JP2010031344A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成膜する際に基板表面に異物が付着することにより膜に欠陥が生じるのを防止し、製造歩留りを向上できる成膜装置を提供すること。
【解決手段】成膜装置１００は、膜材料２２を蒸発させて基板２８の表面２８ａに成膜する成膜装置であって、成膜室１０と、成膜室１０内の底部１４側に配置されており、膜材料２２を収容するハース２０と、成膜室１０内にハース２０に対向して配置されており、基板２８を保持する保持部２６と、成膜室１０内にプロセスガス４９が導入されるガス導入口１８と、成膜室１０の底部１４に設けられた開口部１４ａと、開口部１４ａを介して成膜室１０に連通されており、成膜室１０内の雰囲気を排気する排気口３４が設けられた排気室３０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置に関する。

半導体装置や有機エレクトロルミネセンス装置（以下有機ＥＬ装置と呼ぶ）において、基板表面に薄膜を形成する方法として、例えば真空蒸着法や高密度プラズマ成膜法が用いられている。これらの成膜法では、膜材料を蒸発させて基板表面に堆積させることにより膜材料からなる薄膜が形成される。ところで、蒸発した膜材料は成膜室内の防着板等にも付着する他、成膜室の底部に堆積する。そして、成膜の際に防着板から剥がれた膜材料や底部に堆積した膜材料が舞い上がって、成膜室内に異物として浮遊することがある。このような異物が基板表面に付着すると、異物が付着した部分で膜厚が薄くなることや膜が形成されないことで、膜に欠陥が生じてしまう。

そこで、成膜室の側壁に設けられた排気口と、排気口よりも基板寄りであり排気口とは平面投影位置で蒸発源を間に挟んで反対側の側壁に設けられたガスの導入口と、を備えた成膜装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような成膜装置によれば、成膜中に導入口から排気口に向かう横方向のガスの流れが生じるので、ガスが流れる範囲の高さに存在する異物が基板に向かうのを抑制できる。

また、成膜室内を上部と下部とに仕切る仕切板と、成膜室の下部側に設けられた排気口とを備えた成膜装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような成膜装置によれば、成膜室内を真空排気する際に成膜室の下部側から排気するので、成膜室の底部に堆積した異物が基板に向かって舞い上がるのを抑制できる。

特開平１１−１７２４１６号公報 特開２００５−２４８３１１号公報

しかしながら、このような従来の成膜装置では、成膜中に材料の突沸等により高く舞い上がる異物が基板に向かうのを抑制することは困難である。また、成膜室の底部に堆積した異物が成膜中に舞い上がるリスクは低減されない。そのため、薄膜を形成する際に基板表面に異物が付着することにより膜に欠陥が生じてしまい、その結果、半導体装置や有機ＥＬ装置の製造歩留りが低下するという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る成膜装置は、膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する成膜装置であって、成膜室と、前記成膜室内の底部側に配置されており、前記膜材料を収容する蒸発源と、前記成膜室内に前記蒸発源に対向して配置されており、前記基板を保持する保持部と、前記成膜室内にプロセスガスが導入されるガス導入口と、前記成膜室の前記底部に設けられた開口部と、前記開口部を介して前記成膜室に連通されており、前記成膜室内の雰囲気を排気する排気口が設けられた排気室と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、成膜室内の雰囲気が排気室から排気口を介して成膜装置外に排気されるので、ガス導入口から成膜室内に導入されるプロセスガスは、成膜室の底部に設けられた開口部を通って、排気口が設けられた排気室に流れる。このため、成膜室内に、成膜室の底部に向かう方向、すなわち保持部に保持された基板に対向する側に向かって基板から遠ざかる方向にプロセスガスの流れができる。これにより、成膜中に成膜室内に存在する異物が基板に向かって舞い上がるのを抑制できる。

また、成膜室の底部に排気室が連通されているので、成膜室内に浮遊する異物はプロセスガスの流れの方向に沿って排気室に移動する。このため、成膜室内に存在する異物の量を低減できる。これにより、成膜室の内部に浮遊する異物や底部に堆積した異物が成膜中に舞い上がるリスクを低減できる。したがって、このような成膜装置を用いれば、半導体装置や有機ＥＬ装置を歩留りよく製造することができる。

