JP2008308766A - 成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高純度、且つ、高密度の有機化合物層を形成することができる成膜方法を提供する。
【解決手段】成膜室内に配置された基板上に有機化合物材料を蒸着させる成膜方法であって、成膜室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて基板上に有機化合物層を成膜し、成膜後、基板を大気にふれさせることなく、成膜室とは異なる処理室に搬送し、処理室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、且つ、基板を加熱して有機化合物層中のガスを低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は蒸着により成膜可能な材料（以下、蒸着材料という）の成膜に用いる成膜装置および成膜方法に関する。加えて、本発明は蒸着により内壁などに付着した蒸着材料を除去するクリーニング法に関する。特に、本発明は蒸着材料として有機材料を用いる場合に有効な技術である。

近年、自発光型の素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも呼ばれている。

なお、ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の成膜装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。

発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適しており、様々な形での使用が提案されている。

ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。

また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。

なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれる。

また、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）の２種類がある。

ＥＬ素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である。また、素子の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域（ダークスポット）が広がるという形で現れるが、その原因としてＥＬ層の劣化が問題となっている。

ＥＬ層を形成するＥＬ材料は、酸素や水等の不純物により劣化を受ける。また、その他の不純物がＥＬ材料に含まれることでＥＬ層の劣化に影響を及ぼすことも考えられる。

また、ＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別されるが、このうち低分子系材料は主に蒸着により成膜される。

従来の蒸着法により成膜を行う際には、蒸発材料をそのまま用いているが、蒸着時の蒸発材料には、不純物が混入していることが考えられる。すなわち、ＥＬ素子の劣化原因の一つである酸素や水及びその他の不純物が混入している可能性がある。

また、蒸発材料を予め精製することにより純度を高めることはできるが、蒸着するまでの間に不純物が混入してしまうという可能性もある。

ＥＬ材料は極めて劣化しやすく、酸素もしくは水の存在により容易に酸化して劣化する。そのため、成膜後にフォトリソグラフィ工程を行うことができず、パターン化するためには開口部を有したマスク（以下、蒸着マスクという）で成膜と同時に分離させる必要がある。従って、昇華した有機ＥＬ材料の殆どが成膜室内の蒸着マスクもしくは防着シールド（蒸着材料が成膜室の内壁に付着することを防ぐための保護板）に付着していた。

蒸着マスクや防着シールドに付着した有機ＥＬ材料を除去するためには、成膜室を一旦大気解放して蒸着マスクや防着シールドを外に取り出し、洗浄した上で再び成膜室内に戻すという作業が必要であった。しかしながら、大気解放した蒸着マスクや防着シールドに吸着された水もしくは酸素が有機ＥＬ材料の成膜時に離脱して膜中に取り込まれる可能性もあり、有機ＥＬ材料の劣化を促進する要因となりうることが懸念されていた。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、スループットが高く、且つ、高密度、且つ、高純度なＥＬ層を形成することができる成膜装置を提供することを課題とする。さらに、本発明の成膜装置を用いた成膜方法を提供することを課題とする。

加えて、本発明は成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去するためのクリーニング方法およびそのクリーニング方法を行うための機構を備えた成膜装置を提供することを課題とする。なお、本明細書では、前記成膜装置の内部に設けられる治具に基板ホルダ、マスクホルダ、防着シールドもしくは蒸着マスクを含む。

本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されていることを特徴とする成膜装置である。

本発明は、基板を加熱する加熱手段で基板を加熱し、さらに成膜室に接続された減圧手段（ターボ分子ポンプやドライポンプやクライオポンプなどの真空ポンプ）で５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．１３３Ｐａ）以下として、蒸着源から有機化合物材料を蒸着させることにより成膜を行い、高密度なＥＬ層を形成する方法を提供する。従って、本発明においては、成膜と同時に真空中でアニールを行うことができる。また、成膜する前に基板を真空中でアニールすることもできる。また、成膜した後に基板を真空中でアニールすることもできる。なお、上記基板の温度（Ｔ₁）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定する。また、基板を加熱する手段としては、ヒーターや電熱線などが設けられたステージ（基板を固定する機能を有していてもよい）、またはヒーターや電熱線などが設けられたメタルマスクを基板に密接または近接させて加熱することができ、基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とすることができる。本発明において、基板を加熱させることによって、加熱された基板に密接または近接して設けられる蒸着マスクも加熱される。従って、蒸着マスクは熱によって変形しにくく（低熱膨張率であり）、基板の温度（Ｔ₁）に耐えうる金属材料（例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリブデンといった高融点金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、ハステロイといった材料を用いることが望ましい。例えば、ガラス基板（０．４×１０^-6〜８．５×１０^-6）と熱膨張率が近いニッケル４２％、鉄５８％の低熱膨張合金（４２アロイ）、ニッケル３６％の低熱膨張合金（３６インバー）などが挙げられる。

また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための付着防止手段を設けることが好ましく、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されていることを特徴とする成膜装置である。

付着防止手段としては、防着シールドが好ましく、防着シールドの周囲にヒーターを設け、防着シールド全体を加熱し、防着シールドの温度（Ｔ₂）を基板の温度（Ｔ₁）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。また、防着シールドをある温度（有機化合物の昇華温度）以上に加熱することにより、付着した有機化合物を気化させて成膜室のクリーニングを行うこともできる。

本発明において、成膜の際、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定することを特徴としている。

また、本発明の成膜装置を用い、インライン方式の成膜装置とすることができ、本発明の成膜装置は、 ロード室と、搬送室と、成膜室とが、直列方向に連結された成膜装置であって、 前記成膜室は、マスクと基板の位置あわせを行う機能を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。

また、本発明の成膜装置を用い、マルチチャンバー方式の成膜装置とすることができ、本発明の成膜装置は、 ロード室、該ロード室に連結された搬送室、及び該搬送室に連結された成膜室とを有する成膜装置であって、前記搬送室は、マスクと基板の位置あわせを行う機能を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。

また、上記各成膜装置において、一つの成膜室に複数の蒸着源を配置して、同一の成膜室において、複数の機能領域を形成し、且つ、混合領域を有する発光素子を形成することができる。従って、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合物膜が形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域と第二の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成する材料の両方からなる混合領域を有する構造を形成することができる。本発明により、成膜前、または成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をよりフィットさせることができる。混合領域を形成することにより機能領域間におけるエネルギー障壁は、緩和される。したがって、駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。

なお、第一の有機化合物および第二の有機化合物は、陽極から正孔を受け取る正孔注入性、電子移動度よりも正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度の方が大きい電子輸送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を阻止しうるブロッキング性、発光を呈する発光性、の一群から選ばれる性質を有し、かつ、それぞれ異なる前記性質を有する。

なお、正孔注入性の高い有機化合物としては、フタロシアニン系の化合物が好ましく、正孔輸送性の高い有機化合物としては、芳香族ジアミン化合物が好ましく、また、電子輸送性の高い有機化合物としては、キノリン骨格を含む金属錯体、ベンゾキノリン骨格を含む金属錯体、またはオキサジアゾール誘導体、またはトリアゾール誘導体、またはフェナントロリン誘導体が好ましい。さらに、発光を呈する有機化合物としては、安定に発光するキノリン骨格を含む金属錯体、またはベンゾオキサゾール骨格を含む金属錯体、またはベンゾチアゾール骨格を含む金属錯体が好ましい。

さらに好ましくは、発光性領域を、ホスト材料と、ホスト材料よりも励起エネルギーが低い発光材料（ドーパント）とで構成し、ドーパントの励起エネルギーが、正孔輸送性領域の励起エネルギーおよび電子輸送層の励起エネルギーよりも低くなるように設計することである。このことにより、ドーパントの分子励起子の拡散を防ぎ、効果的にドーパントを発光させることができる。また、ドーパントがキャリアトラップ型の材料であれば、キャリアの再結合効率も高めることができる。

また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加した場合も本発明に含めることとする。また、混合領域の形成においては、混合領域に濃度勾配をもたせてもよい。

なお、本発明における成膜装置は、ＥＬ材料で代表される有機化合物のみならず、蒸着に用いる金属材料等のその他の材料の成膜にも用いることができる。

また、レーザー光を照射し、レーザー光を成膜室の内壁に走査させてクリーニングを行うことができ、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記処理室の内壁にレーザー光を照射するクリーニング予備室と連結されていることを特徴とする成膜装置である。

上記構成において、前記レーザー光は、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用いて走査させ、成膜室内壁、防着シールド、または蒸着マスクなどに付着した蒸着物を気化させてクリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれることなくクリーニングすることが可能となる。

また、上記レーザー光としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、或いは、連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレーザ光源とするレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。

また、蒸着源を備えた成膜装置内にプラズマ発生手段を有する成膜装置も本発明の一つであり、本発明の成膜装置に関する他の構成は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段と、マスク（蒸着マスク）と、該マスクに対向する電極とを有し、 前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記成膜室内にプラズマを発生させることを特徴とする成膜装置である。

上記構成において、前記マスクは導電性材料からなり、前記マスクまたは前記電極のいずれか一方に高周波電源（周波数１３ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、高周波電力２０Ｗ〜２００Ｗ）が接続されていることを特徴としている。また、前記マスクと前記電極の間隔は１ｃｍ〜５ｃｍとすればよい。また、上記構成において、前記成膜室内にＡｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ₃、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを導入するガス導入手段と、気化させた蒸着物を排気する手段とを有している。

また、上記構成において、プラズマを発生させる一方の電極となる蒸着マスクは導電性を有する材料からなり、且つ、熱によって変形しにくく（低熱膨張率を有し）、プラズマに耐えうる金属材料（例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリブデンといった高融点金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、ハステロイといった材料を用いることが望ましい。また、加熱される蒸着マスクを冷却するため、蒸着マスクに冷却媒体（冷却水、冷却ガス）を循環させる機構を備えてもよい。

上記プラズマ発生手段により、成膜室内にプラズマを発生させ、成膜室内壁、防着シールド、または蒸着マスクに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気することによって、クリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれることなくクリーニングすることが可能となる。

また、上記構成の成膜装置を用いたクリーニング方法も本発明の一つであり、 蒸着源を備えた成膜室内に付着した有機化合物を除去するクリーニング方法であって、 成膜室内にプラズマを発生させて内壁、または該内壁に成膜されることを防止する付着防止手段、またはマスクをクリーニングすることを特徴とするクリーニング方法である。

