蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀源单元的温度调整装置的制作方法

专利名称：蒸镀源单元、蒸镀装置以及蒸镀源单元的温度调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于采用蒸镀法在被处理体上形成所希望的膜的蒸镀源单 元、蒸镀装置以及蒸镀装置的使用方法。特别是涉及载气的加热方法。
另外，本发明涉及用于采用蒸镀法在被处理体上形成所希望的膜的蒸 镀源单元的温度调整装置、蒸镀源单元的温度调整方法、和蒸镀装置的温 度调整方法。特别是，本发明涉及基于冷却和加热的蒸镀源单元的温度控 制和具有该蒸镀源单元的蒸镀装置。
背景技术：
近年来，利用了使用有机化合物使其发光的有机电致发光(EL: Electro luminescence)元件的有机EL显示器备受注目。在有机EL显示器中使用 的有机EL元件，由于具有自发光、响应速度快、电力消耗低等特征，所 以不需要背光光源，例如期待应用在《更携型该:备的显示部等中。
这样的有机EL元件被形成在玻璃基&上，构成如三明治那样^机 层夹在阳极和阴极之间的构造。当向有机EL元件的阳极和阴;feUfe加电压 时，从阳极向有机层注入空穴(hole),从阴极向有机层注入电子。被注入 的空穴和电子在有机层内再结合，此时产生发光。
在这样进行自发光的有机EL元件的制造工序中，通过采用蒸镀法叠 层所希望的膜来形成有机层。此时，为了提高有机EL元件的发光亮度， 使有机材料完全气化，在基板上形成优质的膜，精确地控制有机材料的成 膜iUL(D/R: Deposition Rate)是非常重要的。因此，以往提出了通过控 制蒸镀装置的温度来控制成膜速度的方法(例如，参照日本特开2004-2 20852号7>净艮)。
根据该方法，通过加热^C设置在材料收纳容器中的加热器，把材料收
纳容器控制在所希望的温度，由此，控制有机材料的气化iUL。被气化后 的有机材料，为了使其高效率地附着在基板上，利用栽气进行输送。此时， 如果在载气与被气化的成膜材料之间存在温度梯度， 不能精确地控制成膜速度，有机材料有可能不完全气化。其结果，在141上形成的膜的特性 变差。
因此，在上述蒸镀装置中，为了控制在载气与被气化的成膜材料之间 不产生温度梯度，在把从载气供给源供给的载气输送到材料收纳容器的配 管中也设置加热器，利用加热器的发热控制在配管内流过的载气的温度。
但是，在蒸镀装置内部被保持为真空状态的情况下，蒸镀装置内部的 气体分子数量非常少。因此，某个气体分子与蒸镀装置内的残留气体分子 碰撞的概率非常低。在这样的真空隔热状态下，导热效率低，即使为了将 蒸镀装置内的特定部分控制到所希望的温度而进行加热，使该热量传导到 该特定的部分为止，也需要4目当长的时间。因此，为了在载气流经配管到 达材料收纳容器之前，使载气的温度达到与被气化的成膜材料大致相同的 温度，必须将载气的所通过配管的长度设置成相当长的程度，因而这样导 致蒸镀装置大型化。
蒸镀装置的大型化的问题，在载气的流量大时更为严峻。即，在栽气 流经直径相同的配管的情况下，载气的流量越多，载气的流速越快，加热 器的加热效率越低。因此，在载气的流量多的情况下，必须进一步延长通 过载气的配管，并需要更大的i殳置空间和加热i殳备。另一方面，由于蒸镀 装置的大型化会降低排气效率，增加产品的制造成本，所以是不理想的。
因此，为了解决上述的问题，本发明提供一种可节省空间、提高加热 效率和排气效率的蒸镀源单元、蒸镀装置、以及蒸镀装置的使用方法。
另一方面，当从蒸镀装置的一部分发出热时，基于辐射热和传导热难 以精确地控制成膜材料的气化速度，因而使形成在基板上的膜的特性变 差。因此，特别是为了容易地进行材料气化室附近的温度控制，需要构成 可避免热传导和辐射热的传导的结构。
作为其一，例如有一体地配置加热器和冷却装置，通过使制冷剂流经 冷却装置直接冷却加热机器，来防止材料气化室的温度高于加热器的温 度，把材料气化室控制在所希望的温度的方法。但是，通常，加热器被控
制在200X:以上的高温。因此，如果与加热器等加热机器一体地i殳置冷却
装置，则会导致制冷剂气化而损伤冷却装置，存在有可能不工作的情况。因此，不能将加热器与冷却装置一体配置。
另外，在基于自然散热的冷却中，如上述那样，由于在真空中导热效 率低，所以为了把蒸镀装置的特定部分冷却到所希望的温度，需要花费相 当长的时间，不具备实用性。
因此，为了解决上述的问题，本发明提供一种通it^与加热器离开规 定距离的位置设置冷却机构，能够精确地控制温度的蒸镀源单元的温度调 整装置、蒸镀源单元的温度调整方法、蒸镀装置和蒸镀装置的温度调整方 法。

发明内容
即，为了解决上述问题，根据本发明的实施方式，提供一种蒸镀源单 元，用于使成膜材料气化，并利用载气来输送被气化的成膜材料，其中， 上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述蒸镀 源组件具有第l材料气化室，其收纳成膜材料，使收纳的成膜材料气化； 和气体供给^M勾，其包括多个气体iti洛，为了向上述第l材料气化室供给 载气，使载气流入到上述多个气体^W，上述外壳具有加热机构，该加热 机构对在上述多个气体流路中流过的栽气和被收纳在上述第1材料气化室 中的成膜材料进行加热。
这里，所谓气化不仅包括液体变成气体的现象，而且还包括固体不经 过液体状态而直接变成气体的现象(即，升华)。
由此，具有收纳成膜材料的第l材料气化室和从多个气体;iW^给载 气的气体供给机构的蒸镀源组件，被收纳在外壳中。而且，利用设在外壳 中的加热;N^来加热在多个气体流路中流动的载气和被收纳在上述第1材 料气化室中的成膜材料。
这样，气体供给机构被紧凑地收纳在蒸镀源单元内。由此，在多个气 体流路中通过的载气的流速在流过窄的空间的期间被降低。其结果，在蒸 镀源单元的内部，能够利用加热机构对在多个气体流路中通过过程中的栽 气进行充分的加热。这样，能够使载气在到达第l材料气化室之前成为载 气的温度与成膜材料的气化温度之间不产生温度梯度的状态。由此，可精 确地控制成膜速度，并且能够使成膜材料完全气化。其结果，能够在被处理体上形成具有所希望特性的膜。
另夕卜，^L据上述的结构，不需要长的配管和用于加热长的配管的i史备。 其结果，可实现蒸镀装置的小型化。由此，可提高排气效率，降低产品的 制造成本。
被收纳在蒸镀源单元中的气体供给机构的多个气体流路可以具有各种 构造。例如，也可以构成为多个气体流路以相互平行的状态在长度方向上 贯通。
由此，通过使载气流过以相互平行的状态在长度方向上贯通的多个气 体流路，能够使流过各个气体i5W的载气的传导率(conductance)成为同
等程度，使流过各个气体$; 的载气的流速大致相等。其结果，在蒸镀源
单元的内部能够对流过各个气体^i洛的载气进行均匀地加热，由此，能够 成为被导入第1材料气化室的载气与被气化的成膜材料之间不产生温度梯 度的状态。其结果，能够将成膜材料完全气化，精确地控制成膜速度。
另外，也可以把多个气体流路配置成能够被加热机构均匀地加热。由 此，流过多个气体i5W的载气被均匀地加热。由此，能够使载气和气化的 成膜材料均匀地达到大致同程度的温度。其结果，可精确地控制成膜i!JL， 将成膜材料完全气化。
上述多个气体流路也可以从上述气体供给机构的长度方向的中心轴向 外周多层地配置。而且，上述气体供给机构也可以形成为筒状，上述多个 气体ilW也可以相对上述气体供给机构的长度方向的中心轴配置为环状。 并且，上述多个气体i5W也可以相对于上述气体供给机构的长度方向的中 心轴，朝向外周多层配置成环状。而且，上述多个气体流路也可以从上述 气体供给机构的筒状的中心轴配置成点对称或放射状。
通过这样地配置多个气体流路，可以把气体供给机构紧凑地收纳在单 元内，从而可提高对在多个气体流路中流动的载气的加热效率。由此，可 以使载气和气化的成膜材料成为大致相同的温度。其结果，可精确地控制 成膜速度，实现装置的小型化。
上述蒸镀源组件也可以还具有气体导入部，其与上述第1材料气化室 和上述气体供给机构一体地设置在上述第1材料气化室与上述气体供给机构之间，并具有把流入到上述多个气体流路的载气导入到上述第l材料气 化室的开口。
由此，载气经过多个气体流路，从气体导入部的开口被导入到第1材 料气化室。例如，通过由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件 中的任意一种形成上述气体导入部的开口，能够一边抑制其流速， 一边从 交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件的气孔间的间隙全体均匀 地将栽气导入到第l材料气化室。由此，能够防止被收纳于第l材料气化
