KR20200136801A - 증발원 장치, 성막 장치, 성막 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 간편한 제어로, 용기의 개구부 부근을, 과도한 온도 상승을 방지하면서 고온으로 유지한 채, 증착 레이트를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 증발원 장치, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 용기(244)는, 가열된 증착 재료(242)가 방출되는 개구부(244e)와, 제1 영역(244a)과, 제1 영역(244a)보다 개구부(244e)로부터 떨어진 영역인 제2 영역(244b)을 가지며, 제1 영역(244a)을 가열하는 제1 히터(246a)와, 제2 영역(244b)을 가열하는 제2 히터(246b)와, 제1 히터(246a)와 제2 히터(246b)를 각각 독립적으로 제어하는 제어부(270)와, 제1 히터(246a)와 제2 히터(246b)의 사이에 배치되어 적어도 제1 히터(246a)로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재(241)를 가지며, 용기에 수용된 증착 재료의 감소에 따라, 제2 히터(246b)에 투입하는 전력을 올린다.

Description

증발원 장치, 성막 장치, 성막 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법{EVAPORATION SOURCE APPARATUS, FILM FORMATION APPARATUS, FILM FORMATION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 증발원 장치, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 디스플레이의 일종으로서, 유기 재료의 전계발광을 이용한 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 장치가 주목을 받고 있다. 이러한 유기 EL 디스플레이 등의 유기 전자 디바이스 제조에 있어서, 증발원 장치를 이용하여, 기판 상에 유기 재료나 금속 전극 재료 등의 증착 재료를 증착시켜서 성막을 행하는 공정이 있다.

증착 공정에 이용되는 증발원 장치는, 증착 재료가 수용되는 용기로서의 기능과, 증착 재료의 온도를 상승시켜서 증발시켜, 기판의 표면에 부착시키기 위한 가열 기능을 갖는다. 종래의 증발원 장치로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 용기의 상부를 가열하는 상부 히터(제1 히터)와, 도가니의 하부를 가열하는 하부 히터(제2 히터)를 가지며, 2개의 히터를 독립적으로 가열 제어하도록 한 증발원 장치가 알려져 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개 제2019-31705호 공보

특허문헌 1과 같은 2개의 히터를 갖는 증발원 장치를 이용하여 증착을 행하는 경우, 용기의 개구부로의 증착 재료의 부착을 억제하기 위해서, 용기 개구부 부근은 고온으로 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 용기의 개구부 부근을 고온으로 유지하고, 또한 증착 레이트를 일정하게 유지하도록 히터의 가열 제어를 행하려고 하면, 하부 히터로부터의 복사열이 영향을 주어서 용기 도가니의 개구부 부근의 온도가 과도하게 상승하여 재료가 열화될 우려가 있다. 그 때문에, 하부 히터로부터의 복사열을 고려하여 상부 히터를 가열 제어할 필요가 생기고, 각 히터의 가열 제어가 복잡해진다고 하는 과제가 생긴다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 간편한 제어로, 용기의 개구부 부근을, 과도한 온도 상승을 억제하면서 고온으로 유지한 채, 증발 레이트를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있는 증발원 장치, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 증발원 장치는, 증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,

상기 용기는, 가열된 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제어부는, 상기 용기에 수용된 증착 재료의 감소에 따라, 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올리는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 증발원 장치는, 증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제어부는,

상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,

상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제1 성막 장치는,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,

상기 용기는, 가열된 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제어부는, 상기 용기에 수용된 증착 재료의 감소에 따라, 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올리는 증발원 장치와,

상기 증발원 장치가 배치되어, 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 성막 장치는,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제어부는,

상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,

상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 증발원 장치와,

이 증발원 장치가 배치되어, 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제1 성막 방법은,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 성막 방법으로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 증발하는 증착 재료의 감소에 따라 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올리는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 성막 방법은,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 성막 방법으로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,

상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제1 전자 디바이스의 제조 방법은,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 전자 디바이스의 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 전자 디바이스의 제조 방법으로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 증발하는 증착 재료의 감소에 따라 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올리는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 전자 디바이스의 제조 방법은,

증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 전자 디바이스의 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 전자 디바이스의 제조 방법으로서,

상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,

상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,

상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,

상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,

상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,

상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 간편한 제어로, 용기의 개구부 부근을, 과도한 온도 상승을 억제하면서 고온으로 유지한 채, 증발 레이트를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있다.

도 1은 실시형태 1에 관계되는 성막 장치의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 관계되는 증발원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 증발원 장치의 분해도이다.
도 4의 (A), (B)는 상부 히터와 하부 히터의 제어 패턴 예를 나타내는 도면이다.
도 5의 (A), (B)는 실시형태 1과 비교예의 용기의 온도 분포를 나타내는 도면이다.
도 6의 (A)는 실시형태 1의 중간 리플렉터의 복사열의 반사 행로를 나타내는 도면, (B) 내지 (D)는 중간 리플렉터의 반사면의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7의 (A)는 유기 EL 표시 장치의 구성예를 나타내는 도면, (B)는 (A)의 A-B선 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 그들의 구성으로 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그들로만 한정하는 취지의 것이 아니다.

본 발명은 증발원 장치에 관한 것으로, 특히, 증착에 의해 피증착체에 박막을 형성하기 위한 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 바람직하다. 본 발명은 또한, 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 해당 프로그램을 격납한 기억 매체로서도 파악된다. 기억 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능한 비일시적인 기억 매체이어도 된다. 본 발명은, 예를 들면, 피증착체인 기판의 표면에 진공 증착에 의해 원하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로서는, 유리, 수지, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 또한, 증발원 장치의 피증착체는, 평판 형상의 기판에 한정되지 않는다. 예를 들면, 요철이나 개구가 있는 기계 부품을 피증착체로 해도 된다. 또한, 증착 재료로서도, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 또한, 유기막뿐만 아니라 금속막을 성막하는 것도 가능하다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 전자 디바이스나 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하며, 특히, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 EL 표시 장치, 박막 태양전지, 유기 CMOS 이미지 센서)의 제조에 바람직하다.