また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、前記マスクと、該マスクと前記蒸着源との間に設けられた電極との間に発生させることを特徴としている。

また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ₃、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起して発生させることを特徴としている。

また、新規な成膜方法および成膜装置を提供する。

本発明の成膜方法は、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有機化合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に流し、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませることを特徴としている。

本発明の成膜方法は、成膜室内に配置された基板上に有機化合物を蒸着させる成膜方法であって、前記成膜室内を１×１０^-3Ｔorrよりも高真空とし、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う際、同時に材料ガスを前記成膜室に導入することを特徴とする成膜方法である。

上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、ＳｉＦ₄、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、またはＣ₆Ｈ₆から選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。

また、上記成膜方法を実施するための成膜装置も本発明の１つであり、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、材料ガスを導入しうる手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。

また、上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、ＳｉＦ₄、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、またはＣ₆Ｈ₆から選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。

また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代えて、ＡｓＨ₃、Ｂ₂Ｈ₂、ＢＦ₄、Ｈ₂Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ₃）₂、Ｚｎ（ＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₃Ｉｎ、Ｈ₂Ｓｅ、ＢｅＨ₂、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各種ガスを用いることができる。

本発明により、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。

また、本発明により、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数回の蒸着を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。特に、混合領域を形成する場合、混合領域における分子間をよりフィットさせることができる。したがって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。

また、本発明により、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能となり、スループットが向上する。

また、本発明により、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去することができる。

本発明の実施形態について、以下に説明する。

（実施の形態１）
本発明における成膜装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の成膜装置における断面図の一例である。

蒸着法による成膜を行う際、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）
とすることが好ましく、基板１０は、被成膜面を下向きにしてセットされている。フェイスダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる。

図１に示すように、基板１０に接して加熱手段、ここではヒータ１１が備えられている。加熱手段によって、基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とすることができる。また、基板１０の下方には、ホルダ１２ｂに固定されたメタルマスク１２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃが設けられている。なお、基板に対向するように蒸着源が設けられている。ここではホルダ１２ｂで固定した例を示したが、永久磁石を使って基板をメタルマスクで挟むことにより固定してもよい。

図１では、基板１０に接してメタルマスク（蒸着マスクとも呼ぶ）１２ａを配置するため、基板を加熱すると、メタルマスクも同時に加熱される。基板の加熱手段とメタルマスクとによって基板全体を加熱することができる。従って、メタルマスク（蒸着マスク）は熱によって変形しにくく、基板の温度（Ｔ₁）に耐えうる金属材料を用いることが望ましい。また、蒸着マスクは金属材料に限定されず、基板の温度（Ｔ₁）に耐えうる他の材料からなるマスク（遮光膜が表面に設けられたガラスまたは石英）を用いてもよい。なお、ここでは、基板１０に接してメタルマスク１２ａを配置した例を示したが、特に限定されず、基板とメタルマスクとを離間してもよい。

また、メタルマスクに接して加熱手段（ヒータや電熱線）を設ける、或いはメタルマスク自体に加熱手段（ヒータや電熱線）を設け、メタルマスクを加熱することによって、メタルマスクに接する基板を加熱してもよい。メタルマスクを加熱することによって、成膜される側の基板表面を加熱することができる。

ここでは、蒸着源とは、蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃと、有機化合物膜を形成する有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）と、有機化合物が備えられている材料室１８（１８ａ〜１８ｃ）と、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）とで構成されている。また、有機化合物は、成膜室に付随する専用の材料交換室（図示しない）
から導入することによって成膜室の大気開放を極力さけることが好ましい。成膜室を大気開放することにより、内壁には水分をはじめ様々なガスが吸着し、これが真空排気をすることにより再度放出される。吸着したガスの放出が収まり真空度が平衡値に安定するまでの時間は、数十〜数百時間を要する。そのために成膜室の壁をベーキング処理してその時間を短縮させている。しかし、繰り返し大気開放することは効率的な手法ではないので、専用の材料交換室を設けることが望ましい。

なお、本発明の成膜装置において、膜が均一に成膜されるように、蒸着源、または、蒸着される基板が移動（または回転）するようにしておくと良い。図１では、蒸着される基板が回転することが可能となっており、メタルマスク１２ａ、及びホルダ１２ｂも回転する例を示している。或いは、基板を固定させたまま、蒸着ホルダを基板に対してＸ方向またはＹ方向に移動させて蒸着してもよい。

また、材料室１８（１８ａ〜１８ｃ）は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃの空間であり、蒸着源ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生じる抵抗（抵抗加熱））により内部の有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）がそれぞれ昇華温度（Ｔ₃、Ｔ₃’、Ｔ₃’’）まで加熱されると、気化して基板１０の表面へ蒸着される。加熱手段としては、抵抗加熱型を基本とするが、クヌーセンセルを用いてもよい。なお、基板１０の表面とは本明細書中では、基板とその上に形成された薄膜も含むこととし、ここでは、基板上に陽極または陰極が形成されているものとする。

なお、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）は、気化した有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）の蒸着を制御する。つまり、シャッターが開いているとき、加熱により気化した有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）を蒸着することができる。さらに基板１０とシャッター１９との間に別のシャッター（例えば、蒸着源からの昇華が安定するまでの間、蒸着源を覆っておくシャッター）を一つまたは複数設けてもよい。

なお、有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）は、蒸着前から加熱して気化させておき、蒸着時にシャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）を開ければすぐに蒸着ができるようにしておくと、成膜時間を短縮できるので望ましい。

また、本発明における成膜装置においては、一つの成膜室において複数の機能領域を有する有機化合物膜を形成することが可能となっており、蒸着源もそれに応じて複数設けられている。それぞれの蒸着源において気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク１２ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、メタルマスクの開口部は長方形、楕円形、もしくは線状でも良いし、また、これらがマトリクス状の配列であってもデルタ配列であっても良い。

また、蒸着材料の析出温度の差を利用して高純度ＥＬ材料（中温材料）より高温で析出する不純物（高温材料）、または、低温で析出する不純物（低温材料）
を分離し、高純度ＥＬ材料のみで成膜を行ってもよい。また、本明細書中では、高純度ＥＬ材料よりも昇華温度の高い物質（不純物）を高温材料とよび、昇華温度の低い物質（不純物）を低温材料とよぶことにする。また、高温と低温の中間に位置する温度で昇華する高純度ＥＬ材料を中温材料と呼ぶことにする。なお、温度毎に析出した材料を予め質量分析（ＧＣ−ＭＳ）等の分析により調べておくことで、純粋なＥＬ材料の昇華温度を調べることができる。

また、蒸着材料は、蒸着前に昇華精製を行ってもよい。蒸着材料の精製としてゾーン精製法を適用しても良い。

また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シールド１５が設けられている。この防着シールド１５を設けることにより、基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。また、防着シールド１５の周囲には、電熱線１４が接して設けられており、電熱線１４により、防着シールド１５全体を加熱することができる。成膜の際、防着シールド１５の温度（Ｔ₂）は、基板の温度（Ｔ₁）よりも１０℃以上高く制御することが好ましい。

また、成膜室１３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられている。これにより成膜室の到達真空度を１０^-5〜１０^-6Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。

また、成膜室１３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。
装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に成膜装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。

成膜室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等を内部壁面に用いる。これにより、成膜室内部の真空度を１０^-5〜１０^-6Ｐａに維持することができる。また、気孔がきわめて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、これらは、中心線平均粗さが３ｎｍ以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。

なお、図１の成膜装置では、同一の成膜室内で複数の材料室を用いて成膜が行われることから、成膜性を向上させるために、成膜に用いられる有機材料が備えられている材料室が成膜時に基板の下の最適な位置に移動するか、若しくは基板が材料室上の最適な位置に移動するような機能を設けても良い。

図１に示す成膜装置を用いれば、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能となり、スループットが向上する。また、成膜室に真空排気可能なアニール室を連結させ、基板の搬送を真空中で行うことにより、成膜室と連結されたアニール室で成膜前に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行ってもよい。

以下に図１の成膜装置を用い、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する発光素子の作製手順の一例を図２を用いて示す。なお、図２は、成膜室に搬入後のフローを示す図である。

まず、陽極が形成された基板を搬入室（図示しない）に搬入する。陽極を形成する材料は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることができる。次いで搬入室（図示しない）に連結された成膜前処理室（図示しない）に搬送する。この成膜前処理室では、陽極表面のクリーニングや酸化処理や加熱処理などを行えばよい。陽極表面のクリーニングとしては、真空中での紫外線照射を行い、陽極表面をクリーニングする。また、酸化処理としては、１００〜１２０℃で加熱しつつ、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射すればよく、陽極がＩＴＯのような酸化物である場合に有効である。また、加熱処理としては、真空中で基板が耐えうる５０℃以上の加熱温度、好ましくは６５〜１５０℃の加熱を行えばよく、基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上に形成した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。特に、ＥＬ材料は、酸素や水などの不純物により劣化を受けやすいため、蒸着前に真空中で加熱することは有効である。

次いで、上記前処理が終わった基板を大気にふれさせることなく、成膜室１３に搬入する。成膜室１３には、基板１０の被成膜面を下向きにしてセットする。
なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。

成膜室に連結して設けられる真空排気手段は、大気圧から１Pa程度をオイルフリーのドライポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子ポンプにより真空排気する。成膜室には水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。こうして排気手段から主に油などの有機物による汚染を防止している。内壁面は、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。内壁からのガス放出を低減するという目的においては成膜室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理を行うことが望ましい。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できる。さらにガス放出による不純物汚染を防止するには、蒸着時に冷媒を用いて冷却すると良い。こうして、１×１０^-6Paまでの真空度を実現する。

成膜室内を真空排気する際、同時に成膜室内壁やメタルマスクや防着シールドなどに付着した吸着水や吸着酸素を除去することも可能である。さらに、基板を搬入する前に成膜室を加熱しておくことが好ましい。前処理で加熱した基板を徐冷させて、成膜室に搬入した後、再び加熱することは長時間かかり、スループットの低下を招くことになる。望ましくは、前処理で行った加熱処理で加熱した基板を冷却することなく、そのまま加熱された成膜室に搬入及びセットする。なお、図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けられているため、前処理である真空中での加熱処理を成膜室で行うことも可能である。