室中的成膜材料由于载气的强势喷入而产生单边消耗的情况(参照图7A 和图7B)。
由于成膜材料的单边消耗会改变材料收纳容器的壁面与成膜材料的接 触状态，改变成膜材料的气化iiA，所以成为使成膜iUL变化的因素，会 导致成膜材料的不完全的气化。如果这样地使用未完全气化的成膜材料进 行成膜，则有可能导致所形成的薄膜的膜质差，有机EL元件的发光亮度 低的情况。
但是，根据上述的结构，通过消除成膜材料的单边消耗，精确地控制 成膜速度，可使成膜材料完全气化，其结果，可在被处理体上形成优质的 薄膜。
也可以把上述气体导入部的开口按照从设在上述第1材料气化室的材 料"口离开规定距离的方式设置。而且，上述气体导入部的开口也可以 由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件中的任意一种形成。
由此，载气从与被收纳在第1材料气化室中的成膜材料相距规定距离 的位置被送到第l材料气化室。而且，由于载气在通过交错排列的多孔部 件、网格状的部件的开口部分或多孔部件内所^:置的气孔间的间隙时，一 边被降^il度， 一边被ill/v到第l材料气化室。由此，可防止因"的栽 气的气流，使成膜材料产生单边消耗，使成膜材料发生扬起的现象。其结 果，不仅可精确地控制成膜速度，而且可防止因材料的扬起而造成的材料 效率的下降和装置的维护周期的缩短。其结果，可抑制制造成本，提高制
造时的生产率。
上述气体导入部，也可以具有在上述多个气体流路的出口与上述气体导入部的开口之间暂时蓄积载气的緩冲区域。由此，在载气经过多个气体 流路后，在緩冲区域暂时滞留的期间，可降低并平均载气的流速。由此， 可防止成膜材料的单边消耗和扬起，从而可在被处理体上形成优质的膜。
上述加热机构也可以是被设在上述外壳的外周的加热器。由此，利用 设在外壳外周的加热器，能够对被收纳在外壳内部的蒸镀源组件进行有效 的加热。由此，可提高加热效率，实现装置整体的小型化。其结果，通过 精确地控制成膜速度，可在被处理体上形成优质的膜，并且通过提高排气 效率，可实现生产率的提高和制造成本的下降。
也可以构成为，上述外壳可拆装地收纳有上述蒸镀源组件。根据这样， 由于材料收纳容器不是被固定在蒸镀装置中，而是可以拆卸的，所以可容 易地进行材料的补充。
也可以在上述第1材料气化室上，可拆M设有盖，该盖具有交错排 列的多孔、网格状的开口或孔状的开口。由此，被气化的成膜材料能够从 交错排列的多孔、网格状的开口或孔状的开口飞出到容器外部，并且可防
止因被iH^到第1材料气化室的载气的气流使容器内的成膜材料发生扬起
的情况。
上述外壳也可以具有搬送在上述第1材料气化室被气化后的成膜材料
的搬送路径，上述蒸镀源单元通过把在外部配置的输illie^径与上述搬送路
径连接，把成膜材料从上述搬ili^径输送到上述连接的输ili^径，并把输
送的成膜材料从喷出M喷出。
由此，在第l材料气化室中被气化后的成膜材料由载气在搬iH^径中 高效率地搬送，通过输iH^到达喷出^，从喷出^l喷出。由此，能 够在精确地控制了成膜速度的状态下，使气化的成膜材料附着在被处理体 上。其结果，可在被处理体上形成优质的膜。
上述蒸镀源单元，也可以设有第2材料气化室，该第2材料气化室被
设置在上述搬送路径内的任意位置，用于使成膜材料进一步气化。设置第
2材料气化室的位置比设有第1材料气化室的位置更接近输iH^。由于 输iH5^径通常被控制在450匸左右，所以，通常第2材料气化室的温度比 第1材料气化室U的温度高。由此，通过搬iH^径的成膜材料在第2材料气化室中被进一步气化。由此，能够使在未完全气化的状态下被载气搬送 来的成膜材料完全气化。其结果，可在被处理体上形成更优质的膜，并且 可提高材料的使用效率。
上述第2材料气化室也可以由交错排列的多孔部件、网格状的部件或 多孔部件中的任意一种形成。由此，在通过第2材料气化室的交错排列的 多孔部件、网格状部件的开口部分时或通过i殳在多孔部件内的气孔间的间 隙时，可以把未完全气化的成膜材料充分气化。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种 蒸镀装置，具有使成膜材料气化，把气化的成膜材料由载气输送的蒸镀 源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中气化的成膜材 料的输iH5^径；及与上述输送#连接，喷出在上述输送路径中输送的成 膜材料的喷出机构，其中，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸 镀源组件的外壳，上述蒸镀源组件具有第l材料气化室，其收纳成膜材 料，使收纳的成膜材料气化；和气体供给机构，其包括多个气体;;W,为 了向上述第l材料气化室供给载气，使载气流入到上述多个气体流路，上 述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流动的载气和 被收纳在上述材料收纳室中的成膜材料进行加热。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种 蒸镀装置的使用方法，蒸镀装置具有使成膜材料气化，把气化的成膜材 料由载气输送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送上述气化的成 膜材料的输送路径；及与上述输iH5M圣连接，喷出在上述输送5MS中输送 的成膜材料的喷出机构，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀 源组件的外壳，通过利用"i殳在上述外壳中的加热机构，加热在上述蒸镀源 组件中所设置的第l材料气化室中所收纳的成膜材料，使收纳在上述第1 材料气化室中的成膜材料气化，在由设在上述蒸镀源组件中的气体供给机 构所形成的多个气体流路中， 一边使载气流过， 一边利用上述加热机构进 行加热，对上述被加热的载气进行加热，将在上述多个气体^i洛中流动的 载气从设在上述蒸镀源组件中的交错排列的多孔、网格状或多孔气孔间的 开口，导入到上述第l材料气化室。
由此，利用被紧凑收纳在蒸镀源单元内的气体供给^，可在蒸镀源 单元内部对栽气进行有效的加热。由此，可以控制成在到达第1材料气化室的载气与成膜材料的气化温度之间不产生温度梯度的状态。由此，能够 把成膜il;l保持恒定。其结果，能够使成膜材料完全气化，从而可形成优 质的膜。而且，根据上述的结构，由于可实现蒸镀源单元的小型化，所以， 可提高排气效率，降低制造成本，而且可削减不必要的设备投资。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种 蒸镀源单元的温度调整装置，用于调整蒸镀源单元的温度，该蒸镀源单元 设置在真空中，使成膜材料气化，利用载气输送被气化的成膜材料，其中， 上述蒸镀源单元具有流过载气的多个气体流路，该载气用于输送被气化的
成膜材料，上述温度调整装置具有被安装在上述蒸镀源单元中的、对在 上述多个气体流路中流过的载气进行加热的加热机构；和按照从上述加热 机构离开规定的距离的方式设置的、用于冷却上述蒸镀源单元的冷却机 构。
而且，在上述冷却机构中也可以包含按照从蒸镀源单元离开规定的距 离、并覆盖蒸镀源单元的方式设置的冷却套管。而且，在上述冷却机构中 也可以包含使制冷剂通过以在上述蒸镀源单元附近分割多个喷出机构的 方式设置的隔壁中的机构。而且，在上述加热机构中，也可以包含缠绕在 上述外壳的外周的加热器。
由此，利用设在温度调整装置中的加热机构和从加热机构离开规定的 距离而设置的冷却机构，可以把内置了多个气体it^的蒸镀源单元响应性 良好地调整到所希望的温度。即，温度调整装置在把蒸镀源单元预先冷却 到比目标温度稍低的温度之后，利用加热^把供给到多个气体流路的栽 气加热到所希望的温度。
这样，通过把冷却^#热机构离开规定的距离地设置，即使在传 热效率低的真空中，通过预先把成为温度控制对象的特定部分冷却到比目 标温度稍低的温度，能够通过加热机构的加热，把特定部分i2tit地控制在 目标温度。另外，通过利用冷却机构吸收由加热机构产生的热量，可防止 热量向成为目标的特定部分以外的部分传导。由此，即4吏在真空中，通过 迅速且精确地把栽气的温度控制为与在材料收纳容器中气化的成膜材料 同等程度的温度，能够在被处理体上形成优质的膜。
