專利名稱：蒸鍍裝置、蒸鍍方法及蒸鍍裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸鍍裝置、蒸鍍方法以及蒸鍍裝置的制造方法，特別是涉 及蒸鍍裝置內(nèi)部的污染問題。
背景技術(shù)：
在制造平板顯示器等電子設(shè)備時，廣泛地使用蒸鍍法，該蒸鍍法通過 使預(yù)定的成膜材料氣化，將由此生成的氣體分子附著于被處理體，從而使
被處理體成膜。使用該技術(shù)制造出的設(shè)備中，尤其是有機EL顯示器，被 認為在可以自發(fā)光、^^應(yīng)il^快、耗電少等方面優(yōu)于液晶顯示器。為此， 預(yù)計今后平板顯示器的需求將越來越多，在平板顯示器的制造業(yè)界，將會 更加關(guān)注有機EL顯示器，制造有機EL顯示器時所使用的上述技術(shù)也將會 隨之變?yōu)榉浅Ｖ匾?br> 在此社會背景下備受注目的上述技術(shù)，由蒸鍍裝置來具體實現(xiàn)，但以 往的蒸鍍裝置中，在一個處理容器內(nèi)收納有一個蒸鍍源(比如，參照專利 文獻l)。因此，以往的蒸鍍裝置中，通過將從蒸鍍源釋放出的氣化分子通 過掩模，使氣化分子附著于被處理體的預(yù)定位置，從而在被處理體上實施 所期望的成膜。因此，為了在被處理體上形成一層膜，需要一個處理容器。
專利文獻l:日本特開2000 - 282219號公才艮
但是，如果為形成一層膜而需要一個處理容器，那么在凈皮處理體上形 成多層膜時就需要多個處理容器，占用空間就會變大。其結(jié)果，不僅僅增 大工廠的規(guī)模，還會大大提高在搬送被處理體過程中使該被處理體附著污 染物的可能性。
另外，為解決該問題，可以考慮在一個處理容器內(nèi)配置多個蒸鍍源， 通過將由各個蒸鍍源氣化得到的成膜分子附著于被處理體，在被處理體上 連續(xù)地形成多層薄膜。但是，這種情況下，由相鄰的蒸鍍源釋放出的成膜 分子會和相鄰的蒸鍍源釋放出的分子相互混合(交叉污染)，可能會使各 層膜的質(zhì)量惡化。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠邊降低交叉污染，邊在同一處 理容器內(nèi)連續(xù)地形成多層膜的蒸鍍裝置、蒸鍍方法及蒸鍍裝置的制造方 法。
于是，為解決上述問題，按照本發(fā)明的觀點，提供蒸鍍裝置。該蒸鍍
裝置是在處理容器內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理，其具有多個蒸 鍍源，其收納有成膜材料，使被收納的成膜材料分別氣化；多個噴出^， 其分別連接于所述多個蒸鍍源，并具有噴出口，由所述噴出口分別噴出在 所述多個蒸鍍源被氣化的成膜材料；和1個或2個以上的隔壁，其配置于 所述多個噴出機構(gòu)中的相鄰的噴出^!之間，將所^f目鄰的噴出機構(gòu)分別 隔開。
在此，氣化不僅是液體變?yōu)闅怏w的現(xiàn)象，還包括固體不經(jīng)液體的狀態(tài) 而直接變?yōu)闅怏w的現(xiàn)象(即，升華)。
通過本發(fā)明的蒸鍍裝置，在多個蒸鍍源被氣化的成膜材料(成膜分子) 分別由設(shè)置在同一處理容器內(nèi)的多個噴出^J的噴出口噴出。此時，在相 鄰的噴出^I之間，設(shè)有將所勤目鄰的噴出^J分別隔開的1個或2個以
上的隔壁。由此，可以邊抑制由各噴出口噴出的成膜材料越過各隔壁而飛 到鄰近的噴出口側(cè)的情況(即，邊抑制交叉污染)，邊由被氣化的成膜材 料在同一處理容器內(nèi)對被處理體連續(xù)地形成膜。這樣，就可以避免在相鄰 的蒸鍍源被氣化的成膜分子混入被其相鄰的蒸鍍源氣化的成膜分子(即， 交叉污染)中，而使各層膜的質(zhì)量劣化的情況。
此外，按照相關(guān)結(jié)構(gòu)，由于可以在同一處理容器內(nèi)連續(xù)成膜，可以降 低在搬送被處理體過程中使被處理體附著污染物的情況。其結(jié)果，通過抑 制交叉污染的發(fā)生可以既良好地保證各層膜的特性，又可以通過減少在被 處理體上附著的污染物的數(shù)量從而提高能量界面控制性、降低能量壘
(energy barrier )。因此，可以提高有機EL元件的發(fā)光強度(亮度)。 另外，由于是在同一處理容器內(nèi)對被處理體實施連續(xù)成膜，可以減小占用 空間。
另夕卜，在各蒸鍍源內(nèi)收納的成膜材料，可以是有機EL成膜材料或者有 機金屬成膜材料，所述蒸鍍裝置可以以有機EL成膜材料或者有機金屬成
5膜材料為有機材料，在被處理體上形成有機EL膜或者有機金屬膜中的任 一方。
另外，所述多個噴出機構(gòu)具有相同的形狀并被等間隔、平行地配置， 所述1個或2個以上的隔壁具有相同的形狀，且被等間隔、平行地配置在 所勤目鄰的噴出;W^J之間且到所勤目鄰的噴出機構(gòu)等距離的位置。
另外，與所W目鄰的噴出機構(gòu)的面對置的各隔壁的面大于所i^目鄰的 噴出^的面。由此，通過隔壁可以抑制由各噴出機構(gòu)的噴出口噴出的成 膜材料飛到鄰近的噴出機構(gòu)側(cè)的情況。
