特許 7444843 蒸着用坩堝及び蒸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】蒸着用坩堝及び蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20240228BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20240228BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 A

C23C14/24 B

H05B33/14 A

H05B33/10

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021196341

(22)【出願日】2021-12-02

(65)【公開番号】P2023082513

(43)【公開日】2023-06-14

【審査請求日】2022-08-26

(73)【特許権者】

【識別番号】591065413

【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市原 正浩

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２２６６２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２３５１１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１０４８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８０３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３１７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／２４

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１坩堝と、前記第１坩堝の内側に設けられ、蒸着材料を収容する第２坩堝と、を備え、
前記第２坩堝の材料の熱伝導率は前記第１坩堝の材料の熱伝導率より大きい蒸着用坩堝であって、
蒸着材料を放出するノズルを有し、前記第１坩堝の上部を覆う蓋部を備え、前記蓋部は、前記ノズルを構成する第１壁部と、上面部と、前記第１壁部より大きい外周径を有し前記第１坩堝との連結部を構成する第２壁部と、を有し、
前記第１壁部の厚さ、及び、前記上面部の厚さが、それぞれ、前記第２壁部の厚さより大きく、
前記蓋部より下方に設けられ、前記蒸着材料の通過する開口を有する板部をさらに備えることを特徴とする蒸着用坩堝。

【請求項2】

第１坩堝と、前記第１坩堝の内側に設けられ、蒸着材料を収容する第２坩堝と、を備え、
前記第２坩堝の材料はモリブデン、タンタル及びタングステンのいずれかであり、
蒸着材料を放出するノズルを有し、前記第１坩堝の上部を覆う蓋部を備え、前記蓋部は、前記ノズルを構成する第１壁部と、上面部と、前記第１壁部より大きい外周径を有し前記第１坩堝との連結部を構成する第２壁部と、を有し、
前記第１壁部の厚さ、及び、前記上面部の厚さが、それぞれ、前記第２壁部の厚さより大きく、
前記蓋部より下方に設けられ、前記蒸着材料の通過する開口を有する板部をさらに備えることを特徴とする蒸着用坩堝。

【請求項3】

前記第１坩堝の材料はチタンである請求項１又は２に記載の蒸着用坩堝。

【請求項4】

前記第１坩堝と前記第２坩堝は底部で接触しており、
前記第２坩堝の外壁面の高さは、前記第１坩堝の内壁面の高さより低い請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項5】

前記第２坩堝の外壁面の高さは、前記第１坩堝の内壁面の高さの２／３以下である請求項４に記載の蒸着用坩堝。

【請求項6】

前記第２坩堝の側壁部の厚さは０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下である請求項１から５のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項7】

前記板部は、前記第１坩堝の内壁面における、前記第２坩堝の上端から離れた位置に設けられる請求項１～６のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項8】

前記板部は、前記第２坩堝の上端から離れた位置において、前記第１坩堝によって支持される請求項１～７のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項9】

前記第１壁部の周囲、及び、前記上面部の上を覆うカバー部材をさらに備える請求項１～８のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項10】

前記第１坩堝の周囲に設けられたヒータをさらに備える請求項１から９のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項11】

前記ヒータは、前記第２坩堝の上端より上側に配置された上部ヒータと、前記第２坩堝の上端より下側に配置された下部ヒータと、を有し、
前記上部ヒータと前記下部ヒータは独立に制御される請求項１０に記載の蒸着用坩堝。

【請求項12】

前記ヒータは、前記第１坩堝のうち前記第２坩堝の上端より上側の部分を加熱する部分の加熱力が、前記第１坩堝のうち前記第２坩堝の上端より下側の部分を加熱する部分の加熱力より大きい請求項１０に記載の蒸着用坩堝。

【請求項13】

前記第１坩堝の内径と前記第２坩堝の外径との差が、０．１ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下である請求項１から１２のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項14】

前記第２坩堝は前記第１坩堝に対し着脱可能である請求項１から１３のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項15】