ここでは、蒸着を行う前に成膜室で真空中での加熱処理（アニール）を行う。
このアニール（脱気）によって基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上に形成した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。こうして除去された不純物を成膜室から除去するため、真空排気を行うことが好ましく、さらに真空度を高めてもよい。

次いで、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１０^-6Ｐａまで真空排気された成膜室１３で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により第一の有機化合物１７ａは気化されており、蒸着時にシャッター１９ａが開くことにより基板１０の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク１２ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、蒸着の際、基板を加熱する手段により基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とする。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定する。また、防着シールドの温度（Ｔ₂）を基板の温度（Ｔ₁）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。

図１に示す装置では、基板を加熱する加熱手段が設けられ、成膜中において真空中での加熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れがあるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。なお、ここでいう有機化合物とは、陽極から正孔を受け取る正孔注入性、電子移動度よりも正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度の方が大きい電子輸送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を阻止しうるブロッキング性、発光を呈する発光性、といった性質を有する有機化合物である。

こうして、有機化合物１７ａの蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる膜が、陽極上に形成される。

さらに、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減するために、１×１０^-4Pa以下の圧力で加熱処理を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行っても良い。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れがあるため、蒸着後に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは有効である。蒸着後のアニールを行う場合、大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板を搬送して、真空中でアニールを行うことが好ましい。

図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けられているため、成膜後に真空中での加熱処理を成膜室で行うことも可能である。蒸着の際の真空度よりもさらに高真空として、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ましい。この成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。

ここまで示した工程は、有機化合物１７ａの単層を形成する場合であり、図２（Ａ）に示したフローに対応している。

以降、上記単層の形成工程を繰り返すことによって、所望の有機化合物層を積層し、最後に陰極を積層形成する。なお、異なる蒸着材料（有機化合物や陰極の材料）を積層する場合、別々の成膜室で行ってもよいし、全て同一の成膜室で積層してもよい。陰極の材料は、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にも、イッテルビウム（Ｙｂ）、ＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。こうして、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する発光素子を作製できる。また、成膜前のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スループットが向上する。また、成膜後のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スループットが向上する。

また、一つの成膜室に３つの蒸着源を備え、同一の成膜室で３層を積層形成する例を図２（Ｂ）に示すフローおよび図１を用いて説明する。上述した単層を形成する手順に従って、シャッター１９ａを閉じ、有機化合物１７ａからなる有機化合物層の蒸着（第１蒸着）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられた加熱手段により内部の有機化合物１７ｂを昇華温度（Ｔ₃’）まで加熱しておき、シャッター１９ｂを開くことによって蒸着（第２蒸着）を開始し、有機化合物１７ａからなる有機化合物層上に有機化合物１７ｂからなる有機化合物層を形成する。続いて、同様に、シャッター１９ｂを閉じ、有機化合物１７ｂからなる有機化合物層の蒸着（第２蒸着）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられた加熱手段により内部の有機化合物１７ｃを昇華温度（Ｔ₃’’）まで加熱しておき、シャッター１９ｃを開くことによって蒸着（第３蒸着）を開始し、有機化合物１７ｂからなる有機化合物層上に有機化合物１７ｃからなる有機化合物層を形成する。

ただし、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃、Ｔ₃’、Ｔ₃’’）よりも低く設定する。なお、それぞれの蒸着源の温度は、使用する蒸着材料によって異なるため、蒸着源の温度に従ってそれぞれ基板の温度（Ｔ₁）や防着シールドの温度（Ｔ₂）を適宜変更することも可能である。また、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際において、それぞれ真空度を適宜変更してもよい。

また、複数の蒸着源のシャッターを同時に開け、共蒸着することも可能である。共蒸着とは、異なる蒸着源を加熱して同時に気化させ、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法を指している。

また、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うため、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。また、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数回の蒸着を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。

こうして、異なる複数の有機化合物の蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる層と、有機化合物１７ｂからなる層と、有機化合物１７ｃからなる層との積層が、陽極上に形成される。

次いで、単層の形成と同様に、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減するために、１×１０^-4Pa以下の圧力で加熱処理（アニール）を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行えばよい。蒸着後のアニールを行う場合、成膜室で行ってもよいし、或いは大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板を搬送して、真空中でアニールを行ってもよい。

ここまで示した工程が、有機化合物の積層を形成する場合であり、図２（Ｂ）
に示したフローに対応している。

上記工程に従い、所望の有機化合物層を積層したら、最後に陰極を積層形成する。こうして、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する発光素子を作製できる。このように同一成膜室で積層形成する場合、基板の搬送を省略することができ、さらに成膜室を真空にする時間、基板を加熱、徐冷する時間を短縮することができ、大幅にスループットが向上する。

また、上記に示した有機化合物層の単層または積層の形成を１回、または複数回行った後には、クリーニングを行うことが好ましい。クリーニングは、再昇華と排気によって行う。再昇華させるためには、成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を加熱すればよく、加熱の方法は、ヒーター加熱、赤外光加熱もしくは紫外光加熱のいずれを用いてもよいし、これらを併用してもよい。また、再昇華させた蒸着材料は、ただちに真空ポンプを用いて排気することが好ましい。また、ガス導入系からハロゲン族元素を含むガスを流しこんで、再昇華させると同時に蒸着材料をフッ化物として排気してもよい。

また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図１の成膜装置は、基板の加熱手段を加熱することによって、ホルダ、メタルマスクを加熱して、これらに付着した有機化合物を気化させることができる。また、防着シールドを電熱線１４により加熱することによっても防着シールドに付着した有機化合物を気化させることができる。クリーニングを行うのであれば、基板の加熱手段や防着シールドの加熱手段は、有機化合物の気化する温度まで温度制御可能とすることが望ましい。クリーニングの際、気化した有機化合物は、排気系（真空ポンプ）などによって回収し、再度利用することもできる。

（実施の形態２）
ここでは、実施の形態１と異なる成膜装置を図３に示す。

図３に示すように、ヒーター炉３１と、クリーニング予備室２２とが成膜室３３に連結して設けられた例を示す。

基板を加熱手段するためのヒーター炉３１は、外側にヒーターが設けられアニール処理が可能となっている。このヒーター炉３１によって、基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とすることができる。また、このヒーター炉３１と成膜室３３との間には図３中に点線で示したゲートまたはシャッターが設けられている。ここでは図示しないが、ヒーター炉３１に別途、真空排気手段を設けてもよい。本実施の形態では、蒸着前にヒーター炉３１により真空中でアニールを行った後、ゲートを開いて蒸着を行う。

また、クリーニング予備室２２にはレーザ２３と光学系２４が設けられており、レーザから出射されたレーザー光２１が、走査手段２０によって成膜室３３の内部を照射可能になっている。なお、クリーニング予備室２２と成膜室３３とを区切る壁にはレーザー光２１が通過することが可能な材料からなる窓（石英など）が設けられている。走査手段２０としては、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用いて走査させ、成膜室内壁または防着シールドに付着した蒸着物を気化させてクリーニングすればよい。

また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図３の成膜装置は、レーザー光の照射によって成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を加熱し、再昇華させる。レーザー光２１としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、或いは、連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレーザ光源とするレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。中でも、光学系２４によって照射面における照射面積を大きくすることができる、パルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザが好ましい。

また、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホルダに固定されたメタルマスク３２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ３６が設けられている。なお、基板に対向するように蒸着源が設けられている。

また、材料室３８は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ３６の空間であり、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生じる抵抗（抵抗加熱））により内部の有機化合物３７が昇華温度（Ｔ₃）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。

なお、第１シャッター３９は、気化した有機化合物３７の蒸着を制御する。さらにヒーター炉３１と第１シャッター３９との間に第２シャッター２５が設けられている。第２シャッター２５は、蒸着源からの昇華速度が安定するまでの間、蒸着源を覆っておくためのシャッターである。

また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シールド３５が設けられている。また、防着シールド３５の周囲には、電熱線３４が接して設けられており、電熱線３４により、防着シールド３５全体を加熱することができる。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定する。また、防着シールドの温度（Ｔ₂）を基板の温度（Ｔ₁）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。

また、成膜室３３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。また、成膜室３３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。

また、図３に示す装置においても、ヒーター炉３１により成膜中において真空中での加熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れがあるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。

図３に示す成膜装置を用いれば、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能となり、スループットが向上する。

また、上記レーザー光によるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし、複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。

また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。

（実施の形態３）
本発明における成膜装置の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の成膜装置における断面図の一例である。

図１３に示すように、高周波電源１３００ａとコンデンサ１３００ｂを介して接続された蒸着マスク１３０２ａと、電極１３０２ｂとの間でプラズマ１３０１を発生させる例を示す。

図１３中、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホルダに固定された蒸着マスク１３０２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ１３０６が設けられている。なお、基板に対向するようにこれらの蒸着源が設けられている。

また、材料室１３０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１３０６の空間であり、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１３０７が昇華温度（Ｔ₃）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、蒸着する際には、蒸着を妨げないような位置に電極１３０２ｂは移動させる。

また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シールド１３０５が設けられている。また、防着シールド１３０５の周囲には、電熱線１３０４が接して設けられており、電熱線１３０４により、防着シールド１３０５全体を加熱することができる。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定する。また、防着シールドの温度（Ｔ₂）を基板の温度（Ｔ₁）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。

また、図１４（Ａ）に蒸着マスク１３０２ａの拡大断面図を示す。蒸着マスクはメタルマスクであるのでエッチング技術で加工する際、断面が垂直ではなくテーパー状となっている。また、図１４（Ｂ）に蒸着マスクの断面構造が異なる例を示す。いずれの断面構造においても開口付近が鋭い形状となる。従って、マスクの開口付近にプラズマが発生しやすく、最も付着物をクリーニングしたい部分、即ち、付着物が付着した場合マスク精度が低下する開口付近をクリーニングできる。なお、エッチング技術以外でメタルマスクを作製する方法としては、エレクトロフォーミング技術があり、この場合には断面形状がＲ形状をなすオーバーハング形状となる。