還有，所述1個或2個以上的隔壁配置為滿足從設(shè)置于所^目鄰的 噴出^I的噴出口呈放射狀擴散的成膜材料中的、未被所述各隔壁遮擋而 直行到達被處理體的最長飛行距離的成膜材料的到達位置，位于比到所述 相鄰的噴出機構(gòu)等距離的被處理體上的位置更靠近噴出所述最長飛行距 離的成膜材料的噴出口側(cè)，并且所述成膜材料的最長飛行距離比所述成膜 材料的平均自由朽，呈短這兩個條件。
這樣，通過滿足上述兩個條件，各隔壁的配置位置得以確定。通過滿 足第一個條件，即未被所述各隔壁遮擋而直行到達被處理體的最長飛行距 離的成膜材料的到達位置，位于比到所勤目鄰的噴出等距離的被處理 體上的位置更靠近噴出所述最長飛行距離的成膜材料的噴出口側(cè)，可以基 本上消除因鄰近的噴出口噴出的成膜分子的混入造成的交叉污染。由此， 可以實現(xiàn)僅由各噴出口噴出的成膜分子在被處理體上連續(xù)地形成所期望 的特性的膜。
另外，通過滿足第二個條件，即所述成膜材料的最長飛行距離比所述 成膜材料的平均自由#^呈短，從各噴出口噴出的被呈放射狀擴散的成膜分 子可以在處理容器空間飛行的過程中不會消失地、全部到達被處理體。這 樣，可以在被處理體上均勻地形成優(yōu)質(zhì)的膜。
在此，如圖6所示，平均自由刊，呈依賴于壓力。即，壓力越小則平均 自由行程越長，壓力越大則平均自由行程越短。另外，當(dāng)邊在噴出口附近 慢慢地移動被處理體邊在被處理體上連續(xù)地形成膜時，如果各隔壁與被處 理體之間的間隙過小，則被處理體在移動中會碰撞于隔壁。在此，為了使 各隔壁與被處理體的間隙保持在被處理體在移動中不會碰撞隔壁的程度，并且使最長飛行距離的成膜分子可以到達被處理體，優(yōu)選處理容器內(nèi)的壓
力為0. OlPa以下。
另外，優(yōu)選配置各隔壁使得從所述各隔壁到被處理體的間隙G、從各 噴出口到各隔壁上面的高度T、所述各隔壁的厚度D及從各蒸鍍源的中心 位置到所述各隔壁的中心位置的距離E如E〈 (G + T) xDxG/2所示。
如圖9所示，從噴出口 Op釋放出的成膜分子分別呈放射狀地直行。成 膜分子之所以直行，是因為噴出口 0p內(nèi)外的壓力、比如說噴出口 0p的內(nèi) 部(管內(nèi)部)為72~73Pa,噴出口 0p的外部(室內(nèi))為4xl(rPa左右， 因此成膜分子通過比如200mmx 3mm的狹縫狀的噴出口 Op，以104倍左右的 壓力差下從高壓的噴出口內(nèi)部一下子釋放到外部。通過這樣的壓力差，從 噴出口 Op釋放出的成膜分子迅猛地"直行"。這樣，如果滿足未被各個隔 壁遮擋而直行到達被處理體的最長飛行距離的成膜材料的到達位置(從噴 出口到最長飛行距離的成膜材料的到達位置的x軸方向的距離X)、小于到 相鄰的噴出M等距離的被處理體的位置(從噴出口到相鄰的隔壁的中心 位置的x軸方向的距離E)這樣的M，則由各噴出口 Op噴出的成膜分子 基本都被收納在放射狀的擴散區(qū)域中，并不混入到從鄰近的噴出口 Op噴 出的成膜分子中去。
該務(wù)fr由下式表示。
E〉X…(1)
上式(1)中代入從各隔壁到被處理體的間隙G、從各噴出口到各隔壁上面 的高度T、所述各隔壁的厚度D的位置關(guān)系，則可以導(dǎo)出E〈(G + T) xD xG/2的關(guān)系。
另外，為了解決上述i果題，按照本發(fā)明的另一觀點，提供在處理容器 內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理的蒸鍍方法，即使收納在多個蒸鍍源 中的成膜材料分別氣化，從分別連接于所述多個蒸鍍源的多個噴出機構(gòu)的 噴出口分別噴出在所述多個蒸鍍源被氣化的成膜材料，邊通過配置于所述 多個噴出機構(gòu)中的相鄰的噴出M之間的、將所勤目鄰的噴出M分別隔 開的1個或2個以上的隔壁抑制由各噴出口噴出的成膜材M過各隔壁而 飛到鄰近的噴出口側(cè)，邊由被氣化的成膜材料在被處理體上連續(xù)地形成 膜。
7另外，為了解決上述課題，按照本發(fā)明的另一觀點，提供在處理容器 內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理的蒸鍍裝置的制造方法，即將多個噴 出^J等間隔、平行地配置于處理容器內(nèi)，所述多個噴出^分別連接于 多個使成膜材料分別氣化的蒸鍍源，并從噴出口分別噴出在所述多個蒸鍍
源被氣化的成膜材料；將1個或2個以上的隔壁等間隔、平行地配置在所 勤目鄰的噴出機構(gòu)之間且到所^目鄰的噴出^等距離的位置。
此時，可以將所述1個或2個以上的隔壁配置為如下方式，即通過i殳 定從各隔壁到被處理體的間隙、各隔壁的高度、各隔壁的厚度以及各隔壁 的位置，4吏得它們滿足下述兩個務(wù)ff: vMc沒置于所勤目鄰的噴出機構(gòu)的噴 出口呈ii射狀擴散的成膜材料中的、未被所述各隔壁遮擋而直行到達被處 理體的最長飛行距離的成膜材料的到達位置，位于比到所i^目鄰的噴出機 構(gòu)等距離的被處理體上的位置更靠近噴出所述最長飛行距離的成膜材料 的噴出口側(cè)，并且所述成膜材料的最長飛行距離比所述成膜材料的平均自 由份呈短。