前記蒸着材料は、銀、マグネシウム、イッテルビウム及びフッ化リチウムのいずれかである請求項１から１４のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項16】

前記第２坩堝の材料はモリブデンである請求項１から１５のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝。

【請求項17】

請求項１から１６のいずれか１項に記載の蒸着用坩堝を備え、
前記蒸着用坩堝に収容された蒸着材料を気化させて基板に膜を形成する蒸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸着用坩堝及び蒸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ表示装置等に用いられる有機ＥＬ発光素子を製造する方法として、蒸着材料を昇華させて基板に付着させることで基板上に発光層や金属層等の薄膜を形成する蒸着法がある。蒸着法により基板に成膜する蒸着装置は、基板を保持する基板ホルダと、蒸着材料を収容する坩堝と、坩堝を加熱するためのヒータとを有する。坩堝は上部に開口を有し、基板ホルダの下方に配置され、ヒータによって加熱された坩堝内の蒸着材料が昇華して坩堝の開口に対向する基板の成膜対象面に薄膜が形成される。

【0003】

特許文献１には、材質の異なる二種類の材料の坩堝からなる二重構造の坩堝が開示されている。この坩堝は、熱伝導率の高い材料からなる外側坩堝と、外側坩堝の内側に配置され赤外線放射率の高い材料からなる内側坩堝とを有し、外側坩堝に設けられた加熱手段により、内側坩堝内に収容された蒸着材料を加熱することで、蒸着材料を昇華させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１０４８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

蒸着法によって基板に成膜処理を行った後に坩堝内に残留した蒸着材料は、坩堝内から除去し、新たな蒸着材料を坩堝内に投入することで、次の成膜処理に備える。しかしながら、蒸着材料が坩堝の内壁面に固着するような態様で残留することがある。これは成膜処理中に加熱された蒸着材料の一部が融解し、冷却過程で凝固して坩堝の内壁面に固着するためと推測される。固着した蒸着材料は坩堝から容易に取り出すことができないため、坩堝を再度加熱して昇華させることによって坩堝から除去する必要がある。そのため、成膜処理後の蒸着材料の交換や坩堝の洗浄に手間がかかるという課題がある。

【0006】

本発明は、蒸着材料が固着することを抑制できる蒸着用坩堝及び蒸着装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、第１坩堝と、前記第１坩堝の内側に設けられ、蒸着材料を収容する第２坩堝
と、を備え、
前記第２坩堝の材料の熱伝導率は前記第１坩堝の材料の熱伝導率より大きい蒸着用坩堝であって、
蒸着材料を放出するノズルを有し、前記第１坩堝の上部を覆う蓋部を備え、前記蓋部は、前記ノズルを構成する第１壁部と、上面部と、前記第１壁部より大きい外周径を有し前記第１坩堝との連結部を構成する第２壁部と、を有し、
前記第１壁部の厚さ、及び、前記上面部の厚さが、それぞれ、前記第２壁部の厚さより大きく、
前記蓋部より下方に設けられ、前記蒸着材料の通過する開口を有する板部をさらに備えることを特徴とする蒸着用坩堝である。

【0008】

本発明は、第１坩堝と、前記第１坩堝の内側に設けられ、蒸着材料を収容する第２坩堝と、を備え、
前記第２坩堝の材料はモリブデン、タンタル及びタングステンのいずれかであり、
蒸着材料を放出するノズルを有し、前記第１坩堝の上部を覆う蓋部を備え、前記蓋部は、前記ノズルを構成する第１壁部と、上面部と、前記第１壁部より大きい外周径を有し前記第１坩堝との連結部を構成する第２壁部と、を有し、
前記第１壁部の厚さ、及び、前記上面部の厚さが、それぞれ、前記第２壁部の厚さより大きく、
前記蓋部より下方に設けられ、前記蒸着材料の通過する開口を有する板部をさらに備えることを特徴とする蒸着用坩堝である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、蒸着材料が固着することを抑制できる蒸着用坩堝及び蒸着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１に係る蒸着用坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図