蒸着が終了した後、基板を取出し、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去するクリーニングを行う。このクリーニングの際には、蒸着マスク１３０２ａと対向する位置に電極１３０２ｂを移動させる。さらに、成膜室１３０３にガスを導入する。成膜室１３０３に導入するガスとしては、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ₃、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを用いればよい。次いで、高周波電源１３００ａから蒸着マスク１３０２ａに高周波電界を印加してガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ₃、またはＯ）を励起してプラズマ１３０１を発生させる。こうして、成膜室１３０３内にプラズマ１３０１を発生させ、成膜室内壁、防着シールド１３０５、または蒸着マスク１３０２ａに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気する。図１３に示す成膜装置によって、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれることなくクリーニングすることが可能となる。

なお、ここでは、蒸着マスク１３０２ａと、該マスクと前記蒸着源ホルダ１３０６との間に配置された電極１３０２ｂとの間に発生させた例を示したが、特に限定されず、プラズマ発生手段を有していればよい。また、電極１３０２ｂに高周波電源を接続してもよいし、電極１３０２ｂをメッシュ状の電極としてもよいし、シャワーヘッドのようにガスを導入できる電極としてもよい。

また、上記プラズマによるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし、複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。

また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。

（実施の形態４）
物理的な成膜法の代表的な例として、真空下で蒸発源から蒸発材料を蒸発させて成膜する真空蒸着法が知られている。また、化学的な成膜法の代表的な例として、原料ガスを基板上に供給し、気相中または基板表面での化学反応により成膜するＣＶＤ（化学蒸着）法が知られている。

本実施の形態では、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有機化合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に流し、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませる新規な成膜方法を提供する。

原子半径の小さい材料ガスとして、具体的には、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、トリシラン等）、ＳｉＦ₄、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄、または炭化水素系ガス（ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₆Ｈ₆等）から選ばれた一種または複数種を用いればよい。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。

例えば、有機材料を蒸発させて蒸着を行っている成膜室にモノシランガスを数ｓｃｃｍ導入すると、蒸着源から蒸発して基板に向かう有機材料と一緒に成膜室内に浮遊しているＳｉＨ₄が有機膜中に取り込まれる。即ち、比較的に粒子半径の大きい有機材料分子の隙間に原子半径の小さいＳｉＨ₄をそのまま、或いはＳｉＨ_Xで埋めることになり、有機膜中に含ませることができる。蒸着中、蒸着源は１００℃程度には加熱するが、モノシランの分解温度（大気圧での分解温度）
は約５５０℃であるので分解はしない。蒸発させる有機材料によってはＳｉＨ₄、或いはＳｉＨ_Xと反応して化合物を形成する場合もある。また、成膜室中に僅かに残っている酸素（または水分）を捕獲してＳｉＯ_Xを生成するため、成膜室中および膜中において有機材料を劣化させる要因となる酸素（または水分）を減らすことができ、結果的に発光素子の信頼性を向上させることができる。また、生成されたＳｉＯｘはそのまま膜中に含ませてもよい。

膜中において有機材料分子の隙間があると、その隙間に酸素が入りやすく劣化が生じると考えられる。従って、この隙間を埋めればよいため、ＳｉＦ₄、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄、または炭化水素系ガス（ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₆Ｈ₆等）を用いても発光素子の信頼性を向上させることができる。

なお、上記有機材料としては、α―ＮＰＤ（4,4'-ビス-[N-(ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル）、ＢＣＰ（バソキュプロイン）、ＭＴＤＡＴＡ（4,4',4"-トリス(N-3-メチルフェニル-N-フェニル-アミノ)トリフェニルアミン）、Ａｌｑ₃（トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体）などを挙げることができる。

本実施の形態は、図４に示す混合領域を共蒸着で形成する際、または機能領域（電子輸送機能を有する領域）を蒸着する際に有効であり、結果的に発光素子の信頼性が向上する。

成膜室の真空度は、１０^-8〜１０^-1、好ましくは１０^-7〜１０^-2Ｔｏｒｒとする。成膜室に連結される真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプを備える。また、成膜室の内壁に用いる材料としては、その表面を小さくすることで酸素や水などの不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）などを用いる。これにより、成膜室内部の真空度を１０^-8〜１０^-1Ｔｏｒｒに維持することができる。また、気孔が極めて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、これらは中心線平均粗さが３ｎｍ以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。

本発明における成膜装置の構成について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の成膜装置における断面図の一例である。

図１５中、基板１５０１に接して、ホルダにより固定された蒸着マスク１５０２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ１５０６が設けられている。なお、基板１５０１に対向するようにこれらの蒸着源が設けられている。

また、材料室１５０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１５０６の空間であり、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１５０７が昇華温度まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、蒸着する際には、蒸着を妨げないような位置に電極１５０２ｂは移動させる。また、有機化合物１５０７は、それぞれ容器（代表的にはルツボや蒸着ボート等）に収納されている。

また、蒸着時に材料ガスを数ｓｃｃｍ導入することで膜中に材料ガスを含ませる。膜中には、材料ガスまたは材料ガスの主成分が０．０１atoms％〜５atoms％、好ましくは０．１atoms％〜２atoms％程度含まれるようにする。成膜室１５０３に導入するガスとしては、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、トリシラン等）、ＳｉＦ₄、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄、または炭化水素系ガス（ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₆Ｈ₆等）から選ばれた一種または複数種を用いればよい。

図１５を用いて成膜された有機化合物を含む膜は、材料ガスまたは材料ガスの主成分を含み、酸素や水分を取り込みにくい膜となるため、この有機化合物を含む膜を用いた発光素子は信頼性が向上する。

また、異なる複数の材料を蒸発させて共蒸着を行う場合、二種類の有機化合物を同時に蒸着し、且つ、上記材料ガスを導入することにより、材料ガスまたは材料ガスの主成分を含み、且つ、二種類の有機化合物を含む混合領域を形成することもできる。

また、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機化合物を蒸着し、且つ、上記材料ガスを導入することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混合領域を形成することもできる。本実施の形態では、第一の有機化合物を予め抵抗加熱により気化させ、蒸着時に第１シャッター１５０９を開くことにより基板の方向へ飛散させる。これにより、図４（Ａ）に示す第一の機能領域を形成することができる。次いで、第２シャッター１５１９も開けて蒸着を行い、混合領域を形成する。

また、混合領域の形成においては、混合領域に濃度勾配をもたせてもよい。また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加した場合も本発明に含めることとする。また、共蒸着を行う場合、互いの有機化合物が混ざりあうように蒸発する方向を被蒸着物の位置で交差するようにすることが望ましい。

また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シールド１５０５が設けられている。

また、ヒータ等の加熱手段を備えた蒸着ホルダ１５０６は温度が高くなるため、断熱材１５０４で覆うことが好ましい。

また、有機化合物を含む膜にダメージを与えない条件範囲でプラズマを形成してもよい。高周波電源１５００ａとコンデンサ１５００ｂを介して接続された蒸着マスク１５０２ａと、電極１５０２ｂとの間でプラズマを発生させることも可能である。

また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代えて、ＡｓＨ₃、Ｂ₂Ｈ₂、ＢＦ₄、Ｈ₂Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ₃）₂、Ｚｎ（ＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₃Ｉｎ、Ｈ₂Ｓｅ、ＢｅＨ₂、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各種ガスを用いることができる。

また、本実施の形態は、実施の形態１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることができる。

以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。

本実施例では、有機化合物膜中に存在するエネルギー障壁を緩和してキャリアの移動性を高めると同時に、なおかつ積層構造の機能分離と同様に各種複数の材料の機能を有する素子を作製する例を示す。

積層構造におけるエネルギー障壁の緩和に関しては、キャリア注入層の挿入という技術に顕著に見られる。つまり、エネルギー障壁の大きい積層構造の界面において、そのエネルギー障壁を緩和する材料を挿入することにより、エネルギー障壁を階段状に設計することができる。これにより電極からのキャリア注入性を高め、確かに駆動電圧をある程度までは下げることができる。しかしながら問題点は、層の数を増やすことによって、有機界面の数は逆に増加することである。このことが、単層構造の方が駆動電圧・パワー効率のトップデータを保持している原因であると考えられる。逆に言えば、この点を克服することにより、積層構造のメリット（様々な材料を組み合わせることができ、複雑な分子設計が必要ない）を活かしつつ、なおかつ単層構造の駆動電圧・パワー効率に追いつくことができる。

そこで本実施例において、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合物膜が形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域と第二の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成する材料の両方からなる混合領域を有する構造を形成する。

このような構造を適用することで、機能領域間に存在するエネルギー障壁は従来の構造に比較して低減され、キャリアの注入性が向上すると考えられる。すなわち機能領域間におけるエネルギー障壁は、混合領域を形成することにより緩和される。したがって、駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。

以上のことから、本実施例では第一の有機化合物が機能を発現できる領域（第一の機能領域）と、前記第一の機能領域を構成する物質とは異なる第二の有機化合物が機能を発現できる領域（第二の機能領域）と、を少なくとも含む発光素子、及びこれを有する発光装置の作製において、図１に示す成膜装置を用い、前記第一の機能領域と前記第二の機能領域との間に、前記第一の機能領域を構成する有機化合物と前記第二の機能領域を構成する有機化合物、とからなる混合領域を作製する。

図１に示す成膜装置において、一つの成膜室において複数の機能領域を有する有機化合物膜が形成されるようになっており、蒸着源もそれに応じて複数設けられている。なお、陽極が形成されている基板を搬入しセットする。基板は加熱手段によって加熱し、基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とする。また、成膜の際、基板の温度（Ｔ₁）は、防着シールドの温度（Ｔ₂）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ₂）は、蒸着源の温度（Ｔ₃）よりも低く設定する。

はじめに、第一の材料室１８ａに備えられている、第一の有機化合物１７ａが蒸着される。なお、第一の有機化合物１７ａは予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ａが開くことにより基板の方向へ飛散する。これにより、図４（Ａ）に示す第一の機能領域２１０を形成することができる。

そして、第一の有機化合物１７ａを蒸着したまま、シャッター１９ｂを開け、第二の材料室１８ｂに備えられている、第二の有機化合物１７ｂを蒸着する。なお、第二の有機化合物も予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｂが開くことにより基板の方向へ飛散する。ここで、第一の有機化合物１７ａと第二の有機化合物１７ｂとからなる第一の混合領域２１１を形成することができる。