這樣，可以制造如下蒸鍍裝置，即一邊通過將相鄰的噴出機構(gòu)分別隔 開的l個或2個以上的隔壁，在抑制由各噴出口噴出的成膜材料越過各隔 壁而飛到鄰近的噴出口側(cè)， 一邊由被氣化的成膜材料在被處理體上連續(xù)地 形成膜。
如上說明，通過本發(fā)明，可以一邊降低交叉污染， 一邊在同一處理容 器內(nèi)連續(xù)地形成多層的膜。


圖l是本發(fā)明的一個實施方式的蒸鍍裝置的要部立體圖。
圖2是用于說明該實施方式的通過6層連續(xù)成膜處理所形成的膜的圖。
圖3是表示為了用于實驗1，將該實施方式的蒸鍍裝置筒化后的實驗裝 置的圖。
圖4是表示實驗1的結(jié)果的圖。
圖5是用于說明實驗l的成膜狀態(tài)的圖。
圖6是表示平均自由^f灘的壓力依賴性的表。圖7是表示為了用于實驗2，將該實施方式的蒸鍍裝置簡化后的試驗裝 置的內(nèi)部位置被變更后的圖。
圖8是用于說明實驗2的成膜狀態(tài)的圖。
圖9是表示用于說明間隙G、高度T、各隔壁的厚度DM各蒸鍍源的 中心位置到各隔壁的中心位置的距離E的關(guān)系的圖。
圖中標(biāo)號說明
10蒸鍍裝置
100第l處理容器
110、 110a~110f 噴出機構(gòu)
120隔壁
130載臺
140 QCM
200第2處理容器 210、 210a~210f 蒸鍍源 220、 220a~ 220f 連接管 0p 噴出口
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式予以詳細說明。另外，在下面 的說明及附圖中，對具有同一構(gòu)成及功能的構(gòu)成要素，通過賦予同一標(biāo)號， 而省略重復(fù)i兌明。
首先，對本發(fā)明的一個實施方式的蒸鍍裝置，參照其要部立體圖即圖 1來進行說明。另外，在下面的說明中，舉例說明了通過用本實施方式的 蒸鍍裝置，順次在玻璃141(以下，稱為^)上連續(xù)地蒸鍍包含有機層在 內(nèi)的6層膜來制造有機EL顯示器的制造方法。(蒸鍍裝置)
蒸鍍裝置10，由第1處理容器100及第2處理容器200構(gòu)成。第1處 理容器100具有長方體的形狀，內(nèi)置有第1~第6的噴出機構(gòu)110a~110f。 在第1處理容器100的內(nèi)部，由該6個噴出機構(gòu)110噴出的氣體分子，在 基板W上連續(xù)地實施成膜處理。
各噴出機構(gòu)110，其長邊方向具有與基&W的寬度大致相同的長度， 形狀及結(jié)構(gòu)都相同。這些同樣形狀的6個噴出機構(gòu)110，被相互平行、等 間隔地配置為其長邊方向相對于基仗W的行進方向大致垂直。
各噴出機構(gòu)110，其上部具有臨時存留被氣化的成膜材料的暫存空間 Sp，其下部具有輸送被氣化的成膜材料的輸送機構(gòu)Tr。各噴出機構(gòu)110的 上面，由框Fr封堵?？騀r的周邊由螺釘固定。在框Fr的中央，作為噴 出口 0p設(shè)置有寬為lmm的狹縫狀的開口，以使在暫存空間Sp存留的成膜 材料由噴出口 Op噴出。
在各噴出機構(gòu)110之間，設(shè)置有將相鄰的噴出機構(gòu)110分別隔開的7 張隔壁120。這7張隔壁120為具有相同形狀的平板，被平行等間隔地配 置在到相鄰的噴出機構(gòu)110所對置的面Fa等距離的位置處。另外，與相 鄰的噴出機構(gòu)110的面Fa對置的各隔壁120的側(cè)面要比相鄰的噴出;W^ 110的面Fa大。通過這樣由7張隔壁120隔開各噴出機構(gòu)110,就可以防 止從各噴出;W^J 110的噴出口 Op噴出的成膜材料的氣體分子混入到從鄰 近的噴出機構(gòu)110的噴出口 Op噴出的氣體分子中的情況。
在第1處理容器100內(nèi)的頂部，被靜電吸著在載臺130上， 該載臺130被可滑動地固定于圖3所示的滑動機構(gòu)130a上，從而基仗W 可沿第1處理容器100的頂面在X軸方向上滑動。
在第1處理容器100上i殳有如圖3所示的QCM (Quartz Crystal Microbalance，石英微天平分析儀)。下面，簡單說明一下QCM的原理。
在石英振子表面附著物質(zhì)，使石英振動體尺寸、彈性率、密度等等價 地發(fā)生變化時，因振子的壓電性質(zhì)引起下式所示的電共振頻率f的變化。
f=i/2t("/" t:石英片的厚度C:彈性常數(shù) p:密度利用該現(xiàn)象，通過石英振子的共振頻率的變化量來定量地測定極其微
量的附著物。將這樣設(shè)計的石英振子的總稱為QCM。如上式所示，可以認 為頻率的變化取決于因附著物質(zhì)產(chǎn)生的彈性常數(shù)的變化和物質(zhì)的附著厚 度換算成石英密度時的厚度尺寸。其結(jié)果，可將頻率的變化換算為附著物 的重量。
第2處理容器200具有大致長方體的形狀，其底部有凹凸。第2處理 容器200內(nèi)置有第1~第6的容器210a 210f。各容器210內(nèi)，分別設(shè)置 有3個蒸鍍源。比如，第6容器210f內(nèi)設(shè)置有蒸鍍源210fl、2證、210f3。 各個蒸鍍源，其形狀及結(jié)構(gòu)都相同，分別經(jīng)6根連接管22Oa ~ 22Of與第1 ~ 第6噴出機構(gòu)110a~110f相連接。