【図2】実施例１に係る蒸着用坩堝の斜視図及び断面図

【図3】実施例１におけるコントローラによるヒータの制御態様を模式的に示す図

【図4】実施例２に係る蒸着用坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図

【図5】実施例３に係る蒸着用坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図

【図6】実施例４に係る蒸着用坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図

【図7】実施例５に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に説明する。ただし、構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。以下の説明において、特に断らない限り、上方、下方の用語はそれぞれ鉛直方向上向き、下向きを表し、装置は水平面に設置されて状態で使用されるものとする。蒸着装置において基板ホルダに保持された状態の基板の成膜対象面は、基板の撓みを考慮しない理想的な状態で、水平面に平行であるとする。また、平行、垂直、円、直線等の幾何学的な形状や関係を示す用語は、製造公差等による数学的に厳密な形状や関係に限定されず、それからのずれを包含するものとする。

【0012】

（実施例１）
図１は本発明の実施例１に係る蒸着用坩堝（以下、単に坩堝という）を有する蒸着装置を示す模式的断面図である。図２は実施例１に係る坩堝の斜視図及び断面図である。

【0013】

実施例１の蒸着装置１は、表示装置や照明装置等に用いられる有機ＥＬ素子の機能膜を基板４０の成膜対象面４１に蒸着法により形成する装置である。蒸着装置１は、真空容器１０と、真空容器１０内に配置される、基板４０を保持する基板ホルダ３０と、蒸着材料７０を収容する坩堝２０と、坩堝２０を加熱するためのヒータ５０と、ヒータ５０の動作を制御するコントローラ６０とを有する。

【0014】

なお、蒸着装置１は、坩堝２０及び基板４０を相対的に移動させながら成膜を行うための坩堝２０や基板ホルダ３０の移動機構や、真空容器１０の外部から成膜処理前の基板４０を搬入し、成膜処理後の基板４０を搬出する搬送機構や、成膜処理後に坩堝２０内に残留した蒸着材料７０を除去して新たな蒸着材料７０に交換する交換機構等を有し得るが、本発明の説明としては本質的でないので詳細な記載は省略する。また、蒸着装置１における成膜は、基板４０の成膜対象面４１に成膜パターンに対応する開口を有するマスクを装着した状態で行われる。蒸着装置１を用いた有機ＥＬ素子の製造装置は、蒸着装置１とは独立した装置において、マスクとのアライメントやマスクの装着等の処理を行い、マスクが装着された基板４０を蒸着装置１に搬入して成膜を行う。その他、本発明の坩堝及び蒸着装置は、蒸着法を用いて基板に対し成膜を行う任意の製造装置に適用できる。

【0015】

坩堝２０は、第１坩堝２１と、第１坩堝２１の内側に設けられた第２坩堝２２とを有する。第１坩堝２１及び第２坩堝２２は円筒形状の有底の容器であり上方に開放している。第１坩堝２１の内径は第２坩堝２２の外径より僅かに大きく、第１坩堝２１の内壁面と第２坩堝２２の外壁面との隙間は０．１～０．３ｍｍである。すなわち、第１坩堝２１の内径と第２坩堝２２の外径との差が、０．１ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下である。これにより、第２坩堝２２は第１坩堝２１に対し着脱可能である。第２坩堝２２の側壁部の厚さは０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下である。側壁部の厚さが０．５ｍｍ以下で十分薄いため、第１坩堝２１及び第２坩堝２２の二重構造であっても蒸着材料７０の充填量に対する影響は小さく、十分な充填量を確保することができる。また、側壁部の厚さが０．１ｍｍ
以上であるため、第２坩堝２２は十分な強度で形状を維持することができ、第２坩堝２２を第１坩堝２１に対し着脱する際の良好な操作性を確保することができる。

