特許 7535831 有機材料用蒸発源、及び有機材料蒸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-08

(45)【発行日】2024-08-19

(54)【発明の名称】有機材料用蒸発源、及び有機材料蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20240809BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024003767

(22)【出願日】2024-01-15

【審査請求日】2024-01-29

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514208932

【氏名又は名称】株式会社テクノブレイズ

(74)【代理人】

【識別番号】100178331

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 宏二

(72)【発明者】

【氏名】根岸 敏夫

【審査官】安積 高靖

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３２５４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２６９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００８４９５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－０７９４３４３（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－２２５７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５１２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２５３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８７８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８４６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８４６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８４６６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空槽内に配置され、種類が異なる有機材料を収容し当該有機材料を第１加熱手段により加熱し蒸発させる複数の蒸発部と、
前記真空槽内に配置され、容器の形状をなし、前記容器を区画し形成され前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料を混合する混合領域、前記容器を区画しかつ前記混合領域と区画されて形成され、前記容器に形成された貫通孔を介して前記混合領域と繋がり前記混合領域で混合した蒸気が前記貫通孔を介して流入し当該蒸気を滞留させる滞留領域、前記滞留領域に面して形成され当該滞留領域で滞留させた蒸気を前記真空槽内に放出する複数の放出口を有する放出部と、を有し、
前記複数の放出口は、当該放出口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように前記放出部の一部領域に形成されることで末広がり状に形成されている有機材料用蒸発源。

【請求項2】

前記放出部は、前記容器を区画し前記混合領域及び前記滞留領域と区画されて形成され、前記容器に形成された接続用孔を介して前記混合領域と繋がり前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料が個別に流入する各区画室を有し、前記接続用孔を介して各区画室から各有機材料の蒸気が前記混合領域に流入する請求項１に記載の有機材料用蒸発源。

【請求項3】

前記放出部を加熱する第２加熱手段と、前記複数の蒸発部と前記放出部との間に位置された配管であり前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料を前記放出部に送る接続部と、をさらに有し、前記接続部は、当該接続部を加熱する第３加熱手段を有し、
前記第１加熱手段は、各蒸発部での有機材料の蒸発速度を基に温度制御され、
前記第２及び第３加熱手段は、前記放出部内及び前記接続部内で有機材料の蒸気が結露しないように温度制御される請求項１又は２に記載の有機材料用蒸発源。

【請求項4】

前記複数の蒸発部と前記真空槽とを連通させて前記複数の蒸発部で蒸発した蒸気を当該複数の蒸発部から前記真空槽に排出可能にする排出手段をさらに有する請求項１に記載の有機材料用蒸発源。

【請求項5】

前記放出口の内径と高さの比が５以上かつ２０以下である請求項１に記載の有機材料用蒸発源。

【請求項6】

前記複数の蒸発部の数は、２以上４以下である請求項１記載の有機材料用蒸発源。

【請求項7】

前記請求項１に記載の有機材料用蒸発源を有し、前記有機材料用蒸発源から放出された有機材料を用いて、Ｃ－ＭＯＳ半導体が形成されているＳｉウエハ基板に有機ＥＬ素子、又はイメージセンサー素子を形成する有機材料蒸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機材料用蒸発源、及び有機材料蒸着装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、基板に対して均一な膜厚分布の成膜が可能な有機材料用蒸発源、及び有機材料蒸着装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

この有機材料用蒸発源では、ホスト材料を蒸発させるためのホスト蒸発源と、ドーパント材料を蒸発させるためのドーパント蒸発源とを有している。ここで、ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源は、基板の回転中心軸を基準として末広がり形状（扇形状）に形成されており、対向する基板の投影面積内に納まるように、基板の回転中心軸の周方向にそれぞれ配置されている。

【0004】

そして、ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源には、有機材料の蒸気を通過させるための蒸発口（放出口、吐出口）が複数形成されている。ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源において、複数の蒸発口は、基板の回転中心軸を中心とした複数の同心円上に位置するように形成されている。

【0005】

ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源にこのように複数の蒸発口が形成されていることで、蒸発口から放出される有機材料の蒸気の量が、基板の回転中心軸を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加する。これにより、基板に対して均一な膜厚分布の成膜が可能になっている。

【0006】

また、この有機材料用蒸発源は、ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源を基板に対向して配置し当該基板に対する成膜が可能になっていることで、従来の有機材料用蒸発源のように蒸発源が基板に対してオフセンター配置になっていないため、有機材料の使用効率が高くなっている。

【0007】

さらに、ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源からの有機材料の蒸気を基板に対してほぼ垂直に進入させることが可能になるため、デバイスの画素内の有機材料の充填率を高めることができるとともに、デバイスの画素の微細化が可能になる。