各連接管22Oa ~ 220f,在第2處理容器外(大氣中)或第2處理容器 內(nèi)(真空中)分別配裝有未圖示的閥門，通過操作各閥門的開閉來控制是 否將各成膜材料(氣體分子)提供給第1處理容器100。
在各蒸鍍源，作為成膜的原料而收納有種類不同的成膜材料，通過將
各蒸鍍源升溫至如200 50or;左右的高溫，而使各種成膜材料氣化。
在各蒸鍍源，由圖中a示的氣體供給源供應(yīng)給惰性氣體(比如，Ar 氣體)。被供給的惰性氣體起到載體氣體的作用，其將在各蒸鍍源被氣化 的成膜材料的有機分子經(jīng)連接管220輸送到噴出機構(gòu)110。
在各蒸鍍源，其底部嵌入有加熱器，并且其側(cè)壁處也^v有加熱器(均 未圖示)，根據(jù)由內(nèi)置于第1處理容器100的QCM140輸出的信號，求取各 成膜材料的氣體分子的生成速度，根據(jù)求取的生成速度，求得對底部的加 熱器和側(cè)壁的加熱器施加的電壓。
在此，根據(jù)溫度越高則附著系lt^小這一減速來看，如果溫度越高， 則在連接管等處物理性吸附的氣體分子的數(shù)量會越小。利用這一原理，使 嵌入側(cè)壁的加熱器的溫度比嵌入底部的加熱器的溫度高。由此，通過使蒸 鍍源210的其他部分的溫度比蒸鍍源210的收納了成膜材料的部分附近的 溫度高，可以使在成膜材料經(jīng)氣化變成氣體分子并飛到噴出機構(gòu)110側(cè)的 期間，附著于蒸鍍源210或連接管220的氣體分子的數(shù)量減少。這樣，可 以使更多的氣體分子由噴出^ 110噴出并附著于^1W。
ii另外，第1處理容器100的內(nèi)部及第2處理容器200的內(nèi)部，經(jīng)圖中 ^示的排氣裝置減壓至預(yù)定的真空度。
141 W，通過滑動機構(gòu)130a在距各噴出機構(gòu)110a ~ 110f稍微上方的 位置，以預(yù)定的速度自第l噴出機構(gòu)110a向第6噴出機構(gòu)110f移動。這 樣，通過自第1~第6噴出^110a 110f分別噴出的不相同的成膜材料， 在基板W上層疊所期望的6層不同的膜。下面，對該6層連續(xù)成膜處理時 的蒸鍍裝置10的具體動作予以說明。
(6層連續(xù)成膜處理)
圖2表示使用蒸鍍裝置10進行6層連續(xù)成膜處理的結(jié)果、即在基&W 上層疊的各層的狀態(tài)。首先，基仗W在第1噴出機構(gòu)110a的上方以某個 速度行進時，通過由第l噴出機構(gòu)110a噴出的成膜材料附著于^W上， 在基fe!W的由ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦錫)構(gòu)成的透明電極上形 成第l層的空穴輸送層。
按照這樣，MW在第l噴出機構(gòu)110a ~第6噴出W^110f的上方 順序移動。其結(jié)果，通過蒸鍍在ITO上形成了空穴輸送層、不發(fā)光層、發(fā) 光層及電子輸送層。這樣，在同一容器內(nèi)在基板W上連續(xù)地形成6層的有 機層。
(隔壁的形狀及配置位置)
如上所述，當(dāng)在一個處理容器內(nèi)配置有多個蒸鍍源210,通過將由各 蒸鍍源210氣化的成膜分子附著于基仗W上，在gW上連續(xù)地形成多個 不相同的薄膜時，可以預(yù)想到由相鄰的蒸鍍源210氣化的成膜分子可能相 互混合而降低各層膜的質(zhì)量。
在此，如前所述，各隔壁120具有比相鄰的噴出機構(gòu)所對置的面Fa 大的側(cè)面。這樣，就能抑制由各噴出口 0p噴出的成膜分子越過各隔壁120 飛到相鄰的噴出口 Op側(cè)(即抑制交叉污染)的情況。
另外，如上所述平板狀的隔壁120具有比噴出機構(gòu)所對置的面大的側(cè) 面，通過使如上所述的平板狀的隔壁120的高度、厚度、隔壁上面與Jj^ W間的距離(間隙)及隔壁120的配置位置最佳化，可以進一步降低越 各隔壁120飛到相鄰的噴出口 0p側(cè)的成膜分子(即污染)的數(shù)量。(用于使隔壁的形狀及配置位置最佳化的實驗1 )
在此，為了實現(xiàn)隔壁120的形狀及配置位置的最佳化，發(fā)明人反復(fù)進 行了如下實驗。首先，說明實驗的處理條件。圖3表示簡化了本實施方式 的蒸鍍裝置10的實驗裝置。如圖示，發(fā)明人制作了如下實驗裝置，即在 蒸鍍裝置10的第1處理容器100的內(nèi)部內(nèi)置噴出;IM^ IIO及隔壁120各1 個，在第2處理容器200的內(nèi)部內(nèi)置蒸鍍源210。另外，發(fā)明人用連接管 220連接了噴出^ 110及蒸鍍源210。在蒸鍍源210中，作為成膜材料 收納有Alq3 ( aluminum - tris - 8 - hydroxyquinoline:三(8 -幾基會啉) 鋁)的有機材料0.1g。