【0016】

第１坩堝２１と第２坩堝２２とは底部で接触しており、第２坩堝２２の外壁面の高さＨ２は、第１坩堝２１の内壁面の高さＨ１より低く、実施例１ではＨ２はＨ１の２／３以下である。第１坩堝２１の内壁面の高さＨ１は、例えば、第１坩堝２１の底面から、坩堝２０の内部空間を規定する上面部までの距離である。本実施例では、上面部は後述の蓋部２５によって構成されている。この場合、第１坩堝２１の内壁面の一部が、第１坩堝２１とは別の部材である蓋部２５によって構成されることもある。第１坩堝２１とは別の部材によって構成された部分も、便宜的に、第１坩堝２１の内壁面の一部と考えてよい。あるいは、第１坩堝２１の内壁面の高さＨ１は、第１坩堝２１の底面から、第１坩堝２１と上面部を構成する部材との境界までの距離としてもよい。第２坩堝２２の外壁面の高さＨ２は、例えば、第２坩堝２２の外面における底部から上端までの距離である。第２坩堝２２は、第１坩堝２１の材料より大きな熱伝導率を有する材料により構成される。実施例１では、第１坩堝２１の材料はチタン（Ｔｉ）であり、第２坩堝２２の材料はモリブデン（Ｍｏ）である。

【0017】

坩堝２０は、蓋部２５と、蓋部２５より下方に設けられた板部２３とを有する。蓋部２５の中心付近には蒸着材料を放出するノズル２６が設けられる。蓋部２５は、ノズル２６を構成する第１壁部２５１と、上面部２５２と、第１壁部２５１より大きい外周径を有し、第１坩堝２１との連結部を構成する第２壁部２５３と、を有する。第１壁部２５１の厚さ、及び、上面部２５２の厚さは、それぞれ、第２壁部２５３の厚さより大きい。また、蓋部２５は、第１壁部２５１の周囲、及び、上面部２５２の上を覆うカバー部材２５４をさらに備える。板部２３の周縁付近には蒸着材料の通過する複数の開口２４が設けられる。板部２３は、第１坩堝２１の内壁面における、第２坩堝２２の上端から離れた位置に設けられる。板部２３は、第２坩堝２２の上端から離れた位置において、第１坩堝２１によって支持されている。板部２３により蒸着材料７０の突沸が抑制される。蓋部２５と第１坩堝２１との結合部には、リング形状のシール部材２５５が配置されている。シール部材２５５は、金属で形成され、好適には第１坩堝２１と同じ材料（本実施例ではチタン）で形成される。

【0018】

蒸着材料７０は第２坩堝２２内に収容される。蒸着材料７０は基板４０の成膜対象面４１に金属膜を形成するための金属材料であり、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等を例示できる。

【0019】

ヒータ５０は、第１坩堝２１の周囲に設けられる。ヒータ５０は、第２坩堝２２の上端より上側に配置された上部ヒータ５１と、第２坩堝２２の上端より下側に配置された下部ヒータ５２とを有する。上部ヒータ５１及び下部ヒータ５２はコントローラ６０により独立に制御可能である。

【0020】

ヒータ５０の加熱によって第１坩堝２１に与えられた熱は、第１坩堝２１を介して第２坩堝２２に伝わり、さらに第２坩堝２２から蒸着材料７０へ伝わる。蒸着材料７０は第２坩堝２２から伝わる熱により加熱されて気化し、板部２３の開口２４及び蓋部２５のノズル２６を通って坩堝２０の上方へ放出される。坩堝２０から放出された蒸着材料７０の気体は、蓋部２５のノズル２６に対向する基板４０の成膜対象面４１に付着する。これにより、基板４０に薄膜が形成される。

【0021】

図３は、コントローラ６０によるヒータ５０の制御態様を模式的に示す図である。図３（Ａ）は温度の時間変化を示しており、グラフＡは板部２３（上部ヒータ５１）の温度変化を示し、グラフＢは蒸着材料７０（下部ヒータ５２）の温度変化を示す。図３（Ｂ）は
コントローラ６０がヒータ５０に対し出力する制御値の時間変化を示しており、グラフＣは上部ヒータ５１に対する制御値を示し、グラフＤは下部ヒータ５２に対する制御値を示す。図３（Ｃ）は坩堝２０からの蒸着材料７０の蒸発レートを示す。

