JP5473675B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜形成装置に関する。

有機ＥＬは、発光効率が高く、薄い発光装置を組み立てることができることから、近年では、大面積化する表示装置や照明機器の用途に注目されており、有機薄膜を大面積基板に均一に成膜する技術が求められている。
図６は従来技術である薄膜成膜装置１０１の内部構成図を示している。
薄膜成膜装置１０１は、真空槽１１１と、放出装置１２０と、蒸気生成装置１４０を有している。
放出装置１２０は、真空槽１１１の内部に配置され、蒸気生成装置１４０に接続されている。
真空排気装置１１２によって真空槽１１１内を真空排気しておき、真空槽１１１内に成膜対象物１０５を配置して、蒸気生成装置１４０内で薄膜材料蒸気を生成し、放出装置１２０に供給すると、放出装置１２０から真空槽１１１の内部に薄膜材料蒸気が放出され、成膜対象物１０５に到達すると、成膜対象物１０５の表面に薄膜が形成されるようになっている。

放出装置１２０を説明すると、放出装置１２０は中空で細長の放出容器１２１を有している。放出容器１２１の成膜対象物１０５と対面する位置には、放出口１２５が設けられ、放出容器１２１の内部空間と真空槽１１１の内部空間は、放出口１２５によって接続されている。
放出口１２５が複数個あると、各放出口１２５は放出容器１２１の長手方向に沿って並べられており、放出口１２５が一個又は少数の場合は、放出口１２５を長手方向に沿った細長の放出口に形成することもできる。いずれにしろ、放出容器１２１からは、長手方向の異なる複数の場所から薄膜材料蒸気が放出され、成膜対象物１０５に到着できるようにされている。
上記従来の薄膜成膜装置１０１では、放出口１２５から放出された薄膜材料蒸気の流量は蒸気生成装置１４０に近い方が遠い方よりも多いため、成膜対象物１０５に薄膜を均一な膜厚で成膜することが難しいという問題があった。

特開２００７−１４６２１９号公報 特開２００２−２４９８６８号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、薄膜材料蒸気を互いに異なる複数の場所から均一に放出させ、均一な膜厚で薄膜を成膜できる薄膜形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置された放出装置と、前記放出装置に接続され、前記放出装置に薄膜材料蒸気を供給する蒸気生成装置とを有し、前記放出装置は、前記蒸気生成装置から供給された前記薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させ、前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記放出装置は、一個又は二個以上の放出ユニットを有し、各前記放出ユニットは、中空で長手方向を有する細長の放出容器と、前記放出容器に形成され、前記放出装置内部空間と前記真空槽の内部空間とを接続する放出口と、前記放出容器の前記長手方向に沿って前記放出容器内に配置された二本以上の導入管と、前記導入管に形成された導入口とを有し、前記導入管は前記放出容器内で前記放出口から異なる距離で位置するように配置され、異なる前記導入管の前記導入口は、前記長手方向上の異なる場所に位置するように形成された薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、前記導入口は、前記導入管の両側に配置された第一、第二の導入口によって構成され、前記第一、第二の導入口から、前記放出口が位置する方向に対して横方向に向けられた薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、各前記導入管の先端は閉塞された薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、前記放出口は、前記放出容器の前記成膜対象物に対面する位置に形成され、前記放出容器の前記放出口が形成された位置とは反対側には、測定口が形成され、前記測定口と対面する位置には、膜厚センサが配置された薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、前記測定口は、前記放出容器の長手方向にそって、複数個形成され、各前記測定口と対面する位置に前記膜厚センサがそれぞれ配置された薄膜形成装置である。
本発明は、前記放出容器と前記導入管は水平に配置され、前記放出口が上方に向けられ、前記測定口が下方に向けられた薄膜形成装置であって、前記測定口は前記導入口の鉛直下方に配置された薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、一の前記放出容器内の前記導入管に、前記薄膜材料蒸気を前記導入管毎に異なる供給速度で前記蒸気生成装置から供給させられる制御装置が設けられ、前記供給速度は、前記膜厚センサの検出結果に基づいて変更可能に構成された薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、前記放出装置は複数の前記放出ユニットの前記放出容器が、前記長手方向とは直角な方向に並べられ、各前記導入管は互いに平行になるようにされ、各前記導入管には、同じ物質の前記薄膜材料蒸気が供給される薄膜形成装置である。
本発明は薄膜形成装置であって、前記放出装置は複数の前記放出ユニットの前記放出容器が、前記長手方向とは直角な方向に並べられ、各前記導入管は互いに平行になるようにされ、複数の前記放出ユニット内の前記導入管には、同じ物質の前記薄膜材料蒸気が供給され、前記薄膜材料蒸気には、異なる物質の第一、第二の蒸気が含まれ、複数の前記放出ユニットには、前記第一の蒸気が供給される前記放出ユニットと、前記第二の蒸気が供給される放出ユニットとが含まれる薄膜形成装置である。