另夕卜，作為載體氣體，發(fā)明A^噴出M 110內(nèi)部的噴出口 Op附近供 應(yīng)給氬氣O. 5sccm。此外，為了靜電吸附基敗W，發(fā)明人對載臺130施加 4kv的高電壓(High Voltage )。另外，為了提高基板W的背面的壓力BP (Back Pressure)并釋放載臺的熱量，在J4！W的背面供應(yīng)給40Torr的 氬氣。
此外，發(fā)明人以如下方式配置隔壁120:從噴出機構(gòu)110的中心軸到 與噴出機構(gòu)110對置的隔壁120的側(cè)面的在x軸方向的距離為60mm,從噴 出口 Op到隔壁120上面的高度T (在z軸方向的距離)為7mm。并且，發(fā) 明人將蒸鍍源210升溫至200"C后，上下調(diào)整載臺130使載臺130與隔壁 120的上面的間隙G為6mm，并且^f吏載臺130的滑動機構(gòu)130a滑動，移動 以使從噴出機構(gòu)llO的中心軸到基fe!W的中心軸的在x軸方向的 if巨離為121mm。
然后，發(fā)明人將蒸鍍源210的底部210a的溫度設(shè)定為320匸，蒸鍍源 210的上部210b、連接管220及噴出機構(gòu)110的溫度i史定為340"C，并確 認各部的溫度達到設(shè)定溫度。
蒸鍍源210內(nèi)所收納的Alq3被氣化而成為成膜分子，成膜分子由連接 管220通過輸送M Tr，從噴出口 Op釋放到第1處理容器100中。如這 樣釋放出的Al(b的成膜分子，由于噴出口 Op的內(nèi)外部的壓力差而邊直行 邊呈放射狀地擴散，從而附著到基&W的下面。
其后，用膜厚測量儀測量附著于基tl W的下面的表面上的成膜材料(膜 厚)。作為膜厚測量儀的一個例子，可以如干涉儀(比如激光干涉儀)用由光源輸出的光照射在被檢測體上形成的膜的上面和下面，捕捉因反射的
2路光的光路差所發(fā)生的干涉條紋，通過分析該干涉條紋iM^測膜厚，或 者通過照射全波長并由光譜信息來計算出膜厚的方法。其結(jié)果如圖4的曲 線圖J1所示。其后，發(fā)明人使載臺130的滑動機構(gòu)130a滑動，來移動基 板W，以使從噴出機構(gòu)110的中心軸到基t!W的中心軸的在x軸方向的距 離為lllmm，并進行了同樣的實驗。其結(jié)果如圖4的曲線J2所示。
(實驗l的結(jié)果)
實驗的結(jié)果，如圖3下方所示的基板W的下表面那樣，在從位置Max 到蒸鍍源側(cè)的面形成了質(zhì)量良好的膜，其中位置Max是由噴出口 Op呈放 射狀噴出的成膜分子飛到最遠處時附著在基仗W上的在x軸方向的位置。 另外，如圖4所示，可以看出v^位置Max到基板W的大致中心的面上，越 遠離噴出機構(gòu)IIO膜就會越薄。另一方面，在>^^^ W的中心附近到排 氣側(cè)的面上，僅形成了非常非常薄的膜并且膜厚大致一樣。
根據(jù)該結(jié)果，發(fā)明人進行了如下的考察。如圖5所示，從噴出口 0p 噴出的Alq3的成膜分子呈放射狀擴散。此時，各成膜分子分別直行。在從 噴出口 0p噴出的成膜分子逐漸擴散的it射狀的區(qū)域中，為了使在最外側(cè) 直線飛行的成膜分子Mm附著于141，成膜分子Mm的最長飛行距離需要比 成膜材料Al①的平均自由行程(meanfree path)短。在此，基&W與隔 壁上部的間隙G為6mm,從噴出口 0p到各隔壁120上面的高T為7mm，從 噴出口 0p到成膜分子Mm附著的在x方向的距離Mx為70mm，所以成膜分 子Mm的最長飛行距離為71. 2 (=(版2+ (G+T) 2) 1/2)。
另一方面，如文獻《真空技術(shù)講座12的真空技術(shù)常用諸表》(真空技 術(shù)講座l 2Q真空技術(shù)常用諸表(日刊工業(yè)新聞社l 9 6 5 ))中所記載 的平均自由行程MFP,由下式表示。
MFP = 3. 11 X10—24 X T/P ( S )2 X 1OOO (mm)
其中，T為溫度(K)、 P為壓力(Pa)、 5為分子直徑(m)。
比如，上述文獻(《真空技術(shù)常用諸表》(真空技術(shù)常用諸表))中所記 載的那樣，由于Ar氣體的分子直徑為3. 67 x 10，m)，則當(dāng)溫度T為573. 15 (k)、壓力為0.01 (Pa)時，Ar氣體的平均自由行程為1323.4 (mm)。
14圖6中所表示的是球狀的Ar氣體、Alq3、 a - NPD的成膜分子的平均 自由行程。由該表可見，氣體分子的平均自由行程依賴于壓力。通過參考 該表，發(fā)明人查明，如果將蒸鍍裝置10的內(nèi)部壓力設(shè)為0. OlPa以下，由 于Ar氣體、Alq3、 a - NPD的各平均自由行程為1323. 3(腿)、102.4(mm)、 79 (咖)以上，則最長飛行距離為71.2 (鵬)的成膜分子Mm可以不消失 于飛行中而附著于基&上。其結(jié)果，在基板W的從蒸鍍源側(cè)的端部Int(參 照圖5)到最長飛行距離的成膜分子Mm所到達的位置Max的面內(nèi)，均勻地 形成了有機膜。另外，如上所述的平均自由行程依賴于壓力，比如將壓力 設(shè)定為比0. OlPa小，則平均自由行程更長。如此，通過控制壓力，可以 使最長飛行距離的成膜分子Mm可靠地到i^J41。
