CN107574412B - 蒸镀装置及蒸发源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸发粒子的入射角大、能够实现均匀的膜厚分布、且不容易受到蒸发率变动影响的蒸镀装置及蒸发源。蒸镀装置具备蒸发源，所述蒸发源具有收容成膜材料的容器(1)和沿着容器的长边方向设置的多个蒸发口部(2a、2b)，其中，多个蒸发口部中的设置于外侧的至少一对外侧蒸发口部(2a)分别具有以朝向容器的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面，至少一个所述外侧蒸发口部被设定为膜厚分布调整用外侧蒸发口部(2a)，该膜厚分布调整用外侧蒸发口部(2a)被构成为始自开口端面的中心的法线指向基板(3)的成膜有效范围的外侧，且从外侧蒸发口部(2a)的开口端面放出的成膜材料最厚地成膜的最大成膜点(X)位于基板的成膜有效范围的外侧。

Description

蒸镀装置及蒸发源
技术领域
本发明涉及蒸镀装置及蒸发源。
背景技术
在本申请人自己在先申请的日本特愿2014-265981号中，提出了一种真空蒸镀装置，所述真空蒸镀装置使设置于蒸发源的多个蒸发口部中的、位于外侧的蒸发口部的开口端面以朝向蒸发源的长边方向外侧的方式倾斜，由此，即便不将蒸发口部向长边方向外侧扩展地配设，也能得到膜厚分布均匀且抑制了成膜后的图案中的膜模糊的蒸镀膜。
发明内容
本发明为了实现膜厚分布的均匀性的进一步提高而作出，其目的在于提供一种蒸发粒子的入射角大、能够实现均匀的膜厚分布、且不容易受到蒸发率变动影响的蒸镀装置及蒸发源。
本发明提供一种蒸镀装置，所述蒸镀装置具备蒸发源，所述蒸发源具有收容成膜材料的容器和沿着所述容器的长边方向设置的多个蒸发口部，所述蒸镀装置通过从该蒸发口部放出所述成膜材料而在基板上形成蒸镀膜，其特征在于，所述多个蒸发口部中的设置于外侧的至少一对外侧蒸发口部分别具有以朝向所述容器的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面，至少一个所述外侧蒸发口部被设定为膜厚分布调整用外侧蒸发口部，该膜厚分布调整用外侧蒸发口部被构成为，始自所述开口端面的中心的法线指向所述基板的成膜有效范围的外侧，且从所述外侧蒸发口部的开口端面放出的成膜材料最厚地成膜的最大成膜点位于所述基板的成膜有效范围的外侧。
【发明效果】
本发明由于如上所述构成，因此形成为蒸发粒子的入射角大、能够实现均匀的膜厚分布、且不容易受到蒸发率变动影响的蒸镀装置及蒸发源。
附图说明
图1是本实施例的概略说明主视图。
图2是另一例的概略说明主视图。
图3是本实施例的主要部分的说明图。
图4是余弦定理的概略说明图。
图5是说明n值与最大成膜点的关系的说明图。
图6是说明n值与最大成膜点的关系的说明图。
图7是竖直喷嘴的例子的概略说明主视图。
图8是内倾喷嘴的例子的概略说明主视图。
图9是外倾喷嘴的例子的概略说明主视图。
图10是蒸镀装置的概略说明主视图。
图11是蒸镀装置的概略说明侧视图。
【符号说明】
1 容器
2a、2b 蒸发口部
3 基板
具体实施方式
基于附图展示本发明的作用，从而简单说明被认为是优选的本发明的实施方式。
通过使膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a进行成膜的最大成膜点X处于成膜有效范围外，从而在从膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a放出而形成的膜厚分布形状的平缓的倾斜部分形成膜厚分布范围，能够尽可能减小由外侧蒸发口部2a的位置偏差、角度偏差、蒸发率偏差产生的影响，当从容器1的蒸发口部2a、2b放出蒸发的成膜材料而在基板形成蒸镀膜时，容易形成均匀的膜厚分布。
另外，由于始自外侧蒸发口部2a的开口端面的中心的法线指向基板3的成膜有效范围的外侧，因此，向基板3入射的最大入射角增大，能够抑制成膜后的图案中的膜模糊。
【实施例】
基于附图，说明本发明的具体的实施例。
本实施例是将本发明应用于诸如图10、11图示那样的蒸镀装置的例子。该蒸镀装置为了在保持减压气氛的真空槽20内在基板3上形成薄膜而将放出成膜材料的蒸发源25配设在与基板3相向的位置处，且设有膜厚监控器22、膜厚计23、以及加热器用电源24，所述膜厚监控器22对从蒸发源25放出的蒸发粒子的蒸发率进行监控，所述膜厚计23设置在真空槽20外并将所监控的蒸发粒子的量换算成膜厚，所述加热器用电源24为了控制成膜材料的蒸发率以使所换算的膜厚成为所希望的膜厚而对容器1进行加热。而且，设有使基板3与蒸发源25相对移动的相对移动机构，通过一边进行相对移动一边进行成膜，从而能够遍及基板整面地形成均匀膜厚的蒸镀膜。
另外，所述容器1和配设在与所述容器1相向的位置上的基板3沿着与所述容器1的长边方向正交的方向相对移动，并从蒸发口部2放出所述成膜材料，从而在基板3上形成蒸镀膜。
在本实施例中，采用由容器1和蒸发口部2a、2b构成的蒸发源25，该容器1收容成膜材料，该蒸发口部2a、2b在该容器1中沿着容器1的长边方向设置多个。
具体而言，如图1图示那样，所述多个蒸发口部2a、2b中的设置在外侧的至少一对外侧蒸发口部2a分别具有以朝向所述容器1的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面。