成膜対象物である基板の大きさに依らずに均一な膜厚で薄膜を成膜することができる。

本発明の薄膜形成装置の一例の内部構成図 本発明の薄膜形成装置の一例のＡ−Ａ線切断断面図 本発明の薄膜形成装置の一例のＢ−Ｂ線切断断面図 本発明の薄膜形成装置の一例のＣ−Ｃ線切断断面図 本発明の薄膜形成装置の一例のＤ−Ｄ線切断断面図 従来技術の薄膜形成装置の一例の内部構成図

図１を参照し、符号１は本発明の一例の薄膜形成装置１を示している。
この薄膜形成装置１は、真空槽１１と、放出装置２０と、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃と、キャリアガス供給装置１９を有している。
放出装置２０は、真空槽１１の内部に配置され、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃に接続されている。
真空排気装置１２によって真空槽１１内を真空排気しておき、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃内で薄膜材料蒸気を生成し、放出装置２０に供給すると、放出装置２０から真空槽１１の内部に薄膜材料蒸気が放出され、後述するように真空槽１１内に搬入された成膜対象物５に到達すると、成膜対象物５の表面に薄膜が形成されるようになっている。

放出装置２０を説明すると、放出装置２０は、複数の放出ユニット２０ａ〜２０ｅを有している。
各放出ユニット２０ａ〜２０ｅは、それぞれ一個の放出容器を有している。ここでは各放出容器の内部は分離されており、各放出容器に薄膜材料蒸気が供給されるが、放出容器間を薄膜材料蒸気が移動することはない。
また、複数の放出容器は、中空の大きな容器の内部を隔壁によって区分けして形成してもよいし、分離可能な複数の小さな容器によって構成してもよい。

図２は薄膜形成装置１のＡ−Ａ線切断断面図、図３は同Ｂ−Ｂ線切断断面図、図４は同Ｃ−Ｃ線切断断面図、図５は同Ｄ−Ｄ線切断断面図を示している。符号２１ａ〜２１ｅは放出容器を示している。
各放出容器２１ａ〜２１ｅの内部には、それぞれ二本以上の複数の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃、３１ｅ₁〜３１ｅ₃が配置されている。
各放出容器２１ａ〜２１ｅは細長であり、複数の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃、３１ｅ₁〜３１ｅ₃は、各放出容器２１ａ〜２１ｅ内で長手方向に沿って配置されており、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃は、各放出容器２１ａ〜２１ｅ内で長手方向とは直角方向に、互いに平行に並んで配置されている。
真空槽１１内に搬入された成膜対象物５は、薄膜が形成される成膜面６を有しており、各放出容器２１ａ〜２１ｅは、後述するように真空槽１１内に搬入された成膜対象物５の成膜面６と平行に対面するように配置されている。
本実施例では、各放出ユニット２０ａ〜２０ｅの放出容器２１ａ〜２１ｅは長手方向を互いに平行にして、長手方向とは直角な方向に並べられている。