在此，如果按照書籍名《薄膜光學(xué)》(薄膜光學(xué)(出版社丸善株式會 社発行者村田誠四郎発行年月日平成15年3月15日発行 平成16年4月10日第2刷発行))所記載的那樣，入射到141上的 蒸發(fā)分子，并不是直接附著到^LW上并通過邊下降邊堆積來形成膜，而 AA射的分子的一部分發(fā)生反射，反彈回真空中。另外，吸附于表面的分 子在表面來回運動，有的會再飛向真空中，有的被停留于基板W的某個邊 上而形成了膜。
因此，附著于J41W上的成膜分子中，有的會再飛出去，在MW與 隔壁上部的間隙G之間邊反射邊前進，再次附著于基敗W和隔壁上部中的 任一方的位置。根據(jù)如上所述的分子的運動，發(fā)明人查明，從最長飛行距 離的成膜分子Mm所到達的位置Max到基板W的中心附近Cnt的面上，越 是遠離蒸鍍源側(cè)，在基tl W與隔壁上部的間隙G之間邊反射邊前進的分子 的比例比附著于基敗W和隔壁上部的間隙G中任一方的分子M的比例越少， 因此，如圖3的下部及圖4所示，膜厚漸漸變薄。
另外，發(fā)明Aii查明，；Mw^W的蒸鍍源側(cè)的端部Int到基仗W的中 心附近Cnt,幾乎所有的成膜分子都發(fā)生附著，而從基敗W的中心附近Cnt 到基板W的排氣側(cè)的端部Ext，由于在基板W與隔壁上部的間隙G之間邊 反射邊前進的分子M幾乎不存在，因此如圖3的下部及圖4所示，在>^ 板W的中心附近Cnt到基tlW的排氣側(cè)的端部Ext的面內(nèi)，基本不附著成 膜分子。
(實驗2)發(fā)明人為了進一步證明成膜分子的直行性，如圖7所示，在變更載臺 130的位置為下述情況的狀態(tài)下再次進行了實驗，使間隙G由6mm變?yōu)?咖， 從噴出機構(gòu)110的中心到14lW的中心的在x軸方向的距離為116mm。
(實驗2的結(jié)果)
實驗后，發(fā)明人用UV光照射aw的整個面，均^ML出任何光(hy )。 如果Alq3的成膜分子附著于基tlW上，則由于照射的UV光的能量，成膜 分子M成為激發(fā)狀態(tài)，其后，成膜分子M返回基底狀態(tài)時能發(fā)出光(hy )， 因此發(fā)明人變更載臺130的位置，使間隙G由6咖變?yōu)?mm,從噴出^ 110的中心到基仗W的中心的在x軸方向的距離變?yōu)?16mm時，如圖7的 下部所示，其結(jié)果得到在基&W上并未附著材料的結(jié)論。
在間隙G由6mm變?yōu)?mm的情況下，發(fā)明人認為在基tl W未附著成膜 分子的理由是"成膜分子具有直行的性質(zhì)"。具體來說，如圖8所示，發(fā) 明人得出如下結(jié)論，即在^W上未附著成膜材料的理由如下由噴出口 Op噴出的成膜分子中的、邊直行且未被隔壁12 0遮擋而飛行了最^JE巨離的 成膜分子Mm的到達位置Max，是比基敗W的噴出機構(gòu)側(cè)的端部Int還靠近 噴出機構(gòu)一側(cè)，并且由于間隙G非常小，附著于某一位置的成膜分子中的、 再次遠離附著位置而又iiA^L W與隔壁上面的間隙G之間的成膜分子M 的數(shù)量非常少，在基tl W與隔壁上面受到反射并轉(zhuǎn)而i^V間隙間的分子M 幾乎就不存在。
通過以上實驗，發(fā)明人查明如下所示的使隔壁120的形狀及配置位置 最佳化的關(guān)系。即，如圖9所示，由噴出口 Op釋放出的成膜分子分別呈 放射狀直行。在成膜分子呈放射狀擴散的區(qū)域中，在基板W上形成均勻的 膜。附著于基板W上的分子中， 一部分將離開UlW再次飛走而iiA441 W與隔壁上面的間隙G之間。根據(jù)間隙G的大小，i^A^lW與隔壁上面 的間隙G之間的分子的數(shù)量會不同。當(dāng)間隙G為2mm時，i^A^LW與隔 壁上面的間隙G之間的分子的數(shù)量幾乎沒有，因此就不會發(fā)生從各噴出口 Op噴出的成膜分子混入到從鄰近的噴出口 Op噴出的成膜分子中而造成降 低膜的質(zhì)量即交叉污染的問題。據(jù)此，基板W與隔壁上面的間隙G優(yōu)選2mm 以下。
另一方面，盡管將間隙設(shè)為6咖，但如果能將隔壁120的形狀與配置位置最佳化為可以滿足下面的2個條件，則交叉污染的問題也可以達到忽 略不計的程度。還有，即使在U1W與隔壁上部的間隙G之間為2mm時也 需要滿足下面的2個條件。
第一個M是，成膜材料的最長飛行距離需要短于成膜材料的平均自 由行程。這樣，從噴出口 0p噴出的、在放射狀的擴散區(qū)域內(nèi)被擴散的成 膜分子中的、未被各隔壁120遮擋的成膜分子，在第1處理容器100的空 間中的飛行中不會消失，從而可以4^P到達141 W。由此，可以在^S4！ W 上均勻地形成質(zhì)量良好的膜。
然后，第二個^Hf是，未被各隔壁120遮擋而直行到達基板W的最長 飛行距離的成膜材料Mm的到達位置(從噴出機構(gòu)110的中心位置到成膜 材料Mm的到達位置的在x軸方向的距離X)，要小于到相鄰的噴出機構(gòu)110 等距離的基敗W的位置(從噴出機構(gòu)IIO的中心位置到相鄰的隔壁120的 中心位置的在x軸方向的距離E )。
由此，從各噴出口 Op噴出的成膜分子基本上都被收納在放射狀的擴散 區(qū)域中，并不混入到^目鄰的噴出口 Op噴出的成膜分子中。由此，可以
