JP2008163365A - Crucible for vapor deposition, vapor deposition method and vapor deposition apparatus - Google Patents

Crucible for vapor deposition, vapor deposition method and vapor deposition apparatus Download PDF

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JP2008163365A JP2006351208A JP2006351208A JP2008163365A JP 2008163365 A JP2008163365 A JP 2008163365A JP 2006351208 A JP2006351208 A JP 2006351208A JP 2006351208 A JP2006351208 A JP 2006351208A JP 2008163365 A JP2008163365 A JP 2008163365A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crucible for vapor deposition, which can efficiently deliver a vapor deposition material to a substrate to be treated and can make the vapor deposition material incident on the substrate to be treated as perpendicularly as possible; to provide a vapor deposition method therefor; and to provide a vapor deposition apparatus therefor. <P>SOLUTION: The crucible 40 for vapor deposition, which heats the vapor deposition material and effuses a vapor flow, comprises: a heating vessel 41 for charging the vapor deposition material therein; a vapor flow exhaust nozzle 43a for spouting the vapor flow; and a cylindrical guide member 42 which surrounds an effusion course of the vapor flow and is opened toward a direction of effusing the vapor flow. The inner circumferential surface of the cylindrical guide member 42 is formed of a concave surface 42d for controlling a flying direction of vapor deposition particles, which is a paraboloid for reflecting the vapor deposition particles that have collided with the paraboloid, toward the effusing direction, and the vapor flow exhaust nozzle 43a is placed in a focal position of the concave surface 42d for controlling the flying direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、蒸着材料を加熱して蒸着材料の蒸気流を放出する蒸着用坩堝、この蒸着用坩堝を用いた蒸着法、および当該蒸着用坩堝を備えた蒸着装置に関するものである。   The present invention relates to an evaporation crucible for heating an evaporation material to release a vapor flow of the evaporation material, an evaporation method using the evaporation crucible, and an evaporation apparatus including the evaporation crucible.

真空蒸着法および蒸着装置では、蒸着材料が装填された蒸着用坩堝を加熱することにより蒸着材料を気化させ、これにより発生した蒸着材料の分子や原子の蒸気流を被処理基板に入射させることにより、被処理基板に薄膜を形成する(非特許文献1、特許文献1、2参照)。   In the vacuum vapor deposition method and the vapor deposition apparatus, the vapor deposition material is vaporized by heating the vapor deposition crucible loaded with the vapor deposition material, and the generated vapor stream of molecules and atoms of the vapor deposition material is incident on the substrate to be processed. Then, a thin film is formed on the substrate to be processed (see Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2).

このような蒸着装置では、例えば、図7に示すように、蒸着室811内の上方位置に被処理基板20を保持する基板ホルダ819が配置され、下方位置に被処理基板20に向けて蒸着材料の蒸気流を供給する蒸着源812が配置されている。蒸着源812は、蒸着材料が装填された蒸着用坩堝840と、蒸着用坩堝840内の蒸着材料を加熱するための加熱装置813とを備えており、蒸着用坩堝840には、その上部開口を開閉するシャッタ814が配置されている。なお、真空蒸着装置800を用いて被処理基板20に所定パターンを有する薄膜を形成する場合は、被処理基板20の被成膜面側に、蒸着パターンに対応するマスク開口部が形成された蒸着用マスク31を重ねた状態で蒸着を行う。   In such a vapor deposition apparatus, for example, as shown in FIG. 7, a substrate holder 819 for holding the substrate to be processed 20 is disposed at an upper position in the vapor deposition chamber 811, and a vapor deposition material is directed toward the substrate to be processed 20 at a lower position. A vapor deposition source 812 is provided for supplying the vapor flow. The evaporation source 812 includes an evaporation crucible 840 loaded with an evaporation material, and a heating device 813 for heating the evaporation material in the evaporation crucible 840. The evaporation crucible 840 has an upper opening. A shutter 814 that opens and closes is disposed. In addition, when forming the thin film which has a predetermined pattern in the to-be-processed substrate 20 using the vacuum evaporation system 800, the vapor deposition by which the mask opening part corresponding to a deposition pattern was formed in the to-be-formed surface side of the to-be-processed substrate 20 Vapor deposition is performed with the masks 31 overlapped.

また、被処理基板の被成膜面に対する蒸着分子や蒸着原子の到達率を向上させるため、蒸着用坩堝と連結した放出用容器を被処理基板に近接させ、放出用容器を介して放出用容器に接続されたノズルにより、蒸着分子や蒸着原子を被成膜面に向けて放出する蒸着装置が案出されている(特許文献3参照)。
ジークフリート・シラー、ウルリッヒ・ハイジッヒ著、真空蒸着(アグネ社)、p.35−p.38 特開平10−195639号公報 特開平10−251838号公報 特開2005−336527号公報
In addition, in order to improve the arrival rate of vapor deposition molecules and vapor atoms to the film formation surface of the substrate to be processed, the discharge container connected to the vapor deposition crucible is brought close to the substrate to be processed, and the discharge container is connected via the discharge container. There has been devised a vapor deposition apparatus that discharges vapor deposition molecules and vapor atoms toward a film formation surface by a nozzle connected to the (see Patent Document 3).
Siegfried Schiller, by Ulrich Heisig, vacuum deposition (Agne), p. 35-p. 38 Japanese Patent Laid-Open No. 10-195539 JP 10-251838 A JP 2005-336527 A

真空蒸着装置800では、矢印Vで示すように、蒸気流が蒸着用坩堝840から360°全周方向に向かって飛散するため、被処理基板20の面内位置によって膜厚がばらつく。そこで、図7に真空蒸着装置800では、被処理基板20の中心に対する真下位置から側方に蒸着用坩堝840をずらして配置するとともに、被処理基板20を回転させることにより、膜厚を均一化する構成が採用されている。   In the vacuum vapor deposition apparatus 800, as indicated by an arrow V, the vapor flow is scattered from the vapor deposition crucible 840 toward the entire 360 ° circumferential direction, so that the film thickness varies depending on the in-plane position of the substrate 20 to be processed. Therefore, in the vacuum vapor deposition apparatus 800 shown in FIG. 7, the vapor deposition crucible 840 is shifted from the position directly below the center of the substrate 20 to be processed, and the substrate 20 is rotated to make the film thickness uniform. The structure to be adopted is adopted.

しかしながら、かかる構成では、蒸着用坩堝840より放出された蒸着分子や蒸着原子のうち、1%程度といった一部が被処理基板20の被成膜面に到達するだけで、残りの大半は蒸着室811の内壁に配置されている防着板(図示せず)などに付着してしまうため、蒸着材料の多くが無駄に消費されるという問題点がある。   However, in such a configuration, only about 1% of the vapor deposition molecules and vapor atoms emitted from the vapor deposition crucible 840 reaches the film formation surface of the substrate 20 to be processed, and most of the remainder is the vapor deposition chamber. Since it adheres to the adhesion prevention board (not shown) etc. which are arrange | positioned at the inner wall of 811, there exists a problem that much vapor deposition material is consumed wastefully.

かといって、特許文献3に記載の蒸着装置のように、蒸着分子や蒸着原子が放出されるノズルを被処理基板に近接させると、蒸着用坩堝からの輻射熱によって、被処理基板に形成された薄膜が熱変質しやすいという問題点がある。   However, as in the vapor deposition apparatus described in Patent Document 3, when a nozzle that emits vapor deposition molecules and vapor atoms is brought close to the substrate to be processed, it is formed on the substrate to be processed by radiant heat from the evaporation crucible. There is a problem that the thin film is easily thermally altered.

また、上記した従来の真空蒸着装置のいずれにおいても、蒸気流が360°全周方向に飛散するため、被処理基板の面内位置によっては蒸着材料の入射方向が斜めになる。それ故、マスク蒸着の場合、被処理基板において蒸着用マスクの影になる部分では、膜厚が薄くなるか、成膜されないという事態が発生する。   In any of the conventional vacuum vapor deposition apparatuses described above, the vapor flow scatters in the entire 360 ° circumferential direction, so that the incident direction of the vapor deposition material is inclined depending on the in-plane position of the substrate to be processed. Therefore, in the case of mask vapor deposition, there occurs a situation in which the film thickness becomes thin or no film is formed in the shadowed portion of the vapor deposition mask on the substrate to be processed.