各放出容器２１ａ〜２１ｅ内の複数の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃は、成膜面６が位置する平面と垂直な平面上に位置するように並べられており、各放出容器２１ａ〜２１ｅの導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃が位置する平面は互いに平行にされている。
本例では、それぞれ３本の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃が各放出容器２１ａ〜２１ｅ内に配置されている。
各放出容器２１ａ〜２１ｅの成膜対象物５と対面する位置には、一個又は複数個の放出口２５ａ〜２５ｅが配置されている。各放出容器２１ａ〜２１ｅ内の内部空間は、放出口２５ａ〜２５ｅと後述する測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃を除き、他の部分は閉塞されており、各放出容器２１ａ〜２１ｅ内の内部空間は、放出口２５ａ〜２５ｅによって真空槽１１の内部空間と接続されている。

放出口２５ａ〜２５ｅが複数個あると、各放出口２５ａ〜２５ｅはそれぞれ放出容器２１ａ〜２１ｅの長手方向に沿って並べられており、放出口２５ａ〜２５ｅが一個又は少数の場合は、放出口２５ａ〜２５ｅを放出容器２１ａ〜２１ｅの長手方向に沿った細長の放出口に形成することもできる。いずれにしろ、放出容器２１ａ〜２１ｅからは、長手方向の異なる複数の場所から後述する薄膜材料蒸気とキャリアガスが放出され、成膜対象物５の成膜面６に到着できるようにされている。
また、放出容器２１ａ〜２１ｅの各放出口２５ａ〜２５ｅと、成膜面６が位置する平面との距離は等しくされている。

各放出ユニット２０ａ〜２０ｅの構成は同じであるので、図２を参照し符号２０ａの放出ユニットで代表して説明すると、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃は、根本部分が放出容器２１ａから突き出され、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃に接続されており、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の先端部分は閉塞されている。
各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃は導入口３５ａ₁〜３５ａ₃を有しており後述するように、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃からキャリアガスと共に薄膜材料蒸気が各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に供給されると、導入口３５ａ₁〜３５ａ₃から放出容器２１ａ内にキャリアガスと薄膜材料蒸気が導入される。
放出容器２１ａ内の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃は、その導入管３１ａ₁〜３１ａ₃が配置された放出容器２１ａの長手方向の異なる位置に導入口３５ａ₁〜３５ａ₃が形成されており、ここでは、放出容器２１ａの内部空間の一端から他端までの間であって、一端からの距離が、小の位置に開口が形成された導入管３１ａ₁と、中の位置に形成された導入管３１ａ₂と、大の位置に形成された導入管３１ａ₃が放出容器２１ａ内に配置されている。

また、本実施例では、導入口３５ａ₁、３５ａ₂又は３５ａ₃はそれぞれ二個一組の第一、第二の導入口で構成されており、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃から見て放出口２５ａが位置する方向を前方、反対側を後方とすると、第一の導入口は、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の左側方の部分、第二の導入口は、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の右側方の部分に配置されている。以下、各二個一組の第一、第二の導入口に符号３５ａ₁、３５ａ₂又は３５ａ₃を付して説明する。

一本の導入管３１ａ₁、３１ａ₂又は３１ａ₃の第一、第二の導入口３５ａ₁、３５ａ₂又は３５ａ₃は長手方向の同じ場所に位置し、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃は、導入管３１ａ₁〜３１ａ₃毎に長手方向の異なる場所に位置している。
蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃は、キャリアガス供給装置１９に接続された一又は複数の蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃と、キャリアガス供給装置１９から各蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃にそれぞれ供給されるキャリアガスの流量を制御する流量制御装置４４ａ₁〜４４ａ₃と、各蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃内にそれぞれ位置する薄膜材料４６ａ₁〜４６ａ₃と、各蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃内の薄膜材料４６ａ₁〜４６ａ₃をそれぞれ加熱する加熱装置４２ａ₁〜４２ａ₃とを有している。
蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃は、一又は複数個の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に接続されており、蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃と導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の間に設けられたバルブ４５ａ₁〜４５ａ₃を開けると、蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃の内部は、放出ユニット２０ａを介して真空槽１１の内部に接続され、真空排気装置１２によって真空槽１１内を真空排気すると、蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃内も真空排気される。

蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃内は、真空槽１１に接続された真空排気装置１２や蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃に接続された不図示の真空排気装置によって真空排気され、蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃、放出ユニット２０ａ、及び真空槽１１内が所定圧力まで真空排気された状態で、蒸気生成槽４１ａ₁〜４１ａ₃内にキャリアガスを供給しながら加熱装置４２ａ₁〜４２ａ₃によって薄膜材料４６ａ₁〜４６ａ₃を加熱し、薄膜材料４６ａ₁〜４６ａ₃から薄膜材料蒸気を生成し、キャリアガスと共に薄膜材料蒸気を放出容器２１ａ内の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に供給する。

各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に供給されたキャリアガスと薄膜材料蒸気は、第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃から放出容器２１ａの内部に放出される。
各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃は側方に向けられており、第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃から放出されたキャリアガスと蒸気は、放出口２５ａに向かって飛行せず、放出容器２１ａ内に充満する。
後述するように、蒸気生成装置４０から供給された気体は、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃毎に長手方向の異なる位置で、第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃から放出され、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に設けられた第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃の近傍毎に、その第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃から導入されたキャリアガスと薄膜材料蒸気とが形成する圧力のガス雰囲気が形成される。
従って、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に均一にキャリアガスと薄膜材料蒸気を供給すると、放出容器２１ａ内のキャリアガスの分圧と薄膜材料蒸気の分圧とは均一になり、キャリアガスと薄膜材料蒸気は均一な供給速度と均一な濃度で、長手方向に亘って配置された一又は複数の放出口２５ａから真空槽１１内に放出される。

真空槽１１内の放出容器２１ａの上方の天井側には、放出容器２１ａの長手方向とは垂直な方向に、細長の搬送装置９が放出容器２１ａとは離間して配置されている。
搬送装置９には基板ホルダ８が取り付けられており、搬送装置９が動作することで、基板ホルダ８は放出容器２１ａと離間した位置を、放出容器２１ａの長手方向とは垂直な方向に移動する。
成膜対象物５は、成膜面６にマスク板７が配置された状態で、成膜面６を放出容器２１ａに向けて基板ホルダ８に保持されている。
真空槽１１には不図示の搬入口と搬出口が設けられており、搬送装置９は基板ホルダ８を成膜対象物５とマスク板７と共に搬入口から真空槽１１内に搬入し、真空槽１１内を移動させた後、搬出口から真空槽１１の外部に搬出させるように構成されている。ここでは、成膜対象物５は成膜面６を鉛直下方に向けられており、マスク板７と成膜対象物５とは互いに固定されて相対的に静止した状態で水平に移動するようにされている。

マスク板７には底面に成膜対象物５の成膜面６が露出する開口が設けられており、真空排気装置１２によって真空排気しながら、放出口２５ａから薄膜材料蒸気を真空槽１１内に放出させた状態で、成膜対象物５とマスク板７とが、放出口２５ａと対面しながら放出容器２１ａの上方位置を通過するようにすると、放出口２５ａと対面する部分の開口を放出口２５ａから放出された蒸気が通過し、開口底面の成膜対象物５の成膜面６に到達し、マスク板７と同パターン形状の薄膜が成膜面６に均一な膜厚で形成される。
そして、成膜対象物５とマスク板７とを一緒に移動させながら、成膜面６の放出口２５ａと対向する部分に薄膜を形成すると、成膜対象物５の移動方向に沿った方向の範囲に薄膜が形成される。図１を参照し、成膜対象物５は、真空槽１１内の全ての放出容器２１ａ〜２１ｅ上を通過した後、次の工程の真空槽に移動され、後工程が行われる。

図１を参照し、ここでは、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃は複数設けられており、一個の放出ユニット２０ａ〜２０ｅの導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃、即ち、同じ放出容器２１ａ〜２１ｅ内の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃は、異なる蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃又は４０ｅ₁〜４０ｅ₃に接続されているが、同じ放出容器２１ａ〜２１ｅ内の導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃が接続された蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃又は４０ｅ₁〜４０ｅ₃には、同じ薄膜材料が配置され、同じ薄膜材料蒸気が供給されるようになっている。
この場合、各放出ユニット２０ａ〜２０ｅの導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃が接続された蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃又は４０ｅ₁〜４０ｅ₃に同じ薄膜材料を配置すると、各放出ユニット２０ａ〜２０ｅから同じ薄膜材料蒸気が放出される。

