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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024049963
(43)【公開日】2024-04-10
(54)【発明の名称】蒸着方法および蒸着用容器
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20240403BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022156503
(22)【出願日】2022-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】望月 佳彦
(72)【発明者】
【氏名】岩田 充
(72)【発明者】
【氏名】米久田 康智
【テーマコード（参考）】
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K029CA01
4K029DB06
4K029DB10
4K029DB12
4K029DB18
(57)【要約】
【課題】 粉体材料を用いる真空蒸着において、堆積レートを一定に保つことができ、堆積レートを向上するために容器温度を不要に上げる必要がなく、熱分解しやすい粉体材料でも所望の堆積レートで蒸着を行える蒸着方法の提供を課題とする。
【解決手段】 粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、収容部の内表面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面積Ｓと開口総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、容器を加熱することで粉体材料の真空蒸着を行うことで、課題を解決する。
【選択図】図２
【解決手段】 粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、収容部の内表面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面積Ｓと開口総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、容器を加熱することで粉体材料の真空蒸着を行うことで、課題を解決する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉体材料を真空蒸着するに際し、
前記粉体材料を収容して加熱するための容器として、
前記粉体材料を収容する収容部、および、前記粉体材料の蒸気を前記収容部から放出するための１以上の開口を有し、かつ、
前記収容部の内表面の面積をＳ、前記開口の総面積をＯとした際に、前記内表面の面積Ｓと前記開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、前記容器を加熱することで前記粉体材料の真空蒸着を行う、蒸着方法。
前記粉体材料を収容して加熱するための容器として、
前記粉体材料を収容する収容部、および、前記粉体材料の蒸気を前記収容部から放出するための１以上の開口を有し、かつ、
前記収容部の内表面の面積をＳ、前記開口の総面積をＯとした際に、前記内表面の面積Ｓと前記開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、前記容器を加熱することで前記粉体材料の真空蒸着を行う、蒸着方法。
【請求項2】
前記容器が、前記開口を複数有する、請求項１に記載の蒸着方法。
【請求項3】
前記開口の面積が１ｍｍ2以下である、請求項２に記載の蒸着方法。
【請求項4】
前記開口同士が１ｍｍ以上離間している、請求項２または３に記載の蒸着方法。
【請求項5】
前記開口が円形である、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項6】
前記収容部の底面積をＳｂとした際に、前記容器は、前記内表面の面積Ｓと前記底面積Ｓｂとの比率がＳｂ／Ｓの百分率で２０％以上である、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項7】
前記粉体材料の気化温度と分解温度との差が７０℃以下である、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項8】
前記粉体材料が昇華性である、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項9】
前記容器が、前記収容部の少なくとも一部を構成する容器本体と、前記開口を有する前記容器本体と係合する蓋体とを有し、
前記容器本体および前記蓋体が、通電によって発熱する材料で形成される、請求項１または２に記載の蒸着方法。
前記容器本体および前記蓋体が、通電によって発熱する材料で形成される、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項10】
前記粉体材料の体積を前記収容部の容積の５０～５％の範囲に保って、前記粉体材料の蒸着を行う、請求項１または２に記載の蒸着方法。
【請求項11】
真空蒸着を行う際に、蒸着を行う材料を収容して加熱する蒸着用容器であって、
前記材料を収容する収容部、および、前記材料の蒸気を前記収容部から放出するための１以上の開口を有し、
前記収容部の内表面の面積をＳ、前記開口の総面積をＯとした際に、前記内表面の面積Ｓと前記開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である、蒸着用容器。
前記材料を収容する収容部、および、前記材料の蒸気を前記収容部から放出するための１以上の開口を有し、
前記収容部の内表面の面積をＳ、前記開口の総面積をＯとした際に、前記内表面の面積Ｓと前記開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である、蒸着用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粉体材料を真空蒸着するための蒸着方法、および、この蒸着方法に用いられる蒸着用容器に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、真空蒸着では材料を入れた容器を加熱し、その温度を適切に調節することにより材料を所望量気化させて基板に堆積させる。
ここで、真空蒸着において、適正な膜を成膜するためには、単位時間当たりの基板側への材料の堆積量いわゆる堆積レートを適正に制御して、安定して一定の堆積レートで蒸着を行う必要がある。
ここで、真空蒸着において、適正な膜を成膜するためには、単位時間当たりの基板側への材料の堆積量いわゆる堆積レートを適正に制御して、安定して一定の堆積レートで蒸着を行う必要がある。
【0003】
例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイの製造では、透明な基板に有機ＥＬ薄膜を形成することが行われる。
ここで、有機ＥＬ薄膜の成膜では、沸点（昇華点）が異なる複数の材料を同時に蒸着する場合がある。この際には、１つの材料でも堆積レートが変動すると、成膜される有機ＥＬ薄膜の成分が変動してしまい、適正な有機ＥＬ薄膜を形成することができない。
ここで、有機ＥＬ薄膜の成膜では、沸点（昇華点）が異なる複数の材料を同時に蒸着する場合がある。この際には、１つの材料でも堆積レートが変動すると、成膜される有機ＥＬ薄膜の成分が変動してしまい、適正な有機ＥＬ薄膜を形成することができない。
【0004】
これに応じて、真空蒸着において堆積レートを一定に保つために、各種の提案がされている。
例えば、特許文献１には、蒸発材料または昇華材料が収容される容器と、容器の上部に配置され、容器内で蒸発または昇華した材料が該容器外に放出される量を制御する開口部と、開口部の下に配置され、容器内の蒸発材料または昇華材料が突沸した突沸物が容器外に放出されるのを遮蔽する突沸物遮蔽板と、突沸物遮蔽板を加熱するヒータと、を具備する蒸発源、および、この蒸発源を用いる蒸着装置が記載されている。