<실시형태 1>

<증발원 장치의 개략 구성>

도 1은 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 성막 장치는 진공 챔버(200)를 갖는다. 진공 챔버(200)의 내부는, 진공 분위기나, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기에 유지되고 있다. 또한, 여기서 말하는 진공이란, 통상의 대기압(전형적으로는, 1023hPa)보다 낮은 압력의 기체로 채워진 상태를 말한다. 진공 챔버(200)의 내부에는, 개략적으로, 기판 보유지지 유닛(도시하지 않음)에 의해 보유지지된 피증착체인 기판(10)과, 마스크(220)와, 증발원 장치(240)가 마련된다. 기판 보유지지 유닛은, 기판(10)을 재치하기 위한 수취 핑거 등의 지지구나, 기판을 압압 보유지지하기 위한 클램프 등의 압압구에 의해 기판을 보유지지한다.

기판(10)은 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 진공 챔버(200) 내로 반송된 후, 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되고, 성막 시에는 수평면(XY 평면)과 평행이 되게 고정된다. 또한, 여기서 말하는 「평행」이란, 수학적으로 엄밀한 평행만을 의미하는 것이 아니라, 수평면과 기판(10)이 이루는 각이 작은 경우, 예를 들면 0°이상 5°이하가 되는 경우도 포함한다. 마스크(220)는, 기판(10) 상에 형성하는 소정 패턴의 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는 마스크이며, 예를 들면 메탈 마스크이다. 성막 시에는, 마스크(220) 위에 기판(10)이 재치된다. 또한, 본 실시형태에서는 성막 시에 기판(10)이 수평면과 평행이 되게 고정되는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 기판(10)은 성막 시에 수평면과 교차하도록 고정되어도 되고, 수평면과 수직이 되게 고정되어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 기판(10)의 성막면이 중력 방향 하방을 향한 상태로 성막이 행해지는 상향 증착(Deposition Up)의 구성을 채용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 기판(10)의 성막면이 중력 방향 상방을 향한 상태로 성막이 행해지는 하향 증착(Deposition Down)의 구성이어도 된다. 또는, 기판(10)이 수직으로 세워진 상태, 즉, 기판(10)의 성막면이 중력 방향과 평행한 상태로 성막이 행해지는 구성이어도 된다.

진공 챔버(200) 내에는, 그 외에, 기판(10)의 온도 상승을 억제하는 냉각판(도시하지 않음)을 구비하고 있어도 된다. 또한, 진공 챔버(200) 위에는, 기판(10)의 얼라인먼트를 위한 기구, 예를 들면 기판(10) 및 마스크(220)의 일방을 타방에 대하여 X방향 또는 Y방향으로 상대적으로 이동시키는 액추에이터나, 기판 보유지지를 위한 클램프 기구용 액추에이터 등의 구동 수단이나, 기판(10)을 촬상하는 카메라(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있어도 된다.

증발원 장치(240)는, 개략적으로, 내부에 증착 재료(242)를 수용 가능한 용기(244)와, 용기(244)의 가열을 행하기 위한 히터(246)와, 히터(246)의 가열 효율을 높이기 위한 보온재인 리플렉터(248)를 구비한다. 도 1에서는, 히터(246)는, 용기의 개구부(244e) 측의 영역(제1 영역)을 가열하는 제1 히터로서의 상부 히터(246a)와, 용기(244)의 개구부(244e)로부터 떨어진 측의 영역(제2 영역)을 가열하는 제2 히터인 하부 히터(246b)를 갖고 있다. 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)는 제어부(270)에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)의 사이에는, 중간 반사 부재인 중간 리플렉터(241)가 배치되어 있다.

리플렉터(248)는, 상부 히터(246a)에 대응하는 상부 리플렉터(제1 반사 부재)(248a)와, 하부 히터(246b)에 대응하는 하부 리플렉터(248b)(제2 반사 부재)와, 용기의 저부 측에 마련되는 저부 리플렉터(248c)를 구비하고 있다.

또한, 증발 레이트를 검출하는 레이트 검출 수단으로서의 막두께 모니터(271)나, 상부 히터(246a)의 온도를 검출하는 온도 검출 수단으로서의 온도 센서(272)를 구비하고 있다. 막두께 모니터(271)로서는 수정 모니터 등을 이용할 수 있고, 또한, 온도 센서(272)로서는 열전대 등을 이용할 수 있다. 열전대는, 중간 리플렉터(241)를 사이에 두고 하부 히터(246b)와 대향하는 위치에 배치되어, 상부 히터(246a) 근방의 온도를 검출한다. 또한, 성막을 균일하게 행하기 위해 증발원 장치(240)를 이동시키는 증발원 구동 기구(250)를 구비하여도 된다. 그 외에, 증발원 장치(240)의 구성요소 전체를 격납할 수 있는 케이스, 셔터 등을 구비하고 있어도 된다(모두 도시하지 않음). 또한, 하부 히터(246b)의 온도를 검출하는 온도 검출 수단을 별도로 마련해도 된다.

이들 각 구성요소에 대해서는, 나중에 자세하게 기술한다. 또한, 도 1에 있어서의 증발원 장치(240)의 각 구성요소의 형상, 위치 관계, 사이즈 비는 예시에 지나지 않는다. 또한, 후술하는 제어부(270)에 대해서는, 본 명세서에서 증발원 장치(240)의 일부로서 파악하고 있지만, 증발원 장치(240)와는 다른 것으로서 파악해도 된다.

