[发明专利]真空气相沉积装置、真空气相沉积方法和气相沉积物

说明书

技术领域

本发明涉及用于在工件表面上气相沉积第一气相沉积材料和第二气相沉积材料的真空气相沉积装置、真空气相沉积方法和用其获得的气相沉积物。

背景技术

在真空气相沉积装置中，容纳气相沉积材料的气相沉积源和工件在真空室中设置成彼此相对，在真空室已抽真空之后，加热气相沉积源，使气相沉积材料熔化，将通过蒸发或升华而气化的气相沉积材料沉积在工件表面上。因此在工件表面上形成的气相沉积层适于用来生产例如有机电致发光元件之类的功能层。尤其，当作为第一主要气相沉积材料的主体材料掺杂微量使用的作为第二气相沉积材料的客体材料时，通常采用共沉积方法，其中，在同一真空室内同时气相沉积主体材料和客体材料。在日本专利申请公布第2003-193217号中描述了一种特定的共沉积方法。

日本专利申请公布第2003-193217号描述了，当气相沉积层中的客体材料与主体材料之比设定为约1/100时，可通过将工件表面上客体材料的气相沉积速率设定为主体材料的气相沉积速率的1/100来获得具有目标比率的气相沉积层。

当在工件上形成的气相沉积层中的客体材料与主体材料之比较小，例如约1/100时，通过将用于客体材料的膜厚监测器设置成比用于主体材料的膜厚监测器更靠近其气相沉积源，可以增大客体材料的表观气相沉积速率且有助于监测客体材料的气相沉积速率。然而，当客体材料与主体材料之比非常小，例如为1/1000或更小时，即使用于客体材料的膜厚监测器设置成靠近其气相沉积源，也因为在监测器的检测极限(0.001/秒)附近实施共沉积处理，所以很难非常精确地保持客体材料相对于主体材料的比率或分布。

在日本专利申请公布第2003-193217号描述的结构中，除了带有孔或网眼形式的开口的屏蔽板之外，用作工件的气相沉积衬底也转动，由此可改进形成为膜的客体材料在衬底表面上的分布不均匀。然而，在真空气相沉积装置的真空室内必须容纳两个驱动源，且真空室内的机构变得复杂。尤其，驱动具有用于形成气相沉积层的表面的工件是绝对不合需要的，因为在该过程中从驱动机构产生的杂质会粘附至工件表面。

还考虑到了一种与日本专利申请公布第2003-193217号所披露的技术不同的方法。对于这种方法，通过提高包含主体材料的气相沉积源的加热温度来有意增大主体材料的气相沉积速率，通过将包含客体材料的气相沉积源的加热温度降低到最小容许极限来将客体材料的气相沉积速率保持在最小可控水平。然而，对于这种方法，必须将主体材料的加热温度升高到必需水平之上，由此会有引起主体材料诸如分解之类的变性的危险。

发明内容

本发明的主要目的是提供真空气相沉积装置和真空气相沉积方法，当在诸如衬底的工件上同时气相沉积两种不同的气相沉积材料时，即使在用作客体材料的一种气相沉积材料与用作主体材料的另一气相沉积材料之比非常小，例如1/1000或更小时，也可高精度地且更加均匀分布地在工件表面上形成客体材料的膜。

本发明的另一目的是提供气相沉积物，其中，即使在客体材料与主体材料之比非常小，例如1/1000或更小时，也可高精度地且更加均匀分布地在工件表面上形成客体材料的膜。

本发明的第一实施例在于一种真空气相沉积装置，该真空气相沉积装置具有真空室、设置在真空室内的第一气相沉积源和第二气相沉积源、以及用于在真空室内将工件保持在固定状态的工件保持装置，工件具有将从第一气相沉积源和第二气相沉积源供给的第一气相沉积材料和第二气相沉积材料沉积于其上的表面，该真空气相沉积装置包括：屏蔽件，屏蔽件定位在第一气相沉积源和由工件保持装置保持的工件之间，且引起在工件表面上第一气相沉积材料的气相沉积量小于第二气相沉积材料的气相沉积量；屏蔽件驱动机构，屏蔽件驱动机构使屏蔽件绕第一轴线转动且使屏蔽件相对于第二轴线运动；以及单个驱动源，驱动源通过屏蔽件驱动机构驱动屏蔽件。

根据本发明，因为将屏蔽件引入第一气相沉积源和由工件保持装置保持的工件之间，粘附至工件表面的第一气相沉积材料的量相对于第二气相沉积材料的量就被显著减小。此外，因为屏蔽件绕第一轴线转动且还相对于第二轴线运动，所以第一气相沉积材料在工件表面上的粘附分布就更加均匀。