例えば、特許文献１には、蒸発材料または昇華材料が収容される容器と、容器の上部に配置され、容器内で蒸発または昇華した材料が該容器外に放出される量を制御する開口部と、開口部の下に配置され、容器内の蒸発材料または昇華材料が突沸した突沸物が容器外に放出されるのを遮蔽する突沸物遮蔽板と、突沸物遮蔽板を加熱するヒータと、を具備する蒸発源、および、この蒸発源を用いる蒸着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２００６／０７５４０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載される蒸発源を用いることにより、材料が突沸した際にも、材料が蒸発源から放出されることを抑制できる。
材料の突沸による蒸発源外部への放出は、堆積レートの変動の一因となる。従って、特許文献１に記載される蒸発源を用いることにより、材料の突沸に起因する堆積レートの変動は好適に抑制できる。
材料の突沸による蒸発源外部への放出は、堆積レートの変動の一因となる。従って、特許文献１に記載される蒸発源を用いることにより、材料の突沸に起因する堆積レートの変動は好適に抑制できる。
【0007】
しかしながら、真空蒸着における堆積レートの変動要因は、突沸以外にも様々な要因があり、より堆積レートを一定に保てる真空蒸着方法の出現が望まれている。
【0008】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、粉体材料を蒸着する真空蒸着において、堆積レートを一定に保つことができ、しかも、堆積レートを向上するための容器温度の上昇も抑制でき、熱分解しやすい粉体材料でも所望の堆積レートで真空蒸着を行うことを可能にする蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 粉体材料を真空蒸着するに際し、
粉体材料を収容して加熱するための容器として、
粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、かつ、
収容部の内表面の面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、容器を加熱することで粉体材料の真空蒸着を行う、蒸着方法。
［２］ 容器が、開口を複数有する、［１］に記載の蒸着方法。
［３］ 開口の面積が１ｍｍ2以下である、［１］または［２］に記載の蒸着方法。
［４］ 開口同士が１ｍｍ以上離間している、［１］～［３］のいずれかに記載の蒸着方法。
［５］ 開口が円形である、［１］～［４］のいずれかに記載の蒸着方法。
［６］ 収容部の底面積をＳｂとした際に、容器は、内表面の面積Ｓと底面積Ｓｂとの比率がＳｂ／Ｓの百分率で２０％以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の蒸着方法。
［７］ 粉体材料の気化温度と分解温度との差が７０℃以下である、［１］～［６］のいずれかに記載の蒸着方法。
［８］ 粉体材料が昇華性である、［１］～［７］のいずれかに記載の蒸着方法。
［９］ 容器が、収容部の少なくとも一部を構成する容器本体と、開口を有する容器本体と係合する蓋体とを有し、
容器本体および蓋体が、通電によって発熱する材料で形成される、［１］～［８］のいずれかに請求項１または２に記載の蒸着方法。
［１０］ 粉体材料の体積を収容部の容積の５０～５％の範囲に保って、粉体材料の蒸着を行う、［１］～［９］のいずれかに記載の蒸着方法。
［１１］ 真空蒸着を行う際に、蒸着を行う材料を収容して加熱する蒸着用容器であって、
材料を収容する収容部、および、材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、
収容部の内表面の面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である、蒸着用容器。
［１］ 粉体材料を真空蒸着するに際し、
粉体材料を収容して加熱するための容器として、
粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、かつ、
収容部の内表面の面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用い、容器を加熱することで粉体材料の真空蒸着を行う、蒸着方法。
［２］ 容器が、開口を複数有する、［１］に記載の蒸着方法。
［３］ 開口の面積が１ｍｍ2以下である、［１］または［２］に記載の蒸着方法。
［４］ 開口同士が１ｍｍ以上離間している、［１］～［３］のいずれかに記載の蒸着方法。
［５］ 開口が円形である、［１］～［４］のいずれかに記載の蒸着方法。
［６］ 収容部の底面積をＳｂとした際に、容器は、内表面の面積Ｓと底面積Ｓｂとの比率がＳｂ／Ｓの百分率で２０％以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の蒸着方法。
［７］ 粉体材料の気化温度と分解温度との差が７０℃以下である、［１］～［６］のいずれかに記載の蒸着方法。
［８］ 粉体材料が昇華性である、［１］～［７］のいずれかに記載の蒸着方法。
［９］ 容器が、収容部の少なくとも一部を構成する容器本体と、開口を有する容器本体と係合する蓋体とを有し、
容器本体および蓋体が、通電によって発熱する材料で形成される、［１］～［８］のいずれかに請求項１または２に記載の蒸着方法。
［１０］ 粉体材料の体積を収容部の容積の５０～５％の範囲に保って、粉体材料の蒸着を行う、［１］～［９］のいずれかに記載の蒸着方法。
［１１］ 真空蒸着を行う際に、蒸着を行う材料を収容して加熱する蒸着用容器であって、
材料を収容する収容部、および、材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有し、
収容部の内表面の面積をＳ、開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である、蒸着用容器。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、粉体材料を蒸着する真空蒸着において、堆積レートを一定に保つことができ、しかも、堆積レートを向上するための容器温度の上昇も抑制でき、熱分解しやすい粉体材料でも所望の堆積レートで真空蒸着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の蒸着方法の一例を概念的に示す図である。
【図2】本発明の蒸着方法に用いる本発明の蒸着用容器の一例を概念的に示す図である。
【図3】本発明の蒸着方法に用いる本発明の蒸着用容器の別の例を概念的に示す図である。
【図4】本発明の蒸着方法を説明するための概念図である。
【図5】本発明の蒸着方法に用いる容器の別の例を概念的に示す図である。
【図6】本発明の蒸着方法に用いる容器の別の例を概念的に示す図である。
【図7】本発明の蒸着方法に用いる容器の別の例を概念的に示す図である。
【図8】本発明の蒸着方法に用いる容器の別の例を概念的に示す図である。
【図9】本発明の蒸着方法に用いる容器の別の例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の蒸着方法および蒸着用容器について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
なお、以下に示す各図は、本発明の説明するための概念図であり、各部材および開口などの形状、サイズ、および、位置関係等は、実際のものとは異なる。
また、本発明において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
なお、以下に示す各図は、本発明の説明するための概念図であり、各部材および開口などの形状、サイズ、および、位置関係等は、実際のものとは異なる。
また、本発明において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【0013】
図１に、本発明の蒸着方法を実施する蒸着装置の一例を概念的に示す。
図１に示す蒸着装置１０は、本発明の蒸着方法によって基板Ｚに粉体材料を蒸着する装置である。図１に示すように、蒸着装置１０は、真空チャンバ１２と、基板ホルダ１４と、容器１６と、真空排気手段１８と、加熱手段２０と、温度測定手段２４と、レートモニタ２６とを有する。