そして、しばらくしてからシャッター１９ａのみを閉じ、第二の有機化合物１７ｂを蒸着する。これにより、第二の機能領域２１２を形成することができる。

なお、本実施例では、二種類の有機化合物を同時に蒸着することにより、混合領域を形成する方法を示したが、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機化合物を蒸着することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混合領域を形成することもできる。

次に、第二の有機化合物１７ｂを蒸着したまま、シャッター１９ｃを開け、第三の材料室１８ｃに備えられている、第三の有機化合物１７ｃを蒸着する。なお、第三の有機化合物１７ｃも予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｃが開くことにより基板の方向へ飛散する。ここで、第二の有機化合物１７ｂと第三の有機化合物１７ｃとからなる第二の混合領域２１３を形成することができる。

そして、しばらくしてからシャッター１９ｂのみを閉じ、第三の有機化合物１７ｃを蒸着する。これにより、第三の機能領域２１４を形成することができる。

最後に、陰極を形成することにより本発明の成膜装置により形成される発光素子が完成する。

さらに、その他の有機化合物膜としては、図４（Ｂ）に示すように、第一の有機化合物１７ａを用いて第一の機能領域２２０を形成した後、第一の有機化合物１７ａと第二の有機化合物１７ｂとからなる第一の混合領域２２１を形成し、さらに、第二の有機化合物１７ｂを用いて第二の機能領域２２２を形成する。そして、第二の機能領域２２２を形成する途中で、一時的にシャッター１９ｃを開いて第三の有機化合物１７ｃの蒸着を同時に行うことにより、第二の混合領域２２３を形成する。

しばらくして、シャッター１９ｃを閉じることにより、再び第二の機能領域２２２を形成する。そして、陰極を形成することにより発光素子が形成される。

以上のような有機化合物膜を形成することができる図１の成膜装置は、同一の成膜室において複数の機能領域を有する有機化合物膜を形成することができるので、機能領域界面が不純物により汚染されることなく、また、機能領域界面に混合領域を形成することができる。以上により、明瞭な積層構造を示すことなく（すなわち、明確な有機界面がなく）、かつ、複数の機能を備えた発光素子を作製することができる。

また、図１の成膜装置は、成膜前、成膜中、または成膜後に真空アニールを行うことが可能であり、成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をよりフィットさせることができる。したがって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。また、成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４と自由に組み合わせることが可能である。

本実施例における成膜装置の構成について図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、成膜装置の上面図であり、図５（Ｂ）は断面図である。なお、共通の部分には、共通の符号を用いることとする。また、本実施例においては、３つの成膜室を有するインライン方式の成膜装置の各成膜室において、三種類の有機化合物膜（赤、緑、青）を形成する例を示す。なお、第一の成膜室３０５、第二の成膜室３０８、第三の成膜室３１０は、図１に示す成膜室１３に対応している。

図５（Ａ）において、３００はロード室であり、該ロード室内を真空排気して減圧とした後、ロード室に備えられた基板は、第一の搬送室３０１に搬送される。なお、第一の搬送室３０１では、予めホルダ３０２に固定されているメタルマスク３０３のアライメントがホルダごと行われており、アライメントが終了したメタルマスク３０３上に蒸着前の基板３０４が載せられる。これにより、基板３０４とメタルマスク３０３は一体となり、第一の成膜室３０５に搬送される。また、本実施例においては、第１の搬送室３０１に真空排気手段、および基板の加熱手段を設けて、蒸着前に真空アニールを行い、基板に含まれる水分を除去する。また、第１の搬送室３０１に基板の反転機構を備えてもよい。

ホルダ３０２は、マスクホルダ、軸、基板ホルダ、制御機構及び補助ピンなどで構成されている。なお、マスクホルダ上の突起に合わせてメタルマスク３０３が固定され、メタルマスク３０３上に基板３０４が載せられている。なお、メタルマスク３０３上の基板３０４は、補助ピンにより固定されている。

メタルマスク３０３のアライメントが終了したところで、Ｚ軸方向に軸を移動させてメタルマスク３０３を再び移動させ、補助ピンでメタルマスク３０３と基板３０４を固定させることにより、メタルマスク３０３のアライメントおよびメタルマスク３０３と基板３０４の位置合わせを完了させることができる。なお、ここではピンアライメント方式による位置合わせの場合を示したが、CCDカメラを使用したCCDアライメント方式による位置合わせを行ってもよい。

また、第１の搬送室３０１から第一の成膜室３０５に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。従って、基板を搬送する前に予め第一の成膜室３０５を真空排気手段によって、第１の搬送室３０１と同程度の真空度とする。

図５における、第一の成膜室３０５には、複数の蒸着源３０６が設けられている。なお、蒸着源３０６は、有機化合物を備えておく材料室（図示せず）と材料室において気化した有機化合物が材料室の外に飛散するのを開閉により制御するシャッター（図示せず）により構成されている。また、第一の成膜室３０５には、基板の加熱手段が設けられている。また、ここでは図示しないが、基板の加熱手段とメタルマスク３０３（基板も含む）のアライメントを行う機構も有している。

また、第一の成膜室３０５に備えられている複数の蒸着源３０６には、発光素子の有機化合物膜を構成する複数の異なった機能を有する有機化合物がそれぞれ備えられている。

第一の成膜室３０５では、これらの蒸着源に備えられている有機化合物を実施の形態１または実施例１で説明した方法により順番に蒸着することで複数の機能領域を有する第一の有機化合物膜（ここでは、赤）が形成される。なお、蒸着の際、得られる薄膜の基板面内における均一性を向上させるため、基板３０４を回転させながら成膜を行う。

次に、基板３０４は、第二の搬送室３０７へ搬送される。また、第一の成膜室３０５から第ニの搬送室３０７に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第二の搬送室３０７において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第二の有機化合物膜を成膜する位置に合うように移動させメタルマスク３０３のアライメントを行ってもよい。そして、アライメント終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。また、異なるパターンのメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意しておいて、第ニの搬送室または第二の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。

そして、基板３０４を第二の成膜室３０８へ搬送する。また、第ニの搬送室３０７から第二の成膜室３０８に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。第二の成膜室にも同様に複数の蒸着源と、基板の加熱手段とが備えられており、第一の成膜室３０５と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、複数の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜（ここでは、緑）が形成される。

さらに、基板３０４を第三の搬送室３０９へ搬送する。また、第二の成膜室３０８から第三の搬送室３０９に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第三の搬送室３０９において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第三の有機化合物膜を成膜する位置に合うようにメタルマスク３０３のアライメントを行えばよい。アライメント終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。また、異なるパターンのメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意しておいて、第三の搬送室または第三の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。

そして、基板３０４を第三の成膜室３１０へ搬送する。また、第三の搬送室３０９から第三の成膜室３１０に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。第三の成膜室にも同様に複数の蒸着源、基板の加熱手段とが備えられており、他の成膜室と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、複数の機能を有する領域からなる第三の有機化合物膜（ここでは、青）が形成される。

そして、基板３０４をアニール室３１２へ搬送する。また、第三の成膜室３１０からアニール室３１２に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好ましい。アニール室３１２に基板を搬送した後、真空中でアニールを行う。蒸着の際の真空度よりもさらに高真空として、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ましい。このアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。また、アニール室３１２に基板の反転機構を備えてもよい。

最後に、基板３０４は、アンロード室３１１に搬送され、不活性ガスを導入して常圧に戻した後、成膜装置の外部に取り出される。

また、アニール室３１２で不活性ガスを導入して常圧に戻した後、アニールを行ってもよい。アニール室３１２で真空でアニールを行った後、アニール室３１２に不活性ガスを導入することによって常圧に戻してもよい。

このように、異なる有機化合物膜を形成するたびに搬送室（或いは成膜室）においてメタルマスク３０３のアライメントを行うことにより、同一装置内で、真空度を保ったまま、複数の有機化合物膜を形成することができる。このように、一つの有機化合物膜を形成する機能領域は同一の成膜室において成膜されるため、機能領域の間における不純物汚染を避けることができる。さらに本成膜装置において、異なる機能領域の間に混合領域を形成することが可能であるため、明瞭な積層構造を示すことなく複数の機能を有する発光素子を作製することができる。

なお、本実施例においては、有機化合物膜の形成までを行う装置について示したが、本発明の成膜装置はこの構成に限られることはなく、有機化合物膜上に形成される陰極を形成する成膜室や、発光素子を封止することが可能である処理室が設けられる構成であっても良い。また、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物膜が成膜される順番は、どのような順番であっても良い。

さらに、本実施例において示した、搬送室および成膜室をクリーニングするための手段を設けても良い。なお、図３に示すようなクリーニング予備室２２を設けることができる。

また、各搬送室および各成膜室に使用済みの蒸着マスクや使用前の蒸着マスクをストックしておくためのマスク予備室を設けてもよい。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４または実施例１と自由に組み合わせることができる。

実施例２においては、有機化合物膜の形成までを行う装置の一例を示したが、本実施例では、封止までを行う装置をインライン方式とした場合について図６を用いて説明する。

図６において５０１はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。なお、本実施例において基板とは、基板上に発光素子の陽極もしくは陰極まで（本実施例では陽極まで）形成されたもののことをいう。また、ロード室５０１には排気系５００aが備えられ、排気系５００aは第１バルブ５１、ターボ分子ポンプ５２、第２バルブ５３、第３バルブ５４及びドライポンプ５５を含んだ構成からなっている。

また、本実施例において、ゲートで遮断されたロード室、搬送室、成膜室、封止室及びアンロード室等の各処理室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等の材料を内部壁面に用い、また、気孔がきわめて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料からなる内部部材を用いる。なお、これらの材料は中心平均粗さが３０Å以下となるような表面平滑性を有する。

第１バルブ５１は、ゲート弁を有するメインバルブであるが、コンダクタンスバルブを兼ねてバタフライバルブを用いる場合もある。第２バルブ５３および第３バルブ５４はフォアバルブであり、まず第２バルブ５３を開けてドライポンプ５５によりロード室５０１を粗く減圧し、次に第１バルブ５１及び第３バルブ５４を空けてターボ分子ポンプ５２でロード室５０１を高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブースターポンプを用いても良いし、メカニカルブースターポンプで真空度を高めてからターボ分子ポンプを用いても良い。