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、被処理基板に対して蒸着材料を効率よく到達させることができ、かつ、被処理基板に対して蒸着材料が垂直に入射する状態に近づけることのできる蒸着用坩堝、蒸着法および蒸着装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to allow the vapor deposition material to efficiently reach the substrate to be processed and to bring the vapor deposition material close to a state where the vapor deposition material is perpendicularly incident on the substrate to be processed. An object of the present invention is to provide a crucible for vapor deposition, a vapor deposition method and a vapor deposition apparatus.

上記課題を解決するために、本発明では、蒸着材料を加熱して当該蒸着材料の蒸気流を放出する蒸着用坩堝において、前記蒸着材料が装填される加熱容器と、該加熱容器内に連通して前記蒸気流を噴出する蒸気流噴出口と、該蒸気流噴出口の開口方向の周りを囲むとともに前記蒸気流の放出方向に向けて開口し、衝突した蒸着粒子を前記放出方向に向けて反射する飛翔方向制御用凹曲面とを有していることを特徴とする。   In order to solve the above problems, in the present invention, in a vapor deposition crucible for heating a vapor deposition material to release a vapor flow of the vapor deposition material, a heating vessel loaded with the vapor deposition material, and a communication in the heating vessel are provided. A steam outlet that ejects the steam flow, and surrounds the opening direction of the steam flow outlet, opens toward the discharge direction of the steam flow, and reflects collided vapor deposition particles toward the discharge direction. And a concave curved surface for controlling the flight direction.

本発明における「凹曲面」とは全体が曲面で形成されている構成の他、多数の平面が組み合わされて全体として曲面を構成している場合も含む意味である。   The “concave curved surface” in the present invention is meant to include not only a configuration in which the entire surface is formed of a curved surface but also a case in which a large number of planes are combined to form a curved surface as a whole.

本発明において、加熱容器内で加熱された蒸着材料は、蒸気流噴出口から蒸気流となって放出され、被処理基板に堆積する。その際、蒸気流噴出口の開口方向の周り(蒸気流の放出経路の周り)は飛翔方向制御用凹曲面で囲まれており、蒸着分子や蒸着原子などの蒸着粒子のうち、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は、飛翔方向制御用凹曲面で反射して被処理基板に向かう。このため、蒸気流は、小さな発散角をもって被処理基板に向かうので、蒸着材料が蒸着室の内壁に付着するのを防止でき、被処理基板に対して蒸着材料を効率よく到達させることができる。従って、蒸着材料の無駄な消費を削減できる。また、蒸気流は、小さな発散角をもって被処理基板に向かうので、被処理基板に対して蒸着材料が垂直に入射する状態に近づけることができるので、マスク蒸着の場合には、被処理基板において蒸着用マスクの影になる部分がほとんどない。よって、蒸着パターン精度を向上することができる。   In the present invention, the vapor deposition material heated in the heating container is discharged as a vapor flow from the vapor flow outlet and is deposited on the substrate to be processed. At that time, the circumference of the opening direction of the vapor flow outlet (around the vapor flow discharge path) is surrounded by a concave curved surface for controlling the flight direction, and it is obliquely lateral to the vapor deposition particles such as vapor deposition molecules and vapor atoms. The vapor deposition particles that have flown are reflected by the concave curved surface for flight direction control and travel toward the substrate to be processed. For this reason, since the vapor flow is directed to the substrate to be processed with a small divergence angle, the vapor deposition material can be prevented from adhering to the inner wall of the vapor deposition chamber, and the vapor deposition material can efficiently reach the substrate to be processed. Therefore, useless consumption of the vapor deposition material can be reduced. Further, since the vapor flow is directed toward the substrate to be processed with a small divergence angle, the vapor deposition material can be brought close to the state where the vapor deposition material is perpendicularly incident on the substrate to be processed. There are almost no shadows on the mask. Therefore, the deposition pattern accuracy can be improved.

本発明において、前記飛翔方向制御用凹曲面は放物面からなり、当該放物面の焦点位置または焦点位置近傍で前記蒸気流噴出口が開口していることが好ましい。このように構成すると、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は各々、飛翔方向制御用凹曲面で反射して互いに平行な軌跡を描きながら被処理基板に向かって飛翔する。このため、被処理基板に向かう蒸気流の発散角を小さくできるので、被処理基板に対して蒸着材料を効率よく到達させることができ、蒸着材料の無駄な消費をより削減できる。また、蒸気流において、被処理基板に対して垂直に入射する蒸着粒子の比率を高めることができるので、マスク蒸着の際、被処理基板においては蒸着用マスクの影になる部分を最小限に止めることができる。それ故、蒸着パターン精度をさらに向上することができる。   In the present invention, it is preferable that the flight direction control concave curved surface is a paraboloid, and the vapor flow outlet is open at or near the focal position of the paraboloid. If comprised in this way, each vapor deposition particle which flew to the diagonal side will fly toward the to-be-processed substrate, reflecting on the concave curved surface for flight direction control, and drawing a mutually parallel locus | trajectory. For this reason, since the divergence angle of the vapor flow toward the substrate to be processed can be reduced, the vapor deposition material can efficiently reach the substrate to be processed, and wasteful consumption of the vapor deposition material can be further reduced. Further, since the ratio of vapor deposition particles incident perpendicularly to the substrate to be processed can be increased in the vapor flow, the masked portion of the vapor deposition mask on the substrate to be processed is minimized during mask deposition. be able to. Therefore, the deposition pattern accuracy can be further improved.

本発明において、前記加熱容器の開口を覆うように当該加熱容器に対して着脱可能な筒状ガイド部材を備え、当該筒状ガイド部材の内周側面に前記飛翔方向制御用凹曲面が形成され、当該筒状ガイド部材内の底側に前記前記蒸気流噴出口が形成されていることが好ましい。このように構成すると、筒状ガイド部材を加熱容器から外すだけで、加熱容器の開口を開放できるので、筒状ガイド部材を設けた場合でも、加熱容器への蒸着材料の装填を容易に行うことができる。   In the present invention, a cylindrical guide member detachably attached to the heating container so as to cover the opening of the heating container is provided, and the flight direction control concave curved surface is formed on the inner peripheral side surface of the cylindrical guide member, It is preferable that the steam flow outlet is formed on the bottom side in the cylindrical guide member. With this configuration, the opening of the heating container can be opened simply by removing the cylindrical guide member from the heating container. Therefore, even when the cylindrical guide member is provided, the vapor deposition material can be easily loaded into the heating container. Can do.

本発明に係る蒸着用坩堝を用いた蒸着法では、前記飛翔方向制御面を前記蒸着材料の蒸発温度以上に加熱して被処理基板の被成膜面に蒸着を行う。このように構成すると、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は各々、飛翔方向制御用凹曲面で完全弾性衝突するので、蒸着粒子を所定の方向に反射することができる。また、蒸着粒子が飛翔方向制御用凹曲面に堆積することもないので、被処理基板に対して蒸着材料を効率よく到達させることができ、蒸着材料の無駄な消費をより削減できる。   In the vapor deposition method using the vapor deposition crucible according to the present invention, the flight direction control surface is heated to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the vapor deposition material, and vapor deposition is performed on the film formation surface of the substrate to be processed. If comprised in this way, since each vapor deposition particle which flew to the diagonal side collides completely elastically with the concave curved surface for flight direction control, vapor deposition particle can be reflected in a predetermined direction. Further, since the vapor deposition particles do not accumulate on the flight direction control concave curved surface, the vapor deposition material can efficiently reach the substrate to be processed, and wasteful consumption of the vapor deposition material can be further reduced.

本発明に係る蒸着法は、前記被処理基板の被成膜面側に、当該被処理基板に対する蒸着パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスクを配置した状態で蒸着を行うマスク蒸着法に適用すると効果的である。被処理基板に対して蒸着材料が垂直に入射する状態に近づけると、マスク蒸着の際、被処理基板においては蒸着用マスクの影になる部分がほとんどないので、蒸着マスクが厚い場合でも、マスク蒸着パターン精度を向上することができる。   The vapor deposition method according to the present invention is a mask vapor deposition method in which vapor deposition is performed in a state where a vapor deposition mask having a mask opening corresponding to a vapor deposition pattern for the substrate to be processed is disposed on the film formation surface side of the substrate to be processed. It is effective when applied to. When the vapor deposition material is close to a state where the vapor deposition material is perpendicularly incident on the substrate to be processed, there is almost no shadowed portion of the vapor deposition mask on the substrate to be processed at the time of mask vapor deposition. Pattern accuracy can be improved.