図１に示す蒸着装置１０は、本発明の蒸着方法によって基板Ｚに粉体材料を蒸着する装置である。図１に示すように、蒸着装置１０は、真空チャンバ１２と、基板ホルダ１４と、容器１６と、真空排気手段１８と、加熱手段２０と、温度測定手段２４と、レートモニタ２６とを有する。
【0014】
図示例の蒸着装置１０において、容器１６は、蒸着される粉体材料を収容して、加熱して気化（蒸発）させるものである。本発明の蒸着方法を実施する蒸着装置において、容器１６は、本発明の蒸着用容器である。
図示例の蒸着装置１０すなわち本発明の蒸着方法は、所定の容器すなわち本発明の蒸着用容器を用いて粉体材料の真空蒸着を行う以外は、基本的に、公知の真空蒸着装置および真空蒸着方法と同様である。
図示例の蒸着装置１０すなわち本発明の蒸着方法は、所定の容器すなわち本発明の蒸着用容器を用いて粉体材料の真空蒸着を行う以外は、基本的に、公知の真空蒸着装置および真空蒸着方法と同様である。
【0015】
従って、真空チャンバ１２、基板ホルダ１４、真空排気手段１８、加熱手段２０、温度測定手段２４、および、レートモニタ２６は、通常の蒸着装置で用いられている公知のものが、各種、利用可能である。
各部材は、公知の方法で、真空チャンバ１２内に固定あるいは装着される。さらに、基板Ｚは、公知の方法で基板ホルダ１４に着脱自在に装着される。
また、基板ホルダ１４は、必要に応じて、基板Ｚの回転および／または往復動等、公知の蒸着装置が行っている膜厚分布を抑制するための操作を行ってもよい。また、必要に応じて、真空排気手段１８を複数有してもよい。
各部材は、公知の方法で、真空チャンバ１２内に固定あるいは装着される。さらに、基板Ｚは、公知の方法で基板ホルダ１４に着脱自在に装着される。
また、基板ホルダ１４は、必要に応じて、基板Ｚの回転および／または往復動等、公知の蒸着装置が行っている膜厚分布を抑制するための操作を行ってもよい。また、必要に応じて、真空排気手段１８を複数有してもよい。
【0016】
さらに、本発明の蒸着方法を行う蒸着装置は、図示した部材以外にも、基板Ｚの加熱手段、容器１６から排出される蒸気を遮蔽するためのシャッタ、真空チャンバ１２の内部を大気圧に戻すための給気管および給気管の開閉手段、不活性ガスの導入手段、および、真空チャンバ１２の内部の圧力を測定するための圧力測定手段など、公知の蒸着装置が有する各種の部材を有してもよい。
【0017】
図２に、容器１６を概念的に示す。
図示例の容器１６は、容器本体３０と、蓋体３４とを有する。
容器本体３０は、粉体材料を収容する収容部３２を主に構成するもので、長方形の板状物の中央に凹部を設けるように形成された直方体状の収容部３２と、収容部３２の上端から長方形の長手方向に突出するフランジ部３０ａとを有する。従って、容器本体３０の平面形状は、長方形である。
蓋体３４は、容器本体３０と同じ平面形状を有する長方形の板状の部材で、面方向の外周を一致して、容器本体３０に係合される。また、蓋体３４の収容部３２に対応する領域には、粉体材料の蒸気を収容部３２から放出するための開口３６が形成される。
従って、収容部３２は、容器本体３０の凹部と、蓋体３４における容器本体３０の凹部を閉塞する領域とで構成される。
容器１６は、図２に示すように、容器本体３０と蓋体３４との外周を一致して積層し、容器本体３０のフランジ部３０ａと、蓋体３４のフランジ部３０ａに対応する部分とを、例えばクランプで固定することで、構成される。
容器１６に関しては、後に詳述する。
図示例の容器１６は、容器本体３０と、蓋体３４とを有する。
容器本体３０は、粉体材料を収容する収容部３２を主に構成するもので、長方形の板状物の中央に凹部を設けるように形成された直方体状の収容部３２と、収容部３２の上端から長方形の長手方向に突出するフランジ部３０ａとを有する。従って、容器本体３０の平面形状は、長方形である。
蓋体３４は、容器本体３０と同じ平面形状を有する長方形の板状の部材で、面方向の外周を一致して、容器本体３０に係合される。また、蓋体３４の収容部３２に対応する領域には、粉体材料の蒸気を収容部３２から放出するための開口３６が形成される。
従って、収容部３２は、容器本体３０の凹部と、蓋体３４における容器本体３０の凹部を閉塞する領域とで構成される。
容器１６は、図２に示すように、容器本体３０と蓋体３４との外周を一致して積層し、容器本体３０のフランジ部３０ａと、蓋体３４のフランジ部３０ａに対応する部分とを、例えばクランプで固定することで、構成される。
容器１６に関しては、後に詳述する。
【0018】
なお、図１に示す蒸着装置１０では、容器本体３０および蓋体３４は、通電によって発熱する材料で形成されており、加熱手段２０は、直流電源２０ａによって容器１６に通電することで、容器１６を発熱させて粉体材料を加熱している。
しかしながら、本発明の蒸着方法は、粉体材料すなわち容器１６の加熱方法は、これに制限はされず、外部ヒーターで容器１６を加熱する方法、輻射熱を利用する加熱方法など、真空蒸着において利用される各種の容器（蒸発源（蒸着源））の加熱方法が利用可能である。
ここで、本発明においては、粉体材料を収容する容器全体を加熱することで、容器との接触部のみならず、容器の粉体材料が接触しない領域の加熱による輻射熱によっても粉体材料を加熱するのが好ましい。この点を考慮すると、粉体材料の加熱手段は、図示例のように、通電によって発熱する容器を用いて、通電によって容器を発熱して粉体材料を加熱する方法が好適に利用される。
この点に関しては、後に詳述する。
しかしながら、本発明の蒸着方法は、粉体材料すなわち容器１６の加熱方法は、これに制限はされず、外部ヒーターで容器１６を加熱する方法、輻射熱を利用する加熱方法など、真空蒸着において利用される各種の容器（蒸発源（蒸着源））の加熱方法が利用可能である。
ここで、本発明においては、粉体材料を収容する容器全体を加熱することで、容器との接触部のみならず、容器の粉体材料が接触しない領域の加熱による輻射熱によっても粉体材料を加熱するのが好ましい。この点を考慮すると、粉体材料の加熱手段は、図示例のように、通電によって発熱する容器を用いて、通電によって容器を発熱して粉体材料を加熱する方法が好適に利用される。
この点に関しては、後に詳述する。
【0019】
図１に示す例においては、容器１６（蒸発源）および容器１６の加熱手段２０を１つしか有さないが、本発明は、これに制限はされない。すなわち、本発明の蒸着方法では、複数の容器１６および各容器１６の加熱手段２０を有し、複数の粉体材料を同時に基板Ｚに蒸着してもよい。
また、本発明においては、複数の材料の蒸着を同時に行う場合には、少なくとも１つの粉体材料を本発明の蒸着方法で蒸着すれば、他の材料を公知の方法で蒸着してもよい。
また、本発明においては、複数の材料の蒸着を同時に行う場合には、少なくとも１つの粉体材料を本発明の蒸着方法で蒸着すれば、他の材料を公知の方法で蒸着してもよい。
【0020】
本発明の蒸着方法において、真空チャンバ１２内の真空度（圧力）、粉体材料を加熱する容器温度、容器１６を所定温度に到達させるまでの投入電力勾配および時間、基板Ｚと容器１６との距離、基板温度、ならびに、基板回転の回転速度等、真空蒸着における蒸着条件（成膜条件）には、制限はない。
すなわち、本発明の蒸着方法において、蒸着条件は、蒸着する粉体材料、基板Ｚの形成材料、目的とする堆積レート、ならびに、目的とする膜構造および膜組成等に応じて、適宜、設定すればよい。
すなわち、本発明の蒸着方法において、蒸着条件は、蒸着する粉体材料、基板Ｚの形成材料、目的とする堆積レート、ならびに、目的とする膜構造および膜組成等に応じて、適宜、設定すればよい。
【0021】
本発明の蒸着方法において、粉体材料を蒸着される基板Ｚには、制限はなく、蒸着条件に応じた十分な耐熱性を有するものであれば、各種のものが利用可能である。
基板Ｚとしては、一例として、シリコン、ガラス、サファイア、窒化ガリウム、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、および、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等からなる基板が例示される。
なお、本発明の蒸着方法において、基板Ｚは、板状物（シート状物、フィルム）に制限はされず、各種の物品が、基板Ｚとして利用可能である。
基板Ｚとしては、一例として、シリコン、ガラス、サファイア、窒化ガリウム、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、および、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等からなる基板が例示される。