용기(244)의 재질로서는, 예를 들면 세라믹, 금속, 카본 재료 등이 알려져 있지만, 이것에 한정되지 않고, 증착 재료(242)의 물성이나 히터(246)에 의한 가열 온도와의 관계에서 바람직한 것을 이용한다.

히터(246)로서는, 예를 들면 시스 히터(sheathed heater)나 금속 와이어선 등의 저항 가열식의 히터가 알려져 있지만, 이것에 한정되지 않고, 증착 재료(242)를 증발시키는 가열 성능이 있으면 된다. 후술하는 바와 같이, 용기(244)의 복수의 부위를 개별적으로 온도 제어하면서 가열할 수 있는 것이라면, 종류는 묻지 않는다. 또한, 히터(246)의 형상에 대해서도, 도 1과 같은 와이어 형상 외에, 플레이트 형상, 메시 형상 등 임의의 형상을 채용할 수 있다. 리플렉터(248)는 열효율을 높이는 보온재(단열재)이며, 예를 들면 금속 등을 이용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

제어부(270)는, 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)의 제어, 예를 들면 가열의 개시나 종료의 타이밍 제어, 온도 제어를 행하지만, 증발원 장치(240)의 다른 제어, 예를 들면, 셔터를 마련하는 경우에는 그 개폐 타이밍 제어, 증발원 구동 기구를 마련하는 경우에는 그 구동 제어(증발원의 이동 제어) 등도 행한다. 또한, 복수의 제어 수단을 조합시켜서 제어부(270)를 구성해도 된다. 복수의 제어 수단이란, 예를 들면, 가열 제어 수단, 셔터 제어 수단, 증발원 구동 제어 수단 등이다. 가열 제어에 대해서는, 나중에 별도 항목을 마련하여 상술한다. 또한, 제어부(270)는, 기판(10)의 반송 및 얼라인먼트 제어 수단 등, 증발원 장치(240) 이외의 기구의 제어 수단을 겸하고 있어도 된다.

제어부(270)의 구성은, 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O, UI 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(270)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 컴퓨터를 이용해도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)를 이용해도 된다. 또는, 제어부(270)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성해도 된다. 또한, 성막 장치마다 제어부(270)가 마련되어 있어도 되고, 1개의 제어부(270)가 복수의 성막 장치를 제어해도 된다.

다음으로, 성막의 기본적인 순서에 대해 설명한다. 용기(244) 내부에 증착 재료(242)가 수용되면, 제어부(270)의 제어에 의해 히터(246)가 동작을 개시하고, 증착 재료(242)가 가열된다. 온도가 충분히 높아지면, 진공 챔버(200) 내에 마스크(220) 및 기판(10)이 반입되어, 기판(10)과 마스크(220)의 얼라인먼트 등이 행해진다. 그 후, 증발원 장치(240)의 셔터가 닫힌 상태로부터 열린 상태로 되면, 증발 또는 승화한 증착 재료(242)가 기판(10)의 표면에 부착되어, 박막을 형성한다. 복수의 용기에 다른 종류의 증착 재료를 수용해 둠으로써 공증착도 가능하다. 형성된 막을 막두께 모니터(271)로 측정하면서 제어를 행함으로써, 기판(10) 상에 원하는 두께를 가진 막이 형성된다. 균일한 두께로 성막하기 위해, 예를 들면, 기판(10)을 회전시키거나, 증발원 구동 기구(250)에 의해 증발원 장치(240)를 이동시키거나 하면서 증착을 행해도 된다. 또한, 기판(10)의 크기에 따라서는, 복수의 증발원을 병행하여 가열하는 것도 바람직하다. 용기(244)의 형상은 임의이다. 또한, 증발원의 종류도, 점 형상의 증발원, 선 형상의 증발원, 면 형상의 증발원 중 어느 것이라도 상관없다.

후술하는 바와 같이, 어떤 종류의 증착 재료가 성막된 기판 상에 다른 종류의 증착 재료를 성막함으로써, 복층 구조를 형성할 수 있다. 그 경우, 용기 내의 증착 재료를 교환하거나, 용기 자체를 다른 종류의 증착 재료가 격납된 것으로 교환하거나 해도 된다. 또한, 진공 챔버 내에 복수의 증발원 장치를 마련하여 교환하면서 이용해도 되고, 기판(10)을 현재의 성막 장치로부터 반출하여, 다른 종류의 증착 재료가 수납된 증발원 장치를 구비하는 다른 성막 장치에 반입해도 된다.

<증발원 장치의 상세 구성>

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시형태의 증발원 장치의 상세 구성에 대해 설명한다. 도 2는 증발원 장치(240) 중, 증착 재료의 수용 및 가열에 관련되는 구성요소를 나타낸 개략 단면도, 도 3은 도 2의 분해도이다.

용기(244)는 바닥을 갖는 원통 형상이며, 원통 형상의 몸통부 주위에, 원통 형상으로 형성된 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)가 동심 형상으로 배치되고, 그 외측에 원통 형상의 상부 리플렉터(248a)와 하부 리플렉터(248b)가 동심 형상으로 배치되고, 추가로 그 외주측에 상부 리플렉터(248a) 및 하부 리플렉터(248b)를 냉각하는 냉각 재킷(243)이 동심 형상으로 조립되어 있다. 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)의 사이에는, 중간 리플렉터(241)가 배치되어 있다. 또한, 용기(244)의 저부(244d) 측에도 저부 측으로의 복사열을 반사하여 보온하는 저부 리플렉터(248c)가 배치되며, 저부 리플렉터(248c)의 외경 단부가 하부 리플렉터(248b)에 접속되어 있다. 또한, 용기의 저부(244d)는 지지 부재(245)에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 상부 히터(246a)는 용기(244)의 상부 영역(244a)에 대향하는 위치에 배치되고, 하부 히터(246b)는 용기(244)의 하부 영역(244b)에 대향하는 위치에 배치된다. 또한, 「대향하는 위치」라고 하는 문언은 엄격하게 파악할 필요는 없고, 다소의 높이 방향의 위치 어긋남이 있었다고 하더라도, 가열 대상 위치의 온도에 영향이 주어지면 상관없다.