【0008】

例えば、ＡＲ（Augmented Reality、拡張現実）やＶＲ（Virtual Reality、拡張現実）で使用されるユーザの装着デバイスで要求される２０００～３０００ｄｐｉの画素も実現可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特許第４５５８３７５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

前述の有機材料用蒸発源のホスト蒸発源及びドーパント蒸発源では、有期材料に含まれる水分も加熱され蒸発するが、その水蒸気がホスト蒸発源及びドーパント蒸発源の内圧を高くしてしまう。そのようになると、蒸発口での蒸気の流動が粘性流の流動になってしまい、蒸発口からの蒸気の放出方向は、様々な方向成分をもつようになる。その結果、ホスト蒸発源及びドーパント蒸発源からの有機材料の蒸気を、基板に対して垂直に進入させることが困難になってしまう。

【0011】

本発明の目的は、有機材料の蒸気の量を基板の回転中心軸を基準として末広がり状に増加させる技術において、蒸発源からの有機材料の蒸気を、基板に対して垂直に進入させることを可能にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、真空槽内に配置され、種類が異なる有機材料を収容し当該有機材料を第１加熱手段により加熱し蒸発させる複数の蒸発部と、
前記真空槽内に配置され、容器の形状をなし、前記容器を区画し形成され前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料を混合する混合領域、前記容器を区画しかつ前記混合領域と区画されて形成され、前記容器に形成された貫通孔を介して前記混合領域と繋がり前記混合領域で混合した蒸気が前記貫通孔を介して流入し当該蒸気を滞留させる滞留領域、前記滞留領域に面して形成され当該滞留領域で滞留させた蒸気を前記真空槽内に放出する複数の放出口を有する放出部と、を有し、前記複数の放出口は、当該放出口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように前記放出部の一部領域に形成されることで末広がり状に形成されている有機材料用蒸発源である。
本発明の第２の態様では、前記放出部は、前記容器を区画し前記混合領域及び前記滞留領域と区画されて形成され、前記容器に形成された接続用孔を介して前記混合領域と繋がり前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料が個別に流入する各区画室を有し、前記接続用孔を介して各区画室から各有機材料の蒸気が前記混合領域に流入することが好ましい。

【0013】

本発明の第３の態様では、前記放出部を加熱する第２加熱手段と、前記複数の蒸発部と前記放出部との間に位置された配管であり前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料を前記放出部に送る接続部と、をさらに有し、前記接続部は、当該接続部を加熱する第３加熱手段を有し、前記第１加熱手段は、各蒸発部での有機材料の蒸発速度を基に温度制御され、前記第２及び第３加熱手段は、前記放出部内及び前記接続部内で有機材料の蒸気が結露しないように温度制御されることが好ましい。

【0014】

本発明の第４の態様では、前記複数の蒸発部と前記真空槽とを連通させて前記複数の蒸発部で蒸発した蒸気を当該複数の蒸発部から前記真空槽に排出可能にする排出手段をさらに有することが好ましい。

【0015】

本発明の第５の態様では、前記放出口の内径と高さの比が５以上かつ２０以下であることが好ましい。

【0016】

本発明の第６の態様では、前記複数の蒸発部の数は、２以上４以下であることが好ましい。

【0017】

前記課題を解決するために、本発明の第７の態様は、有機材料用蒸発源を有し、前記有機材料用蒸発源から放出された有機材料を用いて、Ｃ－ＭＯＳ半導体が形成されているＳｉウエハ基板に有機ＥＬ素子、又はイメージセンサー素子を形成する有機材料蒸着装置である。

【発明の効果】

【0018】

本発明の前記第１，２，７の態様によれば、有機材料用蒸発源、又は有機材料蒸着装置は、放出部において混合領域と滞留領域とを容器で区画することで当該混合領域と当該滞留領域とで内圧を分離することが可能になり、滞留領域内の蒸気の流動を分子流領域の流動にできる。有機材料用蒸発源は、滞留領域内の蒸気の流動を分子流領域の流動にできることで、放出口内の蒸気の流動も分子流領域の流動にでき、有機材料用蒸発源から放出される有機材料の蒸気を、真空槽内に配置されている基板に対して垂直に進入させることができる。

【0019】

本発明の前記第３の態様によれば、有機材料用蒸発源は、放出部内及び接続部内の温度を制御できるため、放出部内及び接続部内の有機材料の蒸気の流動を制御できる。また、有機材料用蒸発源は、第１乃至第３加熱手段を個別に備えてそれらを個別に制御することで、蒸発部での有機材料の蒸発速度を所望の速度の制御できる。

【0020】

本発明の前記第４の態様によれば、有機材料用蒸発源は、各蒸発部で蒸発した水蒸気を真空槽に排出することで、放出口から水蒸気を放出してしまうことを防止できる。これにより、有機材料用蒸発源は、成膜に水分が含まれてしまい有機材料が加水分解されてしまい、デバイスが劣化してしまうようなことを防止できる。