次に、５０２で示されるのは搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。また、搬送室５０２に基板の反転機構を備えてもよい。
なお、ここでのアライメントの方法については、図５で説明した方法で行えばよい。また、成膜室５０３でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ａ）５０２は排気系５００bを備えている。また、ロード室５０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。

さらに、搬送室（Ａ）５０２は、クリーニング予備室５１３ａを設けており、搬送室（Ａ）５０２でのクリーニングが可能である。なお、搬送室（Ａ）５０２に予め使用済みのメタルマスクを備えておくことにより、メタルマスクのクリーニングを行うことができる。

次に、５０３は蒸着法により第一の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ）と呼ぶ。成膜室（Ａ）５０３は排気系５００cを備えている。
また、搬送室（Ａ）５０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。

また、成膜室（Ａ）５０３は、搬送室（Ａ）５０２と同様にクリーニング予備室５１３ｂを設けている。

本実施例では成膜室（Ａ）５０３として図１に示した構造の成膜室を設け、赤色の発光を示す第一の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と、発光性を有する有機化合物のホストとなる正孔輸送性の有機化合物を備えた第三の蒸着源と、発光性を有する有機化合物を備えた第四の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第五の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第六の蒸着源が備えられている。

また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）、第三の蒸着源に備えるホストとなる有機化合物（以下、ホスト材料という）として、４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）、第四の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰと示す）、第五の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）、第六の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）を用いる。

なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔輸送性、発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。

また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と正孔輸送性領域との界面、正孔輸送性領域と発光性領域を含む電子輸送性領域の界面にそれぞれ混合領域を形成している。

具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１５ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰＤ、ＣＢＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成した後、ＣＢＰを２５〜４０ｎｍの膜厚で成膜して、第三の機能領域を形成するが、第三の機能領域形成時にＣＢＰとＰｔＯＥＰとを同時に蒸着することにより、第三の機能領域全体、若しくは一部に第三の混合領域を形成する。なお、ここでは、第三の混合領域が発光性を有する。さらに、ＣＢＰとＢＣＰを５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着することにより第四の混合領域を形成する。また、ＢＣＰを８ｎｍの膜厚で成膜することにより、第四の機能領域を形成する。さらに、ＢＣＰとＡｌｑ₃を５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着することにより第五の混合領域を形成する。最後にＡｌｑ₃を２５ｎｍの膜厚で形成することにより、第五の機能領域を形成することができ、以上により、第一の有機化合物膜を形成する。

なお、ここでは第一の有機化合物膜として、６種類の機能の異なる有機化合物を６つの蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説明したが、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。また、一つの蒸着源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であっても良い。例えば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の他に、ドーパントとなりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これらの複数の機能を有し、赤色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良い。

なお、蒸着源は、マイクロコンピュータによりその成膜速度を制御できるようにしておくと良い。また、これにより、同時に複数の有機化合物を成膜する際の混合比率を制御することができるようにしておくとよい。

次に、５０６で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。また、成膜室５０７でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｂ）５０６は排気系５００ｄを備えている。また、成膜室（Ａ）５０３とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらにアライメント室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｃを備えている。

次に、５０７は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）５０７は排気系５００ｅを備えている。
また、搬送室（Ｂ）５０６とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｄを備えている。

本実施例では成膜室（Ｂ）５０７として図１に示した構造の成膜室を設け、緑色の発光を示す第二の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と第三の蒸着源、正孔輸送性のホスト材料を備えた第四の蒸着源と、発光性の有機化合物を備えた第五の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第六の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第七の蒸着源が備えられている。

また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、ＭＴＤＡＴＡ、第三の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第四の蒸着源に備える正孔輸送性のホスト材料としてＣＢＰ、第五の蒸着源に備える発光性の有機化合物としてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）、第六の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第七の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、Ａｌｑ₃を用いる。

なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光性、ブロッキング性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜を形成することができる。

また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔輸送性領域とブロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域と電子輸送性領域の界面にそれぞれ混合領域を形成している。

具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃｕ−ＰｃとＭＴＤＡＴＡとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領域を形成し、ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍの膜厚に成膜して、第二の機能領域を形成し、ＭＴＤＡＴＡとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成し、α−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚に成膜して、第三の機能領域を形成し、α−ＮＰＤとＣＢＰとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形成し、ＣＢＰを２０〜４０ｎｍの膜厚に成膜して、第四の機能領域を形成し、第四の機能領域を形成する際にその一部または全体に（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）を同時に蒸着することにより第四の混合領域を形成し、ＣＢＰとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第五の混合領域を形成し、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第五の機能領域を形成し、ＢＣＰとＡｌｑ₃を同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第六の混合領域を形成し、最後にＡｌｑ₃を４０ｎｍの膜厚で形成することにより、第六の機能領域を形成し、第二の有機化合物膜を形成する。

なお、ここでは第二の有機化合物膜として、機能の異なる有機化合物を７つの蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説明したが、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。
なお、これらの複数の機能を有し、緑色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良い。

次に、５０８で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。また、成膜室５０９でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｃ）５０８は排気系５００ｆを備えている。また、成膜室（Ｂ）５０７とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに搬送室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｅを備えている。

次に、５０９は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）５０９は排気系５００ｇを備えている。
また、搬送室（Ｃ）５０８とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｆを備えている。

本実施例では成膜室（Ｃ）５０９として図１に示した構造の成膜室を設け、青色発光を示す第三の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物を備えた第一の蒸着源と、発光性を有する有機化合物を備えた第二の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第三の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第四の蒸着源が備えられている。

また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第三の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第四の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、Ａｌｑ₃を用いる。

なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる第三の有機化合物膜を形成することができる。

また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と発光性領域の界面、および発光性領域とブロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域と電子輸送性領域との界面、にそれぞれ混合領域を形成している。

具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを２０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰＤとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成し、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第三の機能領域を形成し、ＢＣＰとＡｌｑ₃を同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形成し、最後にＡｌｑ₃を４０ｎｍの膜厚で形成することにより、第三の有機化合物膜を形成する。

なお、ここでは第三の有機化合物膜として、４種類の機能の異なる有機化合物を４つの蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを順に蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説明したが、これに限られることはなく複数であればよい。
また、一つの蒸着源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であっても良い。例えば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の他に、ドーパントとなりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これらの複数の機能を有し、青色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良い。

また、本実施例においては、第一の成膜室である成膜室（Ａ）５０３において、赤色の発光を示す有機化合物膜を形成し、第二の成膜室である成膜室（Ｂ）５０７において、緑色の発光を示す有機化合物膜を形成し、第三の成膜室である成膜室（Ｃ）５０９において、青色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合について説明したが、形成される順番はこれに限られることはなく、成膜室（Ａ）５０３、成膜室（Ｂ）５０７、成膜室（Ｃ）５０９において、赤色の発光を示す有機化合物膜、緑色の発光を示す有機化合物膜、青色の発光を示す有機化合物膜のいずれかが形成されればよい。さらに、もう一つ成膜室を設けて白色発光を示す有機化合物膜を形成されるようにしても良い。

また、ここでアニール炉を設けて、これらの有機化合物の成膜が終了した後に真空でアニールしてもよい。この成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。

次に、５１０は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）５１０は排気系５００ｈを備えている。また、成膜室（Ｃ）５０９とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｇを備えている。

本実施例では成膜室（Ｄ）５１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室（Ｄ）５１０の詳細な動作に関しては、図１の説明を参照すれば良い。

本実施例では、成膜室（Ｄ）５１０において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。

さらに、ここでＣＶＤ室を設けて、窒化珪素膜、酸化珪素膜及びＤＬＣ膜等の絶縁膜を発光素子の保護膜（パッシベーション膜）として形成させてもよい。なお、ＣＶＤ室を設ける場合には、ＣＶＤ室で用いる材料ガスを予め高純度化するためのガス精製機を設けておくと良い。

次に、５１１は封止室であり、排気系５００ｉを備えている。また、成膜室（Ｄ）５１０とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室５１１では、最終的に発光素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。

カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。

また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。

図６に示した成膜装置では、封止室５１１の内部に紫外光を照射するための機構（以下、紫外光照射機構という）が設けられており、この紫外光照射機構から発した紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。

最後に、５１２はアンロード室であり、排気系５００ｊを備えている。発光素子が形成された基板はここから取り出される。

以上のように、図６（または図１）に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施例１、または実施例２と自由に組み合わせることができる。

本発明の成膜装置について図７を用いて説明する。図７において、７０１は搬送室であり、搬送室７０１には搬送機構（Ａ）７０２が備えられ、基板７０３の搬送が行われる。搬送室７０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）７０２によって行われる。また、搬送室７０１を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いることが可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。

以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室７０１は減圧雰囲気となるので、搬送室７０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。

まず、７０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室である。ロード室７０４はゲート７００aにより搬送室７０１と連結され、ここに基板７０３をセットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、ロード室７０４は、素子形成まで終了した基板を封止室への搬送室の役割も兼ねる。なお、ロード室７０４は基板搬入用と基板搬送用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室７０４は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。なお、排気ポンプとしては、ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには、ガス精製機が備えられており、装置内に導入されるガスの不純物（酸素や水）が予め除去されるようになっている。

なお、本実施例では基板７０３として、発光素子の陽極となる透明導電膜まで形成した基板を用いる。本実施例では基板７０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットする。

次に、７０５で示されるのはメタルマスクのアライメント及び発光素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）まで形成された基板とメタルマスクの位置合わせを行うアライメント室であり、アライメント室７０５はゲート７００bにより搬送室７０１と連結される。なお、異なる有機化合物膜を形成するたびにアライメント室においてメタルマスクのアライメント及び基板とメタルマスクの位置合わせが行われる。また、アライメント室７０５には、イメージセンサーとして知られているＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備えておくことにより、メタルマスクを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わせを精度良く行うことを可能にする。

さらに、アライメント室７０５には、クリーニング予備室７２２ａが連結されている。クリーニング予備室７２２ａの構成は、図３及び実施の形態２に示すとおりである。また、反応性ガスを用いてクリーニングを行ってもよい。また、クリーニング予備室を設けず、実施の形態３に示したように成膜室内にガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ₃、またはＯから選ばれた一種または複数種のガス）を導入して、成膜室内でプラズマを発生させてドライクリーニングを行っても良いし、Ａｒガス等を導入してスパッタ法による物理的なクリーニングを行っても良い。