［適用例２］上記適用例に係る成膜装置であって、前記開口部は、前記蒸発源と平面的に重なるとともに前記蒸発源の周囲よりも大きくてもよい。

この構成によれば、排気室が連通される開口部は蒸発源の周囲よりも大きいので、平面視において蒸発源の周囲には成膜室の底部がない。このため、蒸発源の周囲に異物が発生したり落下したりしても、異物は成膜室から排気室に移動する。

［適用例３］上記適用例に係る成膜装置であって、前記ガス導入口は、前記成膜室内の前記保持部側に設けられていてもよい。

この構成によれば、保持部に保持された基板側から対向する底部側に向かう方向にプロセスガスの流れができる。これにより、成膜中に成膜室内に存在する異物が基板に向かって舞い上がるのをより効果的に抑制できる。

［適用例４］上記適用例に係る成膜装置であって、前記ガス導入口は、前記保持部の背面側に設けられていてもよい。

この構成によれば、基板が保持された保持部の背面側から成膜室の底部に向かう方向にプロセスガスの流れができる。これにより、成膜中に、成膜室内に存在する異物が基板に向かって舞い上がるのを抑制するのに加えて、流れるプロセスガスにより基板を冷却できる。基板が冷却されることで、基板表面に形成される薄膜の膜質を向上できる。

［適用例５］上記適用例に係る成膜装置であって、前記成膜室内の前記底部側に配置されており、前記成膜室内を仕切る多孔性の仕切板をさらに備え、前記蒸発源は、前記仕切板よりも前記保持部側に位置していてもよい。

この構成によれば、多孔性の仕切板により成膜室が仕切られており、蒸発源は仕切板よりも保持部側に位置している。このため、成膜室において仕切板よりも底部側に異物が存在しても、蒸発源から膜材料が蒸発する際に周囲から舞い上がるのを抑制できる。

［適用例６］上記適用例に係る成膜装置であって、プラズマを前記蒸発源に導入することにより前記膜材料を蒸発させるプラズマ導入部をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、プラズマ成膜法により歩留りよく成膜可能な成膜装置を提供できる。

以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の厚さや寸法の比率等は適宜異ならせてある。

（第１の実施形態）
＜成膜装置＞
まず、第１の実施形態に係る成膜装置について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。詳しくは、図１（ａ）は成膜装置の全体構成を示す断面図あり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線において平面視した状態を示す図である。なお、図１（ｂ）では、図１（ａ）における基板の投影位置を図示してある。

第１の実施形態に係る成膜装置１００は、成膜室１０と、保持部２６と、排気室３０と、プラズマ導入部４０とを備えている。成膜装置１００は、イオンプレーティング法を用いた成膜装置である。成膜装置１００によれば、緻密な薄膜を形成することができる。

成膜室１０は、真空チャンバであり、上部１２と、底部１４と、側部１６とを有している。成膜室１０の底部１４には、開口部１４ａが設けられている。開口部１４ａは、例えば円形状である。開口部１４ａの形状は、矩形や多角形であってもよい。成膜室１０は、開口部１４ａを介して排気室３０に連通されている。

成膜室１０内の底部１４側には、蒸発源としてのハース２０が配置されている。ハース２０は、排気室３０の底部に設けられた支持台２４により支持されている。ハース２０には、膜材料２２が収容される。ハース２０の外周には、環状の陽極４６が配置されている。開口部１４ａは、ハース２０と平面的に重なるとともにハース２０の周囲よりも大きくなっている。

成膜室１０の側部１６には、ガス導入口１８が設けられている。ガス導入口１８は、例えば、上部１２側および底部１４側に各２箇所配置されている。ガス導入口１８から成膜室１０内にプロセスガス４９が導入される。ガス導入口１８には、成膜室１０内に導入されるプロセスガス４９の導入量を制御するマスフローコントローラ（図示しない）が接続されている。プロセスガス４９として、例えば、アルゴンガスや窒素ガスが用いられる。