【0022】

蒸着装置１による成膜処理が開始されると、コントローラ６０は、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１において上部ヒータ５１による加熱を開始し、それに遅れて時刻ｔ２において下部ヒータ５２による加熱を開始する。このように、下部ヒータ５２による加熱開始タイミングを上部ヒータ５１による加熱開始タイミングに対し遅延させることにより、図３（Ａ）に示すように、上部ヒータ５１の近くに配置された板部２３の温度が先に上昇し、それに遅れて下部ヒータ５２の近くに配置された蒸着材料７０の温度が上昇する。そして、蒸着材料７０が昇華し始める時刻ｔ３において、板部２３の温度は目標温度に到達している。板部２３の目標温度は、蒸着材料７０の凝固点より高い温度である。これにより、昇華した蒸着材料７０が板部２３において凝固することを抑制することができる。

【0023】

第１坩堝２１は熱伝導率の小さい材料であるチタン製であるため、上部ヒータ５１による熱は、内側に第２坩堝２２が配置されている第１坩堝２１の下部には伝達しにくい。また、第２坩堝２２の高さは第１坩堝２１の高さの２／３以下であるため、熱伝導率の高い第２坩堝２２は上部ヒータ５１や板部２３から離れている。そのため、下部ヒータ５２より先行して加熱開始した上部ヒータ５１や板部２３からの輻射熱の影響で蒸着材料７０が想定よりも早く昇華し始めることを抑制できる。蒸着材料７０が想定よりも早く昇華し始めると、昇華した蒸着材料７０がまだ十分に温度が上昇していない板部２３において凝固してしまうことがあるが、実施例１の蒸着装置１によれば、板部２３に蒸着材料７０が付着することを抑制できる。

【0024】

第２坩堝２２は熱伝導率の大きい材料であるモリブデン製であるため、下部ヒータ５２による熱が時間的にも空間的にも均一に蒸着材料７０に伝わり、蒸着材料７０を良好に昇華させることができる。したがって、成膜処理中に加熱された蒸着材料７０の一部が融解して冷却過程で凝固して第２坩堝２２の内壁面に固着することを抑制でき、成膜処理後に蒸着材料７０が第２坩堝２２の内壁面に固着するような態様で残留することを抑制できる。これにより、成膜処理後の蒸着材料７０を第２坩堝２２から容易に取り出すことが可能になるため、蒸着材料７０の交換や坩堝２０の洗浄にかかる手間を削減できる。

【0025】

第２坩堝２２の側壁部の厚さは０．５ｍｍ以下で十分薄いため、第１坩堝２１を介して第２坩堝２２に伝わった下部ヒータ５２の熱は、効率よく輻射熱として蒸着材料７０に伝わる。これにより、二重構造の坩堝の外部にヒータを設置した場合でも十分な温度制御性が得られる。

【0026】

基板４０に対する成膜処理が完了した後、坩堝２０の蓋部２５及び板部２３が取り外されるとともに、第１坩堝２１から第２坩堝２２が取り外される。取り外された第２坩堝２２内に蒸着材料７０が残留している場合でも、蒸着材料７０は第２坩堝２２の内壁面に固着していないため、容易に取り出すことができる。したがって、第２坩堝２２からの残留した蒸着材料７０の除去及び次の成膜処理に備えた新たな蒸着材料７０の投入の処理を効率よく実行することができる。