여기서, 도 3을 이용하여, 용기(244)의 상부 영역(244a)과 하부 영역(244b)의 용어에 대해 설명한다. 본 명세서에 있어서는, 용기(244)는, 가열된 증착 재료(242)가 방출되는 개구부(244e)와, 원통 형상의 용기(244)의 몸통부 외주면 중, 적어도 개구부(244e) 측의 영역을 용기(244)의 「상부 영역(244a)」이라고 부른다. 개구부(244e)는, 개구 단면과 개구 단면 근방의 용기 외주면을 포함하는 것으로 한다. 상부 영역(244a)과 동일하게, 용기(244) 중 적어도 저부(244d) 측의 영역을 「하부 영역(244b)」이라고 부른다. 상부 영역(244a)과 하부 영역(244b)의 각각이 용기(244)의 높이 중에서 차지하는 비율은 반드시 특정한 범위로 한정되는 것이 아니고, 증발원 장치(240)마다 달라도 된다. 상부 영역(244a)은 상술한 제1 영역에 대응하고, 하부 영역(244b)은 상술한 제2 영역에 대응한다. 제2 영역은, 제1 영역보다 개구부(244e)로부터 떨어진 영역이라고 말할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 용기의 몸통부의 개구부(244e) 측의 영역은 상부 영역(244a)이라고 말할 수 있다. 또한, 상부 영역(244a)에 대응하는 위치에 마련되며 상부 영역(244a)을 가열 가능한 히터(246)는 상부 히터(246a)라고 말할 수 있다. 또한, 용기 저부(244d) 측의 영역은 하부 영역(244b)이라고 말할 수 있다. 또한, 하부 영역(244b)에 대응하는 위치에 마련되며 하부 영역(244b)을 가열 가능한 히터(246)는 하부 히터(246b)라고 말할 수 있다. 상부 영역(244a)은, 대체로, 개구부(244e)로부터 증착 재료(242)의 최대 충전량의 증착 재료(242)의 상면까지의 범위이며, 하부 영역(244b)이, 대체로, 증착 재료(242)의 충전 범위로 할 수도 있다. 또한, 용기(244)의 높이 방향을, 상부 영역(244a)과 하부 영역(244b) 중 어느 하나로 분류해야 하는 것은 아니고, 양자의 사이에 「중간 영역(244c)」을 설정해도 된다. 또한, 용기(244)의 저부를, 하부 영역(244b)과는 별개로 「저부(244d)」라고 부르는 경우도 있다. 또한, 용기(244)가, 용기(244)의 개구부(244e)로부터 돌출된 노즐 형상의 부위를 구비하는 경우와 같이, 높이 방향에 있어서 복수의 측면이 존재하는 경우가 있다. 그 경우, 상부 영역(244a)은, 적어도 용기(244)의 몸통부의 개구부(244e)에 연속하여 인접하는 영역을 가리킨다. 또한, 하부 영역(244b)은, 해당 상부 영역(244a)과 동일 측면에 설정된다.

다음으로, 중간 리플렉터(241)에 대해 설명한다. 중간 리플렉터(241)는, 예를 들면, 상부 리플렉터(248a)와 용기(244)의 외주면과의 사이의 상부 히터(246a)의 배치 공간과, 하부 리플렉터(248b)와 용기(244)의 외주면과의 사이의 하부 히터(246b)의 배치 공간을 차단하도록 배치되고, 외경 단부가 상부 리플렉터(248a)와 하부 리플렉터(248b)에 의해 끼워진 상태로 고정되어 있다. 중간 리플렉터(241)의 내경 단부는, 용기(244)의 몸통부 외주면에 대해서, 틈을 개재하여 대향하고 있다. 중간 리플렉터(241)의 상부 히터(246a)에 면하는 상면(241a)은, 상부 히터(246a)로부터의 복사열을 반사하는 반사면으로 되어 있다. 반사면은, 복사열의 반사 효율이 좋은 면이라면 특히 한정되지 않지만, 열을 흡수하기 어려운 색, 예를 들면 백색의 면이나, 광택면으로 해도 된다. 도시한 예에서는 원통 형상의 용기의 중심축선에 대하여 직교 방향으로 연장되는 평면 구성으로 되어 있다. 이 실시형태에서는, 중간 리플렉터(241)의 하부 히터(246b)가 면하는 하면(24lb)에 대해서도, 하부 히터(246b)로부터의 복사열을 반사하는 백색 면 또는 광택면으로서 반사 효율이 높은 반사면으로 되어 있다. 이 하면(24lb)에 대해서도, 용기의 중심축선에 대하여 직교 방향으로 연장되는 평면 구성으로 되어 있다. 중간 리플렉터(241)는 하부 히터(246b)로부터의 복사열이 상부 영역(144a)에 영향을 주지 않도록 차열하는 기능과, 상부 영역(144a)을 상부 히터(246a)에 의해 효율적으로 가열하는 기능을 다하면 되므로, 하부 히터(246b) 측의 하면(24lb)에 대해서는, 차열할 수 있으면 되고, 반사면일 필요는 없다. 또한, 중간 리플렉터(241)의 상면(241a) 대신에 하면(24lb)을 반사면으로 해도 된다.

