性ガスだけでなく、膜が蒸着されない程度の微量の蒸着材料が添加された不活性ガスも含むものである。

前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターであってもよい。この場合、被処理体又は膜の表面を局所的に加熱することができる。

前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを冷却する冷却器であってもよい。この場合、被処理体又は膜の表面を局所的に冷却することができる。

前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターであり、上記成膜装置が、加熱された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けた後、第２の不活性ガスを前記膜に噴き付ける第３のノズルと、前記第２の不活性ガスを冷却する冷却器とを更に備えてもよい。

この場合、加熱された膜の表面を局所的に冷却することができる。第２の不活性ガスは、第１の不活性ガスと同じでもよいし、異なってもよい。

前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターであり、上記成膜装置が、加熱された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けた後、前記ガスを前記被処理体に噴き付ける前に、第２の不活性ガスを前記被処理体に噴き付ける第３のノズルと、前記第２の不活性ガスを冷却する冷却器とを更に備えてもよい。

この場合、加熱された被処理体の表面を局所的に冷却することができる。その結果、良好な条件で被処理体上に膜を蒸着することができる。

本発明の一側面に係る成膜方法は、蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体上に噴き付けることによって、前記被処理体上に膜を蒸着する工程と、温度調節された第１の不活性ガスを前記膜に噴き付ける工程とを含む。

この成膜方法では、温度調節された第１の不活性ガスが、被処理体上に蒸着された膜に噴き付けられる。これにより、被処理体の温度変化を抑制しながら、膜の表面を局所的に所望の温度に調節することができる。

本発明の別の一側面に係る成膜方法は、温度調節された第１の不活性ガスを被処理体に噴き付ける工程と、前記第１の不活性ガスを被処理体に噴き付けた後、蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体上に噴き付けることによって、前記被処理体上に膜を蒸着する工程とを含む。

この成膜方法では、温度調節された第１の不活性ガスが、被処理体に噴き付けられる。これにより、被処理体の表面を局所的に所望の温度に調節することができる。その結果、良好な条件で被処理体上に膜を蒸着することができる。

前記第１の不活性ガスには実質的に蒸着材料が添加されていなくてもよい。この場合、被処理体又は膜の表面に意図しない膜が蒸着することを抑制できる。

加熱された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を加熱してもよい。この場合、膜の表面を局所的に加熱することができる。

上記成膜方法は、前記膜を加熱した後、冷却された第２の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を冷却する工程を更に含んでもよい。この場合、加熱された膜の表面を局所的に冷却することができる。

冷却された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を冷却してもよい。この場合、膜の表面を局所的に冷却することができる。

加熱された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を加熱してもよい。この場合、被処理体の表面を局所的に加熱することができる。

上記成膜方法は、前記被処理体を加熱した後、冷却された第２の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を冷却する工程を更に含み、前記被処理体を冷却した後、前記被処理体上に膜を蒸着してもよい。この場合、加熱された被処理体の表面を局所的に冷却することができる。その結果、良好な条件で被処理体上に膜を蒸着することができる。

冷却された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を冷却してもよい。この場合、被処理体の表面を局所的に冷却することができる。

本発明によれば、被処理体の表面又は被処理体上に蒸着された膜の表面を局所的に所望の温度に調節することができる成膜装置及び成膜方法が提供される。

第１実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る成膜装置を用いて製造される電子デバイスの一例を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第３実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第３実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第４実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第６実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第６実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。 第７実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。 第７実施形態に係る成膜装置を用いて製造される電子デバイスの一例を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の第１〜第７実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図１には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。

図１に示される成膜装置１０は、被処理体Ｐを収容する処理チャンバ１２を備える。被処理体Ｐ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。すなわち、成膜装置１０はフェースダウン型の成膜装置である。被処理体Ｐは、例えば、基板Ｓと、基板Ｓ上に形成された電極５２と、電極５２上に形成された膜５６ａとを備える。基板Ｓは、例えばガラス基板等の透明基板である。基板Ｓの形状は、例えば矩形である。電極５２は、例えばＩＴＯ等の透明電極である。処理チャンバ１２には、配管１２ｇを介して真空ポンプ１５が接続されている。真空ポンプ１５により、処理チャンバ１２内を減圧することができる。