本発明に係る蒸着用坩堝を蒸着室内に備えた蒸着装置では、蒸着室内に蒸着用坩堝を1つ備えた構成を採用できる。また、被処理基板が大きい場合には、前記蒸着室内において被処理基板の被成膜面に対向する位置に前記蒸着用坩堝が複数配置されている構成を採用してもよい。このように構成すると、大型の被処理基板に対して蒸着する場合でも、被処理基板に対して蒸着材料を効率よく到達させることができ、蒸着材料の無駄な消費を削減できる。   In the vapor deposition apparatus provided with the vapor deposition crucible according to the present invention in the vapor deposition chamber, a configuration in which one vapor deposition crucible is provided in the vapor deposition chamber can be adopted. In addition, when the substrate to be processed is large, a configuration in which a plurality of the evaporation crucibles are arranged at positions facing the film formation surface of the substrate to be processed in the vapor deposition chamber may be adopted. If comprised in this way, even when vapor-depositing with respect to a large to-be-processed substrate, a vapor deposition material can be efficiently reached with respect to a to-be-processed substrate, and the useless consumption of vapor deposition material can be reduced.

本発明に係る蒸着装置では、前記加熱容器内を加熱する加熱装置を有し、当該加熱装置は、前記飛翔方向制御用凹曲面を前記蒸着材料の蒸発温度以上に加熱可能であることが好ましい。すなわち、飛翔方向制御用凹曲面を加熱する場合でも、その温度は概ね、加熱容器と同等の温度でよいので、一体の加熱装置によって加熱容器および飛翔方向制御用凹曲面を加熱することができ、かかる構成であれば、蒸着装置の構成を簡素化することができる。   The vapor deposition apparatus according to the present invention preferably includes a heating apparatus that heats the inside of the heating container, and the heating apparatus is capable of heating the concave curved surface for controlling the flight direction to a temperature equal to or higher than an evaporation temperature of the vapor deposition material. That is, even when the flying curved surface for controlling the flight direction is heated, the temperature thereof may be approximately the same as that of the heating container, so that the heating container and the flying curved surface for controlling the flying direction can be heated by an integral heating device. With such a configuration, the configuration of the vapor deposition apparatus can be simplified.

図面を参照して、本発明を適用した蒸着用坩堝、蒸着法および蒸着装置について説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明の蒸着用坩堝、蒸着法および蒸着装置を用いて有機EL装置を製造する場合を例示する。   A vapor deposition crucible, vapor deposition method and vapor deposition apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where an organic EL device is manufactured using the evaporation crucible, the evaporation method, and the evaporation apparatus of the present invention will be exemplified.

(有機EL装置の構成例)
図1は、本発明が適用される有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)の要部断面図である。図1に示す有機EL装置1は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機EL素子3を配列してなる発光素子群3Aを備えている。有機EL素子3は、例えば、陽極として機能する画素電極4と、この画素電極4からの正孔を注入/輸送する正孔輸送層6と、有機EL物質からなる発光層7と、電子を注入/輸送する電子輸送層8と、陰極9と、保護層がこの順に積層された構造になっている。本形態において、素子基板2上には、画素電極4に電気的に接続された駆動用トランジスタ5a(薄膜トランジスタ)などを含む回路部5が、発光素子群3Aの下層側に形成されている。
(Configuration example of organic EL device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an organic EL device (organic electroluminescence device) to which the present invention is applied. An organic EL device 1 shown in FIG. 1 is used as a line head used in a display device or an electrophotographic printer, and includes a light emitting element group 3A formed by arranging a plurality of organic EL elements 3. I have. The organic EL element 3 includes, for example, a pixel electrode 4 functioning as an anode, a hole transport layer 6 for injecting / transporting holes from the pixel electrode 4, a light emitting layer 7 made of an organic EL material, and injecting electrons. / The electron transport layer 8 to be transported, the cathode 9, and the protective layer are laminated in this order. In this embodiment, on the element substrate 2, a circuit portion 5 including a driving transistor 5a (thin film transistor) and the like electrically connected to the pixel electrode 4 is formed on the lower layer side of the light emitting element group 3A.

有機EL装置1がボトムエミッション方式である場合は、発光層7で発光した光を画素電極4の側から出射するため、素子基板2の基体としては、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)などの透明基板が用いられる。その際、陰極9を光反射膜によって構成すれば、発光層7で発光した光を陰極9で反射して透明基板の側から出射することができる。これに対して、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合は、発光層7で発光した光を陰極9の側から出射するため、素子基板2の基体は透明である必要はない。但し、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合でも、素子基板2に対して光出射側とは反対側の面に反射層(図示せず)を配置して、発光層7で発光した光を陰極9の側から出射する場合には、素子基板2の基体として透明基板を用いる必要がある。また、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合において、素子基板2の基体と発光層7との間に反射層を形成して、発光層7で発光した光を陰極9の側から出射する場合には、素子基板2の基体は透明である必要はない。   When the organic EL device 1 is a bottom emission method, light emitted from the light emitting layer 7 is emitted from the pixel electrode 4 side, so that the base of the element substrate 2 is glass, quartz, resin (plastic, plastic film) A transparent substrate such as is used. At this time, if the cathode 9 is formed of a light reflecting film, the light emitted from the light emitting layer 7 can be reflected by the cathode 9 and emitted from the transparent substrate side. On the other hand, when the organic EL device 1 is a top emission method, the light emitted from the light emitting layer 7 is emitted from the cathode 9 side, and therefore the base of the element substrate 2 does not need to be transparent. However, even when the organic EL device 1 is a top emission type, a light is emitted from the light emitting layer 7 by disposing a reflective layer (not shown) on the surface opposite to the light emitting side with respect to the element substrate 2. Is emitted from the cathode 9 side, it is necessary to use a transparent substrate as the base of the element substrate 2. Further, when the organic EL device 1 is a top emission system, a reflective layer is formed between the base of the element substrate 2 and the light emitting layer 7, and light emitted from the light emitting layer 7 is emitted from the cathode 9 side. In some cases, the base of the element substrate 2 does not need to be transparent.

このような有機EL装置1を製造するには、素子基板2に対してCVD法や真空蒸着法などを用いた成膜工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、正孔輸送層6、発光層7、電子輸送層8などの有機機能層は、水分や酸素により劣化しやすいため、発光層7などの有機機能層を形成する際、さらには、電子輸送層8の上層に陰極9を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、発光層7などの有機機能層を形成する際、さらには陰極9を形成する際には、以下に示す蒸着用坩堝および蒸着装置を用いたマスク蒸着を行うことにより素子基板2に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。   In order to manufacture such an organic EL device 1, each layer is formed using a semiconductor process such as a film forming process using a CVD method or a vacuum deposition method, a patterning process using a resist mask, or the like on the element substrate 2. Is formed. However, since the organic functional layers such as the hole transport layer 6, the light emitting layer 7, and the electron transport layer 8 are easily deteriorated by moisture and oxygen, when the organic functional layer such as the light emitting layer 7 is formed, the electron transport is further performed. If a patterning process using a resist mask is performed when forming the cathode 9 on the upper layer of the layer 8, the organic functional layer is deteriorated by moisture or oxygen when the resist mask is removed with an etching solution or oxygen plasma. . Therefore, in the present embodiment, when forming the organic functional layer such as the light emitting layer 7 and further when forming the cathode 9, the element substrate is formed by performing mask vapor deposition using the following vapor deposition crucible and vapor deposition apparatus. A thin film having a predetermined shape is formed on 2 and a patterning process using a resist mask is not performed.

(蒸着装置の構成)
図2は、本発明を適用した蒸着装置の構成を示す概略構成図である。図2に示すように、本形態の真空蒸着装置100では、蒸着室11内の上方位置に、被処理基板20(素子基板2)および蒸着用マスク31を保持する基板ホルダ19が配置されており、蒸着用マスク31は、被処理基板20の下面側(被成膜面側)の所定位置に重ねられた状態にある。蒸着用マスク31の構成については、図3(a)、(b)を参照して後述するが、被処理基板20に対する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部310が形成されている。
(Configuration of vapor deposition equipment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a vapor deposition apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, in the vacuum vapor deposition apparatus 100 of the present embodiment, a substrate holder 19 that holds a substrate 20 (element substrate 2) and a vapor deposition mask 31 is disposed at an upper position in the vapor deposition chamber 11. The vapor deposition mask 31 is overlaid at a predetermined position on the lower surface side (film formation surface side) of the substrate 20 to be processed. Although the configuration of the vapor deposition mask 31 will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B, a plurality of mask openings 310 corresponding to the vapor deposition pattern for the substrate to be processed 20 are formed.

