JP7291197B2 - 成膜装置、成膜方法及び蒸発源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法及び蒸発源ユニットに関する。

有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、蒸発源から放出された蒸着物質が基板に付着することで基板に薄膜が形成される。特許文献１には、蒸発源の構成として、蒸着物質を収容する収容部と気化した蒸着物質が拡散する拡散部とが設けられることが開示されている。また、特許文献１には、拡散部の幅を収容部の幅よりも狭くすることが開示されている。

特開２０１８－００３１２２号公報

ところで、成膜装置においては、蒸着源がカバー等で覆われることがある。蒸着物質の補充やメンテナンスの容易性等の観点から、カバー等から蒸着源を容易に取り出せることが望ましい。この点、上記従来技術のように拡散部と収容部の幅が異なる蒸発源においては、蒸着源を覆うカバーの構成に改善の余地がある。

本発明は、蒸発源のカバーからの取り出しを容易にする技術を提供する。

本発明の一側面によれば、
蒸着物質を気化させて基板に成膜を行う成膜装置であって、
蒸着物質を収容する収容空間及び気化した蒸着物質が拡散する拡散空間を含む内部空間を形成する容器と、
前記容器の少なくとも一部を覆うカバー部材と、を含み、
前記容器は、前記収容空間の上面に、前記収容空間よりも第１の方向における幅が狭い前記拡散空間が設けられるように、前記内部空間を形成し、
前記カバー部材は、
前記容器において、少なくとも前記収容空間の側面を画定する第１の側壁を覆う第１のカバーと、
前記第１のカバーに回動自在に支持され、前記容器において、少なくとも前記第１の側壁及び前記拡散空間の側面を画定する第２の側壁を接続する接続壁を覆う第２のカバーと、を含む、
ことを特徴とする成膜装置が提供される。

本発明によれば、蒸発源のカバーからの取り出しを容易にすることができる。

一実施形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す平面図。 図１の成膜装置の構成を模式的に示す正面図。 成膜ユニットの構成を模式的に示す斜視図。 蒸発源の内部構造を示す断面図。 空間形成部及び板状部材の分解図。 蒸発源及びカバー部材の構成を示す斜視図。 蒸発源及びカバー部材の構成を示す斜視図。 （Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。 一実施形態に係る蒸発源の内部構造を説明するための断面図。 蒸発源の区切り部の構造を説明するための平面図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
＜成膜装置の概要＞
図１は、一実施形態に係る成膜装置１の構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１の成膜装置１の構成を模式的に示す正面図である。なお、各図において矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは垂直方向（鉛直方向）を示す。また、各図においては、図面を見易くするために、一部の符号を省略している場合がある。

成膜装置１は、気化させた蒸着物質を基板に付着させることで成膜を行う。本実施形態では、成膜装置１は、蒸発源を移動させながら蒸着を行う。成膜装置１は、例えばスマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられ、複数台並んで配置されてその製造ラインを構成する。成膜装置１で蒸着が行われる基板の材質としては、ガラス、樹脂、金属等を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などが用いられる。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。また、本実施形態では成膜装置１はＧ８Hサイズのガラス基板（１１００×２５００ｍｍ、１２５０ｍｍ×２２００ｍｍ）に対して成膜を行うが、成膜装置１が成膜を行う基板のサイズは適宜設定可能である。

成膜装置１は、成膜ユニット１０（蒸発源ユニット）と、移動ユニット２０と、複数の支持ユニット３０Ａ及び３０Ｂ（以下、これらを総称する場合は支持ユニット３０と表し、これらの構成要素等についても同様とする）と、を備える。成膜ユニット１０、移動ユニット２０及び支持ユニット３０は、使用時に真空に維持されるチャンバ４５の内部に配置される。本実施形態では、複数の支持ユニット３０Ａ及び３０Ｂがチャンバ４５内の上部にＹ方向に離間して設けられており、その下方に成膜ユニット１０及び移動ユニット２０が設けられている。また、チャンバ４５には、基板１００の搬入、搬出を行うための複数の基板搬入口４４Ａ及び４４Ｂが設けられている。なお、本実施形態において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。

また、成膜装置１は、成膜ユニット１０に電力を供給する電源４１と、成膜ユニット１０及び電源４１を電気的に接続する電気接続部４２を含む。電気接続部４２は水平方向に可動のアームの内部を電気配線が通って構成されており、後述するようにＸＹ方向に移動する成膜ユニット１０に対して電源４１からの電力が供給可能となっている。

また、成膜装置１は、各構成要素の動作を制御する制御部４３を含む。例えば、制御部４３は、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ及び各種インタフェースを含んで構成され得る。例えば、制御部４３は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することで、成膜装置１による各種の処理を実現する。

＜支持ユニット＞
支持ユニット３０は、基板１００及びマスク１０１を支持するとともに、これらの位置調整を行う。支持ユニット３０は、基板支持部３２と、位置調整部３４と、マスク支持部３６とを含む。