ここで、プロセスガスとは、成膜等の反応に使用されるガスのことを指す。また、成膜中に、成膜室内の雰囲気を不活性な状態に保つため、あるいは基板等を冷却するため等の目的で他のガスが使用される場合、これらのガスもプロセスガスに含めるものとする。なお、ガス導入口１８の数および配置はこの形態に限定されないが、上部１２側に少なくとも１箇所配置されていることが好ましい。後述するが、ガス導入口１８が上部１２側に配置されていると、成膜室１０内において、保持部２６側からその対向する底部１４側に向かって遠ざかる方向にプロセスガス４９の流れが生じ易くなる。

保持部２６は、成膜室１０内の上部１２側にハース２０に対向して配置されている。保持部２６は、基板２８の表面２８ａがハース２０に対向するように基板２８を保持する。保持部２６は、例えば、ラック・アンド・ピニオン方式の駆動装置あるいはロボットアーム等を備えた搬送機構（図示しない）により、基板２８を保持した状態で、ハース２０に対して矢印で示す所定の方向に相対移動することができる。保持部２６は、この搬送機構により、成膜室１０と他の成膜室や処理室等との間を移動可能である。

排気室３０は、開口部１４ａを介して成膜室１０に連通されている。排気室３０は、開口部１４ａと略同一形状の断面を有し成膜室１０に接続される側部と、開口部１４ａと略同一形状の底部と、を有している。排気室３０の側部には、排気口３４が設けられている。排気口３４は、排気室３０の底部に設けられていてもよい。排気室３０は、排気口３４を介して排気ポンプ（図示しない）に接続されている。排気ポンプにより、成膜室１０内の雰囲気が、開口部１４ａを通過して排気室３０に流れ、排気室３０から排気口３４を介して成膜装置１００外に排気される。これにより、成膜室１０内を真空に近い減圧状態に保つことができる。

プラズマ導入部４０は、プラズマ生成器４１と、直流電源４２と、磁場発生コイル４４と、前述の陽極４６とを備えている。プラズマ生成器４１は、成膜室１０の側部１６に設けられた開口部を介して、成膜室１０に接続されている。プラズマ導入部４０は、プラズマ生成器４１に導入されるプロセスガス４７をプラズマ化してプラズマ４８を発生させ、そのプラズマ４８をハース２０に収容された膜材料２２に導入する機能を有している。プロセスガス４７として、例えばアルゴンガスが用いられる。

成膜装置１００では、プラズマ４８がハース２０に収容された膜材料２２に導入されることにより、膜材料２２が加熱されて蒸発する。蒸発した膜材料２２は、プラズマ４８によりイオン化され活性度の高い状態となって、保持部２６に保持された基板２８の表面２８ａに堆積する。これにより、基板２８の表面２８ａに、膜材料２２からなる薄膜が成膜される。

ところで、成膜室１０内には、成膜の際に蒸発した膜材料２２のうち、上部１２や側部１６に付着したものや底部１４に堆積したものが存在する。これらの膜材料が、成膜の際に剥がれたり舞い上がったりして、成膜室１０内に異物として浮遊することがある。また、ハース２０の周囲は、膜材料２２の突沸等により異物が発生し易い。一方で、ハース２０の周囲では、成膜時に異物が舞い上がる可能性が高い。このような異物が基板２８の表面２８ａに付着すると、異物が付着した部分で膜厚が薄くなることや膜が形成されないことにより、膜に欠陥が生じてしまう。

成膜装置１００では、成膜室１０内の雰囲気が排気室３０から排気口３４を介して成膜装置１００外に排気されるので、ガス導入口１８から成膜室１０内に導入されるプロセスガス４９は、成膜室１０の底部１４に設けられた開口部１４ａを通って、排気口３４が設けられた排気室３０に流れる。このため、成膜室１０内に、底部１４に向かう方向、すなわち基板２８に対向する側に向かって、基板２８から遠ざかる方向にプロセスガス４９の流れができる。これにより、成膜中に成膜室１０内に存在する異物が基板２８に向かって舞い上がるのを抑制できる。