蒸着室11内の下方位置には、被処理基板20に向けて蒸着分子や蒸着原子などの蒸着粒子からなる蒸気流を供給する蒸着源12が配置されている。蒸着源12は、蒸着材料が装填された蒸着用坩堝40と、蒸着用坩堝40内の蒸着材料を加熱するための加熱装置13とを備えており、蒸着用坩堝40に対しては、その上部開口を開閉するシャッタ14が構成されている。蒸着用坩堝40の詳細な構成は、図4および図5を参照して後述するが、加熱容器41と筒状ガイド部材42とを備えている。   A vapor deposition source 12 that supplies a vapor flow made of vapor deposition particles such as vapor deposition molecules and vapor atoms toward the substrate 20 to be processed is disposed at a lower position in the vapor deposition chamber 11. The vapor deposition source 12 includes a vapor deposition crucible 40 loaded with a vapor deposition material, and a heating device 13 for heating the vapor deposition material in the vapor deposition crucible 40. A shutter 14 that opens and closes the opening is configured. The detailed configuration of the evaporation crucible 40 will be described later with reference to FIGS. 4 and 5, and includes a heating container 41 and a cylindrical guide member 42.

加熱装置13は、内側に蒸着用坩堝40全体を装着可能な凹部133を備えた有底筒状のヒートブロック131と、このヒートブロック131内に配置された電熱線などの発熱体132とを備えており、ヒートブロック131あるいは蒸着用坩堝40の温度を熱電対などで監視しながら発熱体132への給電を制御する。なお、加熱装置13は、蒸着用坩堝40をヒートブロック131内に保持した状態で蒸着室11の底部に形成された凹部111内に配置されている。   The heating device 13 includes a bottomed cylindrical heat block 131 provided with a recess 133 in which the entire vapor deposition crucible 40 can be mounted, and a heating element 132 such as a heating wire disposed in the heat block 131. The power supply to the heating element 132 is controlled while monitoring the temperature of the heat block 131 or the evaporation crucible 40 with a thermocouple or the like. The heating device 13 is disposed in a recess 111 formed at the bottom of the vapor deposition chamber 11 with the vapor deposition crucible 40 held in the heat block 131.

本形態の真空蒸着装置100において、蒸着用坩堝40は、被処理基板20の中心の真下位置に配置されており、被処理基板20を固定した状態で蒸着を行う。   In the vacuum vapor deposition apparatus 100 of this embodiment, the vapor deposition crucible 40 is disposed immediately below the center of the substrate 20 to be processed, and performs vapor deposition with the substrate 20 to be processed fixed.

(蒸着用マスク31の構成)
図3(a)、(b)は蒸着用マスクの説明図である。図3(a)、(b)に示すマスク部材30A、30Bのうち、図3(a)に示すマスク部材30Aは、厚さが約0.25〜0.5mmの矩形薄板状の蒸着用マスク31を矩形枠状の枠体33に取り付けた構成となっている。蒸着用マスク31および枠体33は各々、金属材料(例えばステンレス、インバー、42アロイ、ニッケル合金等)、ガラス、セラミックス、シリコンなどからなり、蒸着用マスク31については多結晶シリコンからなることが好ましい。蒸着用マスク31は、被処理基板20に対する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部310が、並行かつ一定間隔に形成されている。枠体33は、蒸着用マスク31と略同等の大きさの開口部340が形成された支持基板34と、蒸着用マスク31のマスク開口部310の間に配置されてマスク開口部310の間を支持する梁部35と、梁部35に対して長手方向の張力を付与させて支持基板34に固定する固定部材36とを備えている。梁部35は、マスク開口部310の間のうち、マスク開口部310の長手方向に沿うように配置されており、マスク開口部310で挟まれた領域よりも狭い幅寸法を備えている。梁部35は、金属材料(例えばステンレス、インバー、42アロイ、ニッケル合金等)、ガラス、セラミックス、シリコン、SUS430などにより構成されている。
(Configuration of evaporation mask 31)
3A and 3B are explanatory views of a vapor deposition mask. Of the mask members 30A and 30B shown in FIGS. 3A and 3B, the mask member 30A shown in FIG. 3A is a rectangular thin plate-shaped deposition mask having a thickness of about 0.25 to 0.5 mm. 31 is attached to a rectangular frame 33. The deposition mask 31 and the frame 33 are each made of a metal material (for example, stainless steel, invar, 42 alloy, nickel alloy, etc.), glass, ceramics, silicon, etc., and the deposition mask 31 is preferably made of polycrystalline silicon. . The vapor deposition mask 31 has a plurality of mask openings 310 corresponding to the vapor deposition pattern for the substrate to be processed 20 formed in parallel and at regular intervals. The frame 33 is arranged between the support substrate 34 on which the opening 340 having a size substantially the same as that of the vapor deposition mask 31 is formed and the mask opening 310 of the vapor deposition mask 31, and between the mask openings 310. A beam portion 35 to be supported and a fixing member 36 that applies a tensile force in the longitudinal direction to the beam portion 35 and is fixed to the support substrate 34 are provided. The beam portion 35 is disposed along the longitudinal direction of the mask opening portion 310 between the mask opening portions 310 and has a narrower width dimension than a region sandwiched between the mask opening portions 310. The beam portion 35 is made of a metal material (for example, stainless steel, invar, 42 alloy, nickel alloy), glass, ceramics, silicon, SUS430, or the like.

図3(b)に示すマスク部材30Bは、ベース基板をなす支持基板37に、複数のチップ状の蒸着用マスク31を取り付けた構成を有しており、複数の蒸着用マスク31は各々、アライメントされて支持基板37に陽極接合や接着剤などの方法で接合されている。支持基板37には、複数の開口部370が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数の蒸着用マスク31は各々、開口部370を塞ぐように支持基板37上に固定されている。蒸着用マスク31には、被処理基板20に対する蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部310が複数一定間隔で平行に設けられている。蒸着用マスク31は、面方位(100)を有する単結晶シリコンや、面方位(110)を有する単結晶シリコンなどからなり、マスク開口部310は、フォトリソグラフィ技術、およびテトラメチル酸化アルミニウムなどの有機系の水酸化物、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機系の水酸化物などのアルカリ水溶液を用いたウエットエッチング技術により形成される。支持基板37としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板が用いられている。   The mask member 30B shown in FIG. 3B has a configuration in which a plurality of chip-shaped deposition masks 31 are attached to a support substrate 37 that forms a base substrate, and each of the plurality of deposition masks 31 is aligned. Then, it is bonded to the support substrate 37 by a method such as anodic bonding or adhesive. The support substrate 37 is provided with a plurality of openings 370 in parallel and at regular intervals. Each of the plurality of vapor deposition masks 31 is fixed on the support substrate 37 so as to close the openings 370. The vapor deposition mask 31 is provided with a plurality of long-hole-shaped mask openings 310 corresponding to the vapor deposition pattern for the substrate 20 to be processed in parallel at regular intervals. The evaporation mask 31 is made of single crystal silicon having a plane orientation (100), single crystal silicon having a plane orientation (110), or the like, and the mask opening 310 is formed by a photolithography technique or an organic material such as tetramethyl aluminum oxide. It is formed by a wet etching technique using an alkaline aqueous solution such as an inorganic hydroxide such as a potassium hydroxide or potassium hydroxide or sodium hydroxide. As the support substrate 37, a transparent substrate made of alkali-free glass, borosilicate glass, soda glass, quartz, or the like is used.

(蒸着用坩堝40の構成)
図4(a)、(b)は各々、本発明を適用した蒸着用坩堝の分解斜視図および断面図である。図2および図4(a)、(b)に示すように、蒸着用坩堝40は、蒸着材料が装填される加熱容器41と、この加熱容器41の上部開口41aを覆うように加熱容器41に連結された筒状ガイド部材42とから構成されている。
(Configuration of the evaporation crucible 40)
4A and 4B are an exploded perspective view and a cross-sectional view, respectively, of a vapor deposition crucible to which the present invention is applied. As shown in FIGS. 2, 4 (a), and 4 (b), the evaporation crucible 40 is attached to the heating container 41 so as to cover the heating container 41 loaded with the evaporation material and the upper opening 41 a of the heating container 41. It is comprised from the cylindrical guide member 42 connected.