基板支持部３２は、基板１００を支持する。本実施形態では、基板支持部３２は、基板１００の長手方向がＸ方向、基板１００の短手方向がＹ方向となるように基板１００を支持する。例えば、基板支持部３２は、基板１００の縁を複数箇所で挟持すること等によって基板１００を支持してもよいし、静電チャック等によって基板１００を吸着することで基板１００を支持してもよい。

位置調整部３４は、基板１００とマスク１０１との位置関係を調整する。本実施形態では、位置調整部３４は、基板１００を支持した状態の基板支持部３２を移動させることにより、基板１００とマスク１０１との位置関係を調整する。しかしながら、マスク１０１を移動させることで基板１００とマスク１０１の位置関係を調整してもよい。位置調整部３４は、チャンバ４５に固定された固定部３４１と、基板支持部３２を支持し、固定部３４１に対して移動する可動部３４２とを含む。可動部３４２は、固定部３４１に対してＸ方向に移動することで、基板支持部３２に支持された基板１００をＸ方向に移動させ、基板１００とマスク１０１のＸ方向の大まかな位置関係を調整する。さらに、可動部３４２は、基板１００とマスク１０１の精密な位置調整（アライメント）を行うために、支持している基板支持部３２をＸＹ方向に移動させる機構を含む。アライメントの具体的な方法については公知の技術を採用可能なため詳細な説明は省略する。また、可動部３４２は、基板支持部３２をＺ方向に移動させ、基板１００とマスク１０１のＺ方向の位置関係を調整する。可動部３４２には、ラック・アンド・ピニオン機構やボールねじ機構等、公知の技術を適宜適用可能である。

マスク支持部３６は、マスク１０１を支持する。本実施形態では、マスク支持部３６は、チャンバ４５内においてマスク１０１がＸ方向の中央に位置するように、マスク１０１を支持する。例えば、マスク支持部３６は、マスク１０１の縁を複数箇所で挟持すること等によってマスク１０１を支持してもよい。

本実施形態の成膜装置１は、複数の支持ユニット３０Ａ及び３０Ｂにより、複数の基板１００Ａ及び１００Ｂを支持することができる、いわゆるデュアルステージの成膜装置１である。例えば、支持ユニット３０Ａに支持された基板１００Ａに対して蒸着が行われている間に、支持ユニット３０Ｂに支持された基板１００及びマスク１０１のアライメントを行うことができ、成膜プロセスを効率的に実行することができる。以下、支持ユニット３０Ａ側のステージをステージＡ、支持ユニット３０Ｂ側のステージをステージＢと表記することがある。

また、本実施形態では、成膜時には、支持ユニット３０により基板１００の略半分がマスク１０１に重ね合わされた状態となる。そのため、成膜時に基板１００のマスク１０１と重ね合わされていない部分に蒸着物質が付着することを抑制するための不図示の抑制板が、チャンバ４５の内部に適宜設けられる。

＜移動ユニット＞
移動ユニット２０は、成膜ユニット１０をＸ方向に移動させるＸ方向移動部２２と、成膜ユニット１０をＹ方向に移動させるＹ方向移動部２４とを含む。

Ｘ方向移動部２２は、成膜ユニット１０に設けられる構成要素として、モータ２２１と、モータ２２１により回転する軸部材に取り付けられたピニオン２２２と、ガイド部材２２３とを含む。また、Ｘ方向移動部２２は、成膜ユニット１０を支持する枠部材２２４と、枠部材２２４の上面に形成され、ピニオン２２２と噛み合うラック２２５と、ガイド部材２２３が摺動するガイドレール２２６とを含む。成膜ユニット１０は、モータ２２１の駆動により回転するピニオン２２２がラック２２５と噛み合うことで、ガイドレール２２６に沿ってＸ方向に移動する。

Ｙ方向移動部２４は、Ｙ方向に延び、Ｘ方向に離間する２つの支持部材２４１Ａ及び２４１Ｂを含む。２つの支持部材２４１Ａ及び２４１Ｂは、Ｘ方向移動部２２の枠部材２２４の短辺を支持している。Ｙ方向移動部２４は、不図示のモータ及びラック・アンド・ピニオン機構等の駆動機構を含み、２つの支持部材２４１Ａ及び２４１Ｂに対して枠部材２２４をＹ方向に移動させることにより、成膜ユニット１０をＹ方向に移動させる。Ｙ方向移動部２４は、成膜ユニット１０を、支持ユニット３０Ａに支持された基板１００Ａの下方の位置と、支持ユニット３０Ｂに支持された基板１００Ｂの下方の位置との間でＹ方向に移動させる。