また、成膜室１０の底部１４に排気室３０が連通されているので、成膜室１０内に浮遊する異物は、プロセスガス４９の流れに沿って排気室３０に移動し、プロセスガス４９とともに成膜装置１００外に排出される。このため、成膜室１０内に存在する異物の量が低減される。これにより、成膜室１０の内部に浮遊する異物や底部１４に堆積した異物が成膜中に舞い上がるリスクを低減できる。また、成膜装置１００において連続して成膜を行っても、成膜室１０内の異物が継続的に排出されるので、成膜室１０内の清浄性等の環境条件が保持される。

ここで、成膜室１０と排気室３０とが連通される開口部１４ａはハース２０の周囲よりも大きい。すなわち、図１（ｂ）に示すように、平面視においてハース２０の周囲には底部１４がない。このため、ハース２０の周囲に異物が発生したり、ハース２０の上側からハース２０の周囲に異物が落下したりしても、異物は底部１４に堆積することなく排気室３０に移動する。これにより、ハース２０から膜材料２２が蒸発する際に、ハース２０の周囲から舞い上がる異物の量を低減できる。この結果、基板２８の表面２８ａへの異物の付着が抑えられるので、形成される薄膜における欠陥の発生を低減できる。したがって、半導体装置や有機ＥＬ装置の製造歩留り低下を防止できる。

なお、成膜装置１００では、基板２８がプラズマ４８に直接曝されないように、プラズマ４８が発生する領域の外部に基板２８が配置される。したがって、基板２８に先に形成されている有機機能層等の膜がプラズマ４８により損傷を受けるのを回避できる。

＜基板の一例＞
次に、第１の実施形態に係る成膜装置を用いて成膜される基板の一例として、有機ＥＬ装置の素子基板について図２を参照して説明する。図２は、有機ＥＬ装置の素子基板の概略構成を示す図である。

素子基板５０は、基板５１上に、回路部５２と、画素電極５４と有機機能層６０と陰極６２とで構成される多数の有機ＥＬ素子と、これらの有機ＥＬ素子を覆う保護層６４と緩衝層６６と封止層６８と、を備えている。素子基板５０は、例えば、トップエミッション方式の有機ＥＬ装置の素子基板である。素子基板５０では、有機機能層６０から発した光が封止層６８側に射出される。

基板５１の材料は、素子基板５０がトップエミッション方式であることから、ガラス、石英、樹脂等の透光性材料、および不透光性材料のいずれであってもよい。回路部５２は、基板５１上に形成されており、画素電極５４を駆動するための駆動用ＴＦＴ５３と、各種回路と、導通部と、層間絶縁層等で構成されている。

画素電極５４は、回路部５２上に設けられており、平面視でマトリクス状に配置されている。画素電極５４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる。画素電極５４上には、親液性制御層５６が形成されている。

親液性制御層５６は、画素電極５４のそれぞれに対応する開口部を複数有している。親液性制御層５６は、例えば酸化シリコン等の無機材料からなる。親液性制御層５６上には、隔壁層５８が形成されている。隔壁層５８は、例えばアクリル樹脂からなる。なお、隔壁層５８に平面視で重なるように遮光層が設けられていてもよい。

有機機能層６０は、隔壁層５８により区画された領域に形成されており、画素電極５４上に位置している。有機機能層６０は、図示しないが、順に積層された正孔輸送層と発光層とで構成されている。有機機能層６０では、正孔輸送層から注入される正孔と、陰極６２から注入される電子とが発光層で再結合することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ等いずれかの色の発光が得られる。なお、有機機能層６０は、発光層の上に積層された電子注入層をさらに有していてもよいし、発光層を含む４層以上の機能層で構成されていてもよい。

正孔輸送層の材料としては、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体を用いることができる。発光層の材料としては、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ＰＥＤＯＴ等のポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等を用いることができる。

陰極６２は、有機機能層６０と、隔壁層５８の上面および側部壁面とを覆っている。陰極６２は、有機ＥＬ装置がトップエミッション方式であることから、ＩＴＯ等の透光性導電材料からなる。また、陰極６２の材料は、電子注入効果の大きい材料、例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、またはこれらの金属化合物であってもよい。なお、このような材料からなる陰極６２は、水分と反応し易い特性を有する。陰極６２が水分と反応すると、その部分で電子注入効果が損なわれ、ダークスポットと呼ばれる発光しない領域が生じてしまう。