【0021】

さらに、本発明の前記第４の態様によれば、有機材料用蒸発源は、各蒸発部で蒸発した水蒸気を真空槽に排出する際に、各蒸発部内と真空槽とが連通状態になるため、各蒸発部の内圧も真空槽と同等な真空度にすることができる。これにより、接続部内や放出部内を流れる有機材料の蒸気が接続部内や放出部内で急激に減圧されて膨張してしまうようなことを防止でき、接続部内や放出部内での有機材料の蒸気の流動を適切に制御できる。

【0022】

本発明の前記第５の態様によれば、有機材料用蒸発源は、放出口から放出される有機材料の蒸気を基板に対して垂直に進入させることができる。

【0023】

本発明の前記第６の態様によれば、有機材料用蒸発源は、いわゆる１ホスト１ドーパント又は１ホスト２ドーパント、１ホスト３ドーパントの蒸発源を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、有機材料蒸着装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、放出板における複数の放出口の形成例を示す図である。

【図3】図３は、蒸発源の温度Ａ、放出板の温度Ｂ，及び接続部の温度Ｃの変化、並びに有機材料の蒸発速度Ｄの変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、有機材料蒸着装置を挙げている。

【0026】

（構成）
図１は、有機材料蒸着装置１の構成の一例を示す図である。

【0027】

図１に示すように、有機材料蒸着装置１は、蒸発部１０、及び蒸着部２００を有している。蒸発部１０、及び蒸着部２００は、真空槽２内に配置されている。真空槽２内で、下部に蒸発部１０が配置され、上部に蒸着部２００が配置されている。真空槽２は、真空槽２の外部に設けられた図示しない真空排気装置によって１０^－５（Ｐａ）の真空度まで減圧可能とされている。

【0028】

蒸発部１０は、ホスト蒸発源２０、ドーパント蒸発源３０、第１及び第２接続部４０，５０、放出部（吐出部）６０を有している。蒸発部１０では、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０、第１及び第２接続部４０，５０、並びに放出部６０の順番で上方向に配置されている。

【0029】

ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０は、横方向で隣接して配置されている。ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０の上方に放出部６０が配置されていて、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０は、第１及び第２接続部４０，５０によって放出部６０と接続されている。

【0030】

ホスト蒸発源２０は、有機系のホスト材料（蒸発材料）５００を蒸発させるための蒸発源である。ホスト蒸発源２０は、グラファイトからなる円筒形状の第１蒸発用容器（ルツボ）２１を、上端が開口されている第１収容部２２内に収容している。第１蒸発用容器２１内にホスト材料５００が充填されている。第１収容部２２の周囲には、第１収容部２２内に収容されている第１蒸発用容器２１を加熱するためのコイル２３が巻き付けられている。コイル２３は、真空槽２の外部に設けられた図示しない電源から調整可能な電圧が印加される。これにより、第１蒸発用容器２１は、コイル２３への印加電圧が調整されて、ホスト材料５００の蒸発に適した温度に調整される。

【0031】

また、第１収容部２２の底部は、当該底部から放熱されないように断熱部材２４によって断熱されている。さらに、第１収容部２２の底部には、第１収容部２２を上下動するための第１上下動機構２５が設けられている。

【0032】

ドーパント蒸発源３０は、有機系のドーパント材料（蒸発材料）６００を蒸発させるための蒸発源である。ドーパント蒸発源３０の基本構成は、ホスト蒸発源２０と同様である。すなわち、ドーパント蒸発源３０は、グラファイトからなる円筒形状の第２蒸発用容器（ルツボ）３１を、上端が開口されている第２収容部３２内に収容している。第２蒸発用容器３１内にドーパント材料６００が充填されている。ただ、第２収容部３２及び第２蒸発用容器３１は、第１収容部２２及び第１蒸発用容器２１よりも小径で小型のものである。第２収容部３２の周囲には、第２収容部３２内に収容されている第２蒸発用容器３１を加熱するためのコイル３３が巻き付けられている。コイル３３は、真空槽２の外部に設けられた図示しない電源から調整可能な電圧が印加される。これにより、第２蒸発用容器３１は、コイル３３への印加電圧が調整されて、ドーパント材料６００の蒸発に適した温度に調整される。

【0033】

また、第２収容部３２の底部は、当該底部から放熱されないように断熱部材３４によって断熱されている。さらに、第２収容部３２の底部には、当該第２蒸発用容器３１を上下動するための第２上下動機構３５が設けられている。