＜成膜ユニット＞
図３は、成膜ユニット１０の構成を模式的に示す斜視図である。成膜ユニット１０は、Ｙ方向を長手方向とし、Ｘ方向に並んで設けられる蒸発源１２ａ～１２ｃ（以下、これらを総称する場合は蒸発源１２と表し、これらの構成要素等についても同様とする）を含む。蒸発源１２の構成については後述するが、本実施形態では複数の蒸発源１２が設けられることにより、１つの成膜ユニット１０で複数の蒸着物質を気化させて放出することができる。また、成膜ユニット１０は、蒸発源１２を覆うカバー部材１５及び蓋部材１６を含む。本実施形態では、カバー部材１５は成膜ユニット１０の支持台１９に固定されている。カバー部材１５の詳細については後述する。

また、成膜ユニット１０は、Ｙ方向で蒸発源１２ａ～１２ｃの両外側に設けられる監視装置１４ａ～１４ｆ（以下、これらを総称する場合は監視装置１４と表し、これらの構成要素等についても同様とする）を含む。監視装置１４は、蒸発源１２からの蒸着物質の放出状態を監視する。本実施形態では、監視装置１４ａ、１４ｄが蒸発源１２ａからの蒸着物質の放出状態を監視し、監視装置１４ｂ、１４ｅが蒸発源１２ｂからの蒸着物質の放出状態を監視し、監視装置１４ｃ、１４ｆが蒸発源１２ｃからの蒸着物質の放出状態を監視する。また、監視装置１４ａ～１４ｃが筐体１４５ａに、監視装置１４ｄ～１４ｆが筐体１４５ｂにそれぞれ収容されている。筐体１４５ａ、１４５ｂには、監視対象の各蒸発源１２から放出された蒸着物質が各監視装置１４に到達できるように、蒸着物質を内部に進入可能にするための開口が適宜設けられる。

本実施形態の監視装置１４は、ケース１４１の内部に膜厚センサとして水晶振動子（不図示）を備えている。水晶振動子には、ケース１４１に形成された開口等の導入部（不図示）を介して蒸発源１２から放出された蒸着物質が付着する。水晶振動子の振動数は蒸着物質の付着量により変動する。よって、制御部４３は、水晶振動子の振動数を監視することで、基板１００に蒸着した蒸着物質の膜厚を算出することができる。単位時間に水晶振動子に付着する蒸着物の量は、蒸発源１２からの蒸着物質の放出量と相関を有するため、結果的に複数の蒸発源１２からの蒸着物質の放出状態を監視することができる。

なお、本実施形態では、１つの蒸発源１２に対して２つの監視装置１４が設けられているが、１つの蒸発源１２に対して１つの監視装置１４が設けられてもよい。また、蒸発源１２及び監視装置１４の数は適宜変更可能である。

また、成膜ユニット１０は、蒸発源１２から放出された蒸着物質の基板１００への飛散を遮断する不図示のシャッタを有し得る。例えば、成膜ユニット１０は、蒸発源１２ａ及び１２ｂから放出された蒸着物質の基板１００への飛散を遮断するシャッタと、蒸発源１２ｃから放出された蒸着物質の基板１００への飛散を遮断するシャッタとを有してもよい。そして、例えば不図示のシャッタにより蒸発源１２ｃから基板１００への蒸着物質の飛散を遮断した状態で蒸発源１２ａ及び１２ｂによる蒸着を行った後に、不図示のシャッタにより蒸発源１２ａ及び１２ｂから基板１００への蒸着物質の飛散を遮断した状態で蒸発源１２ｃによる蒸着を行ってもよい。これにより、蒸発源１２ａ及び１２ｂが放出する蒸着物質と蒸発源１２ｃが放出する蒸着物質とが異なる場合には、１つの成膜ユニット１０により２層の薄膜を基板に成膜することができる。また、蒸発源１２ａ及び１２ｂに互いに異なる蒸着物質を放出させる場合には、基板１００上で混合膜を形成する共蒸着が可能となる。

本実施形態では、成膜ユニット１０は、移動ユニット２０によりＸ方向（移動方向）に移動しながら蒸発源１２から蒸着物質を放出することで基板１００に対して成膜を行う。しかしながら、搬送される基板１００に対して固定的に配置された蒸発源による成膜が行われる採用も可能である。

＜蒸発源＞
次に、蒸発源１２の構成について説明する。図４は、蒸発源１２の内部構造を説明するための断面図である。なお、図４では、蓋部材１６が省略され、上カバー１５２が閉じた状態が示されている。

蒸発源１２は、内部に空間を形成する容器１２１と、板状部材１２４とを含む。容器１２１は、蒸着物質を収容する空間である収容空間ＳＰ１と、気化した蒸着物質が拡散する空間である拡散空間ＳＰ２と、を含む内部空間を画定する。なお、ここで言う空間は容器１２１によって区画された領域を意味する。当該領域が気体、液体など、容器１２１の構成部材とは別の物質で充填されていても、空間と呼ぶこととする。