成膜装置１０は、被処理体Ｐ上に膜５６ｂを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体Ｐに噴き付けるノズル１６ｂ（第１のノズル）を備える。蒸着材料は、気化した１種類又は複数種類の有機材料であってもよい。キャリアガスとしては、例えばＡｒガス、窒素ガス等の不活性ガスが挙げられる。成膜装置１０は、ノズル１６ｂと同様の構造を有するノズル１６ａ及びノズル１６ｃを備えてもよい。ノズル１６ａは、電極５２上に膜５６ａを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを電極５２に噴き付ける。ノズル１６ｃは、膜５６ｂ上に膜５６ｃ（図２参照）を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを膜５６ｂに噴き付ける。ノズル１６ａ〜１６ｃは、被処理体Ｐの移動方向（Ｘ方向）に沿ってこの順に配列される。膜５６ａ〜膜５６ｃは、例えば有機膜である。

ノズル１６ａ〜１６ｃには、処理チャンバ１２外に配置された蒸着材料供給源２０ａ〜２０ｃがそれぞれ配管１２ａ〜１２ｃを介して接続されている。蒸着材料供給源２０ａ〜２０ｃでは、互いに異なる蒸着材料が気化する。蒸着材料供給源２０ａ〜２０ｃには、例えば固体の有機材料が収容されており、加熱により固体の有機材料が気化する。蒸着材料供給源２０ａ〜２０ｃには、それぞれ配管２２ａ〜２２ｃを介して不活性ガス供給源２４が接続されている。不活性ガス供給源２４から供給される不活性ガスは、蒸着材料供給源２０ａ〜２０ｃにおいて気化された蒸着材料とそれぞれ混合され、処理チャンバ１２内に導入される。これにより、基板Ｓ及び電極５２上に、複数種類の膜５６ａ〜５６ｃを連続的に蒸着させることができる。

ノズル１６ａと蒸着材料供給源２０ａとの間には、配管１２ａの途中に弁２６ａが配置されている。弁２６ａと蒸着材料供給源２０ａとの間には、配管１２ａを接続する接続部２８ａが配置されている。蒸着材料供給源２０ａと不活性ガス供給源２４との間には、配管２２ａの途中に弁３２ａが配置されている。弁３２ａと蒸着材料供給源２０ａとの間には、配管２２ａを接続する接続部３０ａが配置されている。弁３２ａと不活性ガス供給源２４との間には、マスフローコントローラー３４ａが配置されている。同様に、ノズル１６ｂと不活性ガス供給源２４との間には、弁２６ｂ、接続部２８ｂ、接続部３０ｂ、弁３２ｂ及びマスフローコントローラー３４ｂがこの順に配列されている。同様に、ノズル１６ｃと不活性ガス供給源２４との間には、弁２６ｃ、接続部２８ｃ、接続部３０ｃ、弁３２ｃ及びマスフローコントローラー３４ｃがこの順に配列されている。

成膜装置１０は、不活性ガスＧ１（第１の不活性ガス）を膜５６ｂに噴き付けるノズル１８（第２のノズル）を備える。不活性ガスＧ１は、例えばＡｒガス等の希ガスでもよいし、窒素ガスでもよい。不活性ガスＧ１は、上記キャリアガスと同じでもよいし、異なってもよい。不活性ガスＧ１には、蒸着材料が意図的に添加されなくてもよいし、膜が蒸着されない程度の微量の蒸着材料が微量に添加されてもよい。