【0034】

第１接続部４０は、ホスト蒸発源２０と放出部６０とを接続する配管からなる。ホスト蒸発源２０で蒸発したホスト材料が、第１接続部４０によって、放出部６０に送られる。

【0035】

ホスト蒸発源２０の第１収容部２２は、第１上下動機構２５によって上下動されて第１接続部４０に対して接離可能とされている。第１収容部２２の上端部２２ａと第１接続部４０の下端部４０ａとが接触した状態で、第１収容部２２内及び第１蒸発用容器２１内と第１接続部４０内とが外部（真空槽２）に対して遮断された状態に保たれる。一方、第１接続部４０の上端部４０ｂは、放出部６０に対して常時接続されている。

【0036】

第１接続部４０は、円管部４１と、当該円管部４１の外周に沿って巻きつけられた加熱用のコイル４２と、当該円管部４１及び当該コイル４２を収容する円管形状の保温部４３とを有している。円管部４１は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。コイル４２は、真空槽２の外部に設けられた図示しない電源から調整可能な電圧が印加される。これにより、第１接続部４０は、コイル４２への印加電圧が調整されて、温度が調整される。

【0037】

また、第２接続部５０は、ドーパント蒸発源３０と放出部６０とを接続する配管からなる。ドーパント蒸発源３０で蒸発したドーパント材料が、第２接続部５０によって、放出部６０に送られる。

【0038】

ドーパント蒸発源３０の第２収容部３２は、第２上下動機構３５によって上下動されて第２接続部５０に対して接離可能とされている。第２収容部３２の上端部３２ａと第２接続部５０の下端部５０ａとが接触した状態で、第２収容部３２内及び第２蒸発用容器３１内と第２接続部５０内とが外部（真空槽２）に対して遮断された状態に保たれる。一方、第２接続部５０の上端部５０ｂは、放出部６０に対して常時接続されている。

【0039】

第２接続部５０は、第１接続部４０と同様に、円管部５１と、当該円管部５１の外周に沿って巻きつけられた加熱用のコイル５２と、当該円管部５１及び当該コイル５２を収容する円管形状の保温部５３とを有している。円管部５１は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。コイル５２は、真空槽２の外部に設けられた図示しない電源から電圧が印加される。これにより、第２接続部５０は、コイル５２への印加電圧が調整されて、温度が調整される。

【0040】

放出部６０は、本体部７０、放出板（吐出板）８０、第１及び第２分散板９０，１００を有している。

【0041】

本体部７０は、円盤形状をなした略容器形状をなしている。本体部７０は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。本体部７０には、内周面の上下方向に円形の第１乃至第３溝部７１，７２，７３が形成されて、底部７０ａを有する有底形状になっている。本体部７０は、当該本体部７０の外周に沿って巻きつけられた加熱用のコイル７４と、当該本体部７０及び当該コイル７４を収容する保温材からなる保温部７５とを有している。

【0042】

第１溝部７１は、本体部７０の上端に形成されている。第２溝部７２は、第１溝部７１よりも小さい直径で第１溝部７１と同心円とされて当該第１溝部７１の下に形成されている。第３溝部７３は、第２溝部７２よりも小さい直径で第１及び第２溝部７２と同心円とされて当該第２溝部７２の下に形成されている。

【0043】

放出板８０は、平板の円盤形状をなしており、本体部７０の第１溝部７１を閉塞するように、本体部７０の上端に取り付けられている。放出板８０の直径は、蒸着部２００に取り付けられる基板７００の直径と同程度である。放出板８０は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。放出板８０には、当該放出板８０の厚さ方向に貫通する複数の放出口８１が形成されている。

【0044】

図２は、放出板８０における複数の放出口８１の形成例を示す図である。

【0045】

図２に示すように、複数の放出口８１は、放出板８０の中心軸又は放出板８０が対向する基板７００の中心軸を中心とする直径が異なる複数の同心円８０ａに沿って配置されつつ、当該放出板８０の径方向に向かって末広がり状になるように配置されている。これにより、複数の放出口８１の数は、放出板８０の外周側に近くなるほど多くなる。このように、放出板８０の外周側に近くなるほど放出口８１の数を多くすることで、蒸着部２００において回転操作される基板７００に対して、当該基板７００の径方向でも均一の厚さに有機材料を蒸着させることを可能にしている。

【0046】

ここで、放出口８１の直径は、例えば、１～３（ｍｍ）程度であるが、この値に限定されないことは言うまでもない。この放出口８１は、オリフィスであり、所定のアスペクト比になるように設計されている。例えば、有機材料の種類等に応じて、アスペクト比で１～２０、好ましくは、５～２０になるように、放出口８１の直径及び長さ（高さ、厚さ）が設計されている。なお、放出口８１の長さが長すぎると、蒸発した有機材料が放出口８１内でつまり易くなり、放出口８１内での蒸発した有機材料の流れを分子流として保てなくなり、放出口８１の長さが短すぎると、放出口８１内での蒸発した有機材料の流れを分子流に保てるが、放出口８１から吐出される蒸発した有機材料の入射角が大きくなってしまう。