容器１２１は、一対の側壁１２１１及び一対の側壁１２１２を含む。一対の側壁１２１１は、収容空間ＳＰ１のＹ方向における側面を画定する。一対の側壁１２１２は、拡散空間ＳＰ２のＹ方向における側面を画定する。また、容器１２１は、一対の接続壁１２１３を含む。一対の接続壁１２１３は、一対の側壁１２１１と一対の側壁１２１２とを接続する。詳細には、一対の接続壁１２１３のうちの一方は、一対の側壁１２１１及び一対の側壁１２１２のうちの＋Ｙ側のもの同士を接続する。また、一対の接続壁１２１３のうちの他方は、一対の側壁１２１１及び一対の側壁１２１２のうちの－Ｙ側のもの同士を接続する。また、一対の接続壁１２１３は、一対の側壁１２１１の上端部と一対の側壁１２１２の下端部を接続する。本実施形態では、Ｙ方向において一対の側壁１２１２が一対の側壁１２１１の間に設けられるので、一対の接続壁１２１３は一対の側壁１２１１からＹ方向において容器１２１の内側に延びるように設けられる。

このような構成により、容器１２１は、収容空間ＳＰ１の上面に、収容空間ＳＰ１よりＹ方向における幅が狭い拡散空間ＳＰ２が設けられるように内部空間を形成する。ここで、収容空間ＳＰ１の幅を広くすると、蒸着物質の収容量を大きくすることができる。一方で拡散空間ＳＰ２の幅が広くすると、Ｙ方向（基板１００の幅方向）でより外側にノズル１２２が配置されることなになり、基板１００の蒸着面の法線方向に対して大きい角度で蒸着物質が基板１００に向かって飛散することになる。この場合、基板１００とマスク１０１との間に蒸着物質が入り込んでしまう恐れがある。本実施形態では、収容空間ＳＰ１を相対的に幅広に、拡散空間ＳＰ２を相対的に幅狭に構成することで、蒸着物質の収容量を大きくしつつ、蒸着物質が基板１００とマスク１０１との間に入り込むことを抑制している。

また、容器１２１は、収容空間ＳＰ１の底面を画定する底壁１２１４、拡散空間ＳＰ２の上面を画定する上壁１２１５、収容空間ＳＰ１のＸ方向における側面を画定する一対の側壁１２１６、及び拡散空間ＳＰ２のＸ方向における側面を画定する一対の側壁１２１７を含む。以上説明した構成により、図４における図示の方向で全体として逆Ｔ字型の形状を有している。

収容空間ＳＰ１には、複数の仕切部材１２６が、Ｙ方向に離間して設けられている。各仕切部材１２６は、底壁１２１４及び側壁１２１６に接続するように設けられている。そして、複数の仕切部材１２６によって仕切られる各部分が、それぞれ蒸着物質を収容する収容部として機能するように構成されている。本実施形態では、４つの仕切部材１２６によって、収容空間ＳＰ１に５つの収容部が形成される。収容空間ＳＰ１に複数の収容部が設けられることで、後述するヒータ１２９による蒸着物質の加熱にムラがあり、Ｙ方向において蒸着物質の減り方にばらつきがあった場合でも、基板１００に対する成膜のムラを抑制することができる。なお、本実施形態では、収容空間ＳＰ１に形成される複数の収容部は大きさが均等になるように形成されているが、各収容部の大きさが異なっていてもよい。

また、上壁１２１５には、複数のノズル１２２が形成されている。拡散空間ＳＰ２で拡散された蒸着物質は、複数のノズル１２２から基板１００へと放出される。複数のノズル１２２は、Ｙ方向に離間して設けられている。また、複数のノズル１２２のうちＹ方向外側に配置されたノズルは、その軸方向がＺ方向に対してＹ方向外側に傾くように設けられている。このような構成により、基板１００の幅方向の全体に渡って蒸着物質を蒸着させることができる。

板状部材１２４は、容器１２１の内部において、収容空間ＳＰ１と拡散空間ＳＰ２とを区切る部材である。本実施形態では、板状部材１２４は、容器１２１により形成される内部空間を上下に区切っている。すなわち、板状部材１２４により、容器１２１の内部空間のうち下側の空間が収容空間ＳＰ１となっており、上側の空間が拡散空間ＳＰ２となっている。

また、板状部材１２４には、気化した蒸着物質が通過する開口１２４１が形成される。本実施形態では、収容空間ＳＰ１に収容されている蒸着物質が気化すると、開口１２４１を通過して拡散空間ＳＰ２へと進入する。すなわち、板状部材１２４は、容器１２１の内部空間を複数の空間に区切りつつ、気化した蒸着物質による各空間の間の移動を許容するように構成されている。本実施形態では、板状部材１２４は１枚の平板で構成されるが、板状部材１２４の形状等は適宜変更可能である。