上述冷却机构也可以通过在上述冷却机构中流过制冷剂，来冷却蒸镀源单元。作为制冷剂，从制造成本方面考虑，优选4吏用水冷。
也可以把上述冷却机构按照从上述加热机构离开一定距离的方式设
置。根据这样，由于从加热机构到冷却机构的距离相同，所以，加热;M^J 被冷却机构均匀冷却。由此，可有效避免由加热^j发出的热量传导到材 料收纳容器附近。由此，可精确地控制材料收纳容器附近的温度。
此时，也可以构成为，蒸镀源单元具有蒸镀源组件，其内置有收纳 成膜材料并使收纳的成膜材料气化的第l材料气化室、和上述多个气体流 路；以及收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述加热M被安装在上述外壳的 外周附近，上述冷却^按照从上述外壳的外周面离开规定距离的方式设 置。
由此，由于蒸镀源被紧凑地设计成把蒸镀源组件和外壳一体化的单元， 所以可提高栽气的加热效率，实现装置整体的小型化。其结果，通过提高 排气效率，可实现提高生产率，降低制造成本。
上述冷却机构也可以在与上述外壳对置的面具有所希望的表面粗糙 度。而且，上述外壳也可以在与上述冷却机构对置的面具有所希望的表面 她度。
根据这样，通过对冷却机构和外壳的相互对置的面的表面进行粗化加 工，可增大其表面面积。由此，在外壳侧，可有效地把由加热机构产生的 热量M到外部，在冷却机构侧，可以有效地把在外壳侧(加热机构)产 生的热量吸收到内部。
上述冷却机构也可以把与上述外壳对置的面的表面加工成容易吸热 (红外光等)。而且，上述外壳也可以把与上述冷却机构对置的面的表面 加工成容易散热。
根据这样，在外壳侧辐射来自外部的热量，在冷却机构侧，吸收来自 外部的热量。其结果，通过在外壳提高热量的辐射效率，在冷却机构中提 高热量的吸收效率，即4吏在传热效率低的真空中，也能够利用冷却机构更 有效地冷却外壳侧，从而可防止蒸镀源单元的内部成为过度高温的情况。 另外，对于冷却机构的与外壳对置的面的表面、和外壳的与冷却机构对置 的面的表面，例如为了提高放射率和吸收率，也可以实施喷沙等表面处理。上述蒸镀源组件被可拆装地收纳在上述外壳中。由此，由于材料收纳 容器未被固定在蒸镀装置中，可以拆卸，所以可容易补充材料。另外，在 材料补充等维护时，以往是为了使蒸镀源自然冷却，不得不中断大致一日 的作业，而祁^据上述的结构，通过由冷却机构强制冷却蒸镀源单元，可缩 短进行维护所用的操作时间。
也可以构成为，上述外壳具有搬送在上述第l材料气化室中被气化的
成膜材料的搬送i^，通过把上述搬送5M圣，经由配置在外部的输iii^，
与配置在外部的喷出^连接，从上述喷出^J喷出在上述搬送i^中搬 送来的成膜材料。
在气化成膜分子与载气一同飞过输送路径时，为了使气化成膜分子不 附着在输送路径上，而使更多的气化成膜分子附着在被处理体上，需要—吏 输送路径的温度比材料收纳容器附近的温度高。因为，输送路径的温度越
高，附着系数越小，气化的成膜分子就越不容易附着在输iH^径上。因此， 把输送路径的温度控制在例如450C左右。
这样，在输送路径为高温时，从输送路径附近发出热量，该热量通过 热传导和辐射传导到材料收纳容器附近，使得材料收纳容器附近的温度的 控制变得困难。因此，为了容易地进行材料收纳容器附近的温度控制，需 要有避免基于热传导和辐射的热的传导。
但是，根据上述的结构，通过按照从输送路径离开规定的距离的方式 设置冷却机构，可吸收辐射热和传导热。由此，可以不受在输送路径产生 的热量的影响，气化的成膜材料不会附着在输送路径上，高效率地输送到 喷出^J。其结果，利用通过输送5S4圣到达喷出^，并从喷出^I喷出 的气化成膜分子，可在被处理体上形成优质的膜。
上述蒸镀源单元也可以具有在上述搬送路径与上述输送路径的连接侧 变窄的瓶颈状的颈部。
形成为瓶颈状的蒸镀源单元的前段部分(上述搬送路径与上述输送路 径的连接侧、颈部)的剖面面积小，剖面面积大的蒸镀源单元的躯体部分 (头部)，局部相比热阻抗大。因此，根据上述的结构，可以使蒸镀源单 元的颈部的热阻抗比蒸镀源单元的头部的热阻抗大。即，可降^f氐经由蒸镀源单元的颈部，从输送机构侧向蒸镀源单元的头部的热传导效率。由此，
可防止蒸镀源单元的头部的第1材料气化室u成为需要高温以上的情况。
对于上述搬送路径与上述输送路径的连接部分，也可以实施金属密封。
由此，即使输送5M^被控制成高温，利用耐热性强的金属密封件，也可以 将搬送路径与输送路径的连接部分可靠地密封。
另外，也可以构成为，搬送路径与输送路径的连接部分通过金属密封 件接触，与其他物质不接触。由此，由于不接触部分是真空空间，所以利 用真空隔热，可降低从输iM^径侧向蒸镀源单元侧的热传导率。其结果， 可防止在输送路径侧与蒸镀源单元侧之间形成温度梯度，蒸镀源单元内部 过度地成为高温的情况。
为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀源 单元的温度调整方法，蒸镀源单元设置在真空中，使成膜材料气化，利用 载气搬送被气化的成膜材料，在上述蒸镀源单元中所设置的多个气体流路 中流过用于搬送被气化的成膜材料的栽气，利用被安装在上述蒸镀源单元 中的加热机构，对流过上述多个气体流路的载气进行加热，利用按照从上 述加热机构离开规定距离的方式设置的冷却机构冷却上述蒸镀源单元。
另外，为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种 蒸镀装置，其被配置在真空中，具有使成膜材料气化，将被气化的成膜材 料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀 源单元中被气化的成膜材料的输，艮；和与上述输iH^连接，喷出在 上述输i^径中输送的成膜材料的喷出机构，该蒸镀装置具有流过载气 的多个气体流路，该栽气用于搬送在上述蒸镀单元中被气化的成膜材料； 加热在上述多个气体流路中流过的载气的加热机构；和按照从上述加热机 构离开规定距离的方式设置的、用于冷却上述蒸镀单元的冷却机构。
此时，上述蒸镀装置也可以使上述输送路径与多个蒸镀源单元连接， 在所连接的多个蒸镀源单元的至少1个以上的蒸镀源单元中设有上述冷却
由此，冷却机构不仅可以防止来自输送路径的热传导和辐射热、而且 还可以防止来自相邻的蒸镀源单元的辐射热使蒸镀源单元内部过度加热的情况。在与输ill^径连接的蒸镀源单元为3个以上的情况下，虽然最好
在全部的蒸镀源单元中设置冷却机构，但在无法在全部中设置的情况下， 优选从最容易受来自各个蒸镀源单元的辐射热的影响的中央的蒸镀源单 元或控制温度最低的蒸镀源单元开始优先设置冷却机构。
为了解决上述的问题，根据本发明的其他实施方式，提供一种蒸镀装 置的温度调整方法，该蒸镀装置被配置在真空中，具有使成膜材料气化，
将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连 接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输 送i^f圣连接，喷出在上述输送5^中输送的成膜材料的喷出^J，该蒸镀 装置，把成膜材料收纳在笫l材料气化室中，使收纳的成膜材料在第l材 料气化室中气化，在包含多个气体iti洛的气体供给机构中流过载气，利用 按照从收纳了上述第1材料气化室和上述气体供给机构的外壳的外周面离 开规定距离的方式配置的冷却机构，冷却上述蒸镀源单元，利用安装在上 述外壳中的加热机构，加热上述第l材料气化室和上述气体供给机构。
根据这样，可以在利用冷却机构冷却蒸镀源单元之后，把载气加热到 所希望的温度。由此，即使在传热效率低的真空中，也能够i^ii且精确地 控制蒸镀装置的各个部分的温度。
如以上说明的那样，根据本发明，通过利用按照从加热机器离开规定 的距离的方式配置的冷却机构，将蒸镀源单元冷却到所希望的温度之后， 把载气的温度加热到与气化的成膜材料的温度相同程度的温度，即使在真 空中也能够精确地控制成膜速度，由此，能够在被处理体上形成优质的膜。


图1是本发明的一个实施方式和各个变形例的多功能型^41处理装置 的概略结构图。
图2是示意地表示了该实施方式和各个变形例的蒸镀装置的图。
图3是用于说明利用该实施方式和各个变形例的蒸镀装置形成的有机 EL元件的各个层的图。
图4A是该实施方式的蒸镀装置的纵剖面图。图4B是图4A的B-B剖面图。
图5A是该实施方式的包含了水冷套管的蒸镀源单元的剖面图。
图5B是表示了使用了该实施方式的水冷套管的冷却效果的仿真结果 的表。
图6A是该实施方式和各个变形例的气体供给机构的气体J5^洛的剖面图。
图6B是该实施方式和各个变形例的气体导Ail的剖面图。