并且，至少1个所述外侧蒸发口部2a被设定为膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a，该膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a被构成为始自所述开口端面的中心的法线指向所述基板3的成膜有效范围的外侧，且从所述外侧蒸发口部2a的开口端面放出的成膜材料最厚地进行成膜的最大成膜点X位于所述基板3的成膜有效范围的外侧。
具体而言，至少将位于最外侧的一对蒸发口部2a作为所述外侧蒸发口部2a。在本实施例中，将最内侧的一组作为内侧蒸发口部2b，将内侧蒸发口部2b以外的蒸发口部2a全部作为外侧蒸发口部2a，全部的蒸发口部2a、2b具有以朝向容器1的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面。
需要说明的是，本实施例的最外侧的外侧蒸发口部2a以外的其他的蒸发口部2a、2b并不局限于上述结构，既可以具有以朝向长边方向内侧的方式倾斜的开口端面，也可以竖直地竖立设置于容器1。而且，也可以仅将内侧蒸发口部2b形成为具有以朝向长边方向内侧的方式倾斜的开口端面的结构，或者形成为竖直地竖立设置于容器1的结构。
另外，在本实施例中，将位于最外侧的一对外侧蒸发口部2a分别设定为分布调整用外侧蒸发口部2。
需要说明的是，也可以如图2图示的另一例那样，不仅将位于最外侧的外侧蒸发口部2a设为膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a，而且将与它们相邻的外侧蒸发口部2a也设为膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a。
另外，蒸发口部2a、2b的排列范围W1被设定为比基板3的在容器1的长边方向上的成膜有效范围W2窄的宽度(参照图3)。
膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a的开口中心的距成膜有效范围端的距离(内侧偏置距离)b可以通过b＝W2-W1÷2得到。而且，当基板与蒸发口部之间的距离为T/S时，包含基板3的成膜面在内的假想平面上的始自蒸发口部2的开口端面的法线与蒸发口部2的开口中心之间的距离a可以通过a＝T/S×tanθ得到。在此，以a>b的方式设定膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a的位置及开口端面的倾斜角度。
另外，膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a的成膜材料的蒸发角度分布具体而言满足下述式(1)所示的余弦定理。
cosnθ(其中，n为3～20)…(1)
即，如图4所图示那样，从蒸发口部前端放出的蒸发粒子的蒸发角度分布(放出角度分布)遵照以开口的法线方向为0°的余弦定理(cosnθ)。此时，存在n值越大则指向性越高，蒸发口部的开口的内径(D)与高度(H)之比H/D越大则n值越大的倾向。通过在3～20之间适当设定该n值来调整最大成膜点的位置。
另外，膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a被设定成内径与高度之比为大于等于1：2。
需要说明的是，在本实施例中，最大成膜点是指膜厚分布的顶点，该膜厚分布的顶点是基板的成膜后的分布形状中切线的斜率为0°的地点。
例如图5所图示那样，在T/S为400mm，θ为30°的情况下，将n值为3、5、10及20时的膜厚分布进行比较可知，n值越大，则最大成膜点越接近包含基板的成膜面在内的假想面与法线的交点，n值越小，则最大成膜点越接近膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a的正上方位置。而且，n值小时，分布倾斜平缓，对于膜厚分布误差的灵敏度降低，由膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a的位置偏差、角度偏差、蒸发率偏差产生的影响减小。
另外，如图6所图示那样，在θ为40°的情况下，与30°的情况相比，最大成膜点向外侧移动。而且，与30°的情况相比，从包含基板的成膜面在内的假想面与法线的交点开始的内侧偏置量大。
此外，在T/S为300mm的情况下，与400mm的情况相比，存在从包含基板的成膜面在内的假想面与法线的交点开始的内侧偏置量小的倾向，n值越小则该倾向越显著。而且，400mm的情况下的最大成膜点向外侧移动。
根据以上的倾向来调整T/S、θ、n等值，设定最大成膜点X的位置。
另外，本实施例将最外侧的外侧蒸发口部2a形成为具有以朝向容器1的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面的结构，而且将该外侧蒸发口部2a设定为所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a，但是在最外侧的蒸发口部是竖直地竖立设置于容器1的蒸发口部(竖直喷嘴)或者是具有以朝向容器1的长边方向内侧的方式倾斜的开口端面的蒸发口部(内倾喷嘴)的情况下，存在以下的问题点。需要说明的是，在图7～9中，对于与本实施例对应的部分，标注带有“’”的同一符号。
即，无论是竖直喷嘴还是内倾喷嘴，如图7及图8所图示那样，都能够与本实施例同样地设定为膜厚分布调整用外侧蒸发口部，但是存在将位于最外侧的蒸发口部2a’与成膜有效范围端连结的最大入射角α变小的问题点(最大入射角小成为图案模糊量增大的原因。)。