제어부(270)는 가열 수단의 종류에 따른 방법에 의해 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)에 투입하는 전력을 각각 제어한다. 예를 들면, 저항 가열식 히터를 이용하는 경우에는 발열선으로의 통전(通電)을 제어한다. 보다 구체적으로는, 저항 가열식 히터의 전류밀도를 높게 하거나 낮게 하거나 함으로써 투입 전력을 제어하여, 온도를 높게 하거나 낮게 하거나 한다. 제어부(270)는, 사용자가 컴퓨터의 UI 등을 통하여 입력한 입력값이나, 장치 구성 및 증착 재료에 관한 조건(예를 들면, 히터의 성능, 용기의 형상이나 재질, 리플렉터의 배치나 특성, 그 외의 성막 장치의 특성, 증착 재료의 종류, 용기 내에 수용되는 증착 재료의 양) 등에 따라 제어 조건을 결정한다. 열전대 등의 온도 센서(272)를 설치해 두고, 그 검출값을 제어에 이용하는 것도 바람직하다. 또한, 증착 재료나 장치 구성에 따른 바람직한 제어 조건을, 미리 메모리에 테이블이나 수식의 형식으로 격납하여 두고, 제어부(270)에 참조시키는 것도 바람직하다.

<가열 제어>

도 4는 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)의 가열 제어에 대한 제어 패턴을 예시하고 있다. 도 4의 (A)는, 제1 제어 패턴, 도 4의 (B)는 제2 제어 패턴을 나타내고 있다. 어느 쪽의 제어 패턴도, 상부 히터(246a)에 투입하는 전력은 일정하며, 하부 히터(246b)에 투입하는 전력을 제어함으로써, 증발 레이트의 제어가 이루어진다.

먼저, 도 4의 (A)를 참조하여, 제1 제어 패턴을 설명한다. 제1 제어 패턴은, 용기에 수용된 증착 재료(242)의 감소에 따라, 상부 히터(246a)에 투입하는 전력을 크게 하도록 되어 있다. 즉, 제어부(270)는, 가열을 개시한 단계에서, 상부 히터(246a)에는 제1 전력(W1)을 투입하면서, 하부 히터(246b)에는 제2 전력(W2)을 투입하고 있다. 그리고, 증착 재료(242)가 증발을 시작한 이후, 상부 히터(246a)에 투입하는 전력은 유지하면서, 증착 재료(242)의 감소에 따라, 하부 히터(246b)에 투입하는 전력이 커지도록 제어한다. 증착 재료(242)의 감소에 따른 전력의 제어는, 증발 레이트 등에 따라 적절히 선택되어, 도시하는 바와 같이 연속적으로 전력을 증가시켜도 되고, 단계적으로 상승하도록 제어해도 된다.

다음으로, 도 4의 (B)를 참조하여, 제2 제어 패턴을 설명한다. 제2 제어 패턴에서는, 제어부(270)는, 상부 히터(246a)에 제1 전력(W1)을 투입하면서, 하부 히터(246b)에 제2 전력(W2)을 투입하는 제1 가열 제어(C1)와, 제1 가열 제어(C1)를 행한 후에, 상부 히터(246a)에 제1 전력(W1)을 투입하면서, 하부 히터(246b)에 제2 전력(W2)보다 큰 제3 전력(W3)을 투입하는 제2 가열 제어(C2)를 실행한다. 이 제2 가열 제어(C2)의 타이밍은, 증착 재료(242)가 증발을 시작한 타이밍, 또는 증발을 개시하여 소정 시간 경과 후로 설정되지만, 증착 재료(242)의 양, 용기(244)의 크기, 투입하는 전력의 크기 등에 따라 바뀌는 것이며, 적절히 선택된다.

또한, 제어 구성에서는, 제어부(270)는, 상부 히터(246a)의 출력은 일정하게 유지하고 있지만, 온도 센서(272)의 검출 신호에 기초하여 상부 히터(246a) 근방의 온도를 일정하게 유지하도록, 상부 히터(246a)의 출력을 조절하도록 구성해도 된다. 또한, 막두께 모니터(271)로부터의 신호에 기초하여 하부 히터(246b)로의 투입 전력을 조절하도록 해도 된다. 나아가, 막두께 모니터(271)로부터의 신호에 기초하여 취득한 증발 레이트가 미리 설정된 값 이하이며, 온도 센서(272)로 검출된 온도가 미리 설정된 값 이상이 된 경우에는, 에러 신호를 출력하도록 제어해도 된다.

도 5는 증착이 진행되는 동안의 용기(244)의 상부 영역(244a), 중간 영역(244c), 하부 영역(244b)의 온도 분포를 모식적으로 나타내고 있다. 도 5의 (A)는 중간 리플렉터(241)를 구비한 본 실시형태의 온도 분포 예, 도 5의 (B)는 중간 리플렉터(241)를 구비하고 있지 않는 비교예의 온도 분포 예이다. 도면 중, 종축이 용기의 저부(244d)로부터의 높이, 횡축이 온도를 나타내고, T1이 증착 재료의 증발 기준 온도, T2가 증착 재료가 열화되는 기준이 되는 열화 기준 온도를 나타내고 있다.