成膜装置１０は、不活性ガスＧ１の温度を調節する温度調節器３６を備える。温度調節器３６は、配管１２ｅを介してノズル１８に接続されている。温度調節器３６には、配管２２ｅを介して不活性ガス供給源２４が接続されている。ノズル１８と温度調節器３６との間には、弁２６ｅ及び接続部２８ｅがこの順に配列されている。温度調節器３６と不活性ガス供給源２４との間には、接続部３０ｅ、弁３２ｅ及びマスフローコントローラー３４ｅがこの順に配列されている。不活性ガス供給源２４から供給される不活性ガスは、温度調節器３６において温度調節され、温度調節された不活性ガスＧ１として処理チャンバ１２内に導入される。

ノズル１６ａ〜１６ｃの先端には、例えばＹ方向に延びる矩形の開口が形成されている。すなわち、成膜装置１０は、いわゆるリニアソース型の成膜装置である。ノズル１６ａ〜１６ｃの開口から蒸着材料及びキャリアガスを含むガスが放出される。ノズル１６ａ〜１６ｃの開口上には、蒸着材料を遮断可能なシャッター１７ａ〜１７ｃがそれぞれ配置されてもよい。ノズル１８の先端には、例えばＹ方向に延びる矩形の開口が形成されている。ノズル１８の開口から温度調節された不活性ガスＧ１が放出される。ノズル１８の開口上には、不活性ガスＧ１を遮断可能なシャッター１７ｅが配置されてもよい。図１ではシャッター１７ｅが開いているので、ノズル１８の開口から噴き出す不活性ガスＧ１が膜５６ｂの表面に到達する。シャッター１７ａ〜ｃは閉じているので、ノズル１６ａ〜１６ｃの開口から噴き出すガスは膜５６ｂに到達しない。シャッター１７ａ〜１７ｃ及び１７ｅは、処理チャンバ１２に接続されており、例えばＹ方向に沿った回転軸を中心に回転する。これにより、シャッター１７ａ〜１７ｃ及び１７ｅを、必要に応じてノズル１６ａ〜１６ｃ及び１８の開口上に配置したり当該開口上から退避させたりすることができる。

成膜装置１０は、被処理体Ｐを保持するステージ３８をＸ方向に駆動する駆動装置４０を備えてもよい。これにより、ノズル１６ａ〜１６ｃ及び１８に対して相対的に被処理体ＰがＸ方向に沿って移動する。矢印Ａはステージ３８の移動方向を示す。Ｘ方向において、ノズル１８は、ノズル１６ｂの後段かつノズル１６ｃの前段に配置されている。したがって、被処理体Ｐは、Ｘ方向に移動することによって、ノズル１６ａ、１６ｂ、１８、１６ｃの開口に順番に対向配置されることとなる。

ステージ３８は、被処理体Ｐを保持する静電チャックを内蔵してもよい。ステージ３８は、例えば支持部３８ａによってレール４２に接続されている。レール４２は処理チャンバ１２に接続されている。この場合、駆動装置４０によってステージ３８及び支持部３８ａはレール４２上をスライドするように移動する。被処理体Ｐは、処理チャンバ１２に形成されたゲートバルブ４４ａを通って処理チャンバ１２内に導入可能であり、処理チャンバ１２に形成されたゲートバルブ４４ｂを通って処理チャンバ１２外に搬出可能である。

成膜装置１０では、温度調節器３６によって温度調節された不活性ガスＧ１が、被処理体Ｐ上に蒸着された膜５６ｂにノズル１８から噴き付けられる。これにより、被処理体Ｐの温度変化を抑制しながら、膜５６ｂの表面を局所的に所望の温度に調節することができる。その結果、膜５６ｂの結晶化速度や膜５６ｃの成膜速度をコントロールすることができる。また、膜５６ｂの表面においてライン状の領域を所望の温度に調節することができる。ライン状の領域は、例えば回路パターンとして利用可能である。不活性ガスＧ１に実質的に蒸着材料が添加されていない場合には、膜５６ｂの表面に意図しない膜が蒸着することを抑制できる。