陰極６２上には、陰極６２を覆う保護層６４が形成されている。保護層６４は、製造工程において、上層に位置する緩衝層６６の残留水分等により陰極６２が損傷を受けるのを防止するためのものである。したがって、保護層６４は、緩衝層６６より広い範囲に形成されていることが好ましい。保護層６４の材料としては、透光性、緻密性、耐水性、絶縁性、ガスバリア性を考慮して、珪素窒化物や珪素窒酸化物等の窒素を含む珪素化合物等が好適に用いられる。

保護層６４上には、陰極６２よりも広い範囲に緩衝層６６が設けられている。緩衝層６６は、隔壁層５８の形状が反映された陰極６２表面の凹凸形状の凹部を埋めるように配置されており、略平坦に形成された上面を有している。緩衝層６６は、例えばエポキシモノマー／オリゴマー等の高分子材料からなる。

緩衝層６６上には、緩衝層６６と保護層６４とを覆う封止層６８が形成されている。封止層６８は、酸素や水分が浸入することによる陰極６２や有機機能層６０の劣化を防止するためのものである。封止層６８の材料としては、透光性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、珪素窒化物や珪素窒酸化物等の窒素を含む珪素化合物等が好適に用いられる。

素子基板５０において、保護層６４および封止層６８は、水蒸気等のガスを遮断するため、緻密で欠陥のない膜であることが好ましい。このような保護層６４および封止層６８の成膜法としては、緻密な膜を形成できるイオンプレーティング法等の高密度プラズマ成膜法が好適である。したがって、イオンプレーティング法を用いた成膜装置１００は、素子基板５０の保護層６４および封止層６８の成膜装置として好適である。

なお、素子基板５０はボトムエミッション方式の有機ＥＬ装置の素子基板であってもよい。有機ＥＬ装置がボトムエミッション方式である場合には、基板５１側から発光光が射出される。この場合、基板５１の材料としては、透光性または半透光性のものが用いられ、ガラス基板が好適である。また、画素電極５４も透光性材料が用いられる。一方、陰極６２は透光性の材料でなくてもよい。

＜成膜方法＞
続いて、成膜装置１００を用いて行う成膜方法について、素子基板５０の保護層６４を成膜する場合を例に取り、図１を参照して概略を説明する。ここでは、保護層６４は酸化窒化シリコンからなるものとする。

成膜装置１００において、まず、成膜室１０内を、排気室３０に設けられた排気口３４を介して接続された排気ポンプで吸引することにより減圧する。ハース２０には、保護層６４の膜材料２２が収容される。保護層６４の膜材料２２は、酸化シリコンである。ここでは、保持部２６に保持された基板２８は、基板５１上に陰極６２までが形成された素子基板５０（図２参照）である。

次に、成膜室１０内に、プロセスガス４９として、窒素ガスをガス導入口１８から導入する。これにより、少なくとも基板２８とハース２０との間の空間は、プロセスガス４９（窒素ガス）で満たされるので、外部からの酸素が遮断された雰囲気となる。このため、この成膜工程の前に基板２８に形成されている膜等の酸化が防止される。

そして、プラズマ生成器４１に、プロセスガス４７として、アルゴンガスを導入する。プラズマ生成器４１に導入されたプロセスガス４７（アルゴンガス）は、直流電源４２によりプラズマ化されて、プラズマ４８（アルゴンプラズマ）となる。プラズマ４８は、磁場発生コイル４４および陽極４６によりハース２０に導かれ、ハース２０に収容された膜材料２２に導入される。

膜材料２２（酸化シリコン）はプラズマ４８に加熱されて蒸発する。蒸発した膜材料２２の粒子は、プラズマ４８によりイオン化され活性度の高い状態となって、基板２８の表面２８ａに入射する。基板２８の表面２８ａ上に堆積した膜材料２２は、プロセスガス４９と反応して酸化窒化シリコンとなり、保護層６４が成膜される。