图7A是用于说明该实施方式和各个变形例的气体导入板的作用的图。
图7B是用于说明该实施方式和各个变形例的气体导AJL的作用的图。
图8是表示该实施方式的气体供给机构的气体流路的长度和气体的温 度之间的关系的曲线图。
图9是变形例1和变形例2的蒸镀源单元的剖面图。
图IO是用于说明该实施方式的蒸镀源单元所接受的热量的图。
图11是表示该实施方式的蒸镀源单元相对所接受的热量的温度上升 的曲线图。
图12是表示在该实施方式的蒸镀源单元中设置了水冷套管的情况下 的效果的图。
图中10 基板处理装置；20 蒸镀装置；100 蒸镀源单元； 105 气体供给机构；105p 气体流路；110 材料收纳容器；115 搬送路径；120 加热器；125 气体导入部；125a 板状部件；125b 气体导入板；130 气体供给口； 135、 140 法兰；160 第2 材料气化室；165 盖；170 金属密封件；200 输送机构；205 输送5M圣；300 阀门；400 喷出;W^I; 500 隔壁；600 蒸镀 机构；Hu 外壳；As 蒸镀源组件；U 第l材料气化室；B 緩 冲区域。
具体实施例方式
下面，参照附图，对本发明的一个实施方式进行详细的说明。另外， 在以下的说明和附图中，对于具有相同的结构和功能的构成要素标记相同
的符号，并省略重复说明。另外，在本说明书中，lmTorr为(103 x 101325/760) Pa, lsccm为(106/60 ) m3/sec。
首先，对本发明的一个实施方式的基&处理装置10，参照表示了其概 略结构的图l进行说明。另夕卜在本实施方式中，对使用基板处理装置IO 制造有机发光二极管的工序进^i兌明。
(有机发光二級管的制造工序)
本实施方式的基板处理装置10是具有多个处理容器的多功能型制造 装置，由真空互锁室LLM、搬送室TM (Transfer Module)、前处理室 CM、和4个处理模块PM (Process Module) 1~PM4构成。
真空互锁室LLM是，为了把从大气环境输送来的玻璃基仗(以下称 为"基板")G，搬送到处于减压状态的搬送室TM中，将内部保持在减压 状态的真空输送室。另外，在从大气环境^真空互锁室LLM的基板G 上，预先形成有作为阳极的铟锡氧化物(ITO: Indium Tin Oxide )。
在搬送室TM中，配置有能够在其内部伸曲旋转的多关节状的搬送臂 Arm。 G最初4吏用搬送臂Arm从真空互锁室LLM搬送到前处理室
CM,然后，被搬送到处理模块PMl，然后被搬送到其他的处理模块 PM2 PM4。在前处理室CM中，对于形成在基板G上的作为阳极的ITO， 除去附着在其表面上的污染物(主要是有机物)。
在4个处理模块PM1 PM4中，为了制造有机发光二统管，执行各种 工序。首先，最初由处理模块PM1，通过蒸镀在基板的ITO上连续地形 成6层有机层。然后，把^基板G搬送到处理模块PM4，通过溅射在基板G 的有机层上形成金属电极(阴极层)。进一步被搬送到处理模块PM2,通 过蚀刻来除去不要的部分，然后被搬送到处理模块PM3，通过CVD形成 密封有机层的密封膜。
(有机层的连续成膜)下面，参照示意M示了蒸镀装置的立体图的图2 ，对在处理模块PM1 中进行的连续形成6层有机层的处理进幹沈明。蒸镀装置20具有矩形形状 的处理容器Ch。蒸镀装置20在处理容器Ch内部具有6 x各3个蒸镀源 单元100a 100f、 6 x各1个输送;tM^ 200、 6 x各3个阀门300、 6 x各1 个喷出机构400a 400f、和7个隔壁500。处理容器Ch内部，例如未图示 的排气装置保持为所希望的真空度。另外，以下把由隔壁500分割的3个 蒸镀源单元100、输送机构200、 3个岡门300以及喷出机构400也称为蒸 镀城600。
6x各3个蒸镀源单元100具有覆盖各个蒸镀源单元100的水冷套管 150。 6 x各3个蒸镀源单元100以及水冷套管150是外形完全相同的筒状， 是具有相同内部构造的蒸镀源，在蒸镀源单元100的内部分别收纳有不同 种类的成膜材料。6 x各1个输送机构200是外形完全相同的矩形形状，长 度方向(z方向)的一端被固定在蒸镀装置20的底壁上，另一端以支撑喷 出M 400的状态相互平行等间隔配置。在各个输送^ 200的一侧壁上 连接有各3个蒸镀源单元100，使得各3个蒸镀源单元100被等间隔平行 配置，在与安装了各个蒸镀源单元100的侧壁对置的侧壁上，在与各个蒸 镀源单元对置的位置连接有等间隔地配置的各3个阀门300，由此各3个 蒸镀源单元100和水冷套管150被等间隔平行地配置。另外，各个输送机 构200，在与安装了各个蒸镀源单元100的位置对置的位置分别连接有3 个阀门300。
分别被支撑在6个输送机构上的6个喷出机构400，具有其内部形成 为一部分中空的矩形形状的相同构造，并且被相互平行等间隔地配置。根 据这样的结构，在各个蒸镀源单元IOO中被气化的成膜分子通过各个输送 机构200，从被设置在各个喷出机构400的上部中央的开口 SI，分别被喷 出。
隔壁500被等间隔平行地设置7片，分别将蒸镀机构600彼此之间分 割，以防止从各个喷出机构400的上部开口 SI喷出的成膜分子混A^M目邻 的喷出^I400喷出的成膜分子中。通it^隔壁500的内部流过水(未图 示)，对蒸镀源单元IOO进行冷却。未图示的滑动机构在静电吸附着基&G 的同时，在各个喷出机构400的,的上空，平行地移动基板G。
图3表示使用上述结构的蒸镀装置20执行了 6层连续成膜处理的结果。根据这样，首先，当基板G在第l喷出机构400a的上方以一定iUL 行进时，从第l个喷出M 400a喷出的成膜材料附着在^lG上，由此 在基&G上形成第l层的空穴输送层。然后，在基板G在第2个喷出机 构400b的上方移动时，从第2个喷出M 400b喷出的成膜材料附着在基 板G上，在基板G上形成第2层的不发光层(电子模块)。同样，当^fel G从第3个喷出机构400c到第6个喷出机构400f的上方顺序移动时，从 各个喷出M喷出的成膜材料在141 G上形成第3层的蓝发光层、第4成 的红发光层、第5层的绿发光层、和第6层的电子输送层。这样，在蒸镀 装置20中，通过在同一处理容器内连续地形成6层的有机膜，可提高生产 率，和产品的生产性。另外，由于不需要如以往那样，对应每一个不同的 有机膜而分别设置各个处理室(chamber),所以，设备不会大型化，从而 可降低设备成本。
(输送絲)
下面，对在各个蒸镀源单元100中被气化的成膜材料被从喷出机构400 的开口 SI喷出之前的输ili^进^i兌明。如上所述，由于6个蒸^^J 600都具有相同的构造，所以，参照在图2的A-A面处把蒸^*置20在 纵向上剖切后的图4A和图4B，对用于形成第5层的蒸镀机构600进^i兌 明，并且省略对其他蒸镀机构600的说明。
如图4A所示，蒸镀源单元100el 100e3具有相同的内部构造。蒸镀源 单元100e的端部与未图示的氩气供给源连接，从氩气供给源输出的氩气被 供给到蒸镀源单元100e的内部。蒸镀源单元100e在由水冷套管150预先 冷却的状态下， 一边使氩气流过气体供给机构105， 一边进行加热，把上 升到所希望的温度的氩气iH^到第1材料气化室U。在第1材料气化室U 中，有机成膜材料被收纳在材料收纳容器UO中，通过加热材料收纳容器 110使有机成膜材料气化。
被气化的有机成膜材料以被导入到第1材料气化室U中的氩气作为载 气，基于扩散现象，朝向输送机构200流入到搬送路径115。如在图4A的 B-B面处把蒸镀M 600在横向剖切的图4B所示，通过了搬iH^M圣115 后的有机分子和载气从被设在输送机构200内部的输送路径的迂回路径 205a经由阀门300, 1到输送路径的主路径205b，如图4A所示，被朝 向喷出机构400输送。在阀门300中安装有用于开闭阀门300的阀杆305，当通过阀杆305 关闭了阀门300时，成膜材料和载气被阀门300阻止，不能被输送到岡门 300之后。当通过阀杆305打开了阀门300时，成膜材料和载气通过阀门 300被输送到输iH^径的主路径205b。这样，在蒸镀源单元100el 100e3 中被气化的有机分子中，只有在膜的形成中所必要的有机分子通过输送路 径的主i^205b，在通过的期间， 一边混合， 一边被输送到喷出机构400。
喷出^400在其上部具有喷出部405，在其下部具有分支部410。喷 出部405在其内部具有中空的空间S，在其上面中央具有图2所示的开口 SI。由载气输送到喷出机构400的有机分子，为了使通过分支#410的 载气和有机分子的传导性相同，在按照从分支起点到分支末端的距离相等 的方式分阶段地4分支的分支路径410的任意一路中通过，从与喷出部405 的空间S连通的开口 SI朝向141G喷出。