他方、一部の蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃と他の蒸気発生装置４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃に異なる薄膜材料を配置し、一部の放出ユニット２０ａ、２０ｃ、２０ｅを、一方の種類の薄膜材料が配置された蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃に接続し、他方の放出ユニット２０ｂ、２０ｄを、他方の種類の薄膜材料が配置された蒸気生成装置４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃に接続すると、一部の放出ユニット２０ａ、２０ｃ、２０ｅと他方の放出ユニット２０ｂ、２０ｄの間で、異なる薄膜材料蒸気が放出され、異なる薄膜材料蒸気が成膜対象物５にそれぞれ到着し、異なる薄膜材料が混合された薄膜を形成することができる。
例えば、形成する有機薄膜の主成分となるホスト有機材料を一部の蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃に配置し、発色剤等のドーパント有機材料を他の蒸気生成装置４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃に配置し、発光する有機薄膜を成膜面６上に形成することもできる。

この場合、ドーパント有機材料は全体の数％程度の含有率なので、ドーパント有機材料が配置された放出ユニット２０ｂ、２０ｄからは、ホスト有機材料が接続された放出ユニット２０ａ、２０ｃ、２０ｅからよりも少量の蒸気が放出されるようにする。
なお、上記実施例では、有機化合物を薄膜材料として、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃の蒸気生成槽の内部に配置したが、薄膜材料は有機化合物であるだけではなく、無機化合物の場合や有機化合物と無機化合物の混合物の場合も本発明に含まれる。

次に、より均一に薄膜材料蒸気を放出させる構造を説明すると、図２〜５を参照し、本実施例の薄膜形成装置１の各放出容器２１ａ〜２１ｅの放出口２５ａ〜２５ｅとは反対側の位置には、二以上の測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃又は２６ｅ₁〜２６ｅ₃が形成されている。
ここでは、測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃又は２６ｅ₁〜２６ｅ₃は、少なくとも導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃の本数と同数設けられており、長手方向上の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃又は３５ｅ₁〜３５ｅ₃が位置する場所と同じ場所に、それぞれ配置されており、各測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃又は２６ｅ₁〜２６ｅ₃は、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃又は３１ｅ₁〜３１ｅ₃の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃又は３５ｅ₁〜３５ｅ₃が形成するガス雰囲気に露出され、そのガス雰囲気中のキャリアガスと薄膜材料蒸気が測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃又は２６ｅ₁〜２６ｅ₃から真空槽内１１に流出する。

各測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃に対面する真空槽１１内の位置には膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃が配置されており、測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃から流出した薄膜材料蒸気によって膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃上に薄膜が形成される。
膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃は制御装置１７に接続され、各膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃上に成長している薄膜の膜厚と成膜時間が制御装置１７によって測定されており、各膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃が対面する測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃から放出される薄膜材料蒸気についての成膜速度が測定される。

各測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃の成膜速度は、放出容器２１ａ〜２１ｅの長手方向の同じ場所に位置する導入口３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃、３５ｅ₁〜３５ｅ₃から放出容器内に導入される薄膜材料蒸気の導入速度と同じ値であるか、又は比例する値となっており、成膜面６上の、各導入口３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃、３５ｅ₁〜３５ｅ₃と近接する位置の成膜速度を反映する値であり、成膜面６上には、測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃の成膜速度と、その測定口２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃に対応する導入口３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃、３５ｅ₁〜３５ｅ₃の位置とを反映した膜厚分布の薄膜が形成される。
各放出ユニット２０ａ〜２０ｅの構成は同じなので、図２を参照し符号２０ａの放出ユニットで代表して説明すると、制御装置１７は、測定結果によって加熱装置４２ａ₁〜４２ａ₃の発熱量と流量制御装置４４ａ₁〜４４ａ₃によるキャリアガスの流量を制御しており、設定された基準値よりも許容量を超えて成膜速度が速い測定値を得た場合には、その導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に供給される薄膜材料蒸気の供給速度を減少させる。逆に、設定された基準値よりも許容量を超えて成膜速度が遅い測定値を得た場合には、その導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に供給される薄膜材料蒸気の供給速度を増加させる。いずれの場合でも、導入管３１ａ₁〜３１ａ₃に一対一で対応した膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃の成膜速度測定値が基準値になるように、導入管３１ａ₁〜３１ａ₃への供給速度を変更する。