このとき、成膜室１０内の雰囲気中のプロセスガス４９の成分比率を調節することにより、酸化窒化シリコンの組成比を調節することができる。また、蒸発した膜材料２２は、プラズマ４８により十分活性化された状態で基板２８の表面２８ａに入射するので、酸化窒化シリコンからなる保護層６４を緻密で均一なものとすることができる。

上述の保護層６４を成膜する方法において、成膜装置１００では、基板２８に対向する側に向かって、基板２８から遠ざかる方向にプロセスガス４９の流れができるので、成膜中に成膜室１０内に存在する異物が基板２８に向かって舞い上がるのを抑制できる。また、成膜室１０の底部１４に排気室３０が連通されているので、成膜室１０内に存在する異物の量が低減される。

さらに、ハース２０の周囲に異物が発生したり、ハース２０の上側からハース２０の周囲に異物が落下したりしても、異物は底部１４に堆積することなく排気室３０に移動する。これにより、ハース２０から膜材料２２が蒸発する際に、ハース２０の周囲から舞い上がる異物の量を低減できる。この結果、基板２８の表面２８ａへの異物の付着が抑えられるので、形成される保護層６４における欠陥の発生を低減できる。したがって、有機ＥＬ装置の素子基板５０の製造歩留り低下を防止できる。

上述の成膜装置１００を用いて保護層６４を成膜する方法は、封止層６８の成膜にも適用できる。また、上述の成膜装置１００を用いて保護層６４を成膜する方法は、陰極６２等の成膜にも適用可能である。

なお、本実施形態では、プロセスガス４７，４９はともに成膜の反応に使用されるガスであったが、この形態に限定されない。プロセスガスとして、成膜中に成膜室内の雰囲気を不活性な状態に保つため、あるいは基板等を冷却するため等の目的で他のガスが使用される構成であってもよい。ここで、成膜室内の雰囲気を不活性な状態に保つため、あるいは基板等を冷却するために使用されるガスとしては、例えばヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノンがあげられる。

（第２の実施形態）
＜成膜装置＞
次に、第２の実施形態に係る成膜装置について図３を参照して説明する。図３は、第２の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。詳しくは、図３（ａ）は成膜装置の全体構成を示す断面図あり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線において平面視した状態を示す図である。なお、図３（ｂ）では、図３（ａ）における基板とガス導入口の投影位置を図示してある。また、第１の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。

第２の実施形態に係る成膜装置２００は、第１の実施形態に係る成膜装置１００に対して、ガス導入口１８が成膜室１０の上部１２に設けられている点が異なっているが、その他の構成は同じである。

第２の実施形態に係る成膜装置２００は、成膜室１０と、保持部２６と、排気室３０と、プラズマ導入部４０とを備えており、イオンプレーティング法を用いた成膜装置である。

ガス導入口１８は、成膜室１０の上部１２に設けられている。つまり、ガス導入口１８は、保持部２６の背面側に設けられている。ガス導入口１８は、例えば、平面視で基板２８（保持部２６）の移動方向の前後に各２箇所設けられ、前後各２箇所のそれぞれが基板２８の移動方向に略直交する方向における両側から基板２８を挟むように配置されている。なお、ガス導入口１８の数および配置はこの形態に限定されない。

成膜装置２００では、成膜室１０の上部１２から底部１４に向かう方向にプロセスガス４９の流れができるので、成膜装置１００と同様に、成膜室１０内に存在する異物が基板２８に向かって舞い上がるのを抑制することができる。また、成膜室１０の底部１４に排気室３０が連通されているので、成膜装置１００と同様に、成膜室１０内に存在する異物の量が低減されるとともに、ハース２０から膜材料２２が蒸発する際にハース２０の周囲から舞い上がる異物の量を低減できる。この結果、基板２８の表面２８ａへの異物の付着が抑えられるので、形成される薄膜における欠陥の発生を低減できる。