먼저, 도 5의 (B)의 비교예에 대해 설명한다. 온도 분포 곡선(B1)은, 증발 기준 온도(T1)까지 상승한 시점의 온도 분포이다. 도시한 예에서, 온도 분포가, 저부 측이 저온이며 개구부 측이 고온이 되는 온도 구배로 되어 있다. 이와 같은 온도 분포가 되는 것은, 예를 들면, 용기의 저부에 히터가 없고, 또한 도 2의 예에서는, 저부에 접촉하는 지지 부재(245)를 통하여 열이 달아나기 때문이다. 무엇보다도, 온도 분포는 하나의 예시이며, 이와 같은 온도 구배에 한정되는 것이 아니다. 온도 분포 곡선(B1)은, 증착 재료(242)의 상면이 최대 충전 위치의 높이(h1)에 있는 상태이며, 증착이 개시되는 시점의 온도 분포를 나타내고 있다. 증착 재료(242)의 증발은, 증착 재료(242)의 상면 위치보다 약간 위의 벽면으로부터의 복사열에 의해 생기므로, 증착 재료의 상면 위치보다 약간 위의 온도가 증발 기준 온도(T1)보다 높아지도록 제어되고 있다. 이 상태로부터 증착이 진행되어 증착 재료(242)가 감소해 가면, 증착 재료(242)의 높이가 낮아져, 증착 재료(242)의 상면이, 온도가 낮은 영역으로 이행하여 간다. 이에, 증착 재료(242)의 상면이 위치하는 영역의 온도가 증발 기준 온도(T1)가 되도록, 하부 히터(246b)에 투입하는 전력을 크게 하고, 낮은 영역의 온도가 높아지도록 제어한다.

온도 분포 곡선(B2)는 증착 재료(242)의 상면이 높이(h2)까지 저하된 시점, 온도 분포 곡선(B3)은 증착 재료(242)의 상면이 높이(h3)까지 저하된 시점의 온도 분포이다. 온도 분포 곡선(B2)는 온도 분포 곡선(B1)에 비하여, 전체적으로 높아져서, 도면 중 좌측으로 시프트한 상태가 된다. 나아가, 온도 분포 곡선(B3)은, 온도 분포 곡선(B2)에 비하여 더욱, 좌측으로 시프트한 상태로 이행하고, 모두, 상부 영역(244a)의 개구부(244e)의 온도가 지나치게 높아져서, 열화 기준 온도(T2)를 초과하여, 증착 재료가 열화될 우려가 있다. 증착 재료가 열화되면, 증착 레이트, 성막의 품질이 일정하게 유지되지 못하게 된다. 또한, 과열된 개구부(244e)로부터의 복사열에 의한 기판(10)으로의 열 영향도 염려된다.

예의 검토한 결과, 이러한 과열의 원인은, 하부 히터(246b)의 복사열이 상부 히터(246a) 측에 이르고 있는 것이 한 요인인 것을 알았다. 이에, 본 발명은, 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)의 사이에 중간 리플렉터(241)를 배치하여, 하부 히터(246b)로부터 상부 히터(246a) 측으로 복사되는 복사열을 차단하고, 하부 히터(246b)로부터의 복사열의 영향을 억제하고 있다. 한편, 상부 영역(244a)은, 하부 히터(246b)로부터의 열 복사가 없어지고, 상부 히터(246a)로부터의 복사열만으로 되어서 공급되는 열 에너지가 작아지므로, 중간 리플렉터(241)의 상면(241a)에서 하부 히터(246b) 측을 향하는 복사열을 반사하여 상부 영역(244a)을 효율적으로 가열하고 있다.

다음으로, 도 5의 (A)를 이용하여, 중간 리플렉터(241)를 마련한 경우의 온도 분포 곡선에 대해 설명한다. 온도 분포 곡선(A1)은, 증발 개시의 상태에서, 증착 재료(242)의 상면이 높이(h1)(최대 충전 위치)에 있다. 중간 리플렉터(241)를 마련한 중간 영역(244c)에 있어서, 온도가 저하되고, 상부 영역(244a)은, 상부 히터(246a)로부터의 복사열이 중간 리플렉터(241)에서 반사되어서 효율적으로 가열되어, 고온으로 유지되고 있다. 온도 분포 곡선(A2)는, 증착 재료(242)의 상면이 높이(h2)까지 저하된 시점, 온도 분포 곡선(A3)은, 증착 재료(242)의 상면이 높이(h3)까지 저하된 시점의 온도 분포이며, 하부 영역(244b)에 대해서는, 비교예와 동일하게, 도면 중 좌측으로 시프트하여, 온도가 상승해 간다. 그러나, 상부 영역(244a)에 대해서는, 중간 리플렉터(241)에 의해 하부 히터(246b)로부터 상부 히터(246a) 측으로의 복사열이 차단되므로, 온도 분포는 변화되지 않고, 증발 기준 온도(T1)보다 높고, 또한 열화 기준 온도(T2)보다 낮은 온도로 유지할 수 있다. 따라서, 개구부(244e)에 증착 재료가 부착되는 것이 방지되고, 또한 일정한 증착 레이트로, 성막의 품질을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 기판으로의 열 영향을 방지할 수 있다.

도 6에는, 중간 리플렉터(241)에 의한 복사열의 반사 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 백색 블랭크 화살표는 복사열의 방향을 개략적으로 나타내고 있다. 상부 히터(246a)로부터의 복사열은 대향하는 용기(244)의 상부 영역(244a)으로 복사되고, 나아가 상부 리플렉터(248a)에 의해, 배면 측으로 복사되는 복사열도 반사되어서 용기 몸통부의 상부 영역(244a)으로 복사되어, 상부 영역(244a)이 가열된다. 한편, 하부 히터(246b) 측으로 향하는 복사열에 대해서는, 용기 몸통부의 중심축과 평행한 축방향 복사열(이하, 축방향 복사열)을 G1이라고 하고, 중심축선에 대해 직교하는 직교면에 대하여, 용기를 향하여 소정 각도 하부 히터(246b) 측으로 기운 경사 방향의 복사열(이하, 경사 방향 복사열)을 G2라고 한다. 경사 방향의 복사열(G2)은 중간 리플렉터(241)의 상면(241a)에 의해 반사되어서 상부 영역(244a)을 가열한다. 또한, 축방향 복사열(G1)에 대해서는, 중간 리플렉터(241)의 상면(241a)에 의해 반사된 일부(G11)가, 개구부(244e) 부근에 직접 입사하거나, 또는 상부 리플렉터(248a) 측을 향하는 복사열(G12)이 상부 리플렉터(248a)에서 재반사되어서 개구부(244e) 부근에 입사하여, 개구부(244e) 부근을 가열한다.