(蒸镀源单元的内部结构)
接着，参照图5A所示的蒸镀源单元100的剖面图，对在以上说明的 本实施方式的蒸镀装置20中所设置的蒸镀源单元100的内部结构进^i兑 明。
蒸镀源单元100具有蒸镀源组件As、收纳蒸镀源组件As的外壳Hu、 和覆盖外壳Hu的盖Fx。蒸镀源组件As、外壳Hu、和盖Fx例如由不锈 钢形成。外壳Hu做成由长轴的环状部分(蒸镀源单元的头部Hul)和短 轴的环状部分(蒸镀源单元的颈部Hu2)构成的具有阶梯差的瓶子构造。 设置在长轴环状部分(蒸镀源单元的头部Hul)中的中空部分与短轴环状 部分(蒸镀源单元的颈部Hu2)的中空部分连通。外壳Hii在内部可拆装 地安装有蒸镀源组件As，能够把在外壳Hn内被气化的成膜材料利用载气 进行输送。
对于外壳Hu，在外壳Hii的外周面^^上螺旋状嵌AJ^热器120。加 热器120是加热载气和成膜材料的加热机构的一例。盖Fx为了从外侧固 定加热器120而覆盖在外壳Hu上。
蒸镀源组件As具有第1材料气化室U、气体供给机构105、气体导入 部125、供给栽气的气体供给口 130、和法兰135。在第1材料气化室U中，在其底部设有材料收纳容器110。材料收纳容器110中分别收纳有在图3 的各层中使用的有机成膜材料。第1材料气化室U与搬送路径115连通。
气体供给机构105形成为筒状，在其内部，多层地配置有多个气体流 路105p。本实施方式的多个气体流路105p是以相互平行的状态在长度方 向上贯通的相同直径的气体通路。如利用图5A的C-C面剖切气体供给机 构105的剖面图的图6A所示，气体流路105p相对于形成为筒状的气体供 给机构105的长度方向的中心轴O，被多层地i殳置为环状。
这样，通过把多个气体流路105p在蒸镀源单元100内完M整地设置 多个，栽气在流过狭窄的气体;;W 105p的期间，其$組可以被降低。其 结果，可以利用加热器120对流经气体流路105p内的载气进行充分地加 热。其结果，可以把载气在其到达第l材料气化室之前加热到与成膜材料 的气化温度相同程度的温度。由此，可精确地控制成膜速度。其结果，能 够佳威膜材料完全气化，由此可均匀稳定地形成优质的膜。
另外，多个气体流路105p被配置成能够被加热器120均匀加热。其结 果，能够对流经各个气体i5^洛105p的载气进行均匀无差异的加热。由此， 能够使被送到第1材料气化室中的栽气与被气化的成膜材料成为大致相同 的温度。其结果，可精确地控制成膜速度。
气体导入部125，与第1材料气化室U和气体供给机构105 —体地被 设置在第1材料气化室U与气体供给机构105之间，用于把流过多个气体 流路105p的载气导入到第1材料气化室U。在气体导入部125中，设有 用于限制通过了气体供给机构105的多个气体;iW 105p的氩气，使其从 设在中央的开口流入到緩沖区域B的板状部件125a、和为了把流入到緩沖 区域B的氩气从多个细孔导入到第1材料气化室U而设置的气体导Ail 125b。
如利用图5A的D-D剖面切断了气体导AJL 125b的图6B所示，在气 体导入板125b上，作为交错排列的多孑L设置了具有0.5mm的直径d)的细 孔阵列Op。细孔阵列Op被设置在比材料收纳容器110的材料^口的高 度h高的位置。另外，对于气体导Ajll25b，也可以取代交错排列的多孔 部件，而使用网格状部件或具有规定的气孔率的多孔部件。如图7A所示，由于如果在气体导入板125b上设置比较大的开口 Os， 则向成膜材料喷出具有相当程度的力til的氩气，所以成膜材料将产生单边 消耗。由于成膜材料的单边消耗会使材料收纳容器110的壁面与成膜材料 的接触状态发生变化，从而使成膜材料的气化速度发生变化，因此，为成 膜速JUt生变动的原因，这是不希望的。而且，成膜材料的单边消耗也成 为妨碍成膜材料的完全气化的因素。如果使用未完全气化的成膜材料进行 成膜，则形成的薄膜的膜质差，由此导致有机EL元件的发光亮度变差。
但是，根据本实施方式的蒸镀源单元100，即使流经设在气体供给机 构105中的多个气体流路105p的氩气的传导性不同，也可以在氩气4 板状部件125a中央所设置的开口被送到緩冲区域B的过程中，吸收传导 性的差异，使氩气的流速低速化和平均化。
一边这样地控制气流， 一边如图7B所示那样，把氩气从气体导入板 125b的细孔阵列Op的全体面，以低速且均匀的状态送到第1材料气化室 U中。由此，可防止被收纳的成膜材料的单边消耗和扬起。这样被緩慢导 入的氩气将在第1材料气化室U中气化的成膜材料，通过搬iH^径115向 输送机构200输送。
由此，通过在精确地控制成膜速度的同时使成膜材料完全气化，可 以在基板G上形成优质的薄膜。并且，通iti^免由于材料的扬起引发的材 料效率的低下和装置的维护周期的缩短，可以抑制制造成本，提高制造时 的生产率。
另外，如上所述，从气体供给口 130以0.5~108"111程度的流量供给 氩气，从设在法兰135的中心部的贯通口向气体供给M 105供给。另夕卜， 输送机构200和蒸镀源单元100通过设在外壳Hu的一端的法兰140被连 接。
外壳Hu可拆装地收纳有蒸镀源组件As。在把蒸镀源组件As安装 在外壳Hu中时，把蒸镀源组件As收纳在设在外壳Hu的中央的空间内， 在蒸镀源组件As上所设置的法兰135的多个开口 (未图示)内插入螺钉， 把螺钉的前端与螺钉座(未图示)旋合，构成螺钉固定。根据这样，由于 材料收纳容器110可拆装，所以可容易地补充材料。(实验)
本发明的发明者们，对于在使用了以上说明过的蒸镀源单元100的情 况下，在载气通过气体供给机构105的气体流路105p,被导入到第1材料 气化室U时，在载气的温度与被气化的成膜材料的温度之间是否产生了温 度梯度，进行了如下的仿真。
作为计算的糾，供给了 10sccm的氩气作为载气。另夕卜，在气体供 给絲105中，设置了 42条直径4)为2mm的气体$絲105p。把气体供给 机构105的温度控制在450匸。
图8表示此条件下的仿真结果。仿真表明，在42条气体流路105p 的各个气体流路105p的长度为0.105m( =10.5cm)时，氩气的温度为431.5 匸。如果是这种程度的温度，则可认为被导入到第1材料气化室U中的氩 气的温度与被气化的成膜材料的温度相等。如上述那样，本发明的发明者 们，根据上述的仿真结果，证实了只要气体流路105p的长度为10cm以上， 即可使用本实施方式的蒸镀装置20精确地控制成膜il;变。
根据本实施方式的蒸镀源单元100，通过精确地控制成膜速度，可 在基板G上形成优质的膜。
(变形例1)
如图9所示那样，也可以在搬ill^径115内的任意的位置设置用于使 成膜材料进一步气化的第2材料气化室(第2材料气化部件)160。此时， 第2材料气化室160也可以由网格状的金属部件、金属多孔部件、交错排 列的多孔部件或小孔部件等形成。
设置第2材料气化室160的位置比设置第1材料气化室U的位置更 接近输送机构200。由于输送机构200通常被控制在450r左右，所以，通 常，第2材料气化室160的温度比第1材料气化室U的温度高。由此，通 过设在外壳Hn的搬送路径115的成膜材料，例如在通过网格状部件的开 口部分时，或通过设在多孑L部件内的气孔间的间隙时，被再次气化。由此， 可以使在未完全气化的状态下被栽气输送的成膜材料完全气化。其结果， 可以在基板G上均匀形成更优质的膜，并且可提高材料的使用效率。(变形例2)
也可以进一步在蒸镀源单元100的第1材料气化室U中，可拆装地设 置成为第1材料气化室U的上盖的具有交错排列的多孔、网格状的开口或 孔状开口的盖165。由此，可防止被气化的成膜材料从交错排列的多孔、 网格状开口或孔状开口飞出到材料收纳容器no夕卜，以及根据被送到第1
材料气化室U的载气的气流，使材料收纳容器110内的成膜材料扬起的情 况。
如以上说明的那样，根据第1实施方式和各个变形例，可精确地控 制成膜速度，在G上形成优质的膜。
(温度调整装置)
下面，再次参照图5A，对调整具有以上说明过的结构的蒸镀源单元 100的温度的温度调整装置进行说明。
温度调整装置180具有加热器120等加热;M与、和例如水冷套管150 等冷却机构。如上述那样，加热器120在氩气通过狭窄的气体流路105p 的过程中，在降低其流速的状态下，对氩气进行加热。其结果，能够在氩 气到达第1材料气化室之前把其加热到与成膜材料的气化温度相同程度的 温度。另外，多个气体流路105p被配置成能够被加热器120均匀地加热。
