JP2005113159A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置のメンテナンスの容易化を図り、さらに、基板への均一な着膜を可能とする。
【解決手段】 搬送装置によって移動される基板７に付着させる蒸着材を蒸発させる蒸発源９を、成膜チャンバ２の底部に設ける。蒸発源９の上方位置に、支持軸２１ａ，２１ｂに設けられた防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを配設させる。支持軸２１ａ，２１ｂを、成膜チャンバ２の外部から回動可能に支持する。蒸着分布の調整時に、支持軸２１ａ，２１ｂを回動させて防着板２２の傾きを調整することにより、基板７への着膜分布の調整を可能とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、薄膜を形成する蒸着装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）では、放電空間に面する誘電体層の表面に数千Åの膜厚の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜を被覆している。この酸化マグネシウム膜は、誘電体層の保護機能および２次電子放出機能を有している。
このような酸化マグネシウム膜は、その膜材料を、例えば、電子ビーム加熱などによって蒸発させて基板の電極を覆う誘電体層の表面に蒸着させることにより形成される。

ＰＤＰなどの大型の基板に対して薄膜を形成する蒸着装置は、通常、基板を搬送させながら形成させる通過型の蒸着装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
図１は、従来の通過型の蒸着装置の一例を示す概略断面図、図２は、この蒸着装置に設けられた防着板を説明する概略平面図である。
図１に示すように、蒸着装置１０１は、成膜チャンバ１０２を備えており、この成膜チャンバ１０２には、投入チャンバ１０３及び排出チャンバ１０４がゲート１０５を介して隣接して設けられている。

各チャンバ（成膜チャンバ１０２、投入チャンバ１０３、排出チャンバ１０４）には、
図示しない真空排気装置が接続されている。
また、各チャンバ（成膜チャンバ１０２、投入チャンバ１０３、排出チャンバ１０４）は、複数のコロ１０６ａからなる搬送装置１０６を備えており、基板１０７をコロ１０６ａ上に支持して図中矢印方向に、投入チャンバ３、成膜チャンバ２、排出チャンバ４の順に搬送する。

成膜チャンバ１０２には、その底部のハース１０８内に、膜材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの蒸発源１０９が配置されている。さらに、電子ビーム１１１ａを発生する電子ビーム発生源１１１を備えており、この電子ビーム発生源１１１には、制御手段１１３によって制御される加速電圧源１１２によって電圧が供給される。
この成膜チャンバ１０２内において、蒸発源１０９の膜材料が、電子ビーム１１１ａによる加熱によって蒸発され、搬送装置１０６上を搬送される基板１０７の表面に蒸着され、蒸着膜が形成される。
また、蒸着材遮蔽のための部材として、固定された防着板１１０が備えられている。

このような、従来の蒸着装置では、大面積の基板を移動させて成膜を行うため、図２に示すように、複数のハース１０８及び蒸発源１０９を設けている。これにより、蒸発源１０９から飛翔する蒸着材粒子の分布（以下、蒸着分布と称す）の範囲を広げることができ、さらに、防着板１１０を利用して、基板１０７の移動方向に対して直交する方向に生じる分布ムラを低減するように調整している。
そして、制御手段１１３により加速電圧源１１２を適宜制御することにより、電子ビーム１１１ａの加速電圧を調整し、蒸着分布の調整を行うことができる。

特開平１０−１７６２６２号公報

従来の蒸着装置では、成膜チャンバ２内の空間構造（蒸発源１０９の数、位置や防着板１１０の大きさ、位置、形状等によって決まる）が固定されており、蒸着装置が稼動している状態（成膜チャンバ１０２が真空引きされている状態）において、基板上に蒸着材粒子が着膜する分布（以下、着膜分布と称す）を一様にし、形成される蒸着膜の膜厚を均一化するためには、上記の電子ビーム１１１ａの加速電圧の調整による蒸着分布の調整を行っていた。

一方、成膜チャンバ１０２の内面や防着板１１０にも蒸着材粒子が付着するため、付着した蒸着材粒子を除去するメンテナンスを定期的に行う必要があり、メンテナンス時には、一旦取り外して蒸着材粒子を除去した防着板１１０を再び配設しており、メンテナンスを行った後は、成膜チャンバ２内の空間構造が微妙に変化する。
このため、上記空間構造の変化に応じて、蒸着分布の調整をし直さなければならないが、上記蒸着分布の調整は、極めて微妙な調整が必要であり、作業者の勘と経験に頼って行わざるを得ず、電子ビーム１１１ａの加速電圧の調整による蒸着分布の調整がうまくいかずに、形成される蒸着膜の膜厚が均一化しない場合があった。
このような場合には、再び成膜チャンバ１０２の減圧状態を解除し、防着板１１０を別の形状のものに交換するなどして、再度真空引きして、電子ビーム１１１ａの加速電圧の調整による蒸着分布の調整を行わなければならなかった。