さらに、成膜装置２００では、基板２８が保持された保持部２６の背面側からプロセスガス４９が導入されるので、基板２８の近傍を流れるプロセスガス４９により、成膜中に基板２８が冷却される。ここで、成膜中は、ハース２０における膜材料２２の加熱の熱輻射により、基板２８の温度が上昇する。基板２８の温度が上昇すると、基板２８の表面２８ａに成膜される薄膜の膜質が不均一になる場合がある。また、基板２８の温度が上昇することにより、基板２８に先に形成されている有機機能層等の薄膜において、分子構造の破壊や材料の変質が生じる場合がある。成膜装置２００では、プロセスガス４９により成膜中に基板２８が冷却されることで、基板２８の表面２８ａに形成される薄膜の膜質を向上できるとともに、基板２８に先に形成されている薄膜における分子構造の破壊や材料の変質を防止できる。

（第３の実施形態）
＜成膜装置＞
次に、第３の実施形態に係る成膜装置について図４を参照して説明する。図４は、第３の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。詳しくは、図４（ａ）は成膜装置の全体構成を示す断面図あり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線において平面視した状態を示す図である。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。

第３の実施形態に係る成膜装置３００は、第１の実施形態に係る成膜装置１００に対して、成膜室１０の底部１４側に配置されており、成膜室１０内を仕切る多孔性の仕切板１５が設けられている点が異なっているが、その他の構成は同じである。

第３の実施形態に係る成膜装置３００は、成膜室１０と、保持部２６と、排気室３０と、プラズマ導入部４０とを備えており、イオンプレーティング法を用いた成膜装置である。

成膜室１０内の底部１４側には、成膜室１０内を仕切る仕切板１５が配置されている。仕切板１５は、例えば略全面がメッシュ状である。したがって、ガス導入口１８から導入されたプロセスガス４９の底部１４に向かう流れが、仕切板１５により妨げられることはないようになっている。仕切板１５は、略全面に小さな貫通孔が多数形成されたものであってもよい。仕切板１５により、成膜室１０内は、仕切板１５よりも上方の成膜側と、仕切板１５よりも下方の排気側とに仕切られている。ハース２０は、支持台２４に支持され、仕切板１５の上に位置している。したがって、ハース２０は、仕切板１５よりも成膜側に位置している。

成膜装置３００では、成膜室１０の上部１２から底部１４に向かう方向にプロセスガス４９の流れができるので、成膜装置１００と同様に、成膜室１０内に存在する異物が基板２８に向かって舞い上がるのを抑制することができる。また、成膜室１０の底部１４に排気室３０が連通されているので、成膜装置１００と同様に、成膜室１０内に存在する異物の量が低減されるとともに、ハース２０から膜材料２２が蒸発する際にハース２０の周囲から舞い上がる異物の量を低減できる。

さらに、成膜装置３００では、仕切板１５により成膜室１０内が成膜側と排気側とに仕切られており、ハース２０は仕切板１５よりも成膜側に位置している。このため、成膜室１０において仕切板１５よりも排気側に存在する異物が、ハース２０から膜材料２２が蒸発する際に成膜側に舞い上がるのを抑制できる。

また、ハース２０は、成膜室１０のうち仕切板１５により仕切られた排気側の空間分だけ排気室３０から離れている。このため、排気室３０内に存在する異物が、成膜側に位置するハース２０の周囲に舞い上がるリスクをより低減できる。この結果、基板２８の表面２８ａへの異物の付着がより効果的に抑えられるので、形成される薄膜における欠陥の発生をより低減できる。

なお、第２の実施形態に係る成膜装置２００に仕切板１５を設けてもよい。成膜装置２００に仕切板１５を設けた場合も、成膜装置３００と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記実施形態の成膜装置において、保持部２６は、搬送機構により成膜室１０と他の成膜室や処理室等との間を移動可能であったが、上記の形態に限定されない。保持部２６は、基板２８の表面２８ａの法線に平行な軸を回転軸として、保持部２６を回転させる回転機構を備えていてもよい。

変形例１に係る成膜装置について図５を参照して説明する。図５は、変形例１に係る成膜装置の概略構成を示す図である。なお、上記実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。

変形例１に係る成膜装置４００は、第１の実施形態に係る成膜装置１００に対して、保持部２６を回転させる回転機構３６が設けられている点が異なっているが、その他の構成は同じである。