개구부(244e) 부근으로의 반사 효율을 높이기 위해, 예를 들면, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 경사 하향의 복사열의 반사면(241a1)과, 축방향 복사열(G1)의 반사면(241a2)의 경사를 바꾸어, 축방향 복사열(G1)의 반사면(241a2)을 개구부 측으로 기울여도 된다. 또한, 도 6의 (C)에 나타내는 바와 같이, 반사면(241a2)을 오목면 형상으로 하여, 개구부 측으로의 반사량을 크게 하도록 해도 된다. 또한, 도 6의 (D)에 나타내는 바와 같이, 경사 복사열의 반사면(241a1)에 대해서도, 기울여 두면, 중간 영역(244c)의 가열을 촉진할 수도 있다.

다음으로, 하부 히터(246b)로부터 상부 히터(246a) 측을 향하는 복사열에 대해 설명하면, 하부 히터(246b)로부터의 복사열은 대향하는 용기의 하부 영역(244b)으로 복사되고, 나아가 하부 리플렉터(248b)에 의해, 배면 측으로 복사되는 복사열도 반사되어서 하부 영역(244b)으로 복사된다. 한편, 상부 히터(246a) 측으로 향하는 복사열에 대해서는, 용기 몸통부의 중심축과 평행한 축방향 복사열(이하, 축방향 복사열)을 F1이라고 하고, 중심축선에 대해 직교하는 직교면에 대하여, 용기를 향하여 소정 각도만 상부 히터(246a) 측으로 기운 경사 방향의 복사열(이하, 경사 방향 복사열)을 F2라고 한다. 경사 방향의 복사열(F2)은 중간 리플렉터(241)의 상면(241a)에 의해 반사되어서 하부 영역(244b)을 가열한다. 또한, 축방향 복사열(F1)에 대해서는, 중간 리플렉터(241)의 하면(24lb)에 의해 반사된 일부(F11)가, 용기의 하단부 부근에 직접 입사하거나, 또는 하부 리플렉터(248b) 측을 향하는 복사열(F12)이 하부 리플렉터(248b)에서 재반사되어서 하단부 부근에 입사하여 하단부 부근을 가열하여, 온도가 낮은 하단부를 효율적으로 가열할 수 있다. 이 중간 리플렉터(241)의 하면(24lb)의 구성에 대해서도, 도 6의 (B) 내지 (D)와 동일하게, 경사를 바꿈으로써, 가열 효율을 높일 수 있다.

<유기 전자 디바이스의 제조 방법의 구체예>

본 실시형태에서는, 증발원 장치를 구비하는 증착 장치(성막 장치)를 이용한 유기 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 유기 전자 디바이스의 예로서 유기 전자 디바이스인 유기 EL 표시 장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다. 먼저, 제조하는 유기 EL 표시 장치에 대해 설명한다. 도 7의 (a)는 유기 EL 표시 장치(60)의 전체도, 도 7의 (b)는 1화소의 단면 구조를 나타내고 있다. 본 실시형태의 성막 장치가 구비하는 증발원 장치(240)로서는, 상기 각 실시형태의 어느 것인가에 기재된 장치를 이용한다.

도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(60)의 표시 영역(61)에는, 발광 소자를 복수개 구비하는 화소(62)가 매트릭스 형상으로 복수개 배치되어 있다. 상세는 후에 설명하지만, 발광 소자의 각각은, 한 쌍의 전극 사이에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 갖고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(61)에 있어서 원하는 색의 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 가리키고 있다. 이 도면의 유기 EL 표시 장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광 소자(62R), 제2 발광 소자(62G), 제3 발광 소자(62B)의 조합에 의해 화소(62)가 구성되어 있다. 화소(62)는, 적색 발광 소자와 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광 소자와 시안 발광 소자와 백색 발광 소자의 조합이어도 되고, 적어도 1색 이상이라면 특히 제한되는 것이 아니다.

도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 A-B 선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는, 피증착체인 기판(63) 상에, 제1 전극(양극)(64)과, 정공수송층(65)과, 발광층(66R, 66G, 66B) 중 어느 것과, 전자수송층(67)과, 제2 전극(음극)(68)을 구비하는 유기 EL 소자를 갖고 있다. 이들 중, 정공수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자수송층(67)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(66R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66G)은 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66B)은 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(66R, 66G, 66B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광 소자(유기 EL 소자라고 기술하는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(64)은 발광 소자마다 분리하여 형성되어 있다. 정공수송층(65)과 전자수송층(67)과 제2 전극(68)은, 복수의 발광 소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광 소자마다 형성되어 있어도 된다. 또한, 제1 전극(64)와 제2 전극(68)이 이물에 의해 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 제1 전극(64) 사이에 절연층(69)이 마련되어 있다. 더욱이, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(70)이 마련되어 있다.

다음으로, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법의 예에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.

제1 전극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트에 의해 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피법에 의해, 제1 전극(64)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(69)을 형성한다. 이 개구부가, 발광 소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.