反応性ガスを用いてクリーニングを行う場合、μ波を発生させるμ波発振器を有し、ここで発生したμ波は導波管を通ってプラズマ放電管に送られる。なお、ここで用いるμ波発振器からは、約２．４５ＧＨｚのμ波が放射される。また、プラズマ放電管には、ガス導入管から反応性ガスが供給される。なお、反応性ガスとして、ＮＦ₃、ＣＦ₄、またはＣｌＦ₃などを用いれば良い。そして、プラズマ放電管において反応性ガスがμ波により分解されてラジカルが発生する。このラジカルは、ガス導入管を通り、ゲートを介して連結されたアライメント室７０５に導入される。そして、アライメント室７０５には、有機化合物膜が付着したメタルマスクを備えておく。そして、クリーニング予備室７２２ａとアライメント室７０５の間に設けられているゲートを開くことにより、アライメント室７０５にラジカルを導入することができる。これにより、メタルマスクのクリーニングを行うことができる。

次に、７０６は蒸着法により有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ）と呼ぶ。成膜室（Ａ）７０６はゲート７００cを介して搬送室７０１に連結される。本実施例では成膜室（Ａ）７０６として図１に示した構造の成膜室を設けている。

本実施例では、成膜室（Ａ）７０６内の成膜部７０７において、赤色に発光する第一の有機化合物膜を成膜する。

なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔輸送性、発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。

また、成膜室（Ａ）７０６はゲート７００ｇを介して材料交換室７１４に連結される。なお、材料交換室７１４には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている。予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１４には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を追加または交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート７００ｇを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることができるようになっている。なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。

なお、成膜室（Ａ）７０６内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載した図１の説明や、実施例１を参照すれば良い。

なお、成膜室（Ａ）７０６にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｂがゲート（図示せず）を介して連結されている。なお、具体的な構成は、クリーニング予備室７２２ａと同様であり、成膜室（Ａ）７０６内部に付着した有機化合物等を除去することができる。

次に、７０８は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００dを介して搬送室７０１に連結される。本実施例では成膜室（Ｂ）７０８として図１に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室（Ｂ）７０８内の成膜部７０９において、緑色に発光する有機化合物膜を成膜する。

なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。

また、成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００ｈを介して材料交換室７１５に連結される。なお、材料交換室７１５には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている。予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１５には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート７００ｈを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることができるようになっている。なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。

なお、成膜室（Ｂ）７０８内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の図１の説明や実施例１を参照すれば良い。なお、成膜室（Ｂ）７０８にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｃがゲート（図示せず）を介して連結されている。

次に、７１０は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００eを介して搬送室７０１に連結される。本実施例では成膜室（Ｃ）７１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室（Ｃ）７１０内の成膜部７１１において、青色に発光する有機化合物膜を成膜する。

なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。

また、成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００ｉを介して材料交換室７１６に連結される。

なお、成膜室（Ｃ）７１０内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の図１の説明や実施例１を参照すれば良い。

なお、成膜室（Ｃ）７１０にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｄがゲート（図示せず）を介して連結されている。

次に、７１２は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）７１２はゲート７００fを介して搬送室７０１に連結される。
本実施例では、成膜室（Ｄ）７１２内の成膜部７１３において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。

また、成膜室（Ｄ）７１２はゲート７００ｊを介して材料交換室７１７に連結される。なお、材料交換室７１７には、交換した導電材料を加熱するヒーターが設けられている。なお、成膜室（Ｄ）７１２にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｅがゲート（図示せず）を介して連結されている。

また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ）７１２には、各成膜室内を加熱する機構を備えておく。これにより、成膜室内の不純物の一部を除去することができる。

また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ）７１２は、排気ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は１０^-6Ｐａ以上であることが望ましく、例えば、排気速度が１００００ｌ／ｓ（Ｈ₂Ｏ）のクライオポンプを用いて、成膜室内部の表面積を１０ｍ²とし、成膜室内部をアルミニウムで形成したときの成膜室内部のリーク量は、２０時間で４．１×１０^-7Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1以下になるようにしなければならない。

次に、７１８は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート７００ｋを介してロード室７０４に連結されている。封止室７１８では、最終的に発光素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。

カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール剤を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿剤を設けることも有効である。

また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。

図７に示した成膜装置では、封止室７１８の内部に紫外光を照射するための機構（以下、紫外光照射機構という）７１９が設けられており、この紫外光照射機構７１９から発した紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室７１８の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことができる。なお、具体的には、酸素や水の濃度は０．３ｐｐｍ以下にすることが望ましい。また、逆に封止室７１８の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。

次に、封止室７１８には受渡室（パスボックス）７２０が連結される。受渡室７２０には搬送機構（Ｂ）７２１が設けられ、封止室７１８で発光素子の封入が完了した基板を受渡室７２０へと搬送する。受渡室７２０も排気ポンプを取り付けることで減圧とすることが可能である。この受渡室７２０は封止室７１８を直接外気に晒さないようにするための設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室において用いる部材を供給する部材供給室（図示せず）を設けることも可能である。

なお、本実施例において図示しなかったが、発光素子の形成後に窒化珪素や酸化珪素等の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜を積層させた絶縁膜を発光素子上に形成させても良い。なお、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜とは、ダイヤモンド結合（sp³結合）とグラファイト結合（SP²結合）が混在した非晶質膜である。またこの場合には、自己バイアスを印加することでプラズマを発生させ、原料ガスのプラズマ放電分解により薄膜を形成させるＣＶＤ(chemical vapor deposition)装置を備えた成膜室を設ければよい。

以上のように、図７に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１、または実施例２と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、本発明の成膜装置を用いて作製した発光装置について説明する。
図８は、アクティブマトリクス型発光装置の断面図である。なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）を用いているが、ＭＯＳトランジスタを用いてもよい。

また、ＴＦＴとしてトップゲート型ＴＦＴ（具体的にはプレーナ型ＴＦＴ）を例示するが、ボトムゲート型ＴＦＴ（典型的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いることもできる。

本実施例では、基板８００としてバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いればよい。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いても良い。

まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板（基板８００）上にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁膜の下層８０１として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いで、下地絶縁膜の上層８０２として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ₄で非晶質構造を有する半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好ましくは２５〜２００ｎｍ）で形成する。

本実施例では下地絶縁膜を２層構造として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ_XＧｅ_1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置でもよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。

次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍの極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、ジボランを水素で１％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量２×１０¹²／ｃｍ²で非晶質シリコン膜にボロンを添加する。

次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布した。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。

次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。
この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。

次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、大粒径な結晶を得るため、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を半導体膜に照射する。レーザ光の照射は大気中、または酸素雰囲気中で行う。なお、大気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成される。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ₄レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ₄結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。

もちろん、連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射する前の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製することもできるが、レーザ光照射後の結晶構造を有するシリコン膜のほうが結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上するので望ましい。例えば、上記レーザ光照射前の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は３００ｃｍ²／Ｖｓ程度であるが、上記レーザ光照射後の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は５００〜６００ｃｍ²／Ｖｓ程度と著しく向上する。

なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いて結晶化させた後、さらに連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射したが、特に限定されず、非晶質構造を有するシリコン膜を成膜し、脱水素化のための熱処理を行った後、上記連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射して結晶構造を有するシリコン膜を得てもよい。

また、連続発振のレーザに代えてパルス発振のレーザを用いることもでき、パルス発振のエキシマレーザを用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜１０００mJ/cm²(代表的には２００〜８００mJ/cm²)とするのが望ましい。このとき、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。

次いで、上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。本実施例ではオゾン水を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよい。また、バリア層を形成する前にレーザー光の照射により形成された酸化膜を除去してもよい。

次いで、上記バリア層上にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法でゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例では、スパッタ法でシリコンターゲットを用い、アルゴン雰囲気下、圧力０．３Ｐａで成膜する。

その後、６５０℃に加熱された炉に入れて３分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有する半導体膜中のニッケル濃度を低減する。炉に代えてランプアニール装置を用いてもよい。

次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があるため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。

次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、ゲート絶縁膜８０３となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。

次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜８０３上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。

第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成する。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。

上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２のエッチング処理）にはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。ここでは、レジストからなるマスクを形成した後、第１のエッチング条件として１Paの圧力でコイル型の電極に７００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであり、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた石英円板）は、直径２５ｃｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして端部をテーパー形状とする。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。なお、ここでは、第１のエッチング条件及び第２のエッチング条件を第１のエッチング処理と呼ぶこととする。

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。
ここでは、第３のエッチング条件としてエッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを６０秒行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）
電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約２０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、ここでは、第３のエッチング条件及び第４のエッチング条件を第２のエッチング処理と呼ぶこととする。この段階で第１の導電層８０４ａを下層とし、第２の導電層８０４ｂを上層とするゲート電極８０４および各電極８０５〜８０７が形成される。

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、ゲート電極８０４〜８０７をマスクとして全面にドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０¹⁴atoms/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。自己整合的に第１の不純物領域（ｎ^--領域）８２２〜８２５が形成される。

次いで、新たにレジストからなるマスクを形成するが、この際、スイッチングＴＦＴ９０３のオフ電流値を下げるため、マスクは、画素部９０１のスイッチングＴＦＴ９０３を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ９０６を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するためにも設けられる。加えて、マスクは、画素部９０１の電流制御用ＴＦＴ９０４を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を覆って形成される。

次いで、上記レジストからなるマスクを用い、選択的に第２のドーピング処理を行って、ゲート電極の一部と重なる不純物領域（ｎ^-領域）を形成する。第２のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ₃）を水素で５％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を１．５×１０¹⁴atoms/cm²とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。この場合、レジストからなるマスクと第２の導電層とがｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、第２の不純物領域３１１、３１２が形成される。第２の不純物領域には１×１０¹⁶〜１×１０¹⁷/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第２の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ^-領域とも呼ぶ。

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行う。
第３のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。
ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ₃）を水素で５％に希釈したガスを流量４０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を２×１０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行う。この場合、レジストからなるマスクと第１の導電層及び第２の導電層がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、第３の不純物領域８１３、８１４、８２６〜８２８が形成される。第３の不純物領域には１×１０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ⁺領域とも呼ぶ。