成膜室１０内の上部１２には、回転機構３６が設けられている。保持部２６は、回転機構３６に取り付けられている。回転機構３６は、図示しないが、モータ、変速機等を内蔵しており、基板２８の表面２８ａの法線に平行な回転軸を有している。回転機構３６の回転軸には保持部２６の中心部が固定されており、回転機構３６はこの回転軸を介して保持部２６を基板２８とともに回転駆動する。基板２８を回転させて成膜することにより、基板２８の表面２８ａ内における各成膜点とハース２０との位置関係を相対的に変化させることができるので、基板２８の表面２８ａ内における膜厚のばらつきを抑えることができる。

成膜装置４００では、成膜装置１００と同様に、基板２８の表面２８ａへの異物の付着が抑えられるので、形成される薄膜における欠陥の発生を低減できる。

なお、第２の実施形態に係る成膜装置２００および第３の実施形態に係る成膜装置３００に回転機構３６を設けた場合も、成膜装置４００と同様の効果が得られる。

（変形例２）
上記実施形態および変形例１の成膜装置はイオンプレーティング法を用いた成膜装置であったが、上記の形態に限定されない。成膜装置はイオンプレーティング法以外の成膜方法を用いた成膜装置であってもよい。

イオンプレーティング法以外の成膜方法としては、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマスパッタリング法、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＳＷＰ（Surface Wave Plasma）−ＣＶＤ法、等の高密度プラズマ成膜法があげられる。これらの高密度プラズマ成膜法に対応した成膜装置であっても、上記実施形態と同様の構成とすることで同様の効果が得られる。

第１の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。 有機ＥＬ装置の素子基板の概略構成を示す図。 第２の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。 第３の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。 変形例１に係る成膜装置の概略構成を示す図。

符号の説明

１０…成膜室、１２…上部、１４…底部、１４ａ…開口部、１５…仕切板、１６…側部、１８…ガス導入口、２０…ハース、２２…膜材料、２４…支持台、２６…保持部、２８…基板、２８ａ…表面、３０…排気室、３４…排気口、３６…回転機構、４０…プラズマ導入部、４１…プラズマ生成器、４２…直流電源、４４…磁場発生コイル、４６…陽極、４７…プロセスガス、４８…プラズマ、４９…プロセスガス、５０…素子基板、５１…基板、５２…回路部、５３…駆動用ＴＦＴ、５４…画素電極、５６…親液性制御層、５８…隔壁層、６０…有機機能層、６２…陰極、６４…保護層、６６…緩衝層、６８…封止層、１００，２００，３００，４００…成膜装置。

Claims (6)

1. 膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する成膜装置であって、
   成膜室と、
   前記成膜室内の底部側に配置されており、前記膜材料を収容する蒸発源と、
   前記成膜室内に前記蒸発源に対向して配置されており、前記基板を保持する保持部と、
   前記成膜室内にプロセスガスが導入されるガス導入口と、
   前記成膜室の前記底部に設けられた開口部と、
   前記開口部を介して前記成膜室に連通されており、前記成膜室内の雰囲気を排気する排気口が設けられた排気室と、
   を備えたことを特徴とする成膜装置。
2. 請求項１に記載の成膜装置であって、
   前記開口部は、前記蒸発源と平面的に重なるとともに前記蒸発源の周囲よりも大きいことを特徴とする成膜装置。
3. 請求項１または２に記載の成膜装置であって、
   前記ガス導入口は、前記成膜室の前記保持部側に設けられていることを特徴とする成膜装置。
4. 請求項３に記載の成膜装置であって、
   前記ガス導入口は、前記保持部の背面側に設けられていることを特徴とする成膜装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   前記成膜室内の前記底部側に配置されており、前記成膜室内を仕切る多孔性の仕切板をさらに備え、
   前記蒸発源は、前記仕切板よりも前記保持部側に位置していることを特徴とする成膜装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置であって、
   プラズマを前記蒸発源に導入することにより前記膜材料を蒸発させるプラズマ導入部をさらに備えたことを特徴とする成膜装置。