また、板状部材１２４には、開口１２４１を囲み、板状部材１２４から延出する延出部１２５が設けられている。本実施形態では、延出部１２５は、板状部材１２４から収容空間ＳＰ１への延出している。延出部１２５により、収容空間ＳＰ１から拡散空間ＳＰ２へと移動する気化した蒸着物質の整流が行われる。これにより、拡散空間ＳＰ２において気化した蒸着物質が均質に拡散しやすくなる。また、容器１２１の内部を仕切る板状部材１２４に延出部１２５が設けられるため、容器１２１が上下方向に大型化するのを抑制することができる。具体的には、本実施形態では、収容空間ＳＰ１の上面と拡散空間ＳＰ２との下面が板状部材１２４を介して接している。そのため、収容空間ＳＰ１と拡散空間ＳＰ２とが間隔を空けて設けられる構成と比べて収容空間ＳＰ１及び拡散空間ＳＰ２を上下方向にコンパクトに配置しつつ、延出部１２５による整流が行われた蒸着物質を拡散空間ＳＰ２に導入することができる。

本実施形態では、延出部１２５は筒状の形状を有している。延出部１２５の形状は適宜変更可能であるが、延出部１２５は例えば、軸方向に垂直な面の断面が円状、楕円状、又は多角形状の筒状の形状を有していてもよい。また、本実施形態では延出部１２５は板状部材１２４から下側、すなわち収容空間ＳＰ１側に延出しているが、延出部１２５は板状部材１２４から上側、すなわち拡散空間ＳＰ２側に延出してもよい。或いは、延出部１２５は板状部材１２４から上下両側に延出してもよい。また、本実施形態では、板状部材１２４の、開口１２４１を形成する縁の部分と延出部１２５とが連続している。すなわち、開口１２４１と延出部１２５の中空部分の内径が同じになるように構成されている。しかしながら、延出部１２５の内径よりも開口１２４１が小さくなるような構成も採用可能である。すなわち、板状部材１２４の開口１２４１を形成する縁の部分が、延出部１２５の中空部分に重なってもいてもよい。

また、延出部１２５の板状部材１２４から延びる長さについても適宜設定可能である。例えば、延出部１２５の長さは、５～１２０ｍｍ、１０ｍｍ～１００ｍｍ、１５ｍｍ～３５ｍｍ、２０～３０ｍｍ等であってもよい。さらに言えば、延出部１２５の長さは、２５ｍｍであってもよい。また例えば、延出部１２５の長さは、仕切部材１２６との位置関係に基づいて設定されてもよい。例えば、延出部１２５の長さは、Ｚ方向において延出部１２５と仕切部材１２６とが重複しない範囲で設定されてもよい。

また、開口１２４１の形状についても、延出部１２５と同様に適宜変更可能であり、円状、楕円状、又は多角形状の形状であってもよい。また、開口１２４１の形状は、Ｘ方向（基板１００の移動方向）及びＹ方向（基板１００の幅方向）の長さの関係に基づいて設定されてもよい。例えば、開口１２４１のＸ方向の長さをａ、Ｙ方向の長さをｂとした場合に、長さａ＜長さｂとなるように開口１２４１の形状を設定してもよい。すなわち、開口１２４１の形状がＹ方向に長くなるように設定されてもよい。この場合、収容空間ＳＰ１から拡散空間ＳＰ２へと移動する蒸着物質の量を安定化することができる。一方、長さａ＞長さｂとなるように開口１２４１の形状を設定してもよい。すなわち、開口１２４１の形状がＸ方向に長くなるように設定されてもよい。この場合、Y方向における成膜のムラを抑制することができる。

また、本実施形態では、開口１２４１は、Ｙ方向において複数の仕切部材１２６の間に設けられる。すなわち、仕切部材１２６は開口１２４１の直下を避けて設けられている。これにより、基板１００に対する成膜の均一性を向上することができる。さらに言えば、開口１２４１を中心にして、容器１２１の内部の構成が図４の図示の方向で左右対称に構成されてもよい。これにより、基板１００に対する成膜の均一性を向上することができる。

また、前述したように、容器１２１は、カバー部材１５に覆われている。カバー部材１５については後述するが、本実施形態では、下カバー１５１及び上カバー１５２で構成されるカバー部材１５と、容器１２１との間に、蒸着物質を加熱するヒータ１２９が設けられている。詳細には、下カバー１５１と、側壁１２１１、底壁１２１４及び側壁１２１６との間にヒータ１２９が設けられている。また、上カバー１５２と、側壁１２１２との間にもヒータ１２９が設けられている。ヒータ１２９としては公知の技術を適宜採用可能であるが、例えば、ヒータ１２９は電熱線が金属板に埋め込まれることにより構成されてもよい。また、本実施形態では、ヒータ１２９は、容器１２１の各壁部にそれぞれ取り付けられている。なお、ヒータ１２９の配置については適宜変更である。本実施形態のように収容空間ＳＰ１を形成する壁部と拡散空間ＳＰ２を形成する壁部の両方を加熱可能なようにヒータ１２９が設けられてもよいし、これらの壁部の一方を加熱可能なようにヒータ１２９が設けられてもよい。