本例では、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃は、それぞれ異なる蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃に接続されており、蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃の蒸気生成速度を変化させると、その蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃に接続された一本の導入管３１ａ₁、３１ａ₂又は３１ａ₃への蒸気供給速度を変化させることができる。
また、本例では、成膜対象物５の成膜面６が位置する平面は、水平面にされており、各放出容器２１ａの放出口２５ａはその水平面の下方に位置し、各放出口２５ａの成膜面６が位置する水平面からの距離は互いに等しくなるようにされている。
また、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃も水平であり、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃には長手方向の同一位置に、第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃が一組だけ設けられており、測定口２６ａ₁〜２６ａ₃は、放出容器２１ａ底面の、第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃の鉛直下方位置に、一組の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃と一対一に対応して、一組の第一、第二の導入口３５ａ₁、３５ａ₂又は３５ａ₃に対して一個の測定口２６ａ₁、２６ａ₂又は２６ａ₃が設けられている。
従って、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃から放出容器２１ａ内に導入される有機材料蒸気の導入速度は、その導入管３１ａ₁〜３１ａ₃の第一、第二の導入口３５ａ₁〜３５ａ₃に対応する測定口２６ａ₁〜２６ａ₃と対面する膜厚センサ１６ａ₁〜１６ａ₃によって、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃毎に測定される。

各蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃内の加熱装置４２ａ₁〜４２ａ₃の温度を増加させると蒸気供給速度が増大し、温度を低下させると蒸気供給速度が小さくなり、また、キャリアガスの各蒸気生成装置４０ａ₁〜４０ａ₃への導入流量を制御しても、蒸気供給速度を制御することができるから、加熱装置４２ａ₁〜４２ａ₃の温度とキャリアガスの供給量を制御し、各導入管３１ａ₁〜３１ａ₃から放出容器２１ａ内に導入される薄膜材料蒸気の導入速度をそれぞれ予め設定された値になるように制御するとよい。

なお、上記実施例の薄膜形成装置１では、成膜対象物５の成膜面６が位置する平面は水平面にされており、各放出容器２１ａの放出口２５ａはその水平面の下方に位置し、成膜対象物５を成膜面６を下方に向けた状態で各放出容器２１ａの上方を水平に通過するように構成されていたが、本発明はこれに限定されず、各放出容器２１ａの放出口２５ａはその水平面の上方に位置し、成膜対象物５を成膜面６を上方に向けた状態で各放出容器２１ａの下方を水平に通過するように構成されていてもよい。

また、本発明の薄膜形成装置１は、成膜対象物５の成膜面６が位置する平面は水平面に対して垂直にされており、各放出容器２１ａの放出口２５ａは成膜面６が位置する平面の側方に位置し、放出口２５ａから見て成膜面６が位置する平面の方向を前方、その反対側を後方とすると、成膜対象物５を成膜面６を後方に向けた状態で各放出容器２１ａの前方を、成膜面６が位置する平面に平行に通過するように構成されていてもよい。