【0047】

第１分散板９０は、平板の円盤形状をなしており、本体部７０の第２溝部７２を閉塞するように、第１溝部７１の下端に取り付けられている。第１分散板９０は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。放出板８０と第１分散板９０によって第１溝部７１において閉塞された空部は、滞留室（滞留領域）７６を形成している。第１分散板９０には、中心に、厚さ方向に貫通する貫通孔９１が形成されている。貫通孔９１の直径は、例えば、５～１０（ｍｍ）である。

【0048】

第２分散板１００は、第１分散板９０と同様、平板の円盤形状をなしている。第２分散板１００は、第３溝部７３を閉塞するように、第２溝部７２の下端に設置されている。第２分散板１００は、例えば、ＳＵＳ又はアルミで構成されている。第１分散板９０と第２分散板１００によって第２溝部７２において閉塞された空部は、混合室（混合領域）７７を形成している。第２分散板１００には、厚さ方向に貫通する第１及び第２貫通孔１０１，１０２が形成されている。第１貫通孔１０１は、第１接続部４０の円管部４１の中心軸に一致するように第２分散板１００に形成されている。また、第２貫通孔１０２は、第２接続部５０の円管部５１の中心軸に一致するように第２分散板１００に形成されている。第１及び第２貫通孔１０１，１０２の直径は、例えば、５～１０（ｍｍ）である。

【0049】

本体部７０の底部７０ａには、当該底部７０ａを貫通する第１及び第２接続用孔７８，７９が形成されている。第１接続用孔７８と第２接続用孔７９とは、底部７０ａにおいて周方向で１８０°離れた位置に形成されている。すなわち、第１接続用孔７８と第２接続用孔７９とは、本体部７０の中心軸を介して対向する位置に形成されている。そして、第１接続用孔７８は、例えば、放出板８０に形成されている放出口８１の直下に位置するように本体部７０の底部７０ａに形成されている。第１接続用孔７８に第１接続部４０が接続され、第２接続用孔７９に第２接続部５０が接続されている。

【0050】

また、本体部７０の底部７０ａと第２分散板１００との間には、第２分散板１００の直径方向に延びる仕切り部１１０が設けられている。仕切り部１１０は、本体部７０の底部７０ａと第２分散板１００とで形成される閉塞された空部を、第１接続用孔７８が形成されている側と第２接続用孔７９が形成されている側とを区画している。以下、第１接続用孔７８が形成されている側の区画室を、第１区画室１１１といい、第２接続用孔７９が形成されている側の区画室を、第２区画室１１２という。

【0051】

また、放出部６０には、第１及び第２蒸発速度測定用センサ１２１、１２２が取り付けられている。第１蒸発速度測定用センサ１２１は、放出板８０、第１及び第２分散板９０，１００を貫通して外部から挿入されており、その測定部が第１区画室１１１内に臨んでいる。第１蒸発速度測定用センサ１２１は、ホスト蒸発源２０で蒸発したホスト材料の蒸発速度を測定する。また、第２蒸発速度測定用センサ１２２も、放出板８０、第１及び第２分散板９０，１００を貫通して外部から挿入されており、その測定部が第２区画室１１２内に臨んでいる。第２蒸発速度測定用センサ１２２は、ドーパント蒸発源３０で蒸発したドーパント材料の蒸発速度を測定する。なお、第１蒸発速度測定用センサ１２１は、放出口８１を避けて放出部６０に設けられている。

【0052】

また、放出部６０は、本体部７０の上面から側面にかけて周囲を断熱部材１２０で覆われており、さらに、断熱部材１２０の外周が、冷却部１３０で覆われている。断熱部材１２０及び冷却部１３０は、放出板８０に形成されている放出口８１に対応する部分が開口されている。断熱部材１２０は、主に、加熱されている放出部６０の温度を維持し、冷却部１３０は、主に、加熱されている放出部６０の熱が蒸着部２００に伝わらないようにする。この冷却部１３０により、基板７００の温度が所定の温度に保たれる。

【0053】

本体部７０の上部には、シャッタ１４０が設けられている。シャッタ１４０は、板形状をなし、断熱部材１２０及び冷却部１３０の開口部の上方に位置されており、蒸着部２００に対して放出部６０の放出口８１を開閉する。シャッタ１４０は、図示しないシャッタ開閉操作機構によって所定のタイミングで回動操作されて放出口８１を開閉する。このシャッタ１４０の開閉操作によって、基板７００に蒸着される膜厚を制御でき、さらに、不用意に放出部６０の熱が蒸着部２００に伝わるのを防止できる。