温度調節器３６は、不活性ガスＧ１を加熱するヒーターであってもよい。この場合、膜５６ｂの表面を局所的に加熱することができる。例えば、膜５６ｂがアモルファス膜の場合、膜５６ｂの表面をアニール処理することによって結晶化を促進することができる。加熱によって、結晶化の際に核となりうる物質や水分を除去することができるので、結晶粒界の少ない結晶からなる膜５６ｂを形成することができる。このような膜５６ｂは、高い移動度が求められるデバイス（例えば有機トランジスタ等）において有効である。また、膜５６ｂの表面を所望の温度に加熱することにより、良好な条件で膜５６ｂ上に膜５６ｃを蒸着することができる。さらに、膜５６ｂにドーパントが含まれている場合、膜５６ｂの表面を加熱することによって当該ドーパントの拡散を制御することができる。膜５６ｂ上に膜５６ｃが蒸着される場合には、良好な条件で膜５６ｂ上に膜５６ｃを蒸着することができる。不活性ガスＧ１の温度は、例えば３００〜４００Ｋに調節される。なお、被処理体Ｐ全体が加熱されるわけではないので、被処理体Ｐ中の基板Ｓ、電極５２、膜５６ａ等がダメージを受け難い。

温度調節器３６は、不活性ガスＧ１を冷却する冷却器であってもよい。この場合、膜５６ｂの表面を局所的に冷却することができる。膜５６ｂの表面を所望の温度に冷却することにより、良好な条件で膜５６ｂ上に膜５６ｃを蒸着することができる。

図２は、第１実施形態に係る成膜装置を用いて製造される電子デバイスの一例を模式的に示す図である。図２に示される電子デバイス５０は、例えば有機ＥＬ素子である。電子デバイス５０は、基板Ｓ上に形成された電極５２（陽極）と電極５４（陰極）とを備えている。電極５２と電極５４との間には、発光層５６が設けられている。発光層５６は、例えば有機膜等の膜５６ａ〜５６ｃを備えている。膜５６ａ〜５６ｃは、電極５２から電極５４に向かってこの順に設けられている。電極５２と電極５４との間には、配線を介して電源５８が接続されている。電源５８により電流が発光層５６に注入されると、発光層５６から放出された光６０が電極５２及び基板Ｓを通過して外部に放出される。

膜５６ａ〜５６ｃは、成膜装置１０により形成可能である。この場合、これら３層を形成するための３種類の蒸着材料をノズル１６ａ〜１６ｃからそれぞれ供給する。成膜装置１０を用いると膜５６ｂの表面を局所的に所望の温度に調節することができるので、良好な特性を有する電子デバイス５０を製造することができる。

電子デバイス５０は、例えば半導体デバイス、太陽電池、光デバイス等であってもよい。

図３は、第１実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る成膜方法は、上述の成膜装置１０を用いて以下のように実施可能である。

（膜５６ａの成膜）
まず、必要に応じて、膜５６ａを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを基板Ｓ上の電極５２に噴き付けることによって、電極５２上に膜５６ａを蒸着する（工程Ｓ１）。この時、基板Ｓ及び電極５２は、ノズル１６ａの開口に対向配置される。

（膜５６ｂの成膜）
次に、膜５６ｂを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体Ｐ上に噴き付けることによって、被処理体Ｐ上に膜５６ｂを蒸着する（工程Ｓ２）。この時、基板Ｓ、電極５２及び膜５６ａは、ノズル１６ｂの開口に対向配置される。

（加熱された不活性ガスＧ１の噴き付け）
次に、加熱された不活性ガスＧ１を膜５６ｂに噴き付ける（工程Ｓ３）。この時、被処理体Ｐは、ノズル１８の開口に対向配置される（図１参照）。

（膜５６ｃの成膜）
次に、必要に応じて、膜５６ｃを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを膜５６ｂに噴き付けることによって、膜５６ｂ上に膜５６ｃを蒸着する（工程Ｓ４）。この時、被処理体Ｐ及び膜５６ｃは、ノズル１６ｃの開口に対向配置される。