したがって、上記のように蒸着分布の調整がうまくいかず、再調整のための防着板１１０の交換作業が生ずると、メンテナンスに要する作業工数が多くなってしまい、メンテナンスに要する工程及び作業時間を事前に把握することができないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、上記したメンテナンスに要する作業工数が多くなってしまい、メンテナンスに要する工程及び作業時間を事前に把握することができないという問題が挙げられる。

請求項１に記載の発明は、成膜チャンバ内に設けられた蒸発源の上方を移動する基板に、前記蒸発源から蒸発させた蒸着材を前記基板に付着させて成膜を施す蒸着装置であって、前記蒸発源の上方位置に、前記成膜チャンバの外部から傾きを調整可能な防着板が設けられていることを特徴とする。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本実施の形態に係る蒸着装置を示す概略断面図であり、図５は、この蒸着装置に設けられた防着板を説明する概略平面図であり、図６は、支持軸の回動による防着板の傾きを説明する概略側面図である。
図４に示すように、蒸着装置１は、成膜チャンバ２を備えており、この成膜チャンバ２には、投入チャンバ３及び排出チャンバ４がゲート５を介して隣接して設けられている。

各チャンバ（成膜チャンバ２、投入チャンバ３、排出チャンバ４）には、図示しない真空排気装置が接続されている。
また、各チャンバ（成膜チャンバ２、投入チャンバ３、排出チャンバ４）は、複数のコロ６ａからなる搬送装置６を備えており、基板７をコロ６ａ上に支持して図中矢印方向に、投入チャンバ３、成膜チャンバ２、排出チャンバ４の順に搬送する。

成膜チャンバ２には、その底部のハース８（るつぼ）内に、膜材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの蒸発源９が配置されている。さらに、電子ビーム１１ａを発生する電子ビーム発生源１１（例えば、電子銃など）を備えており、この電子ビーム発生源１１には、制御手段１３によって制御される加速電圧源１２によって電圧が供給される。

この成膜チャンバ２内において、蒸発源９の膜材料が、電子ビーム１１ａによる加熱によって蒸発され、搬送装置６上を搬送される基板７の表面に蒸着され、蒸着膜が形成される。

また、図５に示すように、成膜チャンバ２には、蒸発源９と搬送装置６との間に、搬送装置６による基板７の移動方向と直交する方向に支持軸２１ａ，２１ｂが支持され、少なくともその端部の一方が成膜チャンバ２の外部に突出しており、成膜チャンバ２を開けずに、内部を減圧状態に保ったまま支持軸２１ａ，２１ｂを回動させることができる。

また、これらの支持軸２１ａ，２１ｂには、それぞれの蒸発源９の上方位置に、複数の防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている（ここでは、１本の支持軸に防着板が２枚ずつ設けられている）。

このような構造により、図６の側面図に示すように、支持軸２１ａ，２１ｂを回動させることにより、例えば、図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態となるように、防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの傾きを変えることができる。

また、防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、例えば、扁平な形状をしており、傾きを変えることにより、蒸発源９から飛翔する蒸着材粒子を遮る実効的な面積が変化し、蒸着分布を変えることができる。

このように、複数の支持軸２１ａ，２１ｂを設けることにより、図６（ｂ）に示すように、支持軸２１ａの回動による防着板２２ａ，２２ｂの傾きの角度と、支持軸２１ｂの回動による防着板２２ｃ，２２ｄの傾きの角度とを異ならせることができるので、支持軸が１本の場合よりも細かい蒸着分布の調整をすることができる。

また、防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、その大きさ、形状、支持軸２１ａ，２１ｂへの取り付け位置は任意である。
例えば、図７に示す場合は、支持軸２１ａに取り付けられた防着板２２ａ，２２ｂと支持軸２１ｂに取り付けられた防着板２２ｃ，２２ｄの大きさ、形状と取り付け位置が異ならせて配設されているので、支持軸２１ａを回動させたときに防着板２２ａ，２２ｂが傾いた場合の効果と、支持軸２１ｂを回動させたときに防着板２２ｃ，２２ｄが傾いた場合の効果が異なるため、さらに、微妙な蒸着分布の調整をすることができる。

次に、本実施の形態の蒸着装置１による成膜方法について説明する。
基板７が投入チャンバ３に送り込まれると、投入チャンバ３内が真空排気され、排気が終了すると、ゲート５が開き、基板７は、搬送装置６によって成膜チャンバ２へ搬送される。