加熱容器41は有底円筒状を有しており、上部開口41aを上方に向けて、図2に示すヒートブロック131の凹部133の底部に配置されている。加熱容器41の側面壁41bは、上半部が下半部に比して小径になっており、上半部の外周面には雄ねじ41cが形成されている。   The heating container 41 has a bottomed cylindrical shape, and is disposed at the bottom of the recess 133 of the heat block 131 shown in FIG. 2 with the upper opening 41a facing upward. As for the side wall 41b of the heating container 41, the upper half part has a small diameter compared with the lower half part, and the external thread 41c is formed in the outer peripheral surface of an upper half part.

筒状ガイド部材42は、有底円筒状を有しており、下端部に形成された円筒部42eの内周面には、加熱容器41の側面壁41bに形成された雄ねじ41cと螺合する雌ねじ42hが形成されている。従って、加熱容器41と筒状ガイド部材42とは、雄ねじ41cと雌ねじ42hとによって連結した状態、および分離した状態とに切り換え可能である。このため、加熱容器41と筒状ガイド部材42とを連結した状態において、加熱容器41の上部開口41aは、筒状ガイド部材42の底部42aによって塞がれ、加熱容器41と筒状ガイド部材42とを分離した状態において、加熱容器41の上部開口41aは開放される。また、加熱容器41と筒状ガイド部材42とを連結した状態で、図2に示すヒートブロック131の凹部133の内部に蒸着用坩堝40を配置すると、加熱容器41の外周側面全体および底部がヒートブロック131の内周壁および底壁と接し、筒状ガイド部材42の外周側面全体はヒートブロック131の内周壁に接した状態となる。従って、加熱装置13は、加熱容器41を介して、その内側に装填された蒸着材料を加熱可能であるとともに、筒状ガイド部材42を加熱可能である。   The cylindrical guide member 42 has a bottomed cylindrical shape, and is threadedly engaged with a male screw 41 c formed on the side wall 41 b of the heating container 41 on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 42 e formed at the lower end. A female screw 42h is formed. Therefore, the heating container 41 and the cylindrical guide member 42 can be switched between a state where they are connected by the male screw 41c and the female screw 42h, and a state where they are separated. For this reason, in a state where the heating container 41 and the cylindrical guide member 42 are connected, the upper opening 41a of the heating container 41 is blocked by the bottom portion 42a of the cylindrical guide member 42, and the heating container 41 and the cylindrical guide member 42 are closed. Are separated from each other, the upper opening 41a of the heating container 41 is opened. Further, when the evaporation crucible 40 is disposed inside the recess 133 of the heat block 131 shown in FIG. 2 in a state where the heating container 41 and the cylindrical guide member 42 are connected, the entire outer peripheral side surface and bottom of the heating container 41 are heated. The entire outer peripheral side surface of the cylindrical guide member 42 is in contact with the inner peripheral wall of the heat block 131 in contact with the inner peripheral wall and the bottom wall of the block 131. Therefore, the heating device 13 can heat the vapor deposition material loaded inside through the heating container 41 and can heat the cylindrical guide member 42.

加熱容器41の底部42aの中央には小穴42fが貫通しており、小穴42fには円筒状のニードル43が装着されている。ここで、ニードル43の上端は、加熱容器41の底部42aより所定の寸法だけ上方に位置しており、ニードル43の上端では、加熱容器41の内部で蒸着材料が蒸発温度以上の温度まで加熱された際に、蒸着材料の蒸気が噴出する蒸気流噴出口43aが開口している。一方、ニードル43の下端は加熱容器41の内部まで届いており、蒸気流噴出口43aは加熱容器41の内部に連通している。   A small hole 42f passes through the center of the bottom portion 42a of the heating container 41, and a cylindrical needle 43 is attached to the small hole 42f. Here, the upper end of the needle 43 is positioned above the bottom portion 42 a of the heating container 41 by a predetermined dimension. At the upper end of the needle 43, the vapor deposition material is heated to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature inside the heating container 41. The vapor flow outlet 43a from which the vapor of the vapor deposition material is ejected is opened. On the other hand, the lower end of the needle 43 reaches the inside of the heating container 41, and the steam flow outlet 43 a communicates with the inside of the heating container 41.

筒状ガイド部材42の上側の円筒状胴部42bは、蒸気流噴出口43aから噴出された蒸気流の放出方向に向けて開口しており、開口部42cからは被処理基板20に向けて蒸気流が放出される。筒状ガイド部材42において、円筒状胴部42bの内周面は、底部42aの側から開口部42cに向けて連続的に拡径する凹曲面になっており、図5(a)を参照して後述するように、円筒状胴部42bの内周面は、蒸気流噴出口43aから噴出した蒸気流に含まれる蒸着粒子(蒸着分子または蒸着原子)が衝突した際、蒸着粒子を蒸気流の放出方向に向けて反射する飛翔方向制御用凹曲面42dになっている。本形態において、飛翔方向制御用凹曲面42dは放物面からなり、この放物面の焦点位置または焦点位置近傍に蒸気流噴出口43aが配置されている。すなわち、飛翔方向制御用凹曲面42dは、ニードル43の軸線を対称軸として放物線を回転させた曲面になっている。   The cylindrical body part 42b on the upper side of the cylindrical guide member 42 opens toward the discharge direction of the steam flow ejected from the steam flow outlet 43a, and the steam is directed toward the substrate 20 to be processed from the opening part 42c. A stream is released. In the cylindrical guide member 42, the inner peripheral surface of the cylindrical body 42b is a concave curved surface that continuously increases in diameter from the bottom 42a toward the opening 42c. See FIG. 5 (a). As will be described later, when the vapor deposition particles (vapor deposition molecules or vapor atoms) contained in the vapor flow ejected from the vapor flow outlet 43a collide with the inner peripheral surface of the cylindrical body portion 42b, The flight direction control concave curved surface 42d is reflected toward the emission direction. In this embodiment, the flight direction control concave curved surface 42d is a parabolic surface, and a steam flow outlet 43a is disposed at or near the focal position of the parabolic surface. That is, the flight direction control concave curved surface 42d is a curved surface obtained by rotating a parabola around the axis of the needle 43 as an axis of symmetry.

このような加熱容器41および筒状ガイド部材42(ニードル43も含めて)は、例えば、純銅を旋盤などで削り出すことにより作製することができる。また、蒸着材料が銅と反応するものがある場合には、加熱容器41および筒状ガイド部材42は、石英、炭化珪素、グラファイト、アルミナなどにより作製される。   Such a heating container 41 and the cylindrical guide member 42 (including the needle 43) can be manufactured by, for example, scraping pure copper with a lathe or the like. Further, when there is an evaporation material that reacts with copper, the heating container 41 and the cylindrical guide member 42 are made of quartz, silicon carbide, graphite, alumina, or the like.

(マスク蒸着法)
図5(a)、(b)、(c)は、本発明を適用した蒸着用坩堝および蒸着装置を用いてマスク蒸着を行った際の蒸着流の挙動を示す説明図である。図2に示す真空蒸着装置100を用いて被処理基板20にマスク蒸着する際には、まず、蒸着室11内を真空引きするとともに、加熱装置13によって、蒸着用坩堝40の加熱容器41内の蒸着材料をその蒸発温度以上の温度にまで加熱する。その際、加熱装置13によって、筒状ガイド部材42も蒸着材料の蒸発温度以上の温度にまで加熱される。その間、シャッタ14は、蒸着用坩堝40の開口(筒状ガイド部材42の開口部42c)を閉状態とする位置にある。
(Mask deposition method)
5A, 5B, and 5C are explanatory views showing the behavior of the vapor deposition flow when mask vapor deposition is performed using the vapor deposition crucible and vapor deposition apparatus to which the present invention is applied. When the mask vapor deposition is performed on the substrate 20 to be processed using the vacuum vapor deposition apparatus 100 shown in FIG. 2, first, the inside of the vapor deposition chamber 11 is evacuated, and the heating apparatus 13 contains the inside of the heating container 41 of the vapor deposition crucible 40. The vapor deposition material is heated to a temperature above its evaporation temperature. At that time, the cylindrical guide member 42 is also heated to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the vapor deposition material by the heating device 13. Meanwhile, the shutter 14 is in a position to close the opening of the evaporation crucible 40 (opening 42c of the cylindrical guide member 42).