절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 성막 장치에 반입하고, 기판 보유지지 유닛에서 기판을 보유지지하고, 정공수송층(65)을, 표시 영역의 제1 전극(64) 위에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공수송층(65)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공수송층(65)은 표시 영역(61)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 매우 세밀한(고정세) 마스크는 불필요하다. 여기서, 이 단계에서의 성막이나, 이하의 각 층의 성막에 있어서 이용되는 성막 장치는, 상기 각 실시형태 중 어느 것인가에 기재된 증발원 장치를 구비하고 있다. 증발원 장치가 상기 실시형태의 구성을 가지며, 상기 실시형태에 기재된 가열 제어를 행함으로써, 용기의 개구 부근을 고온으로 유지한 채, 증착 레이트를 일정하게 유지할 수 있어, 일정한 막두께의 정공수송층(65)의 성막을 행할 수 있다.

다음으로, 정공수송층(65)까지 형성된 기판(63)을 제2 성막 장치에 반입하고, 기판 보유지지 유닛에서 보유지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 위에 재치하고, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에, 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다. 이 예에 의하면, 마스크와 기판을 양호하게 겹칠 수 있고, 고정밀도인 성막을 행할 수 있다.

발광층(66R)의 성막과 동일하게, 제3 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막 장치에 의해 표시 영역(61)의 전체에 전자수송층(67)을 성막한다. 전자수송층(67)은 3색의 발광층(66R, 66G, 66B)에 공통인 층으로서 형성된다.

전자수송층(67)까지 형성된 기판을 스퍼터링 장치로 이동하고, 제2 전극(68)을 성막하고, 그 후 플라즈마 CVD 장치로 이동하여 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시 장치(60)가 완성된다.

절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 성막 장치에 반입하고 나서 보호층(70)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되어 버리면, 유기 EL 재료로 이루어지는 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 이 예에 있어서, 성막 장치 사이의 기판의 반입 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행해진다.

이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 표시 장치는 발광 소자마다 발광층이 정밀도 좋게 형성된다. 따라서, 상기 제조 방법을 이용하면, 발광층의 위치 어긋남에 기인하는 유기 EL 표시 장치의 불량의 발생을 억제할 수 있다. 본 실시형태에 관계되는 성막 장치에 의하면, 증발원 장치의 가열을 적절하게 제어함으로써, 양호한 증착이 가능해진다.

240: 증발원 장치
241: 중간 리플렉터(중간 반사 부재)
242: 증착 재료
244: 용기
244a: 상부 영역(제1 영역)
244b: 하부 영역(제2 영역)
244e: 개구부
246: 히터
246a: 상부 히터(제1 히터)
246b: 하부 히터(제2 히터)
270: 제어부

Claims (13)

1. 증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,
   상기 용기는, 가열된 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,
   상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,
   상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,
   상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,
   상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,
   상기 제어부는, 상기 용기에 수용된 증착 재료의 감소에 따라, 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올리는 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
2. 증착 재료를 수용한 용기를 가열하는 증발원 장치로서,
   상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,
   상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,
   상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,
   상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 각각 독립적으로 제어하는 제어부와,
   상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,
   상기 제어부는,
   상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,
   상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 중간 반사 부재는, 상기 제1 히터와 대향하는 면이 반사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 용기에 수용된 증착 재료의 감소에 따라, 상기 제1 히터의 출력을 유지하면서 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 크게 하는, 증발원 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 히터 근방의 온도를 검출하는 온도 검출 수단을 더 구비하고,
   상기 제어부는, 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 상기 제1 히터 근방의 온도를 일정하게 유지하도록 상기 제1 히터의 출력을 조절하는, 증발원 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 증착 재료의 증발 레이트를 검출하는 레이트 검출 수단을 구비하고,
   상기 제어부는 상기 레이트 검출 수단으로부터의 신호에 기초하여 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 조절하는, 증발원 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 히터 근방의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과 상기 증착 재료의 증발 레이트를 검출하는 레이트 검출 수단을 가지며,
   상기 제어부는, 상기 레이트 검출 수단으로부터의 신호에 기초하여 취득한 증발 레이트가 미리 설정된 값 이하이며, 상기 온도 검출 수단으로 검출된 온도가 미리 설정된 값 이상이 된 경우에는, 에러 신호를 출력하는, 증발원 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 히터의 상기 용기와 반대측에, 상기 제1 히터의 복사열을 반사시키는 제1 반사 부재가 배치되어 있는, 증발원 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 히터의 용기와 반대측에, 상기 제2 히터의 제2 반사 부재가 마련되어 있는, 증발원 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 증발원 장치와,
    해당 증발원 장치가 배치되어, 피증착체에 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
11. 증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 성막 방법으로서,
    상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,
    상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,
    상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,
    상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,
    증발하는 증착 재료의 감소에 따라 상기 제2 히터에 투입하는 전력을 올려서 증발 레이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
12. 증착 재료를 수용한 용기를 가열하여 피증착체에 상기 증착 재료의 증착을 행하는 성막 방법으로서,
    상기 용기는, 가열된 상기 증착 재료가 방출되는 개구부와, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 개구부로부터 떨어진 영역인 제2 영역을 가지며,
    상기 제1 영역을 가열하는 제1 히터와,
    상기 제2 영역을 가열하는 제2 히터와,
    상기 제1 히터와 상기 제2 히터의 사이에 배치되어 상기 제1 히터로부터의 열의 적어도 일부를 반사하는 중간 반사 부재를 가지며,
    상기 제1 히터에 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 제2 전력을 투입하는 제1 가열 제어와,
    상기 제1 가열 제어를 행한 후에, 상기 제1 히터에 상기 제1 전력을 투입하면서, 상기 제2 히터에 상기 제2 전력보다 큰 제3 전력을 투입하는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 기재된 성막 방법에 의해, 전자 디바이스의 피증착체에 증착 재료를 증착시켜서 성막하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.

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