成膜チャンバ２は、予め真空引きされており、この真空雰囲気中で、蒸発源９から電子ビーム１１ａによる加熱によって蒸発した膜材料が、搬送装置６によって移動される基板７の電極を覆う誘電体層の表面に蒸着される。

このとき、電子ビーム１１ａの加速電圧の調整による蒸着分布の調整を行う。さらに、支持軸２１ａ，２１ｂを蒸着装置１の外部から回動して、防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの傾きを適宜調整することによって、基板７の移動方向に対して直交する方向における平均着膜スピードが均一化される。

つまり、図８に示すように、基板７の移動方向に対して直交する方向の異なる位置（図８中ａ，ｂにて示す位置）にて、略均一な着膜スピードにて着膜が施され、略均一な着膜分布を得ることができる。
これにより、基板７にはその表面に、ほぼ均一に成膜が施される。

その後、成膜チャンバ２にて成膜が施された基板７は、ゲート５を通り減圧状態の排出チャンバ４に送り込まれ、その後、外部に取り出される。

上述の実施の形態では、支持軸が２本の例を挙げて説明したが、支持軸の数は１本以上の任意の数を備えることができる。例えば、図９に示すように、３本の支持軸２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備え、防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを設けたものでもよい。図９のように、支持軸及び防着板の数が多くする程、より細かい蒸着分布の調整を行うことができる。

また、支持軸に設ける防着板の数も任意である。
また、ハース８、蒸発源９、及び電子ビーム発生源１１の数も任意であり、処理する基板の大きさ等に応じて変えてもよい。

以上詳述したように、本発明の実施の形態に係る蒸着装置１は、成膜チャンバ２内に設けられた蒸発源９の上方を移動する基板７に、蒸発源９から蒸発させた蒸着材を基板７に付着させて成膜を施す蒸着装置１であり、蒸発源９の上方位置に、成膜チャンバ２の外部から傾きを調整可能な防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている。
防着板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの傾きを調整することにより、電子ビーム１１ａの加速電圧の調整と併せて、蒸発源９からの蒸着分布の調整を行い、基板７への着膜分布を調整することができる。
したがって、作業者の勘と経験に頼って行っていた基板７への着膜分布の調整を容易にでき、防着板１０を他の形状のものに交換せずに、調整を行うことができるので、再調整のための防着板１０の交換作業が必要ないので、メンテナンスに要する工程及び作業時間を事前に把握することができる。
また、複数の分割した防着板を用いることにより、基板７の移動方向に対して直交する方向の異なる位置での平均着膜スピードを揃えることができるので、形成された蒸着膜をほぼ均一とすることができる。

従来の蒸着装置を説明する蒸着装置の側断面図である。 従来の蒸着装置に設けられた防着板を説明する概略平面図である。 従来の蒸着装置における基板の異なる位置ａ，ｂの着膜スピードを示すグラフ図である。 本発明に係る実施の形態の蒸着装置を説明する蒸着装置の側断面図である。 本発明に係る実施の形態の蒸着装置に設けられた防着板を説明する概略平面図である。 図５の支持軸の回動による防着板の傾きを説明する概略側面図である。 本発明に係る実施の形態の蒸着装置に設けられた防着板の大きさ、形状、支持軸への取り付け位置を異ならせた一例を説明する概略平面図である。 本発明に係る実施の形態の蒸着装置における基板の異なる位置ａ，ｂの着膜スピードを示すグラフ図である。 本発明に係る実施の形態の蒸着装置に設けられた支持軸の数が異なる一例を説明する概略平面図である。

符号の説明

１ 蒸着装置
２ 成膜チャンバ
７ 基板
９ 蒸発源
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 支持軸
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ 防着板

Claims (4)

1. 成膜チャンバ内に設けられた蒸発源の上方を移動する基板に、前記蒸発源から蒸発させた蒸着材を前記基板に付着させて成膜を施す蒸着装置であって、
   前記蒸発源の上方位置に、前記成膜チャンバの外部から傾きを調整可能な防着板が設けられていることを特徴とする蒸着装置。
2. 前記防着板は、前記成膜チャンバ内にて水平方向に支持されかつ前記成膜チャンバの外部から回動可能とされた支持軸に設けられ、該支持軸を回動させることにより、前記防着板の傾きが調整されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
3. 複数の支持軸を有し、前記防着板は、前記複数の支持軸にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置。
4. 前記複数の支持軸にそれぞれ設けられた防着板は、それぞれ形状及び／又は位置を異ならせて配設されていることを特徴とする請求項３に記載の蒸着装置。