そして、加熱容器41内の蒸着材料が所定温度に達すると、シャッタ14を開位置に移動させる。その結果、ニードル43の先端部に形成されている蒸気流噴出口43aからは蒸着材料の蒸気流が噴出され、蒸気流は円筒状胴部42bの内側を通って開口部42cから被処理基板20に向けて放出される。その結果、被処理基板20の被成膜面では、蒸着用マスク31のマスク開口部310と重なる領域のみに薄膜が形成される。例えば、図1に示す発光層7を形成する場合には、低分子有機EL材料を加熱、蒸発させ、蒸着用マスク31のマスク開口部310を介して被処理基板20の下面に発光層7をストライプ状に形成する。正孔輸送層6、電子輸送層8、陰極9などの形成も略同様に行う。   When the vapor deposition material in the heating container 41 reaches a predetermined temperature, the shutter 14 is moved to the open position. As a result, the vapor flow of the vapor deposition material is ejected from the vapor flow outlet 43a formed at the distal end portion of the needle 43, and the vapor flow passes through the inside of the cylindrical body portion 42b through the opening 42c. Is released towards As a result, on the film formation surface of the substrate 20 to be processed, a thin film is formed only in a region overlapping with the mask opening 310 of the evaporation mask 31. For example, when the light emitting layer 7 shown in FIG. 1 is formed, the low molecular organic EL material is heated and evaporated, and the light emitting layer 7 is formed on the lower surface of the substrate 20 to be processed through the mask opening 310 of the evaporation mask 31. It is formed in a stripe shape. The formation of the hole transport layer 6, the electron transport layer 8, the cathode 9 and the like is performed in substantially the same manner.

その際、蒸気流に含まれる蒸着粒子のうち、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は、図5(a)に示すように、飛翔方向制御用凹曲面42dに衝突するが、飛翔方向制御用凹曲面42dは、蒸着材料の蒸発温度以上の温度にまで加熱されているので、蒸着粒子(蒸着分子または蒸着原子)は、図5(b)に示すように、飛翔方向制御用凹曲面42dに完全弾性衝突し、反射する。従って、飛翔方向制御用凹曲面42dに対する蒸着粒子の入射角θ1と、飛翔方向制御用凹曲面42dに対する蒸着粒子の反射角θ2は等しい。また、飛翔方向制御用凹曲面42dは放物面からなり、この放物面の焦点位置に蒸気流噴出口43aが配置されている。このため、飛翔方向制御用凹曲面42dに衝突した蒸着粒子は、図5(a)に矢印V1で示す軌跡を描きながら、開口部42cから被処理基板20に向けて放出され、開口部42cから出た後の軌跡は互いに平行である。   At that time, among the vapor deposition particles included in the vapor flow, the vapor deposition particles flying obliquely sideward collide with the flight direction control concave curved surface 42d as shown in FIG. Since the curved surface 42d is heated to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the vapor deposition material, the vapor deposition particles (vapor deposition molecules or vapor atoms) are completely formed in the flight direction control concave curved surface 42d as shown in FIG. Elastic collision and reflection. Therefore, the incident angle θ1 of the vapor deposition particles with respect to the flying curved surface 42d for controlling the flight direction is equal to the reflection angle θ2 of the vapor deposition particles with respect to the flying curved surface 42d for controlling the flight direction. The flight direction control concave curved surface 42d is a parabolic surface, and a steam flow outlet 43a is disposed at the focal position of the parabolic surface. For this reason, the vapor deposition particles colliding with the flight direction control concave curved surface 42d are emitted from the opening 42c toward the substrate to be processed 20 while drawing the locus indicated by the arrow V1 in FIG. 5A, and from the opening 42c. The trajectories after exiting are parallel to each other.

これに対して、蒸気流噴出口43aから噴出された蒸気流のうち、飛翔方向制御用凹曲面42dに衝突せずに開口部42cから放出された蒸気流は、図5(c)に矢印V2で示すように、開口部42cの半径rと、蒸気流の放出方向における開口部42cと蒸気流噴出口43aとの距離dとによって規定される発散角をもって放出される。すなわち、開口部42cから放出される蒸気流の発散角θ3は、下式
tan(θ3) = r/d
で表わされる。従って、開口部42cの半径rが20mmで、蒸気流の放出方向における開口部42cと蒸気流噴出口43aとの距離dが70mmである場合には、開口部42cからの蒸気流の発散角は16°となる。また、開口部42cの半径rが15mmで、蒸気流の放出方向における開口部42cと蒸気流噴出口43aとの距離dが120mmである場合には、開口部42cからの蒸気流の発散角は7.1°となる。
On the other hand, among the steam flows ejected from the steam flow outlet 43a, the steam flow released from the opening 42c without colliding with the flight direction control concave curved surface 42d is indicated by an arrow V2 in FIG. As shown by, the gas is discharged with a divergence angle defined by the radius r of the opening 42c and the distance d between the opening 42c and the steam flow outlet 43a in the steam flow discharge direction. That is, the divergence angle θ3 of the vapor flow discharged from the opening 42c is expressed by the following equation tan (θ3) = r / d
It is represented by Accordingly, when the radius r of the opening 42c is 20 mm and the distance d between the opening 42c and the steam flow outlet 43a in the steam flow discharge direction is 70 mm, the divergence angle of the steam flow from the opening 42c is 16 °. Further, when the radius r of the opening 42c is 15 mm and the distance d between the opening 42c and the steam flow outlet 43a in the vapor flow discharge direction is 120 mm, the divergence angle of the steam flow from the opening 42c is 7.1 °.

それ故、図2に示す真空蒸着装置100において、被処理基板20に対する成膜領域の半径をSとし、蒸気流の放出方向における開口部42cと被処理基板20との距離をTとしたとき、被処理基板20に対する成膜領域の半径Sは、下式
tan(θ3) = T/(S+d) ≒ T/S
で表わされる。
Therefore, in the vacuum vapor deposition apparatus 100 shown in FIG. 2, when the radius of the film formation region with respect to the substrate to be processed 20 is S and the distance between the opening 42c and the substrate to be processed 20 in the vapor flow discharge direction is T, The radius S of the film formation region with respect to the substrate 20 to be processed is given by the following equation: tan (θ3) = T / (S + d) ≈T / S
It is represented by

また、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度の最大値は±θ3で表わされる。従って、開口部42cの半径rが20mmで、蒸気流の放出方向における開口部42cと蒸気流噴出口43aとの距離dが70mmである場合には、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度の最大値は±16°であり、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度を0°に近づけることができる。   Moreover, the maximum value of the incident angle of the vapor deposition material with respect to the to-be-processed substrate 20 is represented by ± θ3. Therefore, when the radius r of the opening 42c is 20 mm and the distance d between the opening 42c and the vapor flow outlet 43a in the vapor flow discharge direction is 70 mm, the incident angle of the vapor deposition material with respect to the substrate 20 to be processed The maximum value is ± 16 °, and the incident angle of the vapor deposition material with respect to the substrate to be processed 20 can be close to 0 °.