また、本実施形態では、カバー部材１５の内部には、カバー部材１５を冷却する冷却用配管１５４が設けられている。冷却用配管１５４は、冷却水が通過可能な配管であり、不図示の放熱部に接続する。冷却水は、冷却用配管１５４と放熱部との間を循環し、冷却用配管１５４を通過する際にカバー部材１５の熱を吸熱し、放熱部において吸収した熱を放熱する。蒸発源１２から放出される蒸着物質、さらに言えば有機材料は、熱の影響を受けて発光特性が変わってしまう恐れがある。よって、冷却用配管１５４により、ヒータ１２９の熱がカバー部材１５の外部に放熱されることを抑制することで、蒸発源１２の熱が蒸着物質の特性に与える影響を低減することができる。なお、図４では下カバー１５１の内部にのみ冷却用配管１５４が設けられているが、上カバー１５２の内部にも冷却用配管１５４が設けられてもよい。

図５は、容器１２１及び板状部材１２４の構造を説明するための分解図である。本実施形態では、容器１２１は、下部１２１ａと上部１２１ｂとに分離可能に構成されている。また、板状部材１２４は下部１２１ａ及び上部１２１ｂと別体に設けられている。下部１２１ａ、上部１２１ｂ及び板状部材１２４は、ボルト等の締結部材により組み立て及び分解が可能である。

下部１２１ａは、側壁１２１１、底壁１２１４及び側壁１２１６を含む。また、上部１２１ｂは、側壁１２１２、上壁１２１５及び側壁１２１７を含む。よって、本実施形態では、収容空間ＳＰ１の外周面を画定する周壁部としての側壁１２１１及び側壁１２１６と、拡散空間ＳＰ２の外周面を画定する周壁部としての側壁１２１２及び側壁１２１７とが、分離可能に構成されている。このため、蒸着物質の補充やメンテナンス等の際には収容空間ＳＰ１及び拡散空間ＳＰ２の両方へ容易にアクセスすることができる。

また、本実施形態では、板状部材１２４は、収容空間ＳＰ１の外周面を画定する周壁部（側壁１２１１及び側壁１２１６）、及び、拡散空間ＳＰ２の外周面を画定する周壁部（側壁１２１２及び側壁１２１７）と別体で設けられている。したがって、容器１２１の内部のメンテナンスを容易に行うことができる。なお、ここでの別体で設けられるとは、例えば、作業者がメンテナンス等の際にボルト等の締結を解除することで互いに分離可能なように設けられることであり得る。

一方で、板状部材１２４は、拡散空間ＳＰ２の外周面を画定する周壁部（側壁１２１２及び側壁１２１７）と一体に形成されてもよい。これらが一体に形成されることにより、容器１２１及び板状部材１２４の熱伝導性が向上し、ヒータ１２９による加熱効率を向上することができる。

なお、本実施形態では、上部１２１ｂにおいて側壁１２１２と接続壁１２１３が接続して設けられているが、上部１２１ｂにおいて接続壁１２１３が省略されてもよい。この場合、板状部材１２４の側壁１２１２よりもＹ方向における外側の部分が、側壁１２１１と側壁１２１２とを接続する接続壁として機能してもよい。

＜カバー部材＞
図６は、蒸発源１２、カバー部材１５及び蓋部材１６の構成を示す斜視図である。図７は、蒸発源１２及びカバー部材１５の構成を示す斜視図である。図７では、図６の状態から蓋部材１６が外されカバー部材１５が開かれた状態が示されている。

本実施形態では、カバー部材１５及び蓋部材１６により３つの容器１２１の略全体が覆われるように構成されている。詳細には、下カバー１５１が側壁１２１１、底壁１２１４、側壁１２１６及び側壁１２１７を覆い、上カバー１５２が側壁１２１２及び接続壁１２１３を覆い、蓋部材１６が上壁１２１５を覆っている。

また、上カバー１５２は、下カバー１５１に対して、回動部１５３により回動自在に支持される。例えば回動部１５３は、上カバー１５２に接続し、Ｘ方向を軸方向とする軸部材と、この軸部材を回転可能に支持する軸受部材を含む。この構成により、上カバー１５２は、少なくとも接続壁１２１３を覆う閉位置（図６）と、接続壁１２１３が露出する開位置（図７）との間で開閉可能である。さらに言えば、本実施形態では、上カバー１５２の開位置は、容器１２１を下カバー１５１からＺ方向に取り出し可能となるように設定される。すなわち、平面視で、開位置にある上カバー１５２と、下カバー１５１に一部が覆われている容器１２１とが重ならないように、開位置が設定される。これにより、容器１２１をカバー部材１５からＺ方向に容易に取り出すことができる。