【0027】

以上、説明したように、実施例１の坩堝２０及び蒸着装置１によれば、蒸着材料７０が固着することを抑制できる。なお、第１坩堝２１と第２坩堝２２の材料の熱伝導率の差は大きいほうが好ましい。第１坩堝２１の材料であるチタンの熱伝導率は１７Ｗ／ｍＫであり、第２坩堝２２の材料であるモリブデンの熱伝導率は１４７Ｗ／ｍＫであり、十分に大きな差を有する。他に、第２坩堝２２の材料としては、タンタル（Ｔａ、熱伝導率５７．５Ｗ／ｍＫ）、タングステン（Ｗ、熱伝導率１９８Ｗ／ｍＫ）を採用することもできる。
なお、第２坩堝２２の材料がモリブデン、タンタル又はタングステンの場合、第１坩堝２１の材料はチタンに限らない。また、第２坩堝２２の材料の熱伝導率が第１坩堝２１の材料の熱伝導率より大きければ、第１坩堝２１及び第２坩堝２２の材料は実施例１の例に限られない。

【0028】

（実施例２）
本発明の実施例２について説明する。実施例１と共通の構成要素には実施例１と共通の名称及び符号を用い、詳細な説明は省略する。図４は実施例２に係る坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図である。実施例２の坩堝２００が有するヒータ５００は、第１坩堝２１のうち内側に第２坩堝２２が設けられていない上部及び内側に第２坩堝２２が設けられている下部の全体を加熱する。ヒータ５００において、第１坩堝２１のうち第２坩堝２２の上端より上側の部分を加熱する上部加熱部５１０の加熱力が、第１坩堝２１のうち第２坩堝２２の上端より下側の部分を加熱する下部加熱部５２０の加熱力より大きい。ヒータ５００が抵抗加熱により加熱を行う場合、上部加熱部５１０の抵抗値を下部加熱部５２０の抵抗値より大きくすることで加熱力を異ならせることができる。ヒータ５００が誘導加熱により加熱を行う場合、上部加熱部５１０のコイル巻き数を下部加熱部５２０のコイル巻き数より大きくすることで加熱力を異ならせることができる。その他、加熱力を異ならせる構成はこの例に限られない。

【0029】

コントローラ６０はヒータ５００の動作を制御する。コントローラ６０がヒータ５００による加熱を開始すると、上部加熱部５１０及び下部加熱部５２０は同時に昇温し始めるが、上部加熱部５１０の方が加熱力が大きいため、第１坩堝２１のうち上部が下部よりも温度上昇が速い。そのため、実施例１で説明した図３と同様に、蒸着材料７０が昇華し始めるタイミングで板部２３の温度が十分高い状態になる。したがって、昇華した蒸着材料７０が板部２３において凝固することを抑制できる。また、下部加熱部５２０の加熱力は小さいが、第２坩堝２２の材料は熱伝導率が大きいため、蒸着材料７０を均一に加熱することができ、一部が融解して第２坩堝２２の内壁面に固着することを抑制できる。

【0030】

以上、説明したように、実施例２の坩堝２００及び蒸着装置１によれば、蒸着材料７０が固着することを抑制できる。

【0031】

（実施例３）
本発明の実施例３について説明する。実施例１と共通の構成要素には実施例１と共通の名称及び符号を用い、詳細な説明は省略する。図５は実施例３に係る坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図である。実施例３の坩堝２１０は、実施例１及び２における板部２３を有しない。実施例３の坩堝２１０が有するヒータ５１１は、第１坩堝２１のうち内側に第２坩堝２２が設けられていない上部及び内側に第２坩堝２２が設けられている下部の全体を加熱する。ヒータ５１１は、第１坩堝２１の上部において蓋部２５を加熱できるように配置されている。

【0032】

コントローラ６０はヒータ５１１の動作を制御する。コントローラ６０がヒータ５１１による加熱を開始すると、まず蓋部２５が温度上昇し始める。第２坩堝２２の高さは第１坩堝２１の高さの２／３以下であるため、第２坩堝２２は蓋部２５から離れており、蓋部２５からの輻射熱の影響を受けにくい。また、第１坩堝２１の材料の熱伝導率は小さいため、蓋部２５からの熱が第２坩堝２２に伝わりにくい。そのため、実施例１で説明した図３と同様に、蒸着材料７０が昇華し始めるタイミングで蓋部２５の温度が十分高い状態になる。したがって、昇華した蒸着材料７０が蓋部２５において凝固することを抑制できる。また、第２坩堝２２の材料は熱伝導率が大きいため、蒸着材料７０を均一に加熱することができ、一部が融解して第２坩堝２２の内壁面に固着することを抑制できる。