水冷套管150按照从外壳Hu的外周面离开规定距离的方式设置， 不受相邻的蒸镀源单元的热影响，通过水冷对蒸镀源单元100进行冷却。 水冷套管150例如由不锈钢形成。优选把水冷套管150设置在从外壳Hu 的外周面离开一定的距离的位置，以便能够对蒸镀源单元100进行均匀地 冷却。
在进行补充材料等的维护时，以往是在蒸镀源冷却到自然温度的期 间，不得不中断大概一天的作业，与此相^!l^L据上述的结构，由于可利用 水冷套管150强制冷却蒸镀源单元100，所以可缩短进:行维护时间。
(蒸镀源单元所接受的热量)
这里，参照图10和图11,对位于中央的蒸镀源单元100e2所接受的 热量进fr沈明。分子处于吸附状态的平均时间(平均滞留时间t),当把脱离的活性
化能量设为Ea时，表示为t= t。 exp (Ea/kT)。这里，T是绝对温度，k 是波尔滋曼常数，t。B定的常数。从该式中可知，平均滞留时间t是绝 对温度T的函数，温度(。C)越高，附着系lt^小。根据此关系，通常把 有机成膜分子输送到喷出口的输送机构200，为了在搬送中使有机成膜分 子不附着输iH^径而到达喷出口 ，把温度设定得比蒸镀源单元100高。
因此，假设在初始状态下，例如把输送机构200控制在450X:，把 收纳主材料的蒸镀源单元100el控制在450TC，把收纳掺杂材料的蒸镀源 单元100e2和蒸镀源单元100e3分别控制在200"C和250匸。
此时，蒸镜源单元100e2基于热传导从输送机构200侧接受5.8W的 热量。另外，蒸镀源单元100e2从相邻的各个蒸镀源单元100el、 100e3和 相邻的处理容器Ch的侧壁，通过辐射接受6.4W、 0.7W、 0.3W的热量。
这样，各个蒸镀源单元100el 100e3接受来自输送机构200、相邻的 蒸镀源单元和处理容器Ch的侧壁的热传导和辐射热变为高温。特别是， 位于中央的蒸镀源单元100e2由于接受位于两侧的蒸镀源单元100el、 100e3的辐射热而变为高温。
例如，相邻的各个蒸镀源单元100el、 100e3的温度为4501C、各个 蒸镀源单元100el 100e3为瓶子状(筒状)，其直径为400mm,其长度为 110mm、各个蒸镀源单元100e的材料是不锈钢的情况下，如图11所示， 位于中夹的各个蒸镀源单元100e2的温度，即使在没有来自输送机构200 侧的热传导情况下，即，只考虑来自相邻的各部的辐射热的情况下，基于 来自蒸镀源单元100el、 100e3和处理容器Ch的侧壁的辐射热，也会从200 n上升到450lC。
另一方面，在图11中，在保持为所希望的真空度的处理容器Ch内 部，传导效率低，各个蒸镀源单元100e2的温度，从200X:上升到4501C需 要20小时以上的时间。
(温度调整装置水冷套管)
但是，在本实施方式的温度调整装置180中，如图12所示，在从外壳 的外周面离开了规定距离的位置，设有包围蒸镀源单元100的水冷套管150。由此，通过由水冷套管吸收来自相邻的蒸镀源单元100和相邻的部件 的热传导和辐射热，可以防止蒸镀源单元100过度地成为高温。
(表面粗糙度)
另夕卜，水冷套管150在与外壳Hu对置的面具有所希望的表面^L^度。 同样，外壳Hu的与水冷套管150对置的面具有所希望的表面粗^l度。
由此，增加了水冷套管150的与外壳Hu对置的面的表面面积、和 外壳Hu的外周面的表面面积。由此，在外壳侧，可有效地把由加热器120 产生的热散 t到外部，在水冷套管侧，可有效地把由加热器120产生的热 吸收到内部。
(光的吸收和>^射)
也可以把水冷套管150的与外壳Hu对应的面的表面加工成容易吸收 热的构造。而且，也可以把外壳Hu的与水冷套管150对置的面的表面加 工成容易辐射热的构造。
由此，在外壳侧辐射来自外部的热，在水冷套管侧吸收来自外部的 热。其结果，通过在外壳Hii提高了热的辐射率，在水冷套管150提高热 的吸收率，即使在传热效率低的真空中，也能够利用水冷套管150高效率 地冷却外壳侧，从而可防止蒸镀源单元100的内部成为过度高温的情况。
另外，对于水冷套管150的与外壳Hu对置的面的表面和外壳Hu 的与水冷套管150对置的面的表面，也可以实施例如喷沙加工。但是，基
于喷沙的表面加工只是为了使所希望的面的表面粗化的一例，也可以采用 喷沙以外的多种;N^加工，在所希望的面的表面上形成微细的凹凸。
(蒸镀源单元的颈部)
并且，上述图5A的蒸镀源单元具有在输送机构200的输送路径与搬 送路径115的连接侧变窄的瓶子状的颈部。
形成为瓶子状的蒸镀源单元的前端的部分(颈部Hu2)的剖面面积 小，相比剖面面积大的蒸镀源单元的躯体部分(头部Hul)，局部地比较 热阻抗大。由此，根据这种结构，可以使蒸镀源单元的颈部Hu2的热阻抗比蒸镀源单元的头部Hul的热阻抗大。即，可以降低经由蒸镀源单元的颈 部Hu2，从输送机构侧向蒸镀源单元的头部Hul的热传导效率。由此，可 防止蒸镀源单元的头部Hul的第1材料气化室U成为必要以上的高温。
(金属密封)
另外，在搬送路径115与输送机构200的连接部分，利用金属密封件 170进行密封。由此，可防止来自输送机构200的热的影响所引起的劣化， 可靠地密封搬送路径115和输送机构200。
另外，也可以构成为使搬i^径115与输送^ 200的连接部分通 过金属密封件170接触，与其他物质成为非接触。由此，由于非接触部分 是真空空间，所以可通过真空隔热降低从输送路径侧向蒸镀源单元侧的热 的传导率。其结果，可防止在输送路径侧与蒸镀源单元侧之间形成温度梯
度，防止蒸镀源单元IOO内部过度地成为高温。
另外，以上所述的水冷套管150，水冷套管150的内部表面和外壳 Hu的外周表面的表面^t变、蒸镀源单元的颈部Hu2和蒸镀源单元100 的金属密封件170附近的构造，是用于冷却蒸镀源单元100的冷却机构的 一例。
(温度调整装置加热器)
并且，在本实施方式的温度调整装置180中，作为加热机构的一例， 在外壳Hu的外周全体面上缠绕加热器120，把通过多个气体流路105p的 氩气加热到所希望的温度。
这样，根据本实施方式的蒸镀装置20，利用设在温度调整装置180 中的加热器120和按照从加热器120离开规定的距离而设置的水冷套管 150等冷却机构，把内置了多个气体J5Wl05p的蒸镀源单元100，响应性 良好地调整在所希望的温度。即，温度调整装置180在把蒸镀源单元100 预先冷却到比成为目标的温度稍低的温度之后，利用加热器120把向多个 气体流路105p供给的载气加热到所希望的温度。
这样，通过把冷却机构从加热机构离开规定的距离地设置，即使在 传热效率低的真空中，通过预先把成为温度控制对象的蒸镀源单元100冷却到比目标温度稍低的温度，能够通过基于加热机构的加热，把蒸镀源单
元100 i^il控制在目标温度。另外，通过利用离开规定的距离配置的冷却 机构吸收由加热机构产生的热量，可防止热量向成为目标的蒸镀源单元 100以外的部分传导。由此，即4吏在真空中，通iti2^且精确地把载气的 温度控制为与在材料收纳容器UO中气化的成膜材料同等程度的温度，能 够在基仗G上形成优质的膜。
(实验)
使用以上说明的温度调整装置180，发明者们对蒸镀源单元100基于 冷却、加热的温度状态的变化，进行了以下的实验。
如图12所示，发明者们假设来自输送机构200侧的输入热(位置 p0)为450"C。在此条件下，使加热器120不工作，4吏水冷套管150工作 的情况下，相对450X:的输入热，蒸镀源单元100的第1材料气化室U的
温度被维持在大致2oor:。其表示主要由水冷套管15o有效地吸收了来自
输送^200的传热。
根据以上的实验，发明者们证明了在使加热器120不工作的情况下， 利用水冷套管150和其他的冷却机构，可以将蒸镀源单元100冷却到200 C。
下面，在图5A的条件下，在有效地冷却了蒸镀源单元100之后， 发明者们利用加热器120把栽气加热到所希望的温度。图5B表示这种情 况的仿真结果。
此时，发明者们假设来自输送机构200侧的输入热(位置p0)为 450。C,而且用sl^6表示了位置pl p6中的辐射系数s。根据水冷套管150 的内部表面Is的表面相^l度、外壳Hu的外周表面Os的表面相^l度、和 蒸镀源单元100的各部的形状，确定辐射系数￡的值。