なお、本実施形態では上カバー１５２が下カバー１５１に対して開閉するのに伴い、上カバー１５２に取り付けられたヒータ１２９も上カバー１５２とともに開閉する。したがって、カバー部材１５を開閉可能に構成しつつも、容器１２１のより多くの面に対してヒータ１２９を設置することができる。

なお、上カバー１５２は少なくとも接続壁１２１３を覆っていればよく、側壁１２１２については上カバー１５２ではなく蓋部材１６が覆ってもよい。この場合でも、蓋部材１６を取り外し、上カバー１５２を開くことで、容器１２１をカバー部材１５から取り出すことができる。或いは、上カバー１５２が上壁１２１５又は側壁１２１７の少なくとも一部を覆ってもよく、蓋部材１６が省略されてもよい。また、下カバー１５１、上カバー１５２及び蓋部材１６の各部材は、適宜分割されていてもよい。

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。この例の場合、図１に例示した成膜装置１が製造ライン上に複数設けられる。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図８（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図８（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図８（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。

なお、ここでいう画素とは、表示領域５１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。

また、第１の電極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図８（Ｂ）に示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層６０が設けられている。

図８（Ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

なお、ここでは赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層５６Ｒが下側層５６Ｒ１と上側層５６Ｒ２の２層からなり、緑色層５６Ｇと青色層５６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１の電極５４が形成された基板５３を準備する。なお、基板５３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

第１の電極５４が形成された基板５３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層５９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。なお、本実施形態では、絶縁層５９の形成までは大型基板に対して処理が行われ、絶縁層５９の形成後に、基板５３を分割する分割工程が実行される。

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の成膜装置１に搬入し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１の電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。

次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の成膜装置１に搬入する。基板５３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層５５の上の、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層５６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。

赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置１において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置１において青色層５６Ｂを成膜する。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置１において表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層５７までが形成された基板を第６の成膜装置１に移動し、第２の電極５８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜装置１～第６の成膜装置１では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜装置１における第２の電極５８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２の電極５８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層６０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。なお、ここでは保護層６０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

＜他の実施形態＞
図９は、一実施形態に係る蒸発源９２の内部構造を説明するための断面図である。また、図１０は、蒸発源９２の区切り部９２４の構造を説明するための平面図である。以下、上記実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。

蒸発源９２は、内部に空間を形成する容器１２１と、区切り部９２４とを含む。区切り部９２４は、容器１２１の内部空間を、収容空間ＳＰ１と、拡散空間ＳＰ２１と、拡散空間ＳＰ２２とに区切っている。すなわち、上記実施形態では容器１２１の内部空間が収容空間ＳＰ１及び拡散空間ＳＰ２の２つの空間に区切られていたが、本実施形態では容器１２１の内部空間が３つの空間に区切られている。区切り部９２４は、下層板９２４１と、上層板９２４２と、中間板９２４３と、複数の支柱９２４４とを含む。

下層板９２４１は、収容空間ＳＰ１と拡散空間ＳＰ２１とを区切る板状の部材である。ここでは、下層板９２４１は、図４の蒸発源１２における板部材１２４に対応する位置に設けられている。また、下層板９２４１には、気化した蒸着物質が通過する開口９２４１ａが形成されている。下層板９２４１は、容器１２１の内部空間を複数の空間に区切りつつ、気化した蒸着物質による空間の間の移動を許容するように構成されている。本実施形態では、下層板９２４１は１枚の平板で構成されるが、下層板９２４１の形状等は適宜変更可能である。また、本実施形態では、下層板９２４１は、Ｙ方向において一対の側壁１２１１の一方から他方に渡って延在しているが、一対の側壁１２１２の一方から他方に渡って延在してもよい。

上層板９２４２は、拡散空間ＳＰ２１と拡散空間ＳＰ２２とを区切る板状の部材である。すなわち、上層板９２４２は、Ｙ方向において一対の側壁１２１２の一方から他方に渡って延在するとともに、Ｘ方向において一対の側壁１２１７の一方から他方に渡って延在する。上層板９２４２には、気化した蒸着物質が通過する開口９２４２ａが形成されている。上層板９２４２は、容器１２１の内部空間を複数の空間に区切りつつ、気化した蒸着物質による空間の間の移動を許容するように構成されている。本実施形態では、上層板９２４１の開口９２４２ａと下層板９２４１の開口９２４１ａとが略同じ大きさであるが、これらの開口の大きさ、例示的にはＸ方向またはＹ方向の幅が異なっていてもよい。或いは、平面視で、開口９２４１ａの設けられる位置と開口９２４２ａの設けられる位置が異なっていてもよい。本実施形態では、上層板９２４２は１枚の平板で構成されるが、上層板９２４２の形状等は適宜変更可能である。