【0033】

以上、説明したように、実施例３の坩堝２１０及び蒸着装置１によれば、蒸着材料７０が固着することを抑制できる。

【0034】

（実施例４）
本発明の実施例４について説明する。実施例１と共通の構成要素には実施例１と共通の名称及び符号を用い、詳細な説明は省略する。図６は実施例４に係る坩堝を有する蒸着装置を示す模式的断面図である。実施例４の坩堝２１１は、実施例１及び２における板部２３を有しない。また、第２坩堝２２０の高さは第１坩堝２１の高さと同等である。ヒータ５１１は、実施例３と同様、第１坩堝２１の全体を加熱し、上部において蓋部２５を加熱できるように配置されている。

【0035】

コントローラ６０はヒータ５１１の動作を制御する。コントローラ６０がヒータ５１１による加熱を開始すると、まず蓋部２５が温度上昇し始める。また、ヒータ５１１による熱は熱伝導率の小さい第１坩堝２１を介して第２坩堝２２に伝わり、第２坩堝２２からの輻射熱が蒸着材料７０に伝わる。第２坩堝２２の材料は熱伝導率が大きいため、蒸着材料７０を均一に加熱することができ、一部が融解して第２坩堝２２の内壁面に固着することを抑制できる。

【0036】

以上、説明したように、実施例４の坩堝２１１及び蒸着装置１によれば、蒸着材料７０が固着することを抑制できる。

【0037】

（その他）
各実施例で説明した種々の特徴的な要素を、第２坩堝の材料の熱伝導率が第１坩堝の材料の熱伝導率より大きいという条件、又は、第２坩堝の材料がモリブデン、タンタル及びタングステンのいずれかであるという条件を満たす限りにおいて適宜組み合わせた構成は、本発明に含まれる。例えば、実施例１において第２坩堝は第１坩堝に対し着脱可能な構成を例示したが、第２坩堝が第１坩堝に固定された構成でもよい。また、実施例１から３において第２坩堝の高さが第１坩堝の高さの２／３以下である構成を例示したが、第２坩堝の高さは、板部や蓋部からの輻射熱の影響により板部や蓋部が蒸着材料の凝固点以上に昇温する前に蒸着材料が昇華し始めないという条件を満たすように、板部、蓋部、第１坩堝、第２坩堝、ヒータ等の形状、性能、材料等に応じて適宜設計される。また、実施例１のように独立に制御可能な複数のヒータを有する構成では各ヒータの昇温開始タイミングを調整してもよい。また、第２坩堝の側壁部の厚さが０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下である構成を例示したが、第２坩堝の側壁部の厚さは、第１坩堝、第２坩堝の形状、成膜対象の基板のサイズ、蒸着材料の物性、第２坩堝の着脱可能性の要否等の種々の条件に応じて適宜設計される。

【0038】

（実施例５）
上記の実施例の蒸着装置を用いた成膜装置によって基板上に有機膜を形成し電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスとして有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子を製造する方法を例に説明する。なお、電子デバイスはこれに限定はされない。例えば、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサの製造にも本発明は適用できる。実施例５の電子デバイスの製造方法においては、上記の実施形態の成膜装置を用いて、基板５に有機膜を成膜する工程を有する。また、基板５に有機膜を成膜した後に、金属膜又は金属酸化物膜を成膜する工程を有する。このような工程により製造される有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置６００の構造について、以下に説明する。