實現(xiàn)僅由各噴出口 op噴出的成膜分子在a W上連續(xù)地形成所期望的特
性的膜。
該二個條件可以通過下式表述。 E>X... (1)
在此，如果設(shè)隔壁120的厚度為D，則由三角形的比例關(guān)系可以得到
(G + T) /T = X/ (E-D/2)…(2) 將式(2 )代入式(1 )，可以得到 X= (G + T) (E-D/2) /KE ... (3) 進一步，將式(3)進行變形，可以得到 E< (G + T) DG/2…(4)
通過設(shè)定從各隔壁120到^jfelW的間隙G、從各噴出口 Op到各隔壁120上面的高度T、各隔壁120的厚度D及從各蒸鍍源210 (噴出機構(gòu)110)的 中心位置到各隔壁的中心位置的距離E，使得滿足如上求得的式(4)，就 可以實現(xiàn)降低上述交叉污染以至該污染問題可以被忽略不計。這樣，就可 以既良好地保持各層膜的特性，又可以實現(xiàn)在同一處理容器內(nèi)連續(xù)地形成 有機膜。
其結(jié)果，由于是在同一處理容器內(nèi)連續(xù)成膜，因此可以降低在搬送中 ^J41W附著上污染物。其結(jié)果，既可以抑制交叉污染的發(fā)生，又可以通 過減少在基仗W上附著的污染物的數(shù)量而提高能量界面控制性、降低能量 壘(energy barrier )。因此，可以提高有機EL元件的發(fā)光強度(亮度)。 另外，由于是在同一處理容器內(nèi)對基本W(wǎng)實施連續(xù)成膜，可以減小占用空 間。
此外，在如上說明的各實施方式的蒸鍍裝置10中，可以進行成膜處理 的玻璃基敗的尺寸為730mmx 920mm以上。比如，蒸鍍裝置10可以對730mm x 920mm (腔室內(nèi)的直徑1000mm x 1190mm)的G4. 5 ^UC寸進行連續(xù)成 膜處理，或者可以對1100mmx 1300mm (腔室內(nèi)的直徑1470mm x 1590mm) 的G5 M尺寸進行連續(xù)成膜處理。另外，蒸鍍裝置10可以對如直徑為 200mm或300腿的晶片進行成膜處理。即，被實施成膜處理的被處理體包 括玻璃M和硅晶片。
在上述實施方式中，各部的動作是相互關(guān)聯(lián)的，可以在考慮相互的關(guān) 聯(lián)的情況下，作為一系列的動作來進行置換。這樣，通過該置換方法，可 以將蒸鍍裝置的發(fā)明的實施方式作為是蒸鍍方法的實施方式。
上面通過參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，本發(fā)明當(dāng)然 并不局限于相關(guān)實施例。很顯然，如果是本領(lǐng)域人員，在權(quán)利要求記載的 范圍內(nèi)，可以想到各種變形例子或者修改例子，這些當(dāng)然也視為屬于本發(fā) 明的技術(shù)范圍內(nèi)。
比如，在有關(guān)上述實施方式的蒸鍍裝置10中，成膜材料中使用粉末狀 (固體)的有機EL材料來在基板W上實施有機EL多層成膜處理。但是， 本發(fā)明的蒸鍍裝置，比如也可以用于MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor D印osition:有機金屬化學(xué)氣相沉積法)，即主要用液體的有機金屬作為 成膜材料，通過將被氣化的成膜材料在被加熱到500 7001C的被處理體上進行分解，來在被處理體上生成薄膜。這樣，有關(guān)本發(fā)明的蒸鍍裝置，也
可以用作為以有機EL成膜材料或者有機金屬成膜材料為原料通過蒸鍍在 被處理體上形成有機EL膜或者有機金屬膜的裝置。
另夕卜，本發(fā)明的蒸鍍裝置，并非一定要通過連接管220將噴出機構(gòu)110 (噴出口 Op)與蒸鍍源210進行連接的結(jié)構(gòu)，比如，也可是沒有噴出M 110而是從設(shè)置在蒸鍍源210處的噴出口釋放出成膜分子的結(jié)構(gòu)。還有， 本發(fā)明的蒸鍍裝置，并非一定要將第1處理容器100和第2處理容器200 分別設(shè)置，也可以是在一個處理容器內(nèi)連續(xù)成膜。
權(quán)利要求
1.一種蒸鍍裝置，在處理容器內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理，其特征在于，具有多個蒸鍍源，其收納成膜材料，并使收納的成膜材料分別氣化；多個噴出機構(gòu)，其分別連接于所述多個蒸鍍源，并具有噴出口，從所述噴出口分別噴出在所述多個蒸鍍源被氣化的成膜材料；以及1個或2個以上的隔壁，其配置于所述多個噴出機構(gòu)中的相鄰的噴出機構(gòu)之間，將所述相鄰的噴出機構(gòu)分別隔開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍裝置，其特征在于，所述多個噴出機構(gòu) 具有相同的形狀并被等間隔、平行地配置，所述1個或2個以上的隔壁具 有相同的形狀，并被等間隔、平行地配置在所勤目鄰的噴出機構(gòu)之間且到 