中間板９２４３は、下層板９２４１と上層板９２４２との間に設けられる板状の部材である。すなわち、中間板９２４３は、拡散空間ＳＰ２１に設けられる。本実施形態では、中間板９２４３のＸＹ方向の幅は、開口９２４１ａ及び開口９２４２ａのＸＹ方向の幅よりも広くなるように設けられている。別の側面から見ると、中間板９２４３は、平面視で、下層板９２４１の開口９２４１ａ及び上層板９２４２の開口９２４２ａの全体と重なるように設けられている。しかしながら、中間板９２４３は、平面視で、開口９２４１ａ及び９２４２ａの少なくとも一部と重なるように設けられてもよい。

複数の支柱９２４４は、下層板９２４１、中間板９２４３、及び上層板９２４２を接続する部材である。複数の支柱９２４４により、下層板９２４１、中間板９２４３、及び上層板９２４２がＺ方向に離間して配置される。

なお、図９の例では、下層板９２４１の位置が図４の板状部材１２４の位置に対応するように設けられているが、上層板９２４２の位置が図４の板状部材１２４の位置に対応するように設けられてもよい。また、下層板９２４１及び上層板９２４２のいずれか一方が省略された構成も採用可能である。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１：成膜装置、１０：成膜ユニット、１２：蒸発源、１２１：容器、１２４：板状部材、１２５：延出部、１５：カバー部材、１５１：下カバー、１５２：上カバー、１００：基板、１０１：マスク、ＳＰ１：収容空間、ＳＰ２：拡散空間

Claims (12)

1. 蒸着物質を気化させて基板に成膜を行う成膜装置であって、
   固体または液体の蒸着物質を収容する収容空間及び気化した蒸着物質が拡散する拡散空間を含む内部空間を有する容器と、
   前記容器の少なくとも一部を覆うカバー部材と、を備え、
   前記収容空間の上に前記拡散空間が配置され、
   前記拡散空間の第１の方向における幅が、前記収容空間の前記第１の方向における幅よりも狭く、
   前記容器は、
   前記収容空間の側面を画定する第１の側壁と、
   前記拡散空間の側面を画定する第２の側壁と、
   前記第１の側壁及び前記第２の側壁を接続する接続壁と、を含み、
   前記カバー部材は、
   少なくとも前記第１の側壁を覆う第１のカバーと、
   前記第１のカバーに回動自在に支持され、少なくとも前記接続壁を覆う第２のカバーと、を含む、
   ことを特徴とする成膜装置。
2. 請求項１に記載の成膜装置であって、
   前記容器の内部において前記収容空間と前記拡散空間とを区切り、気化した蒸着物質が通過する開口が形成される板状部材をさらに備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
3. 請求項２に記載の成膜装置であって、
   前記開口を囲み、前記板状部材から延出する延出部をさらに備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記成膜装置は、少なくとも前記容器を含んで構成される蒸発源を、基板に対して移動方向に相対的に移動しながら成膜を行い、
   前記第１の方向は、前記移動方向に交差する方向である、
   ことを特徴とする成膜装置。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記容器と前記カバー部材の間に設けられ、蒸着物質を加熱するヒータをさらに備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
6. 請求項５に記載の成膜装置であって、
   前記ヒータの少なくとも一部が、前記第２のカバーに取り付けられる、
   ことを特徴とする成膜装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記カバー部材の内部には、前記カバー部材を冷却するための冷却用配管が設けられる、
   ことを特徴とする成膜装置。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記収容空間を、各々が蒸着物質を収容する複数の収容部に仕切る仕切部材をさらに備える、
   ことを特徴とする成膜装置。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記容器には、前記第１の方向に沿って並び、前記拡散空間で拡散された蒸着物質を放出する複数のノズルが設けられる、
   ことを特徴とする成膜装置。
10. 請求項２から３までのいずれか１項に記載の成膜装置であって、
    前記収容空間と前記拡散空間とは、前記板状部材を介して接している、
    ことを特徴とする成膜装置。
11. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の成膜装置を用いて基板に成膜する成膜工程を備える、
    ことを特徴とする成膜方法。
12. 蒸着物質を気化させて基板に成膜を行うための蒸発源ユニットであって、
    蒸着物質を収容する収容空間及び気化した蒸着物質が拡散する拡散空間を含む内部空間を形成する容器と、
    前記容器の少なくとも一部を覆うカバー部材と、を含み、
    前記容器は、前記収容空間の上面に、前記収容空間よりも第１の方向における幅が狭い前記拡散空間が設けられるように、前記内部空間を形成し、
    前記カバー部材は、
    前記容器において、少なくとも前記収容空間の側面を画定する第１の側壁を覆う第１のカバーと、
    前記第１のカバーに回動自在に支持され、前記容器において、少なくとも前記第１の側壁及び前記拡散空間の側面を画定する第２の側壁を接続する接続壁を覆う第２のカバーと、を含む、
    ことを特徴とする蒸発源ユニット。

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