JP5506147B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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Description
飽和蒸気圧曲線に従えば、材料収容部に充填される成膜材料に加える温度を高くすれば、成膜速度は指数的に上昇することが知られている。しかし有機発光素子を構成する成膜材料には、蒸発あるいは昇華温度と材料分解温度との温度差が非常に狭いものを含むことが多い。このため、実用的な成膜速度(0.1〜100Å/sec)での温度範囲において、温度のみの調整で高い成膜速度を達成することは困難である。
材料収容部内で成膜材料が気化する表面積を増やすことで、成膜速度を増加させられることが知られている。ただし、有機発光素子を構成する有機材料の熱伝導性が低いため、広い表面全体で均一温度を達成することは困難であり、通常は温度分布が形成されてしまう。一方で、上記(1)にも記載したように、実用的な成膜速度での許容温度範囲が狭いことから、形成される温度分布によっては、材料収容部に接触する高温部分での材料分解が懸念される。このような課題によって、成膜速度を高めるために表面積を広げる方法は、有機発光素子を構成している有機材料に適用することが難しい。
ひとつの基板に対して材料収容部の数を増やすと、その積分効果により成膜速度を高めることが可能である。ただし、個々の材料収容部で制御される成膜速度にはばらつきがあり、材料収容部の数を増やすことで基板面内での膜厚分布の誤差が増えてしまう。
ここでは大量生産時のことを考慮して、材料収容部をある一定温度で加熱しつづける場合、又は材料収容部内が飽和蒸気圧近傍に到達している場合を前提とし、圧力差ΔPはコンダクタンスに依存しないものとして扱う。
一般的に、並列及び直列の合成コンダクタンスは(式3)、(式4)で表せることが知られている。
直列接続の合成コンダクタンス:C=(1/C1+1/C2+1/C3+・・・)− 1
(式4)
比較例の合成コンダクタンス:Cref.=(Cm×Ca)/(Cm+Ca) (式6)
比較例の合成コンダクタンス:Cref.=(1/2)×A (式8)
合成コンダクタンス比:C1/Cref.=3/2>1 (式9)
∴C1>Cref. (式10)
図6に示す従来型の成膜装置を用いて、実施例1と同様に、基板上に堆積した膜の厚さを計測した。なお実施例1と同じ成膜速度20Å/secを達成するために、材料収容部の温度を390℃が必要であった。
10 材料収容部
11 加熱機構
12 供給路
13 放出口
14 連結空間
15 ゲートバルブ
16 圧力検出器
20 流量調整機構
30 膜厚速度制御装置
31 成膜速度設定部
32 圧力分布検出手段
33 成膜速度制御手段
34 開度調整手段
Claims (5)
- 真空又は減圧状態で、昇華又は蒸発した成膜材料を基板に成膜する成膜室と、
それぞれ成膜材料を収容し、加熱手段によって昇華又は蒸発させる複数の材料収容部と、
前記材料収容部ごとに設けられた供給路を経由して前記複数の材料収容部から供給される成膜材料を、前記成膜室において前記基板に向けて放出させる放出口と、
前記複数の材料収容部と前記放出口との間で、複数の前記供給路を互いに連結する連結空間と、
前記連結空間に配置された複数の圧力検出器と、
前記複数の材料収容部と前記連結空間との間に、前記供給路ごとに前記成膜材料の流量を調整する流量調整機構と、
前記流量調整機構を制御する成膜速度制御装置と、を備え、
前記成膜速度制御装置が、前記複数の圧力検出器により検出された圧力分布データに基づいて算出される成膜速度変動と、あらかじめ設定された成膜速度変動の許容値とを比較し、前記許容値から逸脱しないように前記各流量調整機構を制御して、前記複数の材料収容部から供給される成膜材料を、前記連結空間を介して前記放出口から放出させることを特徴とする成膜装置。 - 前記複数の材料収容部が前記成膜室の外に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- 前記複数の材料収容部にそれぞれ設けられた前記加熱手段は、互に独立して制御が可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。
- 前記複数の流量調整機構は、互に独立して制御が可能であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の成膜装置。
- 真空又は減圧状態の成膜室に配置した基板に放出口を対向させ、複数の材料収容部を加熱して昇華又は蒸発させた成膜材料を、前記材料収容部ごとに設けられた供給路を経由して前記放出口から放出して前記基板に成膜する成膜方法において、
前記複数の材料収容部から供給される前記成膜材料を、複数の前記供給路を互いに連結する連結空間に供給する工程と、
前記連結空間に供給された前記成膜材料を前記放出口から放出し、前記基板に成膜する工程と、を有し、
前記連結空間に配置された複数の圧力検出器により検出された圧力分布データに基づいて算出される成膜速度変動と、あらかじめ設定された成膜速度変動の許容値とを比較し、前記許容値から逸脱しないように、前記複数の材料収容部の前記供給路にそれぞれ設けられた流量調整機構を制御して、前記連結空間に供給される成膜材料の流量を調整することを特徴とする成膜方法。
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