【0039】

図７（Ａ）は有機ＥＬ表示装置６００の全体図、図７（Ｂ）は有機ＥＬ表示装置６００一つの画素の断面構造を表している。図７（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６００の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２がマトリクス状に複数配置されてい
る。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６１において所望の色の表示が可能な最小単位を指している。有機ＥＬ表示装置６００は、互いに異なる色で発光する第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、及び第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、及び第３発光素子６２Ｂはそれぞれ、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子である。なお、画素当たりの発光素子の数や発光色の組み合わせはこの例に限られない。例えば、黄色発光素子、シアン発光素子、及び白色発光素子の組み合わせや、少なくとも１色以上であればよい。また、各発光素子は複数の発光層が積層されて構成されていてもよい。

【0040】

画素６２を同じ色で発光する複数の発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように異なる色変換素子が配置されたカラーフィルタを用いて、１つの画素６２が所望の色を表示可能としてもよい。例えば、画素６２を３つの白色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、及び青色の色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。また、画素６２を３つの青色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、及び無色の色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。なお、画素当たりの発光素子の数や発光色の組み合わせはこれら例に限られない。後者の場合には、カラーフィルタを構成する材料として量子ドット（ＱＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）材料を用いた量子ドットカラーフィルタ（ＱＤ－ＣＦ）を用いることで、量子ドットカラーフィルタを用いない有機ＥＬ表示装置よりも表示色域を広くすることができる。

【0041】

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板５に、第１電極（陽極）６４、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、又は６６Ｂ、電子輸送層６７、及び第２電極（陰極）６８が形成された有機ＥＬ素子を有する。正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ、及び電子輸送層６７が有機層である。発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。なお、カラーフィルタ又は量子ドットカラーフィルタを用いる場合には、各発光層の光出射側、すなわち、図７（Ｂ）の上部又は下部にカラーフィルタ又は量子ドットカラーフィルタが配置される。

【0042】

発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子である有機ＥＬ素子である。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂの配列のパターンにしたがって形成されている。第１電極６４は、発光素子毎に形成されており、互いに分離している。正孔輸送層６５、電子輸送層６７、及び第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂで共有するように形成されていてもよいし、発光素子毎に分離して形成されていてもよい。第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９が設けられている。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Ｐが設けられている。

【0043】

電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。

【0044】

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電極６４が形成された基板５を準備する。

【0045】

次に、第１電極６４が形成された基板５の上にアクリル樹脂やポリイミド等の樹脂層をスピンコートで形成し、樹脂層をリソグラフィ法により、第１電極６４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６９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。

【0046】

次に、絶縁層６９がパターニングされた基板５を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各層の成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施形態のいずれかに記載された蒸着装置を用いた成膜装置である。

【0047】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板５を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板５とマスク６とのアライメントを行い、基板５をマスク６の上に載置し、基板５の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。実施形態２の成膜装置を用いることにより、マスク６と基板５のアライメントを高精度で行うことができ、マスク６と基板５とを良好に密着させることができるため、高精度な成膜を行うことができる。

【0048】

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのそれぞれは単層であってもよいし、複数の異なる層が積層された層であってもよい。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。実施形態２では、電子輸送層６７、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは真空蒸着により成膜される。

【0049】

続いて、電子輸送層６７の上に第２電極６８を成膜する。第２電極は真空蒸着によって形成してもよいし、スパッタリングによって形成してもよい。その後、第２電極６８が形成された基板５を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層Ｐを成膜する封止工程が行われ、有機ＥＬ表示装置６００が完成する。なお、ここでは保護層Ｐ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。

【0050】

絶縁層６９がパターニングされた基板５を成膜装置に搬入してから保護層Ｐの成膜が完了するまでの間に、基板５が水分や酸素を含む雰囲気に曝される、発光層が水分や酸素によって劣化する可能性がある。実施形態２において、成膜装置間の基板５の搬入搬出は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。

【符号の説明】

【0051】

１：蒸着装置、２０：坩堝、２１：第１坩堝、２２：第２坩堝、５０：ヒータ、７０：蒸着材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】