なお、本発明の蒸着方法において、基板Ｚは、板状物（シート状物、フィルム）に制限はされず、各種の物品が、基板Ｚとして利用可能である。
【0022】
また、本発明の蒸着方法において、基板Ｚに蒸着する粉体材料にも、制限はなく、真空蒸着が可能であれば、公知の各種の材料からなる粉体が利用可能である。
後述するが、本発明の蒸着方法は、堆積レートを向上するための容器温度の上昇を抑制して、一定かつ良好な堆積レートで蒸着を行うことが可能である。すなわち、本発明の蒸着方法は、耐熱性が低い有機化合物からなる粉体材料の蒸着に好適に利用可能である。
後述するが、本発明の蒸着方法は、堆積レートを向上するための容器温度の上昇を抑制して、一定かつ良好な堆積レートで蒸着を行うことが可能である。すなわち、本発明の蒸着方法は、耐熱性が低い有機化合物からなる粉体材料の蒸着に好適に利用可能である。
【0023】
また、この点を考慮すると、本発明の蒸着方法は、熱分解しやすい粉体材料の蒸着に好適に利用可能である。すなわち、本発明の蒸着方法は、気化温度と分解温度との差が小さい粉体材料であっても、熱分解を好適に防止して蒸着を行うことができる。
具体的には、本発明の蒸着方法は、気化温度と分解温度との差が７０℃以下、より好ましくは６０℃以下、さらに好ましくは５０℃以下の粉体材料の蒸着に好適に利用される。
具体的には、本発明の蒸着方法は、気化温度と分解温度との差が７０℃以下、より好ましくは６０℃以下、さらに好ましくは５０℃以下の粉体材料の蒸着に好適に利用される。
【0024】
さらに、後述するが、本発明の蒸着方法は、堆積レートが安定しにくい昇華性の材料でも、堆積レートを一定に保つことが可能である。なお、周知のように、昇華性の材料とは、固体から液体を経ずに蒸発（昇華）して気体になる材料である。
この点を考慮すると、本発明は、昇華性の材料の蒸着に好適に利用される。
従って、本発明の蒸着方法は、昇華性の有機化合物の蒸着により好適に利用される。
この点を考慮すると、本発明は、昇華性の材料の蒸着に好適に利用される。
従って、本発明の蒸着方法は、昇華性の有機化合物の蒸着により好適に利用される。
【0025】
本発明において、基板Ｚに蒸着する粉体材料としては、具体的には、電子製品材料として用いられている一般の有機化合物が例示される。より具体的には、正孔輸送材として用いられる有機化合物、電子輸送材として用いられる有機化合物、有機電界発光素子材料として用いられる有機化合物、有機光電変換材料として用いられる有機化合物、有機太陽電池として用いられる有機化合物、有機薄膜トランジスタとして用いられる有機化合物、有機生体センサーとして用いられる有機化合物、有機メモリとして用いられる有機化合物、および、有機熱電変換材料として用いられる有機化合物等が例示される。
【0026】
なお、本発明において、粉体材料とは、一般的に粉末および粒状物等と称されているものを示す。
具体的には、本発明において、粉体材料とは、粒径０．１ｎｍ～１ｍｍの範囲の粉末、粉粒体および粒状物等である。
具体的には、本発明において、粉体材料とは、粒径０．１ｎｍ～１ｍｍの範囲の粉末、粉粒体および粒状物等である。
【0027】
前述のように、図１に示す蒸着装置は、本発明の蒸着方法を実施するものである。
従って、蒸着装置１０は、蒸着する粉体材料を収容して、加熱して気化するための容器として、所定の容器１６（本発明の蒸着用容器）を用いて、粉体材料を基板Ｚに真空蒸着する。
本発明の蒸着方法において、容器は、粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有する。また、この容器は、収容部の内表面の面積をＳ、開口の面積の合計すなわち開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である。
以下の説明では、便宜的に、収容部の内表面の面積Ｓを『内表面積Ｓ』、開口の総面積Ｏを『開口総面積Ｏ』ともいう。
従って、蒸着装置１０は、蒸着する粉体材料を収容して、加熱して気化するための容器として、所定の容器１６（本発明の蒸着用容器）を用いて、粉体材料を基板Ｚに真空蒸着する。
本発明の蒸着方法において、容器は、粉体材料を収容する収容部、および、粉体材料の蒸気を収容部から放出するための１以上の開口を有する。また、この容器は、収容部の内表面の面積をＳ、開口の面積の合計すなわち開口の総面積をＯとした際に、内表面の面積Ｓと開口の総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である。
以下の説明では、便宜的に、収容部の内表面の面積Ｓを『内表面積Ｓ』、開口の総面積Ｏを『開口総面積Ｏ』ともいう。
【0028】
前述のように、図示例の蒸着装置１０において、容器１６は、主に収容部３２を構成する凹部を有する容器本体３０と、容器本体３０と同じ長方形の平面形状を有する板状の蓋体３４とを、外周を一致して積層した構成を有する。
また、図示例においては、蓋体３４は、収容部３２に対応する領域に、収容部３２から粉体材料の蒸気を放出するための開口３６を、６つ有する。
従って、収容部３２となる空間を形成する容器本体３０の凹部の内壁面（側面および底面）の面積と、同じく収容部３２となる空間を形成する蓋体３４の面積すなわち図２に破線で示す領域の面積との合計が、容器１６の収容部３２の内表面積Ｓとなる。
また、蓋体３４は、収容部３２から粉体粒子の蒸気を放出するための開口３６を６つ有する。従って、この６つの開口の面積の合計が、容器１６の開口総面積Ｏとなる。
この容器１６の収容部３２の内表面積Ｓと、開口総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である。
また、図示例においては、蓋体３４は、収容部３２に対応する領域に、収容部３２から粉体材料の蒸気を放出するための開口３６を、６つ有する。
従って、収容部３２となる空間を形成する容器本体３０の凹部の内壁面（側面および底面）の面積と、同じく収容部３２となる空間を形成する蓋体３４の面積すなわち図２に破線で示す領域の面積との合計が、容器１６の収容部３２の内表面積Ｓとなる。
また、蓋体３４は、収容部３２から粉体粒子の蒸気を放出するための開口３６を６つ有する。従って、この６つの開口の面積の合計が、容器１６の開口総面積Ｏとなる。
この容器１６の収容部３２の内表面積Ｓと、開口総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である。
【0029】
本発明は、このような構成を有することにより、粉体材料を用いる真空蒸着において、堆積レートを一定に保つことができ、しかも、堆積レートを向上するための容器温度の上昇を抑制し、熱分解しやすい粉体材料でも所望の堆積レートで真空蒸着を行うことを可能にしている。
【0030】
真空蒸着では、蒸着する材料を入れた容器（蒸発源）を加熱して、材料を気化することで、基板に気化した材料を堆積させて蒸着（成膜）を行う。ここで、真空蒸着では、容器への投入電力を調節することにより容器温度を適切に制御し、材料の気化量を調節して、堆積レートを一定に保つ。
此処で、通常の開放型の容器では、収容した材料を均等に加熱することが困難であり、突沸等を生じて堆積レートを一定に保つことが困難である。
特に、粉体（固体）の状態から液体の状態を経ずに気化する昇華性の材料は、加熱源となる容器と粉体材料との接触の状態が不均一であり、かつ、刻一刻と変化する。しかも、液化しないので、容器内で液体のように均一にレベリングされることもない。
そのため、昇華性の粉体材料を用いる真空蒸着では、粉体材料を均一に加熱することが難しく、堆積レートを一定に保つことが困難である。
此処で、通常の開放型の容器では、収容した材料を均等に加熱することが困難であり、突沸等を生じて堆積レートを一定に保つことが困難である。
特に、粉体（固体）の状態から液体の状態を経ずに気化する昇華性の材料は、加熱源となる容器と粉体材料との接触の状態が不均一であり、かつ、刻一刻と変化する。しかも、液化しないので、容器内で液体のように均一にレベリングされることもない。
そのため、昇華性の粉体材料を用いる真空蒸着では、粉体材料を均一に加熱することが難しく、堆積レートを一定に保つことが困難である。
【0031】
これに対して、材料を収容して加熱する容器の開放面を、複数の開口を有する蓋体で覆うことにより、材料の異常飛散を防ぐ蒸着用の容器も知られている。