また、開口部42cの半径rが15mmで、蒸気流の放出方向における開口部42cと蒸気流噴出口43aとの距離dが120mmである場合には、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度の最大値は±7.1°であり、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度をより0°に近づけることができる。この場合、被処理基板20に対する成膜領域の最外周側でも、被処理基板20に対する蒸着材料の入射角度は7.1°であり、それより内側では7.1°未満である。それ故、強度という観点から蒸着用マスク31の厚さを0.08mmまで厚くした場合でも、蒸着用マスク31による影は9.9μmの幅であり、狭い。なお、蒸着用マスク31においてマスク開口部310にテーパを付与すれば、蒸着用マスク31による影をさらに圧縮することができる。   Further, when the radius r of the opening 42c is 15 mm and the distance d between the opening 42c and the vapor flow outlet 43a in the vapor flow discharge direction is 120 mm, the incident angle of the vapor deposition material with respect to the substrate 20 to be processed The maximum value is ± 7.1 °, and the incident angle of the vapor deposition material with respect to the target substrate 20 can be made closer to 0 °. In this case, the incident angle of the vapor deposition material with respect to the substrate to be processed 20 is 7.1 ° on the outermost peripheral side of the film formation region with respect to the substrate to be processed 20 and is less than 7.1 ° on the inner side. Therefore, even when the thickness of the vapor deposition mask 31 is increased to 0.08 mm from the viewpoint of strength, the shadow by the vapor deposition mask 31 is 9.9 μm wide and narrow. In addition, if the mask opening 310 is tapered in the vapor deposition mask 31, the shadow caused by the vapor deposition mask 31 can be further compressed.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、加熱容器41内で加熱された蒸着材料は、蒸気流噴出口43aから蒸気流となって放出され、被処理基板20に堆積する。その際、蒸気流の放出経路は飛翔方向制御用凹曲面42dで囲まれており、この飛翔方向制御用凹曲面42dは、蒸着材料の蒸発温度以上に加熱されている。このため、蒸着分子や蒸着原子などの蒸着粒子のうち、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は、飛翔方向制御用凹曲面42dで反射して被処理基板20に向かう。従って、蒸気流は、小さな発散角をもって被処理基板20に向かうので、蒸着粒子が蒸着室11の内壁に付着することを防止できるので、被処理基板20に対して蒸着材料を効率よく到達させることができる。従って、蒸着材料の無駄な消費を削減できる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the vapor deposition material heated in the heating container 41 is discharged as a vapor flow from the vapor flow outlet 43a and is deposited on the substrate 20 to be processed. At that time, the discharge path of the vapor flow is surrounded by the flight direction control concave curved surface 42d, and the flight direction control concave curved surface 42d is heated to the evaporation temperature or higher of the vapor deposition material. For this reason, among the vapor deposition particles such as vapor deposition molecules and vapor deposition atoms, the vapor deposition particles flying obliquely to the side are reflected by the concave curved surface 42d for flight direction control and travel toward the substrate 20 to be processed. Accordingly, since the vapor flow is directed toward the substrate 20 to be processed with a small divergence angle, it is possible to prevent the vapor deposition particles from adhering to the inner wall of the vapor deposition chamber 11, so that the vapor deposition material can efficiently reach the substrate 20 to be processed. Can do. Therefore, useless consumption of the vapor deposition material can be reduced.

また、被処理基板20に対して蒸着粒子が垂直に入射する状態に近づけることができるので、マスク蒸着の際、被処理基板20においては蒸着用マスク31の影になる部分がほとんどない。特に本形態では、飛翔方向制御用凹曲面42dが放物面からなり、この放物面の焦点位置で蒸気流噴出口43aが開口している。このため、斜め側方に飛翔した蒸着粒子は各々、飛翔方向制御用凹曲面42dで反射して互いに平行な軌跡を描きながら被処理基板20に向かって飛翔する。従って、蒸気流において、被処理基板20に対して蒸着粒子が垂直に入射する比率を高めることができるので、マスク蒸着の際、被処理基板20においては蒸着用マスク31の影になる部分を最小限に止めることができる。それ故、厚さが0.08mmなどといった厚い蒸着用マスク31を用いた場合でも、蒸着パターン精度を向上することができる。   In addition, since the vapor deposition particles can be brought into a state of being perpendicularly incident on the substrate 20 to be processed, there is almost no shadowed portion of the vapor deposition mask 31 in the substrate 20 to be processed at the time of mask vapor deposition. In particular, in this embodiment, the flight direction control concave curved surface 42d is a parabolic surface, and the steam flow outlet 43a is opened at the focal position of the parabolic surface. For this reason, the vapor deposition particles flying obliquely to the side are each reflected by the concave curved surface 42d for flight direction control and fly toward the substrate 20 to be processed while drawing parallel trajectories. Accordingly, since the ratio of vapor deposition particles perpendicularly incident on the substrate 20 to be processed can be increased in the vapor flow, the masked portion of the deposition mask 31 is minimized in the substrate 20 during mask deposition. It can be stopped to the limit. Therefore, even when a thick deposition mask 31 having a thickness of 0.08 mm or the like is used, the deposition pattern accuracy can be improved.

また、厚さが0.08mmなどといった厚い蒸着用マスク31を用いれば、蒸着用マスク31の自重による撓みを防止できるので、蒸着用マスク31と被処理基板20とを密着した状態に重ねることができる。それ故、蒸着用マスク31と被処理基板20との間に隙間が発生しないので、その点でも、蒸着パターン精度を向上することができる。   Further, if a thick evaporation mask 31 having a thickness of 0.08 mm or the like is used, the evaporation mask 31 can be prevented from being bent due to its own weight, so that the evaporation mask 31 and the substrate 20 to be processed can be stacked in close contact. it can. Therefore, no gap is generated between the vapor deposition mask 31 and the substrate to be processed 20, and the vapor deposition pattern accuracy can be improved also in this respect.

さらに、本形態においては、加熱容器41に対して筒状ガイド部材42を着脱可能にし、この筒状ガイド部材42の内周側面に飛翔方向制御用凹曲面42dを形成するとともに、筒状ガイド部材42内の底側に蒸気流噴出口43aを形成してある。このため、筒状ガイド部材42を加熱容器41から外すだけで、加熱容器41の上部開口41aを完全に開放することができるので、筒状ガイド部材42を設けた場合でも、加熱容器41への蒸着材料の装填を容易に行うことができる。   Furthermore, in this embodiment, the cylindrical guide member 42 is detachably attached to the heating container 41, and the flight direction control concave curved surface 42d is formed on the inner peripheral side surface of the cylindrical guide member 42, and the cylindrical guide member A steam flow outlet 43 a is formed on the bottom side of the inside 42. For this reason, since the upper opening 41a of the heating container 41 can be completely opened simply by removing the cylindrical guide member 42 from the heating container 41, even when the cylindrical guide member 42 is provided, The vapor deposition material can be easily loaded.

さらにまた、本形態では、加熱容器41内を加熱する加熱装置13によって、飛翔方向制御用凹曲面42dを蒸着材料の蒸発温度以上に加熱する構成を採用している。すなわち、飛翔方向制御用凹曲面42dを加熱する場合でも、その温度は概ね、加熱容器41と同等の温度でよいので、一体の加熱装置13によって加熱容器41および飛翔方向制御用凹曲面42dを加熱する構成を採用しているため、真空蒸着装置100の構成を簡素化することができる。   Furthermore, this embodiment employs a configuration in which the flight direction control concave curved surface 42d is heated to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the vapor deposition material by the heating device 13 that heats the inside of the heating container 41. That is, even when the flying curved surface 42d for controlling the flight direction is heated, the temperature may be substantially the same as that of the heating container 41, so the heating container 41 and the recessed curved surface 42d for flying direction control are heated by the integrated heating device 13. Therefore, the configuration of the vacuum deposition apparatus 100 can be simplified.

[他の実施の形態]
上記形態では、1枚の被処理基板20に対して蒸着用坩堝40を1つ配置した構成であったが、1枚の被処理基板20のサイズが大きな場合には、図6に示すように、真空蒸着装置100の蒸着室11内おいて、被処理基板20に対向する位置に複数の蒸着用坩堝40を配置してもよい。このように構成すると、大型の被処理基板20に対して蒸着する場合でも、被処理基板20に対して蒸着材料を効率よく到達させることができ、蒸着材料の無駄な消費を削減できる。
[Other embodiments]
In the above embodiment, one deposition crucible 40 is arranged for one substrate 20 to be processed. However, when the size of one substrate 20 is large, as shown in FIG. In the vapor deposition chamber 11 of the vacuum vapor deposition apparatus 100, a plurality of vapor deposition crucibles 40 may be disposed at positions facing the substrate 20 to be processed. If comprised in this way, even when vapor-depositing with respect to the large to-be-processed substrate 20, a vapor deposition material can be efficiently reached with respect to the to-be-processed substrate 20, and the useless consumption of vapor deposition material can be reduced.

上記形態では、飛翔方向制御用凹曲面42dが放物面からなり、この放物面の焦点位置に蒸気流噴出口43aを配置したが、最適条件からずれるものの、放物面の焦点位置近傍に蒸気流噴出口43aを配置してもよい。   In the above embodiment, the flight direction control concave curved surface 42d is a parabolic surface, and the steam flow outlet 43a is disposed at the focal position of the parabolic surface. A steam flow outlet 43a may be arranged.