本実施形態の成膜方法では、工程Ｓ２において、加熱された不活性ガスＧ１が、被処理体Ｐ上に蒸着された膜５６ｂに噴き付けられる。これにより、被処理体Ｐの温度上昇を抑制しながら、膜５６ｂの表面を局所的に所望の温度に加熱することができる。

なお、工程Ｓ３において、加熱された不活性ガスＧ１に代えて冷却された不活性ガスＧ１を膜５６ｂに噴き付けることによって、膜５６ｂを冷却してもよい。この場合、被処理体Ｐの温度降下を抑制しながら、膜５６ｂの表面を局所的に所望の温度に冷却することができる。

＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図４に示される成膜装置１０Ａは、ノズル１８とノズル１６ｃとの間隔Ｄ２がノズル１８とノズル１６ｂとの間隔Ｄ１よりも広くなっていること以外は成膜装置１０と同一の構成を備えている。成膜装置１０Ａでは、少なくとも成膜装置１０と同様の作用効果が得られる。成膜装置１０に代えて成膜装置１０Ａを用いて、上記第１実施形態に係る成膜方法と同様に、第２実施形態に係る成膜方法を実施することもできる。成膜装置１０Ａでは、温度調節器３６が不活性ガスＧ１を加熱するヒーターである場合、間隔Ｄ２を間隔Ｄ１よりも広くすることによって、加熱された膜５６ｂを十分に冷却することができる。そのため、膜５６ｂの表面を所望の温度まで冷却した後に、膜５６ｂ上に膜５６ｃを蒸着することができる。例えば、間隔Ｄ２を適宜調整することによって、膜５６ｂの結晶化速度をコントロールすることができる。

＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図３に示される成膜装置１０Ｂの温度調節器３６は、不活性ガスＧ１を加熱するヒーターである。成膜装置１０Ｂは、加熱された不活性ガスＧ１を膜５６ｂに噴き付けた後、不活性ガスＧ２（第２の不活性ガス）を膜５６ｂに噴き付けるノズル１８ａ（第３のノズル）と、不活性ガスＧ２を冷却する冷却器３６ａとを備える。冷却器３６ａは、配管１２ｆを介してノズル１８ａに接続されている。冷却器３６ａには、配管２２ｆを介して不活性ガス供給源２４が接続されている。ノズル１８ａと冷却器３６ａとの間には、弁２６ｆ及び接続部２８ｆがこの順に配列されている。冷却器３６ａと不活性ガス供給源２４との間には、接続部３０ｆ、弁３２ｆ及びマスフローコントローラー３４ｆがこの順に配列されている。不活性ガス供給源２４から供給される不活性ガスは、冷却器３６ａにおいて冷却され、不活性ガスＧ２として処理チャンバ１２内に導入される。ノズル１８ａの開口上には、不活性ガスＧ２を遮断可能なシャッター１７ｆが配置されてもよい。

成膜装置１０Ｂは、上記構成以外は成膜装置１０と同一の構成を備えている。成膜装置１０Ｂでは、少なくとも成膜装置１０と同様の作用効果が得られる。また、成膜装置１０Ｂでは、ノズル１８ａから噴射される不活性ガスＧ２によって、加熱された膜５６ｂの表面を局所的に冷却することができる。成膜装置１０Ｂでは、成膜装置１０Ａと同様の作用効果が得られる。さらに、成膜装置１０Ｂでは、不活性ガスＧ１によって膜５６ｂの表面が加熱された後、不活性ガスＧ２によって膜５６ｂの表面が急冷（クエンチ）されるので、リフローにより膜５６ｂの表面を平坦化することができる。

図６は、第３実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る成膜方法は、上述の成膜装置１０Ｂを用いて実施可能である。本実施形態に係る成膜方法は、図３の工程Ｓ３と工程Ｓ４との間に、冷却された不活性ガスＧ２を膜５６ｂに噴き付けることによって、膜５６ｂを冷却する工程Ｓ３ａを更に含む。このため、工程Ｓ３において加熱された膜５６ｂの表面を、工程Ｓ３ａにおいて局所的に冷却することができる。

＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図７に示される成膜装置１０Ｃは、ノズル１６ａ、１６ｂ及び１８の配列順序が異なっていること以外は成膜装置１０と同一の構成を備えている。成膜装置１０Ｃでは、Ｘ方向において、ノズル１８がノズル１６ａの前段に配置されている。したがって、成膜装置１０Ｃは、被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体Ｐ１に噴き付けるノズル１６ａ（第１のノズル）と、ノズル１６ａからガスを被処理体Ｐ１に噴き付ける前に、不活性ガスＧ１を被処理体Ｐ１に噴き付けるノズル１８（第２のノズル）とを備える。被処理体Ｐ１は、基板Ｓ及び電極５２を備える。

成膜装置１０Ｃでは、温度調節器３６によって温度調節された不活性ガスＧ１が被処理体Ｐ１にノズル１８から噴き付けられる。これにより、被処理体Ｐ１の表面を局所的に所望の温度に調節することができる。その結果、良好な条件で被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。さらに、膜５６ａの結晶化速度をコントロールすることができる。不活性ガスＧ１に実質的に蒸着材料が添加されていない場合には、被処理体Ｐ１の表面に意図しない膜が蒸着することを抑制できる。

温度調節器３６が不活性ガスＧ１を加熱するヒーターである場合、被処理体Ｐ１の表面を局所的に加熱することができる。例えば、被処理体Ｐ１の表面に異物が付着している場合、被処理体Ｐ１の表面を加熱することによって異物を気化させ、被処理体Ｐ１の表面をクリーニングすることができる。また、被処理体Ｐ１の表面を所望の温度に加熱することにより、良好な条件で被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。

温度調節器３６が不活性ガスＧ１を冷却する冷却器である場合、被処理体Ｐ１の表面を局所的に冷却することができる。被処理体Ｐ１の表面を所望の温度に冷却することにより、良好な条件で被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。

図８は、第４実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る成膜方法は、上述の成膜装置１０Ｃを用いて実施可能である。本実施形態に係る成膜方法では、工程Ｓ３を工程Ｓ１の前に行う。この方法では、工程Ｓ３において、加熱された不活性ガスＧ１が、被処理体Ｐ１に噴き付けられる。これにより、被処理体Ｐ１の表面を局所的に所望の温度に加熱することができる。その結果、良好な条件で被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。

なお、工程Ｓ３において、加熱された不活性ガスＧ１に代えて冷却された不活性ガスＧ１を被処理体Ｐ１に噴き付けることによって、被処理体Ｐ１を冷却してもよい。この場合、被処理体Ｐ１の表面を局所的に所望の温度に冷却することができる。

＜第５実施形態＞
図９は、第５実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図９に示される成膜装置１０Ｄは、ノズル１８とノズル１６ａとの間隔Ｄ４がノズル１６ａとノズル１６ｂとの間隔Ｄ３よりも広くなっていること以外は成膜装置１０Ｃと同一の構成を備えている。成膜装置１０Ｄでは、少なくとも成膜装置１０Ｃと同様の作用効果が得られる。成膜装置１０Ｃに代えて成膜装置１０Ｄを用いて、上記第４実施形態に係る成膜方法と同様に、第５実施形態に係る成膜方法を実施することもできる。成膜装置１０Ｄでは、温度調節器３６が不活性ガスＧ１を加熱するヒーターである場合、間隔Ｄ４を間隔Ｄ３よりも広くすることによって、加熱された被処理体Ｐ１を十分に冷却することができる。そのため、被処理体Ｐ１の表面を所望の温度まで冷却した後に、被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。

＜第６実施形態＞
図１０は、第６実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図１０に示される成膜装置１０Ｅの温度調節器３６は、不活性ガスＧ１を加熱するヒーターである。成膜装置１０Ｅは、加熱された不活性ガスＧ１を被処理体Ｐ１に噴き付けた後、ノズル１６ａからガスを被処理体Ｐ１に噴き付ける前に、不活性ガスＧ２を膜５６ｂに噴き付けるノズル１８ａと、不活性ガスＧ２を冷却する冷却器３６ａとを備える。