しかしながら、この容器では、気化して開口に直接的に進行する蒸気は容器から放出されるものの、蓋体の開口ではない部分に当接した蒸気は冷却されて固体に戻ることを繰り返すなど、十分な制御性が得られない。そのため、この蓋体を有する容器では、特に有機化合物のように熱伝達効率が悪い粉体材料では、十分な堆積レートの安定化の効果を得ることができない。
しかしながら、この容器では、気化して開口に直接的に進行する蒸気は容器から放出されるものの、蓋体の開口ではない部分に当接した蒸気は冷却されて固体に戻ることを繰り返すなど、十分な制御性が得られない。そのため、この蓋体を有する容器では、特に有機化合物のように熱伝達効率が悪い粉体材料では、十分な堆積レートの安定化の効果を得ることができない。
【0032】
このような問題に対して、本発明者らは、鋭意検討を重ねた。
その結果、粉体材料の真空蒸着においては、粉体材料を収容して加熱する容器を半密閉状態にして、気体と固体とが平衡状態（気－固平衡状態）となる飽和蒸気圧として、容器を一定温度で加熱して蒸着を行うことで、堆積レートを好適に一定に保って蒸着を行えることを見出した。
図４に概念的に示すように、真空蒸着において、材料を収容して加熱する容器の蒸気放出口を小さくして半密閉状態とすることにより、破線で示す気化した蒸気が、直接的に容器から放出することが困難になる。
その結果、半密閉状態の容器内に蒸気と粉体材料（実線）とが混在した状態となり、容器内は、容器温度に応じて、これ以上、気化した蒸気が生成されない気－固平衡状態となった飽和蒸気圧となる。
その結果、粉体材料の真空蒸着においては、粉体材料を収容して加熱する容器を半密閉状態にして、気体と固体とが平衡状態（気－固平衡状態）となる飽和蒸気圧として、容器を一定温度で加熱して蒸着を行うことで、堆積レートを好適に一定に保って蒸着を行えることを見出した。
図４に概念的に示すように、真空蒸着において、材料を収容して加熱する容器の蒸気放出口を小さくして半密閉状態とすることにより、破線で示す気化した蒸気が、直接的に容器から放出することが困難になる。
その結果、半密閉状態の容器内に蒸気と粉体材料（実線）とが混在した状態となり、容器内は、容器温度に応じて、これ以上、気化した蒸気が生成されない気－固平衡状態となった飽和蒸気圧となる。
【0033】
この状態では、容器の開口に到達した蒸気のみが、飽和蒸気圧に応じた一定量、放出される。また、容器温度に応じて、開口から放出された分の粉体材料のみが気化されて、気－固平衡状態を保つ。
このように飽和蒸気圧として蒸着を行うことで、開口からの一定量の蒸気の放出と、蒸気の放出に応じた一定量の粉体材料の気化とが、連続的に行われる結果となる。
すなわち、容器を半密閉状態として蒸気を容器内に滞留させて、気－固平衡状態となった飽和蒸気圧とし、容器を一定温度で加熱して蒸着を行うことで、時間当たりの材料の蒸発量を一定にして容器からの蒸気放出量を一定に保つことができ、その結果、堆積レートを好適に一定に保って蒸着を行うことが可能になる。
このように飽和蒸気圧として蒸着を行うことで、開口からの一定量の蒸気の放出と、蒸気の放出に応じた一定量の粉体材料の気化とが、連続的に行われる結果となる。
すなわち、容器を半密閉状態として蒸気を容器内に滞留させて、気－固平衡状態となった飽和蒸気圧とし、容器を一定温度で加熱して蒸着を行うことで、時間当たりの材料の蒸発量を一定にして容器からの蒸気放出量を一定に保つことができ、その結果、堆積レートを好適に一定に保って蒸着を行うことが可能になる。
【0034】
半密閉状態の容器を一定温度で加熱して、気－固平衡状態となった飽和蒸気圧とするには、容器における蒸気の放出口を小さくして、密閉状態に近くする方が有利である。
しかしながら、その反面、蒸気の放出口を小さくすると、蒸気の放出量が少なくなり、堆積レートが低くなってしまう。
堆積レートを高くする方法としては、容器温度を高くして、飽和蒸気圧を高くする方法がある。しかしながら、この方法では、堆積レートは向上するが、粉体材料によっては容器内で熱分解してしまい、目的とする膜を蒸着できない場合がある。すなわち、容器を密閉状態に近くすると、例えば有機ＥＬ材料および有機光電変換材料のように、粉体材料が耐熱性の低い有機化合物等である場合には、十分な堆積レートで所望の膜を蒸着することができない。
しかしながら、その反面、蒸気の放出口を小さくすると、蒸気の放出量が少なくなり、堆積レートが低くなってしまう。
堆積レートを高くする方法としては、容器温度を高くして、飽和蒸気圧を高くする方法がある。しかしながら、この方法では、堆積レートは向上するが、粉体材料によっては容器内で熱分解してしまい、目的とする膜を蒸着できない場合がある。すなわち、容器を密閉状態に近くすると、例えば有機ＥＬ材料および有機光電変換材料のように、粉体材料が耐熱性の低い有機化合物等である場合には、十分な堆積レートで所望の膜を蒸着することができない。
【0035】
これに対して、本発明の蒸着方法および本発明の蒸着用容器では、真空蒸着において粉体材料を収容して加熱、気化する容器として、容器１６の収容部３２の内表面積Ｓと、開口総面積Ｏとの比率がＯ／Ｓの百分率で０．０６～２％である容器を用いる。
以下の説明では、容器１６の収容部３２の内表面積Ｓと開口総面積Ｏとの比率Ｏ／Ｓの百分率を、便宜的に、『開口率Ｏ／Ｓ』ともいう。
以下の説明では、容器１６の収容部３２の内表面積Ｓと開口総面積Ｏとの比率Ｏ／Ｓの百分率を、便宜的に、『開口率Ｏ／Ｓ』ともいう。
【0036】
本発明の蒸着方法によれば、開口率Ｏ／Ｓを２％以下とすることで、容器１６の加熱によって、収容部３２内を好適に気－固平衡状態の飽和蒸気圧にできる。その結果、昇華性の粉体材料であっても、一定温度での容器１６の加熱によって、堆積レートを好適に一定に保つことができる。また、開口率Ｏ／Ｓを０．０６％以上とすることで、必要な堆積レートを得るのに十分な開口面積を確保でき、堆積レートを向上するために容器１６の容器温度を高温にする必要もない。
従って、本発明の蒸着方法によれば、堆積レートを一定に保つことができ、しかも、堆積レートを向上するための容器温度の上昇を抑制でき、熱分解しやすい有機化合物等の粉体材料でも所望の堆積レートで真空蒸着を行うことができる。
さらに、本発明の蒸着方法によれば、収容部３２内を飽和蒸気圧とすることで、開放系の容器を用いる蒸着に比して容器内における粉体材料の温度が一定化されるので、蒸着された膜の純度も向上する。
従って、本発明の蒸着方法によれば、堆積レートを一定に保つことができ、しかも、堆積レートを向上するための容器温度の上昇を抑制でき、熱分解しやすい有機化合物等の粉体材料でも所望の堆積レートで真空蒸着を行うことができる。
さらに、本発明の蒸着方法によれば、収容部３２内を飽和蒸気圧とすることで、開放系の容器を用いる蒸着に比して容器内における粉体材料の温度が一定化されるので、蒸着された膜の純度も向上する。
【0037】
なお、収容部３２の内表面積Ｓは、開口３６の面積を含む収容部３２の内表面の面積である。図示例において、収容部３２の内表面の面積は、蓋体３４に開口３６が無いと仮定した場合の収容部３２の内表面の面積である。
すなわち、本発明の蒸着方法において、容器の収容部の内表面積Ｓとは、容器が粉体粒子を収容部から放出するための開口を有さないと見なした場合における、収容部の内表面の面積である。
すなわち、本発明の蒸着方法において、容器の収容部の内表面積Ｓとは、容器が粉体粒子を収容部から放出するための開口を有さないと見なした場合における、収容部の内表面の面積である。
【0038】
また、本発明の蒸着方法において、容器の蓋体は平板状に制限はされず、例えば、図３に概念的に示す容器１６Ａのように、容器本体３０とは逆側に突出する凸部を有し、この凸部に開口３６を有する蓋体３４Ａも利用可能である。
この際には、蓋体３４Ａの凸部が形成する空間も、粉体材料を収容するための収容部３２Ａとなる。従って、この際には、収容部３２Ａとなる空間を構成する容器本体３０の凹部の内壁面の面積と、収容部３２Ａとなる空間を構成する蓋体の凸部の内壁面の面積の合計が、容器１６Ａの収容部の内表面積Ｓとなる。
この際には、蓋体３４Ａの凸部が形成する空間も、粉体材料を収容するための収容部３２Ａとなる。従って、この際には、収容部３２Ａとなる空間を構成する容器本体３０の凹部の内壁面の面積と、収容部３２Ａとなる空間を構成する蓋体の凸部の内壁面の面積の合計が、容器１６Ａの収容部の内表面積Ｓとなる。