【0054】

蒸着部２００は、基板７００及びマスク２２０を操作するための回転操作機構２１０及び図示しないアライメント機構を有している。回転操作機構２１０は、基板７００を回転させるための機構からなる。回転操作機構２１０は、円盤形状の基板ホルダ２１１を有しており、基板ホルダ２１１を回転させて基板ホルダ２１１に取り付けられた基板７００を回転操作する。ここで、基板ホルダ２１１の回転中心、すなわち、基板７００の回転中心は、放出板８０の中心軸と一致している。ここで、基板７００は、例えば、Ｃ－ＭＯＳ半導体が形成されているＳｉウエハ基板である。

【0055】

また、アライメント機構は、基板７００と当該基板７００の下方に配置されるマスク２２０との位置関係を調整するための機構からなる。マスク２２０は、アライメント機構の図示しないマスクホルダに保持されており、マスクホルダが操作されて、位置決めがなされる。

【0056】

この蒸着部２００の横方向に近傍に、膜厚センサ２３０が配置されている。膜厚センサ２３０は、基板７００に蒸着された蒸着層（成膜）の厚さを推定するためのセンサである。

【0057】

（動作、作用等）
有機材料蒸着装置１における動作、及びその作用等の一例について説明する。

【0058】

先ず、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２上下動機構２５，３５が駆動されて、ホスト蒸発源２０（第１収容部２２）の上端部と第１接続部４０の下端部との間に所定の隙間が形成され、ドーパント蒸発源３０（第２収容部３２）の上端部と第２接続部５０の下端部との間に所定の隙間が形成される。なお、この時点では、シャッタ１４０は閉じられた状態である。

【0059】

続いて、有機材料蒸着装置１は、図示しない真空排気装置が駆動されて、真空槽２内の圧力が１０^－５（Ｐａ）の真空圧力に調整される。

【0060】

続いて、有機材料蒸着装置１は、放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０のコイル７４，４２，５２に電圧が印加されて、放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０が所定の温度まで加熱される。ここで、所定の温度は、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０における温度が、ホスト蒸発源２０のホスト材料、及びドーパント蒸発源３０のドーパント材料は蒸発しないが、ホスト材料やドーパント材料に含まれている水分が蒸発する温度である。この所定の温度を所定の時間維持する。すなわち、有機材料蒸着装置１は、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０で直接加熱することなく、放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０の加熱後の温度だけで、ホスト材料やドーパント材料を加熱し、それらに含まれている水分だけを蒸発させる。これにより、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０のホスト材料やドーパント材料に含まれている水分が蒸発し、水蒸気として、上述の隙間から真空槽２内に放出される。この際、真空槽２内の圧力が１０^－５（Ｐａ）の真空圧力に維持されていることが確認される。

【0061】

ここで、図３は、蒸発源の温度Ａ、放出板８０の温度Ｂ，及び接続部の温度Ｃの変化、並びに有機材料の蒸発速度Ｄの変化の一例を示す図である。左側の縦軸は、温度を示し、右側の縦軸は、蒸発速度を示す。横軸は、時間経過を示す。ここで、蒸発源は、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０の何れかで良いが、例えば、ホスト蒸発源２０とする。この場合、接続部は、第１接続部４０になり、有機材料の蒸発速度は、第１区画室１１１で第１蒸発速度測定用センサによって測定されるホスト材料の蒸発速度である。

【0062】

図３に示すように、放出部６０及び接続部が加熱されて、放出板８０及び接続管の温度Ｂ，Ｃが高くなると、それにつられて蒸発源の温度Ａも高くなるのがわかる。これにより、蒸発源の有機材料に含まれている水分が蒸発する。

【0063】

このようにして放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０を加熱しホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０のホスト材料やドーパント材料から水分を蒸発させた後、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２上下動機構２５，３５が駆動される。これにより、ホスト蒸発源２０（第１収容部２２）の上端部と第１接続部４０の下端部とが隙間がなくなるように接続され、ドーパント蒸発源３０（第２収容部３２）の上端部と第２接続部５０の下端部とが隙間がなくなるように接続される。これにより、第１収容部２２内及び第１蒸発用容器２１内と第１接続部４０内とが外部（真空槽２）に対して遮断され、第２収容部３２内及び第２蒸発用容器３１内と第２接続部５０内も外部（真空槽２）に対して遮断される。

【0064】

続いて、有機材料蒸着装置１は、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０のコイル２３，３３に電圧が印加されて、ホスト材料及びドーパント材料が蒸発するそれぞれの所定の温度まで加熱される。なお、この時点で放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０の加熱によって、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０も既に温度上昇しているため、有機材料蒸着装置１は、常温から加熱する場合よりも電力を抑えて、ホスト材料及びドーパント材料を加熱し蒸発させることができる。

【0065】

図３に示すように、時刻ａ（例えば、１５０（ｍｉｎ））付近で蒸発源（温度Ａ）の加熱が開始されると、有機材料の蒸発も始まる（有機材料の蒸発速度Ｄが上昇し始める）のがわかる。