成膜装置１０Ｅは、上記構成以外は成膜装置１０Ｃと同一の構成を備えている。成膜装置１０Ｅでは、少なくとも成膜装置１０Ｃと同様の作用効果が得られる。また、成膜装置１０Ｅでは、所望の温度に加熱された被処理体Ｐ１の表面を局所的に冷却することができる。成膜装置１０Ｅでは、成膜装置１０Ｅの各構成によって、他の実施形態と同様の作用効果が得られる。

図１１は、第６実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る成膜方法は、上述の成膜装置１０Ｅを用いて実施可能である。本実施形態に係る成膜方法は、図８の工程Ｓ３と工程Ｓ１との間において、冷却された不活性ガスＧ２を被処理体Ｐ１に噴き付けることによって、被処理体Ｐ１を冷却する工程Ｓ３ａを更に含む。これにより、工程Ｓ３において加熱された被処理体Ｐ１の表面を、工程Ｓ３ａにおいて局所的に冷却することができる。また、良好な条件で被処理体Ｐ１上に膜５６ａを蒸着することができる。

＜第７実施形態＞
図１２は、第７実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。図１２に示される成膜装置１０Ｆは、膜５６ｃ上に膜５６ｄ（図１３参照）を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを膜５６ｃに噴き付けるノズル１６ｄを備える。他のノズル１６ａ〜１６ｃと同様に、ノズル１６ｄには、処理チャンバ１２外に配置された蒸着材料供給源２０ｄが配管１２ｄを介して接続されている。蒸着材料供給源２０ｄには、配管２２ｄを介して不活性ガス供給源２４が接続されている。ノズル１６ｄと不活性ガス供給源２４との間には、弁２６ｄ、接続部２８ｄ、接続部３０ｄ、弁３２ｄ及びマスフローコントローラー３４ｄがこの順に配列されている。

成膜装置１０Ｆは、上記構成以外は成膜装置１０と同一の構成を備えている。成膜装置１０Ｆでは、少なくとも成膜装置１０と同様の作用効果が得られる。成膜装置１０Ｆでは、成膜装置１０Ｆの各構成によって、他の実施形態と同様の作用効果が得られる。

図１３は、第７実施形態に係る成膜装置を用いて製造される電子デバイスの一例を模式的に示す図である。図１３に示される太陽電池５０Ａは、基板Ｓ上に順に設けられた電極５２ａ及び５２ｂ、膜５６ａ〜５６ｄ、電極５４を備える。

太陽電池５０Ａの一実施例の構成を以下に示す。
基板Ｓ：ガラス基板
電極５２ａ：ＩＴＯ膜（厚さ１００ｎｍ）
電極５２ｂ：ＭｏＯ_３膜（厚さ１３ｎｍ）
膜５６ａ：ＣｌＡｌＰｃ膜（厚さ１３ｎｍ）
膜５６ｂ：ＣｌＡｌＰｃ及びＣ７０からなる共蒸着膜（厚さ１３ｎｍ）
膜５６ｃ：Ｃ６０膜（厚さ２２ｎｍ）
膜５６ｄ：ＢＣＰ膜（厚さ１０ｎｍ）
電極５４；Ａｇ膜（厚さ１００ｎｍ）

膜５６ａ〜５６ｄは、成膜装置１０Ｆにより形成可能である。この場合、これら４層を形成するための４種類の蒸着材料をノズル１６ａ〜１６ｄからそれぞれ供給する。成膜装置１０Ｆを用いると膜５６ｂの表面を局所的に所望の温度に調節することができるので、良好な特性を有する太陽電池５０Ａを製造することができる。膜５６ｂはホール及びキャリアを生成する層であるため、高い移動度が求められる。高い移動度を得るためには、ＣｌＡｌＰｃが結晶、Ｃ７０（フラーレン）がアモルファスであることが望ましい。膜５６ｂの表面を局所的に特定の温度に調節することによって、高い移動度の膜５６ｂを得ることができる。膜５６ｄはホールブロック層として機能する有機膜である。なお、電極５２ｂ、膜５６ａ〜５６ｄのうち少なくとも１つに不活性ガスＧ１を噴き付けることによって、その表面を所望の温度に調節することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記各実施形態の構成を任意に組み合わせてもよい。