【0039】
本発明の蒸着方法において、開口率Ｏ／Ｓが２％を超えると、収容部３２内を好適に飽和蒸気圧にできず堆積レートを一定に保つことができない、容器１６内での突沸により発生した蒸気が開口３６からそのまま放出されやすくなり堆積レート変動が大きくなる等の不都合が生じる。
また、開口率Ｏ／Ｓが０．０６％未満では、十分な堆積レートが得られない、必要な堆積レートを得るために材料を加熱する容器温度の上昇が必要になり粉体材料の分解が生じる等の不都合が生じる。
本発明の蒸着方法において、開口率Ｏ／Ｓは、０．０８～１．７％が好ましく、０．１～１．４％がより好ましくい。
また、開口率Ｏ／Ｓが０．０６％未満では、十分な堆積レートが得られない、必要な堆積レートを得るために材料を加熱する容器温度の上昇が必要になり粉体材料の分解が生じる等の不都合が生じる。
本発明の蒸着方法において、開口率Ｏ／Ｓは、０．０８～１．７％が好ましく、０．１～１．４％がより好ましくい。
【0040】
図示例の容器１６は、収容部３２を構成する蓋体３４が６つの開口３６を有する。
しかしながら、本発明は、これに制限はされず、開口３６の数は、１つでもよく、５つ以下の複数でもよく、７つ以上でもよい。
ここで、本発明においては、収容部３２から粉体材料の蒸気を放出するための開口３６は、複数であるのが好ましい。
開口３６が大きすぎると、収容部３２に収容した粉体材料が突沸した際に、粉体材料が開口３６から放出され易く、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、開口３６を複数有することにより、開口３６を不要に大きくする必要なく、開口率Ｏ／Ｓを０．０６～２％にすることができる。
なお、開口３６の数は、複数が好ましいが、２～１５がより好ましく、４～１２がさらに好ましい。
しかしながら、本発明は、これに制限はされず、開口３６の数は、１つでもよく、５つ以下の複数でもよく、７つ以上でもよい。
ここで、本発明においては、収容部３２から粉体材料の蒸気を放出するための開口３６は、複数であるのが好ましい。
開口３６が大きすぎると、収容部３２に収容した粉体材料が突沸した際に、粉体材料が開口３６から放出され易く、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、開口３６を複数有することにより、開口３６を不要に大きくする必要なく、開口率Ｏ／Ｓを０．０６～２％にすることができる。
なお、開口３６の数は、複数が好ましいが、２～１５がより好ましく、４～１２がさらに好ましい。
【0041】
本発明の蒸着方法においては、開口３６の数を複数とした上で、開口３６の面積を１ｍｍ2以下とするのが好ましい。本発明においては、１以上の開口３６の面積を１ｍｍ2以下とするのが好ましいが、面積が１ｍｍ2以下の開口３６の数は多いほど好ましく、全ての開口３６の面積を１ｍｍ2以下とするのが最も好ましい。
上述のように、開口３６が大きすぎると、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出され、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、開口３６の面積を１ｍｍ2以下とすることにより、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出を防止して、これに起因する堆積レートの変動を抑制できる等の点で好ましい
開口３６の面積は、０．９ｍｍ2以下がより好ましく、０．８ｍｍ2以下がさらに好ましい。
上述のように、開口３６が大きすぎると、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出され、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、開口３６の面積を１ｍｍ2以下とすることにより、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出を防止して、これに起因する堆積レートの変動を抑制できる等の点で好ましい
開口３６の面積は、０．９ｍｍ2以下がより好ましく、０．８ｍｍ2以下がさらに好ましい。
【0042】
なお、開口３６の面積は、０．２ｍｍ2以上が好ましく、０．４ｍｍ2以上がさらに好ましい。
開口３６が小さすぎると、蒸気が開口３６の蓋体３４に接触した際に析出され、材料が付着して閉塞してしまう可能性がある。これに対して、開口３６の面積を０．２ｍｍ2以上とすることにより、材料による開口３６の閉塞を、好適に防止できる。
開口３６が小さすぎると、蒸気が開口３６の蓋体３４に接触した際に析出され、材料が付着して閉塞してしまう可能性がある。これに対して、開口３６の面積を０．２ｍｍ2以上とすることにより、材料による開口３６の閉塞を、好適に防止できる。
【0043】
また、本発明の蒸着方法においては、開口３６の数を複数とした上で、隣接する開口３６同士が１ｍｍ以上離間しているのが好ましい。本発明においては、１組以上の開口３６同士の距離を１ｍｍ以上とするのが好ましいが、１ｍｍ以上離間する開口３６の組は多いほど好ましく、全ての開口３６同士の距離を１ｍｍ以上とするのが最も好ましい。
開口３６同士が近すぎると、複数の開口３６が合わさって１つの開口のようになってしまい、開口３６が大きすぎる場合と同様、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出され、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、隣接する開口３６同士の距離を１ｍｍ以上とすることにより、粉体材料が突沸した際に開口３６からの放出を防止して、これに起因する堆積レートの変動を抑制できる等の点で好ましい。
隣接する開口３６同士の距離は、１．２ｍｍ以上がより好ましく、１．５ｍｍ以上がさらに好ましい。
開口３６同士が近すぎると、複数の開口３６が合わさって１つの開口のようになってしまい、開口３６が大きすぎる場合と同様、粉体材料が突沸した際に開口３６から放出され、これに起因する堆積レートの変動が生じ易くなる。これに対して、隣接する開口３６同士の距離を１ｍｍ以上とすることにより、粉体材料が突沸した際に開口３６からの放出を防止して、これに起因する堆積レートの変動を抑制できる等の点で好ましい。
隣接する開口３６同士の距離は、１．２ｍｍ以上がより好ましく、１．５ｍｍ以上がさらに好ましい。
【0044】
なお、隣接する開口３６同士の距離は、１０ｍｍ以下が好ましく、６ｍｍ以下がさらに好ましい。
開口３６同士が離れすぎていると、蒸着した膜の膜厚分布が生じる等の不都合が生じる可能性がある。これに対して、隣接する開口３６同士の距離を１０ｍｍ以下とすることにより、このような不都合が生じることを好適に防止できる。
なお、本発明において、隣接する開口３６同士の距離とは、隣接する開口３６の端部間の最短距離を示す。
開口３６同士が離れすぎていると、蒸着した膜の膜厚分布が生じる等の不都合が生じる可能性がある。これに対して、隣接する開口３６同士の距離を１０ｍｍ以下とすることにより、このような不都合が生じることを好適に防止できる。
なお、本発明において、隣接する開口３６同士の距離とは、隣接する開口３６の端部間の最短距離を示す。
【0045】
本発明の蒸着方法において、開口３６の形状は、図示例の円形に制限はされず、三角形、四角形および五角形等の多角形、楕円形、ならびに、不定形等の各種の形状が利用可能である。
しかしながら、例えば、開口の形状が四角形などの多角形等である場合には、開口からの蒸気の放出方向に異方性が生じてしまい、蒸着した膜の膜厚分布が生じる、収容部３２の側面への材料付着の増加等が生じ易くなる可能性がある。
この点を考慮すると、開口の形状は、図示例のような円形が好ましい。
しかしながら、例えば、開口の形状が四角形などの多角形等である場合には、開口からの蒸気の放出方向に異方性が生じてしまい、蒸着した膜の膜厚分布が生じる、収容部３２の側面への材料付着の増加等が生じ易くなる可能性がある。
この点を考慮すると、開口の形状は、図示例のような円形が好ましい。
【0046】
後述するが、本発明の蒸着方法において、粉体材料を収容して加熱する容器（収容部）の形状は、図示例のような直方体に制限はされず、各種の形状が利用可能である。