根据图5B的结果，蒸镀源单元IOO，相对4501C的输入热，在位置 p3 p5,成为450"C的高温，但基于在位置pl、 p2显示的以水冷套管150 为中心的冷却机构的效果，在蒸镀源单元的头部Hul的外周附近的位置 p6，可以保持250X:的良好的温度。根据以上的实验，发明者们证明了在使加热器120和水冷套管150 工作的情况下，可以避免在蒸镀装置20的一部分中产生的热量通过热传导 和辐射，被传导到第1材料气化室U,同时，可以迅速且精确地将栽气的 温度控制成与在第1材料气化室U中被气化的成膜材料相同程度的温度。 由此，发明者们成功地开发出了如下的蒸镀源单元100，即使在真空中， 通过利用加热机构和冷却机构的组合，iS^且精确地控制成膜材料的气化 速度(即，被处理体的成膜il;变)，也能够在基敗G上形成优质的膜。
另外，发明者们对于在把蒸镀源单元的颈部Hu2的长度设定为 100mm时，能够得出何种程度的从输送^ 200到蒸镀源单元的头部Hul 的温度梯度，也进行了实验。
根据其结果可得知，在输送机构200为4501C时，蒸镀源单元的头 部Hul约390lC。由此，如果在蒸镀源单元中设置颈部Hu2，则基于与水 冷套管150的协同效果，可有效地冷却蒸镀源单元的颈部Hu2。
并且，发明者们，对于在外部附设了栽气加热用配管的以往的蒸镀 装置、与取代在蒸镀源的外部设置长的配管而在蒸镀源单元100的内部设 置了用于加热气体的^J (气体供给机构105)的本实施方式的蒸镀源单 元100之间，蒸镀源内部的压力的状态发生了何种程度的变化进行了调查。
作为实验的条件，把载气流量设定为0.5sccm、把载气的导入it;l设 定为8.44 x l(T4 (Pa'm3/s )。由此，在把载气加热用配管i殳置在外部的以往 的蒸镀装置中，根据仿真和实测值，配管端部的瓶子部分的内压约为75 (Pa)，而在本实施方式的蒸镀源单元IOO中，蒸镀源单元100的内压约1 (Pa)，降低了一个数量级左右。由于压力与温度之间存在比例关系，所 以此结果显示，本实施方式的蒸镀源单元100的内部温度比以往的蒸镀装 置的配管端部的瓶子部分的内部温度降低了l个数量级。
如以上说明的那样，根据本实施方式的蒸镀装置20，即使在真空中， 通过利用冷却机构把蒸镀源单元100预先冷却，同时利用加热M对材料 收纳容器110和多个气体流路105p进行加热，也可^it且精确地控制成膜 速度，在141G上形成优质的膜。
另夕卜，蒸镀装置20也可以把多个蒸镀源单元100和输送机构200连接，在连接的多个蒸镀源单元100的至少1个以上的蒸镀源单元中设置水 冷套管150。
由此，水冷套管150可以避免不仅来自输送机构200的热传导和辐 射热而且还有来自相邻的蒸镀源单元100的辐射热对蒸镀源单元100内部 的温度控制的影响。此时，在与输送机构200连接的蒸镀源单元100为3 个以上的情况下，虽然最好在全部的蒸镀源单元100中设置水冷套管150， 但在不能全部设置的情况下，希望优先在特别是最容易受来自各个蒸镀源 单元100的辐射热的影响的中央的蒸镀源单元100、和控制温度最低的蒸 镀源单元100中设置冷却机构。
在以上说明的各个实施方式及其变形例中，作为载气而使用了氩气。 但是，载气不限于氩气，也可以使用氦气、氪气、氙气等惰性气体。
在本实施方式中，多个气体流路105p距气体供给机构105的中心轴 环状地多层配置。但是，多个气体流路105p的形状不限于此，例如，也 可以把多个气体;姊从气体供给;^J 105的长度方向的中心轴O向外周 (非环状)多层设置，也可以从气体供给机构105的长度方向的中心轴O 向外周(非多层)环状配置。另外，也可以把气体流路105p从气体供给 机构105的中心轴O点对称或放射状配置。
另夕卜，可利用以上i兌明的实施方式和变形例的蒸镀装置20进行成膜 处理的玻璃^的尺寸没有限制，例如，蒸镀装置20可以对730mmx 920mm (处理室内的直径1000mm x U90mm )的G4.5基板尺寸、和 1100mm x 1300mm (处理室内的直径1470mm x 1590mm)的G5 寸，进行连续成膜处理。另外，由各个实施方式中的蒸镀装置20处理的被 处理体，除了上述尺寸的玻璃基仗以外，还包含直径为例如200mm 、 300mm 的娃晶片。
在上述实施方式中，各部的动作相互关联，可以考虑相互的关联， 置换一系列的动作。而且，通过这样地进行置换，可以把蒸镀装置的实施 方式转换成蒸镀装置的使用方法以及蒸镀装置的温度调整方法的实施方 式。
以上，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明当然不限于上述的例子。很明显，本领域的技术人员，在权利要求书所记 载的范围内可想到各种变更例或l务正例，但这些当然也应理解为属于本发 明的技术范围。
例如，在上述实施方式的蒸镀装置20中，对于成膜材料，使用粉状 (固体)的有机EL材料，在基板G上实施了有机EL多层成膜处理。但 是，本发明的蒸镀装置，例如也可以采用对于成膜材料主凍嫂用液体的有
机金属，通过把气化的成膜材料在被加热到500-700r;的被处理体上进行
分解，在被处理体上成长薄膜的MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有积*金属气相成长法)。
权利要求
1.一种蒸镀源单元，用于使成膜材料气化，并通过载气输送被气化的成膜材料，其中，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳，上述蒸镀源组件具有第1材料气化室，其收纳成膜材料，并使收纳的成膜材料气化；和气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第1材料气化室供给载气而使载气流入到上述多个气体流路，上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流过的载气和被收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料进行加热。
2. 根据权利要求l所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体流路以相 互平行的状态在长度方向上贯通。
3. 根据权利要求l所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体JSW被配 置成，被上述加热机构均匀地加热。
4. 根据权利要求l所述的蒸镀源单元，其中，上述气体供给机构形成 为筒状，上述多个气体力W^目对上述气体供给机构的长度方向的中心轴配置成 环状。
5. 根据权利要求l所述的蒸镀源单元，其中，上述多个气体; ，从 上述气体供给机构的长度方向的中心轴向外周多层配置。
6. 根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述蒸镀源组件还具有 气体导入部，该气体导入部与上述第1材料气化室和上述气体供给机构一体地被设置在上述第l材料气化室与上述气体供给机构之间，并具有将在上述多个气体J5W中流过的载气导入到上述第1材料气化室的开口。
7. 根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部的开口 由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件的任意一种形成。
8. 根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部的开口 按照从在上述第1材料气化室所设置的材料^口离开规定距离的方式设 置。
9. 根据权利要求6所述的蒸镀源单元，其中，上述气体导入部，具有 在上述多个气体流路的出口与上述气体导入部的开口之间暂时蓄积载气 的緩冲区域。
10. 根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述加热^是设在 上述外壳的外周的加热器。
11. 根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述外壳可拆装地收 纳有上述蒸镀源组件。
12. 根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，在上述第1材料气化 室上可拆装地设有盖，该盖具有交错排列的多孔、网格状的开口或孔状的 开口。
13. 根据权利要求1所述的蒸镀源单元，其中，上述外壳具有搬^ 上述第1材料气化室被气化的成膜材料的搬iH^径，在上述蒸镀源单元中，通过把在外部配置的输送路径与上述搬送i^ 连接，把成膜材料从上述搬送路径输送到上述连接的输送路径，并把输送 的成膜材料从喷出^J喷出。
14. 根据权利要求13所述的蒸镀源单元，其中，上述蒸镀源单元设有 第2材料气化室，该第2材料气化室被设置在上述搬iH^径内的任意位置， 用于将成膜材料进一步气化。