【0066】

以上のような温度制御により、ホスト蒸発源２０及びドーパント材料で蒸発したホスト材料及びドーパント材料が、第１及び第２接続部４０，５０を介して放出部６０に送られる。放出部６０では、ホスト蒸発源２０で蒸発したホスト材料が、第１区画室１１１を経て、混合室７７に流れ込む。また、ドーパント蒸発源３０で蒸発したドーパント材料が、第２区画室１１２を経て、混合室７７に流れ込む。混合室７７で、ホスト材料の蒸気とドーパント材料の蒸気とが混合されて、混合された蒸気が、放出部６０の滞留室７６に流れ込む。滞留室７６で、混合室７７に流れ込んだ混合蒸気が滞留する。

【0067】

ここで、有機材料蒸着装置１は、放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０が加熱されて、放出部６０、並びに第１及び第２接続部４０，５０の温度がホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０の蒸発温度よりも高い温度になっている。これにより、放出部６０内、並びに第１及び第２接続部４０，５０内でホスト材料及びドーパント材料の蒸気が結露してしまうのを防止できる。

【0068】

このとき、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２区画室１１２それぞれに設置されている第１及び第２蒸発速度測定用センサ１２１，１２２によって、ホスト材料及びドーパント材料の蒸発速度を測定する。有機材料蒸着装置１は、蒸発速度が所定の蒸発速度になっているとき、基板ホルダ２１１を所定の回転速度で回転させる。このとき、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２区画室１１２それぞれに設置されている第１及び第２蒸発速度測定用センサ１２１，１２２によって、蒸発速度が所定の蒸発速度に維持されるように、コイル２３，３３によるホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０の加熱温度が制御される。その後、有機材料蒸着装置１は、シャッタ１４０が開かれる。これにより、放出板８０の放出口８１からの混合蒸気が、蒸着部２００に放出されて、蒸着部２００で基板７００に蒸着されて成膜される。

【0069】

その後、有機材料蒸着装置１は、膜厚センサ２３０の測定によって基板７００上の成膜厚さが所定の膜厚になったとされたとき、シャッタ１４０が閉じられて、基板７００への蒸着を完了する。これにより、基板７００に各種の素子が形成される。素子は、例えば、ＡＲやＶＲ等でも使用可能な有機ＥＬ素子やイメージセンサー素子である。

【0070】

（効果等）
（１）有機材料蒸着装置１は、放出部６０が混合室７７と滞留室７６とで区画されることで当該混合室７７と滞留室７６とでその内圧を分離することが可能になり、滞留室７６内の蒸気の流動を分子流領域の流動にできる。有機材料蒸着装置１は、滞留室７６内の蒸気の流動を分子流領域の流動にできることで、放出口８１内の蒸気の流動も分子流領域の流動にでき、各蒸発源２０，３０で蒸発させた有機材料の蒸気を、真空槽２内に配置されている基板７００に対して垂直に進入させることができる。

【0071】

（２）有機材料蒸着装置１は、放出口８１から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように放出部６０において放出口８１が形成されているので、基板７００に対して均一な膜厚分布の成膜が可能になる。

【0072】

（３）有機材料蒸着装置１は、コイル７４，４２，５２によって放出部６０内及び第１及び第２接続部４０，５０内の温度を制御できるため、放出部６０内及び第１及び第２接続部４０，５０内の有機材料の蒸気の流動を制御できる。また、有機材料蒸着装置１は、ホスト蒸発源２０、ドーパント蒸発源３０、第１及び第２接続部４０，５０、並びに放出部６０が各コイル２３，３３，４２，５２，７４をそれぞれ備えて、各部２０，３０，４０，５０，６０が個別に温度制御されることで、ホスト蒸発源２０、ドーパント蒸発源３０での有機材料の蒸発速度を所望の速度に制御できる。

【0073】

（４）有機材料蒸着装置１は、第１及び第２接続部４０，５０によって放出部６０とホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０との間に一定の距離を確保できるため、放出部６０の熱によって、その上流に位置するホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０までも不用意に加熱されてしまうことを防止できる。さらに、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２接続部４０，５０の存在によって、一方の蒸発源からの有機材料の蒸気が他方の蒸発源に放出部６０を迂回して流れ込んでしまうことを抑制でき、一方の蒸発源からの有機材料の蒸気によって他方の蒸発源が不用意に加熱されてしまうことを防止できる。この結果、有機材料蒸着装置１は、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０の温度を所望の温度の管理できる。

【0074】

（５）有機材料蒸着装置１は、第１及び第２上下動機構２５，３５の動作によって、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０で蒸発した水蒸気を真空槽２に排出することで、放出口８１から水蒸気を放出してしまうことを防止できる。これにより、有機材料蒸着装置１は、成膜に水分が含まれてしまい有機材料が加水分解されてしまい、デバイスが劣化してしまうようなことを防止できる。