ここで、収容部の形状が図示例の直方体のような底面を有する形状である場合には、収容部３２の底面積をＳｂとした際に、容器１６は、前述の内表面積Ｓと底面積Ｓｂとの比率がＳｂ／Ｓの百分率で２０％以上であるのが好ましい。
以下の説明では、内表面積Ｓと底面積ＳｂとのＳｂ／Ｓの比率の百分率を、便宜的に、『底面積率Ｓｂ／Ｓ』ともいう。
ここで、収容部の形状が図示例の直方体のような底面を有する形状である場合には、収容部３２の底面積をＳｂとした際に、容器１６は、前述の内表面積Ｓと底面積Ｓｂとの比率がＳｂ／Ｓの百分率で２０％以上であるのが好ましい。
以下の説明では、内表面積Ｓと底面積ＳｂとのＳｂ／Ｓの比率の百分率を、便宜的に、『底面積率Ｓｂ／Ｓ』ともいう。
【0047】
容器１６の収容部３２において、収容した粉体材料との接触面積が最も大きいのは、底面である。従って、収容部３２における底面積を相対的に大きくすることで、粉体材料と容器１６との接触面積を増やすことができ、その結果、粉体材料の気化量を増やすことができる。
そのため、底面積率Ｓｂ／Ｓを２０％以上とすることにより，上記の利点をより好適に発現して、容器１６の加熱を低温にしても、収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができる。
底面積率Ｓｂ／Ｓは、２２％以上がより好ましく、２５％以上がさらに好ましい。
そのため、底面積率Ｓｂ／Ｓを２０％以上とすることにより，上記の利点をより好適に発現して、容器１６の加熱を低温にしても、収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができる。
底面積率Ｓｂ／Ｓは、２２％以上がより好ましく、２５％以上がさらに好ましい。
【0048】
なお、底面積率Ｓｂ／Ｓが大きすぎると、収容部３２の底面と粉体材料の蒸気を放出するための開口３６との距離が近すぎて、突沸した際に粉体材料が容易に収容部３２から放出されてしまう等が生じ易くなる。
この点を考慮すると、底面積率Ｓｂ／Ｓは、４０％以下が好ましく、３５％以下がより好ましい。
この点を考慮すると、底面積率Ｓｂ／Ｓは、４０％以下が好ましく、３５％以下がより好ましい。
【0049】
本発明の蒸着方法において、収容部３２への粉体材料の収容量には制限はなく、基板Ｚに蒸着する膜の膜厚等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、上述のように、本発明の蒸着方法は、収容部３２内を気－固平衡状態の飽和蒸気圧に保って、蒸着を行う。このような本発明の蒸着方法では、収容部３２内に、ある程度の空間が存在するのが好ましい（後述する図５参照）。
すなわち、収容部３２内に、ある程度の空間を有することにより、この空間に粉体材料の気体蒸気を蓄えることができる。その結果、空間に蓄えた気体蒸気によって、より好適に収容部３２内を飽和蒸気圧に保つことができ、より好適に堆積レートを安定させることができる。
ここで、上述のように、本発明の蒸着方法は、収容部３２内を気－固平衡状態の飽和蒸気圧に保って、蒸着を行う。このような本発明の蒸着方法では、収容部３２内に、ある程度の空間が存在するのが好ましい（後述する図５参照）。
すなわち、収容部３２内に、ある程度の空間を有することにより、この空間に粉体材料の気体蒸気を蓄えることができる。その結果、空間に蓄えた気体蒸気によって、より好適に収容部３２内を飽和蒸気圧に保つことができ、より好適に堆積レートを安定させることができる。
【0050】
一方、蒸着が進行すると、収容部３２内の粉体材料は漸減し、上記収容部３２内における空間は広くなる。
蒸着が進行して、収容部３２内の粉体材料が少なくなって、例えば、収容部３２の底面に粉体材料で覆われずに露出されたような部分が生じると、気化される粉体材料の蒸気量が少なくなる。その結果、開口３６から放出される蒸気とのバランスが取れなくなり、収容部３２内を飽和蒸気圧に保つことができなくなる可能性がある。
蒸着が進行して、収容部３２内の粉体材料が少なくなって、例えば、収容部３２の底面に粉体材料で覆われずに露出されたような部分が生じると、気化される粉体材料の蒸気量が少なくなる。その結果、開口３６から放出される蒸気とのバランスが取れなくなり、収容部３２内を飽和蒸気圧に保つことができなくなる可能性がある。
【0051】
以上の点を考慮すると、本発明の蒸着方法では、収容部３２内における粉体材料の体積を、収容部３２の容積すなわち収容部３２の空間体積の５０～５％（［ｖｏｌ％］）に保つように、蒸着を行うのが好ましい。
これにより、収容部３２において粉体材料の蒸気が存在するための空間を十分に確保した上で、蒸着が進行しても収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができ、より安定した堆積レートで粉体材料の蒸着を行うことができる。
収容部３２内における粉体材料の体積は、収容部３２の容積の４８～７％に保つのがより好ましく、４５～１０％に保つのがさらに好ましい。
これにより、収容部３２において粉体材料の蒸気が存在するための空間を十分に確保した上で、蒸着が進行しても収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができ、より安定した堆積レートで粉体材料の蒸着を行うことができる。
収容部３２内における粉体材料の体積は、収容部３２の容積の４８～７％に保つのがより好ましく、４５～１０％に保つのがさらに好ましい。
【0052】
上述のように、図示例の蒸着装置１０において、容器１６は、好ましい態様として、通電によって発熱する材料で形成された容器本体３０および蓋体３４を積層してクランプ等で固定することで構成される。より好ましくは、容器本体３０および蓋体３４は、通電によって発熱する同じ材料で形成される。
また、蒸着装置１０においては、直流電源２０ａによって、容器１６すなわち容器本体３０および蓋体３４に通電することで、容器１６を発熱させて、粉体材料を加熱する。
本発明の蒸着方法では、このような構成を有することにより、容器１６に通電することで、容器の全体が同じ温度で発熱し、均一な温度で収容部３２を加熱できる。そのため、この構成によれば、収容部３２内において、容器と粉体材料との接触部のみならず、容器の粉体材料と接触しない領域の加熱による輻射熱によっても、粉体材料を加熱できる。その結果、収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができ、より安定した堆積レートで粉体材料の蒸着を行うことができる。
また、蒸着装置１０においては、直流電源２０ａによって、容器１６すなわち容器本体３０および蓋体３４に通電することで、容器１６を発熱させて、粉体材料を加熱する。
本発明の蒸着方法では、このような構成を有することにより、容器１６に通電することで、容器の全体が同じ温度で発熱し、均一な温度で収容部３２を加熱できる。そのため、この構成によれば、収容部３２内において、容器と粉体材料との接触部のみならず、容器の粉体材料と接触しない領域の加熱による輻射熱によっても、粉体材料を加熱できる。その結果、収容部３２内を好適に飽和蒸気圧に保つことができ、より安定した堆積レートで粉体材料の蒸着を行うことができる。
【0053】
本発明の蒸着方法において、容器１６の形成材料には、制限はなく、真空蒸着で用いられている公知の容器（蒸発源、ボート）の形成材料が、各種、利用可能である。
ここで、上述した理由によって、容器１６の形成材料は、通電によって発熱する材料であるのが好ましい。具体的には、容器１６の形成材料としては、タンタル、モリブデン、および、タングステン等が例示される。
ここで、上述した理由によって、容器１６の形成材料は、通電によって発熱する材料であるのが好ましい。具体的には、容器１６の形成材料としては、タンタル、モリブデン、および、タングステン等が例示される。
【0054】
以上の例では、収容部３２の形状は直方体状であったが、本発明は、これに制限はされず、各種の形状であってもよい。
一例として、図５に概念的に示すような立方体状あるいは高さが高い直方体状の収容部（容器）が例示される。この形状によれば、上述した収容部内の空間を確保し易い。
また、図６に概念的に示すような、側面（側壁）が高さ方向に向かって広がり、中央から上で狭くなる形状の収容部（容器）も利用可能である。
さらに、図７に概念的に示すような錐形状（錐台状）および図８に概念的に示す逆錐形状、ならびに、図９に概念的に示す球形状等の収容部（容器）も、利用可能である。