１……薄膜形成装置
５……成膜対象物
１１……真空槽
１６ａ₁〜１６ａ₃、１６ｂ₁〜１６ｂ₃、１６ｃ₁〜１６ｃ₃、１６ｄ₁〜１６ｄ₃、１６ｅ₁〜１６ｅ₃……膜厚センサ
１７……制御装置
２０……放出装置
２０ａ〜２０ｅ……放出ユニット
２１ａ〜２１ｅ……放出容器
２５ａ〜２５ｅ……放出口
２６ａ₁〜２６ａ₃、２６ｂ₁〜２６ｂ₃、２６ｃ₁〜２６ｃ₃、２６ｄ₁〜２６ｄ₃、２６ｅ₁〜２６ｅ₃……測定口
３１ａ₁〜３１ａ₃、３１ｂ₁〜３１ｂ₃、３１ｃ₁〜３１ｃ₃、３１ｄ₁〜３１ｄ₃、３１ｅ₁〜３１ｅ₃……導入管
３５ａ₁〜３５ａ₃、３５ｂ₁〜３５ｂ₃、３５ｃ₁〜３５ｃ₃、３５ｄ₁〜３５ｄ₃、３５ｅ₁〜３５ｅ₃……導入口
４０ａ₁〜４０ａ₃、４０ｂ₁〜４０ｂ₃、４０ｃ₁〜４０ｃ₃、４０ｄ₁〜４０ｄ₃、４０ｅ₁〜４０ｅ₃……蒸気生成装置

Claims (9)

1. 真空槽と、
   前記真空槽内に配置された放出装置と、
   前記放出装置に接続され、前記放出装置に薄膜材料蒸気を供給する蒸気生成装置とを有し、
   前記放出装置は、前記蒸気生成装置から供給された前記薄膜材料蒸気を前記真空槽内に放出させ、前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
   前記放出装置は、一個又は二個以上の放出ユニットを有し、
   各前記放出ユニットは、中空で長手方向を有する細長の放出容器と、
   前記放出容器に形成され、前記放出装置内部空間と前記真空槽の内部空間とを接続する放出口と、
   前記放出容器の前記長手方向に沿って前記放出容器内に配置された二本以上の導入管と、
   前記導入管に形成された導入口とを有し、
   前記導入管は前記放出容器内で前記放出口から異なる距離で位置するように配置され、
   異なる前記導入管の前記導入口は、前記長手方向上の異なる場所に位置するように形成された薄膜形成装置。
2. 前記導入口は、前記導入管の両側に配置された第一、第二の導入口によって構成され、
   前記第一、第二の導入口から、前記放出口が位置する方向に対して横方向に向けられた請求項１記載の薄膜形成装置。
3. 各前記導入管の先端は閉塞された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
4. 前記放出口は、前記放出容器の前記成膜対象物に対面する位置に形成され、
   前記放出容器の前記放出口が形成された位置とは反対側には、測定口が形成され、
   前記測定口と対面する位置には、膜厚センサが配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
5. 前記測定口は、前記放出容器の長手方向にそって、複数個形成され、各前記測定口と対面する位置に前記膜厚センサがそれぞれ配置された請求項４記載の薄膜形成装置。
6. 前記放出容器と前記導入管は水平に配置され、前記放出口が上方に向けられ、前記測定口が下方に向けられた薄膜形成装置であって、
   前記測定口は前記導入口の鉛直下方に配置された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
7. 一の前記放出容器内の前記導入管に、前記薄膜材料蒸気を前記導入管毎に異なる供給速度で前記蒸気生成装置から供給させられる制御装置が設けられ、前記供給速度は、前記膜厚センサの検出結果に基づいて変更可能に構成された請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
8. 前記放出装置は複数の前記放出ユニットの前記放出容器が、前記長手方向とは直角な方向に並べられ、各前記導入管は互いに平行になるようにされ、
   各前記導入管には、同じ物質の前記薄膜材料蒸気が供給される請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
9. 前記放出装置は複数の前記放出ユニットの前記放出容器が、前記長手方向とは直角な方向に並べられ、各前記導入管は互いに平行になるようにされ、
   複数の前記放出ユニット内の前記導入管には、同じ物質の前記薄膜材料蒸気が供給され、
   前記薄膜材料蒸気には、異なる物質の第一、第二の蒸気が含まれ、
   複数の前記放出ユニットには、前記第一の蒸気が供給される前記放出ユニットと、前記第二の蒸気が供給される放出ユニットとが含まれる請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
   
   

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