15. 根据权利要求14所述的蒸镀源单元，其中，上述第2材料气化室 由交错排列的多孔部件、网格状的部件或多孔部件的任意一种形成。
16. —种蒸镀装置，具有使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料 利用载气输送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源 单元中被气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送5^连接，喷出在上 述输送i^圣中输送的成膜材料的喷出^,其中，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳， 上述蒸镀源组件具有第l材料气化室，其收纳成膜材料，使收纳的成膜材料气化；和 气体供给机构，其包括多个气体流路，为了向上述第l材料气化室供给载气，使载气流过上述多个气体流路，上述外壳具有加热机构，该加热机构对在上述多个气体流路中流过的载气和被收纳在上述材料收纳室中的成膜材料进行加热。
17. —种蒸镀装置的使用方法，该蒸镀装置具有使成膜材料气化， 并将被气化的成膜材料利用载气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连 接，输送上述被气化的成膜材料的输送路径；及与上述输送路径连接，喷 出在上述输M径中输送的成膜材料的喷出M ，上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件和收纳上述蒸镀源组件的外壳， 通过利用设在上述外壳中的加热机构，加热被收纳在上述蒸镀源组件中所设置的第1材料气化室中的成膜材料，使收纳在上述第1材料气化室中的成膜材料气化，在由设在上述蒸镀源组件中的气体供给机构形成的多个气体^J洛中， 一边4吏载气流过， 一边利用上述加热^进行加热，把上述被加热的载气，从设在上述蒸镀源组件中的交错排列的多孔， 网格状或多孔气孔的开口，导入到上述第l材料气化室。
18. —种蒸镀源单元的温度调整装置，用于调整被设置在真空中的、其中，上述蒸镀源单元具有多个气体流路，该多个气体流路流过用于输送被 气化的成膜材料的载气， 上述温度调整装置具有加热机构，其被安装在上述蒸镀源单元中，用于对流过上述多个气体 流路的载气进行加热；和冷却M,其按照从上i^热^离开规定距离的方式设置，用于冷 却上述蒸镀源单元。
19.根据权利要求18所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，
20. 根据权利要求18所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述冷却机构按照从上述加热机构离开一定距离的方式设置。
21. 根据权利要求18所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述蒸镀源单元具有蒸镀源组件，其内置有用于收纳成膜材料并使收纳的成膜材料气化的 第l材料气化室、和上述多个气体流路；以及 收纳上述蒸镀源组件的外壳， 上述加热机构被安装在上述外壳的外周附近， 上述冷却机构按照从上述外壳的外周面离开规定距离的方式设置。
22. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述冷却机构的与上述外壳对置的面具有所希望的表面^变。
23. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述外壳的与上述冷却机构对置的面具有所希望的表面Wi变。
24. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述冷却机构的与上述夕卜壳对置的面的表面被加工成容易吸热。
25. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述外壳的与上述冷却机构对置的面的表面被加工成容易散热。
26. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中，上述蒸镀源组件可拆^收纳在上述外壳中。
27. 根据权利要求21所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述外壳具有输送在上述第1材料气化室中被气化的成膜材料的输送路径，通过把上述搬送路径，经由被配置在外部的输送路径与被配置在外部 的喷出机构连接，从上述喷出机构喷出在上述搬送路径中搬送的成膜材 料。
28. 根据权利要求27所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述蒸镀源单元具有在上述搬送路径与上述输送路径的连接侧变窄的瓶子状的颈部。
29. 根据权利要求27所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述搬i^径与上述输送路径的连接部分，通过金属密封件来密封。
30. 根据权利要求18所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 在上述冷却机构中包含按照从蒸镀源单元离开规定的距离并^A蒸镀源单元的方式设置的冷却套管。
31. 根据权利要求27所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述喷出机构被并排设置多个，在上述冷却机构中，包含使制冷剂流过在上述蒸镀源单元附近按照分 割上述多个喷出机构的方式设置的隔壁中的机构。
32. 根据权利要求18所述的蒸镀源单元的温度调整装置，其中， 上述加热机构中包含被缠绕在上述外壳的外周的加热器。
33. —种蒸镀装置，其被配置在真空中，具有使成膜材料气化，并 将被气化的成膜材料利用栽气搬送的蒸镀源单元；与上述蒸镀源单元连 接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料的输送路径；和与上述输 送#连接，喷出在上述输送i^圣中输送的成膜材料的喷出机构，该蒸镀 装置具有多个气体流路，其流过用于搬送在上述蒸镀单元中被气化的成膜材料 的载气；加热机构，其加热在上述多个气体流路中流过的载气；和 冷却^，其按照从上i^热^离开规定距离的方式设置，用于冷 却上述蒸镀单元。
34. 根据权利要求33所述的蒸镀装置，其中，关于上述蒸镀装置，上述输^径与多个蒸镀源单元连接，在所连接 的多个蒸镀源单元的至少1个以上的蒸镀源单元中设有上述冷却机构。
35. —种蒸镀装置的温度调整方法，该蒸镀装置被配置在真空中，并 具有使成膜材料气化，并将被气化的成膜材料利用栽气搬送的蒸镀源单 元；与上述蒸镀源单元连接，输送在上述蒸镀源单元中被气化的成膜材料 的输送路径；和与上述输送#连接，喷出在上述输送路径中输送的成膜 材料的喷出^J,该温度调整方法，把成膜材料收纳在第1材料气化室中，使收纳的成膜材料在第1材料 气化室中气化，使载气流过包含多个气体流路的气体供给机构，利用按照从收纳了上述第1材料气化室和上述气体供给机构的外壳的 外周面离开规定距离的方式设置的冷却机构，冷却上述蒸镀源单元，利用被安**上述外壳中的加热^;，加热上述第1材料气化室和上 述气体供给城。
全文摘要
本发明提供一种可精确地控制成膜速度的蒸镀源单元、蒸镀装置和蒸镀源单元的温度调整方法。蒸镀装置(20)具有蒸镀源单元(100)、输送被气化的成膜材料的输送机构(200)、和喷出被输送的成膜材料的喷出机构(400)。蒸镀源单元(100)具有蒸镀源组件(As)、外壳(Hu)、和水冷套管(150)。蒸镀源组件(As)由气体供给机构(105)、气体导入部(115)和第1材料气化室(U)一体地形成。从形成在气体供给机构(105)中的多个气体流路(105p)向第1材料气化室(U)导入氩气。外壳(Hu)的加热器(120)对第1材料气化室(U)中的成膜材料和流过多个气体流路(105p)的载气进行加热。被气化的成膜材料由氩气输送。水冷套管(150)按照从外壳(Hu)的外周面离开规定距离的方式设置，用于冷却蒸镀源单元(100)。
文档编号C23C16/448GK101646802SQ20088001053
公开日2010年2月10日 申请日期2008年3月25日 优先权日2007年3月30日
发明者小野裕司, 长谷川孝祐 申请人:东京毅力科创株式会社