上記形態では、飛翔方向制御用凹曲面42dが放物面であったが、衝突した蒸着粒子を放出方向に向けて反射可能であれば、飛翔方向制御用凹曲面42dを楕円面とした構成、双曲面とした構成、さらには、これらの曲面を組み合わせた構成を採用してもよい。また、凹曲面を構成するにあたっては、全体が曲面で形成されている構成の他、多数の平面が組み合わされて全体として曲面が形成されている構成を採用してもよい。   In the above form, the flight direction control concave curved surface 42d is a paraboloid, but if the colliding vapor deposition particles can be reflected in the emission direction, the flight direction control concave curved surface 42d is an elliptical surface. You may employ | adopt the structure set as the hyperboloid, and also the structure which combined these curved surfaces. In configuring the concave curved surface, a configuration in which a curved surface is formed as a whole by combining a large number of planes may be adopted in addition to a configuration in which the entire curved surface is formed.

図2を参照して説明した実施の形態では、被処理基板20の中心の真下位置に蒸着用坩堝を配置し、被処理基板20を固定した状態で蒸着を行う例であったが、図7を参照して説明したように、被処理基板20の中心の真下位置から側方に、本発明を適用した蒸着用坩堝40を配置し、かつ、被処理基板20をその中心周りに回転させながら蒸着を行う構成を採用してもよい。   In the embodiment described with reference to FIG. 2, the vapor deposition crucible is arranged at a position directly below the center of the substrate 20 to be processed, and vapor deposition is performed in a state where the substrate 20 to be processed is fixed. As described with reference to FIG. 4, the deposition crucible 40 to which the present invention is applied is disposed laterally from a position directly below the center of the substrate 20 to be processed, and the substrate 20 is rotated about its center. You may employ | adopt the structure which performs vapor deposition.

上記形態においては、本発明を適用した蒸着用坩堝40、蒸着法および真空蒸着装置100を、マスク蒸着を行う際に適用したが、蒸着用マスク31を用いず、被処理基板20の被成膜面全体に均一な膜厚の薄膜を形成する際にも本発明の蒸着用坩堝40、蒸着法および真空蒸着装置を適用してもよい。この場合にも、蒸着材料の無駄な消費を防止することができるとともに、配向の揃った薄膜を形成することができるなどの利点がある。   In the above embodiment, the deposition crucible 40, the deposition method, and the vacuum deposition apparatus 100 to which the present invention is applied are applied when performing mask deposition, but the deposition mask 31 is not used and the deposition of the substrate 20 to be processed is performed. The vapor deposition crucible 40, vapor deposition method and vacuum vapor deposition apparatus of the present invention may also be applied when forming a thin film having a uniform film thickness on the entire surface. Also in this case, there is an advantage that it is possible to prevent wasteful consumption of the vapor deposition material and to form a thin film with uniform orientation.

本発明が適用される有機EL装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the organic electroluminescent apparatus with which this invention is applied. 本発明を適用した蒸着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vapor deposition apparatus to which this invention is applied. (a)、(b)は蒸着用マスクの説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the mask for vapor deposition. (a)、(b)は各々、本発明を適用した蒸着用坩堝の分解斜視図、および断面図である。(A), (b) is respectively the exploded perspective view and sectional drawing of the crucible for vapor deposition to which this invention is applied. (a)、(b)、(c)は、本発明を適用した蒸着用坩堝を用いた場合の蒸着流の挙動を示す説明図である。(A), (b), (c) is explanatory drawing which shows the behavior of the vapor deposition flow at the time of using the crucible for vapor deposition to which this invention is applied. 本発明を適用した別の実施の形態に係る蒸着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vapor deposition apparatus which concerns on another embodiment to which this invention is applied. 従来の蒸着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional vapor deposition apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1・・有機EL装置、2・・素子基板、3・・有機EL素子、7・・発光層、9・・陰極、11・・蒸着室、12・・蒸着源、20・・被処理基板、31・・蒸着用マスク、40・・蒸着用坩堝、41・・加熱容器、42・・筒状ガイド部材、42d・・飛翔方向制御用凹曲面、43・・ニードル、43a・・蒸気流噴出口、100・・・真空蒸着装置(蒸着装置) 1 .... Organic EL device, 2 .... Element substrate, 3 .... Organic EL element, 7 .... Light emitting layer, 9 .... Cathode, 11 .... Deposition chamber, 12 .... Deposition source, 20 .... Substrate 31 .. Deposition mask, 40 .. Deposition crucible, 41 .. Heating vessel, 42 .. Cylindrical guide member, 42 d .. Concave surface for flight direction control, 43 .. Needle, 43 a. 100 ... Vacuum vapor deposition equipment (vapor deposition equipment)

Claims (8)

蒸着材料を加熱して当該蒸着材料の蒸気流を放出する蒸着用坩堝において、
前記蒸着材料が装填される加熱容器と、
該加熱容器内に連通して前記蒸気流を噴出する蒸気流噴出口と、
該蒸気流噴出口の開口方向の周りを囲むとともに前記蒸気流の放出方向に向けて開口し、衝突した蒸着粒子を前記放出方向に向けて反射する飛翔方向制御用凹曲面と、
を有していることを特徴とする蒸着用坩堝。
In a vapor deposition crucible for heating a vapor deposition material and releasing a vapor flow of the vapor deposition material,
A heating vessel charged with the vapor deposition material;
A steam flow outlet for ejecting the steam flow in communication with the heating vessel;
A concave curved surface for controlling the flight direction that surrounds the opening direction of the vapor flow outlet and opens toward the discharge direction of the vapor flow, and reflects the collided vapor deposition particles toward the discharge direction;
A vapor deposition crucible characterized by comprising:
前記飛翔方向制御用凹曲面は放物面からなり、当該放物面の焦点位置または焦点位置近傍で前記蒸気流噴出口が開口していることを特徴とする請求項1に記載の蒸着用坩堝。   2. The vapor deposition crucible according to claim 1, wherein the concave curved surface for flight direction control is formed of a parabolic surface, and the vapor flow outlet is open at or near a focal position of the parabolic surface. . 前記加熱容器の開口を覆うように当該加熱容器に対して着脱可能な筒状ガイド部材を備え、
当該筒状ガイド部材の内周側面に前記飛翔方向制御用凹曲面が形成され、
当該筒状ガイド部材内の底側に前記前記蒸気流噴出口が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着用坩堝。
A cylindrical guide member detachably attached to the heating container so as to cover the opening of the heating container,
The concave curved surface for flight direction control is formed on the inner peripheral side surface of the cylindrical guide member,
The vapor deposition crucible according to claim 1 or 2, wherein the vapor flow outlet is formed on a bottom side in the cylindrical guide member.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の蒸着用坩堝を用いた蒸着法であって、
前記飛翔方向制御面を前記蒸着材料の蒸発温度以上に加熱して被処理基板の被成膜面に蒸着を行うことを特徴とする蒸着法。
A vapor deposition method using the vapor deposition crucible according to any one of claims 1 to 3,
A vapor deposition method, wherein the flight direction control surface is heated to a temperature equal to or higher than an evaporation temperature of the vapor deposition material, and vapor deposition is performed on a film deposition surface of a substrate to be processed.
前記被処理基板の被成膜面側に、当該被処理基板に対する蒸着パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスクを配置した状態で蒸着を行うことを特徴とする請求項4に記載の蒸着法。   5. The vapor deposition is performed in a state in which a vapor deposition mask having a mask opening corresponding to a vapor deposition pattern for the substrate to be processed is disposed on the film deposition surface side of the substrate to be processed. Vapor deposition method. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の蒸着用坩堝を蒸着室内に備えていることを特徴とする蒸着装置。   A vapor deposition apparatus comprising the vapor deposition crucible according to any one of claims 1 to 3 in a vapor deposition chamber. 前記蒸着室内には、被処理基板の被成膜面に対向する位置に前記蒸着用坩堝が複数配置されていることを特徴とする請求項6に記載の蒸着装置。   The vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein a plurality of the vapor deposition crucibles are disposed in the vapor deposition chamber at positions facing the film formation surface of the substrate to be processed. 前記加熱容器内を加熱する加熱装置を有し、
当該加熱装置は、前記飛翔方向制御用凹曲面を前記蒸着材料の蒸発温度以上に加熱可能であることを特徴とする請求項6または7に記載の蒸着装置。
A heating device for heating the inside of the heating container;
The vapor deposition apparatus according to claim 6 or 7, wherein the heating apparatus is capable of heating the flight direction control concave curved surface to a temperature equal to or higher than an evaporation temperature of the vapor deposition material.
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