【0075】

（６）有機材料蒸着装置１は、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０で蒸発した水蒸気を真空槽２に排出する際に、ホスト蒸発源２０、及びドーパント蒸発源３０の各収容部２１，３１内と真空槽２とが連通状態になるため、各収容部２２，３２の内圧も真空槽２と同等な真空度にすることができる。これにより、第１及び第２接続部４０，５０内や放出部６０内を流れる有機材料の蒸気が第１及び第２接続部４０，５０内や放出部６０内で急激に減圧されて膨張してしまうようなことを防止でき、第１及び第２接続部４０，５０内や放出部６０内での有機材料の蒸気の流動を適切に制御できる。

【0076】

（７）有機材料蒸着装置１は、放出口の内径と高さの比が５以上かつ２０以下であることで、放出口８１から放出される有機材料の蒸気を基板７００に対して垂直に進入させることができる。

【0077】

なお、前記の実施形態では、蒸発部１０は、例えば、有機材料用蒸発源を構成している。また、コイル２３，３３は、例えば、第１加熱手段を構成している。また、コイル７４は、例えば、第２加熱手段を構成している。また、コイル４２，５２は、例えば、第３加熱手段を構成している。また、第１及び第２上下動機構２５，３５は、例えば、排出手段を構成している。

【0078】

（変形例等）
前記の実施形態の他の例として、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２接続部４０，５０を有さず、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０と放出部６０とが直結される構成とされることもできる。

【0079】

また、前記の実施形態の他の例として、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２接続部４０，５０、並びに放出部６０がコイルを有しない構成とされることもできる。

【0080】

また、前記の実施形態の他の例として、有機材料蒸着装置１は、第１及び第２上下動機構２５，３５以外の機構、構成によって、ホスト蒸発源２０及びドーパント蒸発源３０の水蒸気を真空槽２内に排出することもできる。

【0081】

また、前記の実施形態の他の例として、有機材料蒸着装置１は、蒸発部の数を、２つの他に３つ、又は４つにすることもできる。これにより、有機材料蒸着装置１は、いわゆる１ホスト１ドーパント又は１ホスト２ドーパント、１ホスト３ドーパントの蒸発源を実現できる。

【0082】

また、前記の実施形態の他の例として、第１及び第２蒸発速度測定用センサ１２１，１２２は、有機材料の蒸発速度が測定できるものであれば、他の構成とされることもできる。

【0083】

また、前記の実施形態では、真空槽内に配置され、種類が異なる有機材料を収容し当該有機材料を第１加熱手段により加熱し蒸発させる複数の蒸発部と、前記真空槽内に配置され、容器の形状をなし、前記容器を区画し形成され前記複数の蒸発部で蒸発した有機材料を混合する混合領域、前記容器を区画し形成され前記混合領域で混合した蒸気を滞留させる滞留領域、前記滞留領域に面して形成され当該滞留領域で滞留させた蒸気を前記真空槽内に放出する複数の放出口を有する放出部と、を有し、前記放出口は、当該放出口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように前記放出部において形成されている有機材料用蒸発源を実現している。

【0084】

また、前記の実施形態では、有機材料用蒸発源から放出された有機材料を用いて、Ｃ－ＭＯＳ半導体が形成されているＳｉウエハ基板に有機ＥＬ素子、又はイメージセンサー素子を形成する有機材料蒸着装置を実現している。

【0085】

また、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0086】

１ 有機材料蒸着装置、２ 真空槽、１０ 蒸発部、２０ ホスト蒸発源、２３，３３，４２，５２，７４ コイル、２５，３５ 上下動機構、３０ ドーパント蒸発源、４０，５０ 接続部、６０ 放出部、７６ 滞留室、７７ 混合室、８０ 放出板、８１ 放出口

【要約】      （修正有）

【課題】有機材料の蒸気の量を基板の回転中心軸を基準として末広がり状に増加させる技術において、蒸発源からの有機材料の蒸気を、基板に対して垂直に進入させることを可能にする。
【解決手段】有機材料蒸着装置１は、真空槽内に配置され、種類が異なる有機材料を収容し当該有機材料を加熱用のコイル２３，３３により加熱し蒸発させる複数の蒸発部２０，３０と、真空槽内に配置され、容器の形状をなし、容器を区画し形成され複数の蒸発部で蒸発した有機材料を混合する混合室７７、容器を区画し形成され混合室で混合した蒸気を滞留させる滞留室７６、滞留室に面して形成され当該滞留室で滞留させた蒸気を真空槽内に放出する複数の放出口８１を有する放出部６０と、を有し、放出口は、当該放出口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように放出部８０において形成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】