所W目鄰的噴出,等距離的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸鍍裝置，其特征在于，與所i^目鄰的噴出 機構(gòu)的面對置的各隔壁的面大于所勤目鄰的噴出機構(gòu)的面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸鍍裝置，其特征在于，所述1個或2個以 上的隔壁配置為滿足從設(shè)置于所W目鄰的噴出機構(gòu)中的噴出口呈放射狀 擴散的成膜材料中的、未被所述各隔壁遮擋而直行到達被處理體的最長飛 行距離的成膜材料的到達位置，位于比到所W目鄰的噴出機構(gòu)等距離的被 處理體上的位置更靠近噴出所述最長飛行距離的成膜材料的噴出口側(cè)，并 且所述成膜材料的最長飛行距離比所述成膜材料的平均自由行程短這兩 個沐
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸鍍裝置，其特征在于，所述處理容器內(nèi)的 壓力為0.01Pa以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸鍍裝置，其特征在于，所述各隔壁以如下 進行配置從所述各隔壁到被處理體的間隙G、從各噴出口到各隔壁上面 的高度T、所述各隔壁的厚度D ^L^各蒸鍍源的中心位置到所述各隔壁的 中心位置的距離E的關(guān)系為E< (G + T) xdxG/2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍裝置，其特征在于，所述蒸鍍裝置以有 機EL成膜材料或者有機金屬成膜材料為有機材料，在被處理體上形成有 機EL膜或者有機金屬膜中的任一方。
8. —種蒸鍍方法，在處理容器內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理， 其特征在于，4吏收納在多個蒸鍍源的成膜材料分別氣化；從分別連接于所述多個蒸鍍源的多個噴出;K^J的噴出口分別噴出在所述多個蒸鍍源被氣化的成膜材料；和邊通過配置于所述多個噴出機構(gòu)中的相鄰的噴出機構(gòu)之間的、將所述 相鄰的噴出機構(gòu)分別隔開的l個或2個以上的隔壁抑制由各噴出口噴出的 成膜材^過各隔壁而飛到鄰近的噴出口側(cè)的情況，邊由被氣化的成膜材 料在被處理體上連續(xù)地形成膜。
9. 一種蒸鍍裝置的制造方法，是在處理容器內(nèi)通過蒸鍍對被處理體進行成膜處理的蒸鍍裝置的制造方法，其特征在于，將多個噴出^/等間隔、平行地配置于處理容器內(nèi)，所述多個噴出機 構(gòu)分別連接于多個使成膜材料分別氣化的蒸鍍源，從噴出口分別噴出在所述多個蒸鍍源被氣化的成膜材料；和將所述l個或2個以上的隔壁等間隔、平行地配置在所i^目鄰的噴出 ;^之間且到所勤目鄰的噴出M等距離的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸鍍裝置的制造方法，其特征在于，將所述 1個或2個以上的隔壁配置為滿足從設(shè)置于所i^目鄰的噴出機構(gòu)中的噴 出口呈SL射狀擴散的成膜材料中的、未被各隔壁遮擋而直行到達被處理體 的最長飛行距離的成膜材料的到達位置，位于比到所W目鄰的噴出機構(gòu)等 距離的被處理體上的位置更靠近噴出所述最長飛行距離的成膜材料的噴 出口側(cè)，并且所述成膜材料的最長飛行距離比所述成膜材料的平均自由行 程短這兩個條件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的蒸鍍裝置的制造方法，其特征在于，所述 各隔壁以如下方式配置由各隔壁到被處理體的間隙G、由各噴出口到各 隔壁上面的高度T、所述各隔壁的厚度D及從各蒸鍍源的中心位置到所述 各隔壁的中心位置的距離E的關(guān)系為E< (G + T) xdxG/2。
全文摘要
蒸鍍裝置(10)具有多個蒸鍍源(210)，其使收納的不同成膜材料分別氣化；多個噴出機構(gòu)(110)，其從噴出口(Op)噴出在多個蒸鍍源(210)氣化的成膜材料；1個或2個以上的隔壁(120)，其將相鄰的噴出機構(gòu)(110)隔開。該1個或2個以上的隔壁分別被配置為如下從各隔壁(120)到基板(W)的間隙G、從噴出口(Op)到各隔壁(120)的上面的高度(T)、各隔壁的厚度(D)以及從各蒸鍍源(210)的中心位置到各隔壁(120)的中心位置的距離(E)滿足E＜(G+T)×D×G/2。另外，將蒸鍍裝置(10)的內(nèi)部壓力控制為0.01Pa以下，使得成膜材料的最長飛行距離短于成膜材料的平均自由行程。通過這樣的蒸鍍裝置(10)，可以一邊降低交叉污染，一邊在同一處理容器內(nèi)連續(xù)地形成多層膜。
文檔編號C23C14/24GK101600815SQ200880003779
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者周藤賢治 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社