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成して第４のドーピング処理を行う。第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３及び第５の不純物領域８１６、８１７、８３０、８３１を形成する。

また、第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３には１×１０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３には先の工程でリン（Ｐ）
が添加された領域（ｎ^--領域）であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度がその１．５〜３倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ⁺領域とも呼ぶ。

また、第５の不純物領域８１６、８１７、８３０、８３１は第２の導電層のテーパー部と重なる領域に形成されるものであり、１×１０¹⁸〜１×１０²⁰/cm³の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ^-領域とも呼ぶ。

以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が形成される。導電層８０４〜８０７はＴＦＴのゲート電極となる。

次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しない）を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いはレーザーを照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせた方法によって行う。

また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。

次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜８０８を形成して熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は第１の層間絶縁膜８０８に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。酸化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

次いで、第１の層間絶縁膜８０８上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜８０９を形成する。本実施例では塗布法により膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜８０９ａを形成し、スパッタ法により２００ｎｍの窒化シリコン膜８０９ｂを積層する。

次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接して後で形成される接続電極に接して重なるよう画素電極８３４を形成する。本実施例では、画素電極はＯＬＥＤの陽極として機能させ、ＯＬＥＤの発光を画素電極に通過させるため、透明導電膜とする。

次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行う。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜をエッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜をエッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。

その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極８３５〜８４１、具体的にはソース配線、電源供給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）とＴｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部を形成する。また、先に形成された画素電極８３４と接して重なるよう設けられた接続電極８４１は、電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接している。

以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ９０５、ｐチャネル型ＴＦＴ９０６、およびこれらを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路９０２と、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴ９０３またはｐチャネル型ＴＦＴ９０４を複数備えた画素部９０１を形成することができる。

各電極のパターニングが終了したら、レジストを除去して熱処理を行い、次いで、画素電極８３４の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物８４２ａ、８４２ｂを形成する。バンク８４２ａ、８４２ｂは珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。ここでは、有機樹脂膜からなる絶縁膜をパターニングしてバンク８４２ａを形成した後、スパッタ法で窒化シリコン膜を成膜し、パターニングしてバンク８４２ｂを形成する。

次いで、両端がバンクで覆われている画素電極８３４上にＥＬ層８４３およびＯＬＥＤの陰極８４４を形成する。本実施例では、ＥＬ層８４３およびＯＬＥＤの陰極８４４を実施の形態１に示す成膜装置を用いて蒸着する。蒸着方法は、実施の形態１または実施例１に従って、基板を加熱しながら、真空中で蒸着することによって高密度、且つ、高純度のＥＬ層を形成すればよい。

ＥＬ層８４３としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。

また、陰極８４４に用いる材料としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もしくは２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好ましいとされている。仕事関数が小さければ小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用いる材料としては、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチウム）を含む合金材料が望ましい。なお、陰極は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線を経由して入力端子部に端子電極を有している。

ここまでの工程が終了した段階が図８である。なお、図８では、スイッチングＴＦＴ９０３と、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ９０４）
とを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。

次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有するＯＬＥＤを有機樹脂、保護膜、封止基板、或いは封止缶で封入することにより、ＯＬＥＤを外部から完全に遮断し、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことが好ましい。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある入出力端子部には保護膜などは設けなくともよい。

次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を貼りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百μm径の導電性粒子とから成り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに形成された配線とが電気的に接続する。

また、必要があれば、偏光板と位相差板とで構成される円偏光板等の光学フィルムを設けてもよいし、ＩＣチップなどを実装させてもよい。

以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜４のいずれか一と自由に組み合わせることができる。

実施例５により得られるモジュール型の発光装置（ＥＬモジュールとも呼ぶ）の上面図及び断面図を示す。

図９（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図９（Ａ）において、基板４００（例えば、耐熱性ガラス等）に、下地絶縁膜４０１が設けられ、その上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲート側駆動回路４０３を形成されている。これらの画素部や駆動回路は、上記実施例５に従えば得ることができる。

また、４１８は有機樹脂、４１９は保護膜であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂４１８で覆われ、その有機樹脂は保護膜４１９で覆われている。さらに、接着剤を用いてカバー材で封止してもよい。カバー材は、封止基板、或いは封止缶を用い、ＥＬ層とカバー材の空隙には、不活性ガスまたはシリコンオイルを封入すればよい。

なお、４０８はソース側駆動回路４０４及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板４００上に接して下地絶縁膜４０１が設けられ、絶縁膜４０１の上方には画素部４０２、ゲート側駆動回路４０３が形成されており、画素部４０２は電流制御用ＴＦＴ４１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極４１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路４０３はｎチャネル型ＴＦＴ４１３とｐチャネル型ＴＦＴ４１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。

これらのＴＦＴ（４１１、４１３、４１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型ＴＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。図９では、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ４１１）のみを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。

なお、実施例５に従って同一基板上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲート側駆動回路４０３形成する。

画素電極４１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極４１２の両端にはバンク４１５が形成され、画素電極４１２上には有機化合物層４１６および発光素子の陽極４１７が形成される。

有機化合物層４１６としては、図１に示す成膜装置、または図３に示す装置を用い、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。

陽極４１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線４０８を経由してＦＰＣ４０９に電気的に接続されている。さらに、画素部４０２及びゲート側駆動回路４０３に含まれる素子は全て陽極４１７、有機樹脂４１８、及び保護膜４１９で覆われている。

なお、有機樹脂４１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ましい。また、有機樹脂４１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。

また、有機樹脂４１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図７に示すように保護膜４１９を有機樹脂４１８の表面（露呈面）に設けることが好ましい。また、基板４００の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である。マスクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置でマスキングテープとして用いるテフロン（登録商標）等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されないようにしてもよい。保護膜４１９として、窒化珪素膜、ＤＬＣ膜、またはＡｌＮ_XＯ_Y膜を用いればよい。

以上のような構造で発光素子を保護膜４１９で封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機化合物層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。また、ＥＬ層の成膜から封入までの工程を図５〜図７に示す装置を用いて行ってもよい。

また、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層して図９とは逆方向に発光する構成としてもよい。図１０にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。

図１０に示した断面構造について以下に説明する。基板６００上に絶縁膜６１０が設けられ、絶縁膜６１０の上方には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ６１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極６１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎチャネル型ＴＦＴ６１３とｐチャネル型ＴＦＴ６１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。

これらのＴＦＴ（６１１、６１３、６１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型ＴＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。なお、図１０では、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ６１１）
のみを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。

画素電極６１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極６１２の両端にはバンク６１５が形成され、画素電極６１２上には有機化合物層６１６および発光素子の陽極６１７が形成される。

陽極６１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６０８を経由してＦＰＣ６０９に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート側駆動回路６０３に含まれる素子は全て陰極６１７、有機樹脂６１８、及び保護膜６１９で覆われている。さらに、カバー材６２０と接着剤で貼り合わせてもよい。
また、カバー材６２０には凹部を設け、乾燥剤６２１を設置してもよい。

また、図１０では、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層したため、発光方向は図１０に示す矢印の方向となっている。

また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜５のいずれか一と自由に組み合わせることができる。

本発明を実施してＥＬモジュール（アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシブ型ＥＬモジュール）を完成することができる。即ち、本発明を実施することによって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。

その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図１１、図１２に示す。

図１１（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。

図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。

図１１（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。

図１１（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。

図１１（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。

図１１（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。

図１２（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。

図１２（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。

図１２（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。

ちなみに図１２（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は、実施の形態１実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施例１乃至６のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

本発明の成膜装置（実施の形態１） 本発明のフローを示す図。（実施の形態１） 本発明の成膜装置（実施の形態２） 本発明の成膜装置により作製される素子構造を説明する図。（実施例１） 成膜装置について説明する図。（実施例２） 成膜装置について説明する図。（実施例３） 成膜装置について説明する図。（実施例４） 発光装置について説明する図。 発光装置について説明する図。 発光装置について説明する図。 電気機器の一例を示す図。 電気機器の一例を示す図。 本発明の成膜装置（実施の形態３） 蒸着マスクの拡大断面図を示す図である。 成膜装置の一例（実施の形態４）

Claims (9)

1. 成膜室内に配置された基板上に有機化合物材料を蒸着させる成膜方法であって、
   前記成膜室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、前記基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に有機化合物層を成膜し、
   前記成膜後、前記成膜室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、且つ、前記基板を加熱して前記有機化合物層中のガスを低減することを特徴とする成膜方法。
2. 成膜室内に配置された基板上に有機化合物材料を蒸着させる成膜方法であって、
   前記成膜室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、前記基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に有機化合物層を成膜し、
   前記成膜後、前記基板を大気にふれさせることなく、前記成膜室とは異なる処理室に搬送し、
   前記処理室内を５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とし、且つ、前記基板を加熱して前記有機化合物層中のガスを低減することを特徴とする成膜方法。
3. 請求項１又は２において、前記成膜を行う際、同時に前記基板を加熱して前記有機化合物材料でなる膜中のガスを低減することを特徴とする成膜方法。
4. 請求項３において、前記基板の温度は、５０℃〜２００℃の範囲に制御することを特徴とする成膜方法。
5. 真空排気手段と連結された成膜室と、
   前記成膜室に設けられた蒸着源と、前記蒸着源に対向するように基板を固定するホルダと、前記蒸着源と前記基板との間に設けられる蒸着マスクと、防着シールドと、前記防着シールドを加熱する手段とを有する成膜装置を用い、
   前記防着シールドを前記加熱する手段により前記基板温度よりも高く、かつ、前記蒸着材料の昇華温度よりも低くなるように加熱して、前記蒸着源から蒸着材料を気化して、前記基板に前記蒸着材料を蒸着することを特徴とする成膜方法。
6. 請求項５において、前記成膜室内は、５×１０^−３Ｔｏｒｒよりも高真空とすることを特徴とする成膜方法。
7. 請求項５又は６において、前記基板の温度を、前記防着シールドの温度よりも１０℃以上低く制御することを特徴とする成膜方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか一において、前記基板の温度を、５０℃〜２００℃の範囲に制御することを特徴とする成膜方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか一において、前記蒸着源は複数であって、それぞれ機能の異なる有機化合物材料を有し、少なくとも二種類の有機化合物材料を同時に蒸着することを特徴とする成膜方法。

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