另外，如图9所图示那样，与本实施例同样，当将最外侧的外侧蒸发口部2a’形成为具有以朝向容器1’的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面的结构(外倾喷嘴)，而且使最大成膜点X’处于成膜有效范围的内侧时，虽然具有能够增大最大入射角α的优点，但是难以确保成膜有效范围内的膜厚分布均匀性，容易受到蒸发率变动的影响等，缺点大。
因此，可认为需要将最外侧的外侧蒸发口部2a形成为具有以朝向容器1的长边方向外侧的方式倾斜的开口端面的结构，而且将该外侧蒸发口部2a设定为所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部2a。
需要说明的是，本发明并不局限于本实施例，各构成要件的具体的结构可适当设计。

Claims (12)

1.一种蒸镀装置，所述蒸镀装置具备蒸发源，所述蒸发源具有收容成膜材料的容器和沿着所述容器的长边方向设置的多个蒸发口部，通过所述容器一边在与所述长边方向交叉的交叉方向上相对移动一边从所述多个蒸发口部放出所述成膜材料，从而在基板上的成膜有效范围内形成蒸镀膜，其特征在于，
所述多个蒸发口部被设置成在所述长边方向上包含于所述成膜有效范围内，所述多个蒸发口部中的设置在所述容器的长边方向端部附近的至少一对外侧蒸发口部具有在所述长边方向上以从该端部朝向外侧的方式倾斜的开口端面，至少一个所述外侧蒸发口部被设定成膜厚分布调整用外侧蒸发口部，所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部被构成为始自所述开口端面的中心的法线指向所述成膜有效范围的外侧，且从该外侧蒸发口部的开口端面放出的成膜材料最厚地成膜的最大成膜点在所述长边方向上位于所述成膜有效范围的外侧，
在所述长边方向上位于比所述外侧蒸发口部靠中央侧的位置的任一个所述蒸发口部具有在所述长边方向上以朝向中央侧的方式倾斜的开口端面。
2.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的至少一个是在所述长边方向上位于最靠近端部的位置的外侧蒸发口部。
3.根据权利要求2所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部是在所述长边方向上位于最靠近端部的位置的外侧蒸发口部及与之相邻的外侧蒸发口部。
4.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，
在所述长边方向上位于最靠近中央部的位置的一组蒸发口部分别具有在所述长边方向上以朝向中央侧的方式倾斜的开口端面。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的成膜材料的蒸发角度分布满足下述式(1)
cosnθ…(1)，
其中，n为3～20。
6.根据权利要求5所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的内径与高度之比被设定为大于等于1：2。
7.一种蒸发源，所述蒸发源是下述蒸镀装置中的蒸发源，所述蒸镀装置具备蒸发源，所述蒸发源具有收容成膜材料的容器和沿着所述容器的长边方向设置的多个蒸发口部，通过所述容器一边在与所述长边方向交叉的交叉方向上相对移动一边从所述多个蒸发口部放出所述成膜材料，从而在基板上的成膜有效范围内形成蒸镀膜，其特征在于，
所述多个蒸发口部被设置成在所述长边方向上包含于所述成膜有效范围内，所述多个蒸发口部中的设置在所述容器的长边方向端部附近的至少一对外侧蒸发口部具有在所述长边方向上以从该端部朝向外侧的方式倾斜的开口端面，至少一个所述外侧蒸发口部被设定成膜厚分布调整用外侧蒸发口部，所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部被构成为始自所述开口端面的中心的法线指向所述成膜有效范围的外侧，并且，被构成为使从该外侧蒸发口部的开口端面放出的成膜材料最厚地成膜的最大成膜点在所述长边方向上位于所述成膜有效范围的外侧，
在所述长边方向上位于比所述外侧蒸发口部靠中央侧的位置的任一个所述蒸发口部具有在所述长边方向上以朝向中央侧的方式倾斜的开口端面。
8.根据权利要求7所述的蒸发源，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的至少一个是在所述长边方向上位于最靠近端部的位置的外侧蒸发口部。
9.根据权利要求8所述的蒸发源，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部是在所述长边方向上位于最靠近端部的位置的外侧蒸发口部及与之相邻的外侧蒸发口部。
10.根据权利要求7所述的蒸发源，其特征在于，
在所述长边方向上位于最靠近中央部的位置的一组蒸发口部分别具有在所述长边方向上以朝向中央侧的方式倾斜的开口端面。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的蒸发源，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的成膜材料的蒸发角度分布满足下述式(1)
cosnθ…(1)，
其中，n为3～20。
12.根据权利要求11所述的蒸发源，其特征在于，
所述膜厚分布调整用外侧蒸发口部的内径与高度之比被设定为大于等于1：2。
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