なお、以上の図において、ハッチングは収容した粉体材料を示す。
一例として、図５に概念的に示すような立方体状あるいは高さが高い直方体状の収容部（容器）が例示される。この形状によれば、上述した収容部内の空間を確保し易い。
また、図６に概念的に示すような、側面（側壁）が高さ方向に向かって広がり、中央から上で狭くなる形状の収容部（容器）も利用可能である。
さらに、図７に概念的に示すような錐形状（錐台状）および図８に概念的に示す逆錐形状、ならびに、図９に概念的に示す球形状等の収容部（容器）も、利用可能である。
なお、以上の図において、ハッチングは収容した粉体材料を示す。
【0055】
以上、本発明の蒸着方法および蒸着用容器について説明したが、本発明は、これに制限はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および偏光を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例0056】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。
ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定はされない。従って、本発明の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定はされない。従って、本発明の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0057】
［実施例１］
図１に示すような蒸着装置を用いて、真空蒸着によって基板に成膜を行った。
基板は４インチのシリコンウエハを用いた。
粉体材料は、平均粒径が１μｍの粉末状の８-ヒドロキシキノリンアルミニウム用いた。この粉体材料は、昇華性の材料である。
図１に示すような蒸着装置を用いて、真空蒸着によって基板に成膜を行った。
基板は４インチのシリコンウエハを用いた。
粉体材料は、平均粒径が１μｍの粉末状の８-ヒドロキシキノリンアルミニウム用いた。この粉体材料は、昇華性の材料である。
【0058】
容器は、図２に示すような平面形状が長方形である容器本体と蓋体とからなる容器を用いた。この容器は、厚さが０．１５ｍｍのタンタル製である。収容部は、底面が３０×３０ｍｍ、高さが２０ｍｍの直方体とした。
開口は、直径が１ｍｍの円形の開口を８つ設けた。なお、開口の形状は、以下の例においてもすべて円形である。開口は、千鳥格子状に設け、間隔は全て１．５ｍｍとした。
容器は、図２に示すように容器本体と蓋体とを係合して両者をクランプで固定した。
開口は、直径が１ｍｍの円形の開口を８つ設けた。なお、開口の形状は、以下の例においてもすべて円形である。開口は、千鳥格子状に設け、間隔は全て１．５ｍｍとした。
容器は、図２に示すように容器本体と蓋体とを係合して両者をクランプで固定した。
【0059】
このような蒸着装置を用いて、基板に蒸着を行った。
容器への粉体材料の投入量は１ｇとし、膜厚が１０００Åとなるまで蒸着を行った。
蒸着圧は、３×１０-5Ｐａとした。
容器の加熱は、容器に直流電流を通電することで、容器を発熱することで行った。
容器の下面に温度測定手段として熱電対を当接した。蒸着中は、熱電対によって温度を測定し、容器の下面温度が３００℃で一定となるように投入電流量を調節した。
容器への粉体材料の投入量は１ｇとし、膜厚が１０００Åとなるまで蒸着を行った。
蒸着圧は、３×１０-5Ｐａとした。
容器の加熱は、容器に直流電流を通電することで、容器を発熱することで行った。
容器の下面に温度測定手段として熱電対を当接した。蒸着中は、熱電対によって温度を測定し、容器の下面温度が３００℃で一定となるように投入電流量を調節した。
【0060】
成膜中は、真空チャンバ内に設けたレートモニタによって、堆積レートを測定した。堆積レートの測定は、基板上の膜厚がわかるようにレートモニタ係数を調節して行った。なお、堆積レートは、容器の加熱開始後、容器の下面温度が３００℃に安定した後、１０秒経過してから測定を開始した。
また、堆積レートの測定結果から、堆積レートの振れ幅（レート振れ）を検出した。堆積レートの振れ幅は、堆積レートの最大値と最小値との差である。
堆積レートおよびレート振れ幅の測定結果を、下記の表１に示す。
また、堆積レートの測定結果から、堆積レートの振れ幅（レート振れ）を検出した。堆積レートの振れ幅は、堆積レートの最大値と最小値との差である。
堆積レートおよびレート振れ幅の測定結果を、下記の表１に示す。
【0061】
［実施例２～実施例７、比較例１および比較例２］
粉体材料を収容して加熱する容器において、収容部の底面の面積、収容部の高さ、開口の直径（開口径）、開口の数、および、開口の間隔の１以上を、適宜、変更した以外は、実施例１と同様に基板に蒸着を行い、堆積レートおよびレート振れ幅を測定した。
なお、実施例５の容器は、底面が４０×４０ｍｍで、天井面が１５×１５ｍｍである、四角錐台状の収容部を有するものである。
結果を下記の表１に併記する。
粉体材料を収容して加熱する容器において、収容部の底面の面積、収容部の高さ、開口の直径（開口径）、開口の数、および、開口の間隔の１以上を、適宜、変更した以外は、実施例１と同様に基板に蒸着を行い、堆積レートおよびレート振れ幅を測定した。
なお、実施例５の容器は、底面が４０×４０ｍｍで、天井面が１５×１５ｍｍである、四角錐台状の収容部を有するものである。
結果を下記の表１に併記する。
【0062】
【表1】
【0063】
表１に示すように、容器の収容部における開口率Ｏ／Ｓ（開口総面積Ｏ／内表面積Ｓ）が０．０６～２％である本発明の蒸着方法によれば、１Å／ｓ（秒）の堆積レートを確保できると共に、蒸着のレート振れも小さい。
特に、実施例１および実施例２に示されるように、開口の面積を１ｍｍ2以下とすることにより、突沸した粉体材料が容器外に突出することを防止して、堆積レートを安定することができる。また、実施例１および実施例３に示されるように開口の間隔を１ｍｍ以上とすることにより、同じく、突沸した粉体材料が容器外に突出することを防止して、堆積レートを安定することができる。
また、実施例１、実施例４および実施例５に示されるように、収容部の底面積率Ｓｂ／Ｓ（底面積Ｓｂ／内表面積Ｓ）を２０％以上とすることで、少ない投入電流でも安定した蒸着が可能になり、また、底面積率を大きくすることで、投入電流を低減できる。
さらに、実施例１、実施例６および実施例７に示されるように、収容部の内表面積Ｓを大きくすることで、投入電流を低減できる。
特に、実施例１および実施例２に示されるように、開口の面積を１ｍｍ2以下とすることにより、突沸した粉体材料が容器外に突出することを防止して、堆積レートを安定することができる。また、実施例１および実施例３に示されるように開口の間隔を１ｍｍ以上とすることにより、同じく、突沸した粉体材料が容器外に突出することを防止して、堆積レートを安定することができる。
また、実施例１、実施例４および実施例５に示されるように、収容部の底面積率Ｓｂ／Ｓ（底面積Ｓｂ／内表面積Ｓ）を２０％以上とすることで、少ない投入電流でも安定した蒸着が可能になり、また、底面積率を大きくすることで、投入電流を低減できる。
さらに、実施例１、実施例６および実施例７に示されるように、収容部の内表面積Ｓを大きくすることで、投入電流を低減できる。
【0064】
これに対して、容器の収容部における開口率Ｏ／Ｓが２％を超える比較例１は、収容部内を飽和蒸気圧にできずに、堆積レートの変動が大きい。また、容器の収容部における開口率Ｏ／Ｓが０．０６％未満の比較例２は、堆積レートが０．２Å／ｓと低い。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【0065】
１０ 蒸着装置
１２ 真空チャンバ
１４ 基板ホルダ
１６、１６Ａ 容器
１８ 真空排気手段
２０ 加熱手段
２０ａ 直流電源
２４ 温度測定手段
３０ 容器本体
３０ａ フランジ部
３２、３２Ａ 収容部
３４、３４Ａ 蓋体
３６ 開口
１２ 真空チャンバ
１４ 基板ホルダ
１６、１６Ａ 容器
１８ 真空排気手段
２０ 加熱手段
２０ａ 直流電源
２４ 温度測定手段
３０ 容器本体
３０ａ フランジ部
３２、３２Ａ 収容部
３４、３４Ａ 蓋体
３６ 開口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】