成膜装置１０は、ノズル１６ａ及び１６ｃの少なくとも一方を備えなくてもよい。成膜装置１０は、フェースアップ型の成膜装置であってもよい。すなわち、被処理体Ｐの一方の面（成膜面）が鉛直方向において上を向いてもよい。また、ノズル１８をノズル１６ａとノズル１６ｂとの間に配置してもよい。

１０，１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ…成膜装置、１２…処理チャンバ、１６ｂ…第１のノズル、１８…第２のノズル、１８ａ…第３のノズル、３６…温度調節器、３６ａ…冷却器、５６ａ〜５６ｄ…膜、Ｇ１…第１の不活性ガス、Ｇ２…第２の不活性ガス、Ｐ，Ｐ１…被処理体。

Claims (16)

1. 被処理体を収容する処理チャンバと、
   前記被処理体上に膜を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体に噴き付ける第１のノズルと、
   第１の不活性ガスを前記膜に噴き付ける第２のノズルと、
   前記第１の不活性ガスの温度を調節する温度調節器と、
   を備える、成膜装置。
2. 被処理体を収容する処理チャンバと、
   前記被処理体上に膜を蒸着するための蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体に噴き付ける第１のノズルと、
   前記ガスを前記被処理体に噴き付ける前に、第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付ける第２のノズルと、
   前記第１の不活性ガスの温度を調節する温度調節器と、
   を備える、成膜装置。
3. 前記第１の不活性ガスには実質的に蒸着材料が添加されていない、請求項１又は２に記載の成膜装置。
4. 前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置。
5. 前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを冷却する冷却器である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置。
6. 前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターであり、
   加熱された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けた後、第２の不活性ガスを前記膜に噴き付ける第３のノズルと、
   前記第２の不活性ガスを冷却する冷却器と、
   を更に備える、請求項１に記載の成膜装置。
7. 前記温度調節器が、前記第１の不活性ガスを加熱するヒーターであり、
   加熱された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けた後、前記ガスを前記被処理体に噴き付ける前に、第２の不活性ガスを前記被処理体に噴き付ける第３のノズルと、
   前記第２の不活性ガスを冷却する冷却器と、
   を更に備える、請求項２に記載の成膜装置。
8. 蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを被処理体上に噴き付けることによって、前記被処理体上に膜を蒸着する工程と、
   温度調節された第１の不活性ガスを前記膜に噴き付ける工程と、
   を含む、成膜方法。
9. 温度調節された第１の不活性ガスを被処理体に噴き付ける工程と、
   前記第１の不活性ガスを被処理体に噴き付けた後、蒸着材料及びキャリアガスを含むガスを前記被処理体上に噴き付けることによって、前記被処理体上に膜を蒸着する工程と、
   を含む、成膜方法。
10. 前記第１の不活性ガスには実質的に蒸着材料が添加されていない、請求項８又は９に記載の成膜方法。
11. 加熱された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を加熱する、請求項８に記載の成膜方法。
12. 前記膜を加熱した後、冷却された第２の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を冷却する工程を更に含む、請求項１１に記載の成膜方法。
13. 冷却された前記第１の不活性ガスを前記膜に噴き付けることによって、前記膜を冷却する、請求項８に記載の成膜方法。
14. 加熱された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を加熱する、請求項９に記載の成膜方法。
15. 前記被処理体を加熱した後、冷却された第２の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を冷却する工程を更に含み、
    前記被処理体を冷却した後、前記被処理体上に膜を蒸着する、請求項１４に記載の成膜方法。
16. 冷却された前記第１の不活性ガスを前記被処理体に噴き付けることによって、前記被処理体を冷却する、請求項９に記載の成膜方法。

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