JP2013067845A - Device for heating deposition material, vapor deposition apparatus, vapor deposition method and substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸着材料を収納すると共に蒸着材料を加熱して気化させる蒸着材料加熱装置、その蒸着材料加熱装置を備えて基板に被膜を蒸着する蒸着装置、その蒸着装置を用いて基板に被膜を蒸着する蒸着方法、その蒸着装置を用いて被膜を蒸着した基板に関する。 The present invention includes a vapor deposition material heating apparatus that stores vapor deposition material and heats the vapor deposition material to vaporize the vapor deposition material, a vapor deposition apparatus that includes the vapor deposition material heating apparatus and deposits a film on the substrate, and uses the vapor deposition apparatus to deposit a film on the substrate. The present invention relates to a vapor deposition method for vapor deposition and a substrate on which a film is vapor-deposited using the vapor deposition apparatus.
従来から、基板に昇華性材料または有機材料からなる蒸着材料を蒸着して被膜を形成する蒸着装置が周知である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a deposition apparatus that forms a film by depositing a deposition material made of a sublimation material or an organic material on a substrate is well known.
蒸着装置は、チャンバ内に蒸着材料と基板とを対向させて配置し、チャンバ内を減圧した状態で、蒸着材料を適宜ON−OFF加熱によって蒸発させ、この蒸発させた蒸着材料を基板の表面に堆積させて被膜を形成するものである。 The vapor deposition apparatus is arranged with the vapor deposition material and the substrate facing each other in the chamber, and the vapor deposition material is appropriately evaporated by ON-OFF heating in a state where the pressure in the chamber is reduced, and the vaporized vapor deposition material is applied to the surface of the substrate. It is deposited to form a film.
この際、加熱源から基板を離しても、加熱源からの輻射熱を遮断することはできないうえ、蒸着材料は常に過熱していることとなってしまい、基板の中心付近に付着した被膜の膜厚は周縁付近に付着する被膜の膜厚に比べて厚くなる。 At this time, even if the substrate is separated from the heating source, the radiant heat from the heating source cannot be cut off, and the vapor deposition material is always overheated, and the film thickness of the film adhered near the center of the substrate Becomes thicker than the film thickness of the film adhering to the vicinity of the periphery.
したがって、均一な膜厚を有する基板とならず、安定した製品とは言い難いという問題が生じていた。 Therefore, the substrate does not have a uniform film thickness, and it is difficult to say that the product is stable.
そこで、材料容器の周囲から蒸着材料を加熱すると共に材料容器の底面下方に環状の制御コイルを隣接して複数配置し、その制御コイルへの通電を選択的にOFFして交番磁界を弱めることで蒸着材料の気化を部分的に減らす技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, by heating the vapor deposition material from around the material container and arranging a plurality of annular control coils adjacently below the bottom surface of the material container, and selectively turning off the power to the control coils to weaken the alternating magnetic field. A technique for partially reducing vaporization of a vapor deposition material is known (see, for example, Patent Document 2).
また、材料容器の底面に幅方向中心側から端部側に至るほど段階的に細く(又はその逆)した直線状の水管を複数隣接して配置し、材料容器の中央部分を外側部分よりも強く冷却する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, a plurality of linear water pipes that are gradually narrowed (or vice versa) from the width direction center side to the end side are arranged adjacent to each other on the bottom surface of the material container, and the center part of the material container is positioned more than the outer part. A technique for strongly cooling is known (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上述した蒸着材料の冷却技術は、何れも矩形の材料容器に収納された蒸着材料を帯状フィルムの表面、即ち、蒸着面が実質的に矩形な物に対する蒸着材料の温度管理であった。しかも、ロール状の一部を蒸着面としていることから、皮膜形成時点での蒸着面は平坦な矩形ではなく、実際には反り返っていて材料容器からの距離は一定ではない。 However, all of the above-described cooling techniques for the vapor deposition material are temperature management of the vapor deposition material on the surface of the strip film, that is, the vapor deposition surface is substantially rectangular, in the vapor deposition material stored in the rectangular material container. Moreover, since a part of the roll shape is used as the vapor deposition surface, the vapor deposition surface at the time of forming the film is not a flat rectangle, and is actually warped and the distance from the material container is not constant.
したがって、帯状フィルム等の走査方向(搬送方向)に沿うように材料容器に対して直線状に温度管理する制御コイルや水管では、膜厚の均一化は困難であるという問題が生じていた。 Therefore, there has been a problem that it is difficult to make the film thickness uniform with a control coil or a water pipe that linearly controls the temperature of the material container along the scanning direction (conveying direction) of the belt-like film or the like.
即ち、昇華性材料又は有機材料を入れる材料容器は、チャンバの内部にて真空環境下で気化させることから、材料容器から気化した蒸着材料は、基板の中心付近の膜厚の方が周縁部に対して周回状に厚く、不均一な膜厚を生じていた。 In other words, since the material container containing the sublimable material or the organic material is vaporized in a vacuum environment inside the chamber, the vapor deposition material evaporated from the material container has a film thickness near the center of the substrate at the periphery. On the other hand, the film was thick in a circular shape, resulting in an uneven film thickness.
また、上述した蒸着材料の冷却技術は、何れも、加熱を材料容器の底面側から冷却方向に制御することから、蒸着材料の湯面で発生する気化量が実際に低減又は増加するまでの時間的なタイミング制御が難しく、膜厚にムラが発生し易いという問題も生じていた。 In addition, since the evaporation material cooling techniques described above all control the heating in the cooling direction from the bottom surface side of the material container, the time until the amount of vaporization generated on the molten metal surface of the evaporation material is actually reduced or increased. There is also a problem that it is difficult to control the timing, and the film thickness tends to be uneven.
そこで、本発明は、材料容器の中心付近に対して周縁付近を高く加熱することができ、しかも、材料容器に収納した蒸着材料の中心付近と周縁付近との温度差を容易に制御し得て、蒸着材料の気化量変化の応答性を高くすることができる蒸着材料加熱装置とすることができ、よって、基板に付着する被膜の膜厚の均一化に貢献することができる蒸着装置及び蒸着方法とし得て、均一な膜厚の被膜を有する基板を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can heat the vicinity of the periphery higher than the vicinity of the center of the material container, and can easily control the temperature difference between the vicinity of the center of the vapor deposition material stored in the material container and the vicinity of the periphery. , A vapor deposition material heating device that can increase the responsiveness of the vaporization amount change of the vapor deposition material, and can thus contribute to the uniformization of the film thickness of the film attached to the substrate. An object of the present invention is to provide a substrate having a uniform film thickness.
上記課題を解決するため、本発明の蒸着材料加熱装置は、蒸着材料を収納した材料容器と、該材料容器の底面側に配置されて前記蒸着材料を加熱する加熱部と、該加熱部による前記蒸着材料の加熱温度を前記材料容器の中心から外周に向かう加熱領域に応じて制御する温度制御部と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, a vapor deposition material heating apparatus according to the present invention includes a material container that stores a vapor deposition material, a heating unit that is disposed on the bottom side of the material container and heats the vapor deposition material, and the heating unit A temperature control unit that controls the heating temperature of the vapor deposition material in accordance with a heating region from the center of the material container toward the outer periphery.
本発明の蒸着材料加熱装置は、材料容器の中心付近に対して周縁付近を高く加熱することができ、しかも、材料容器に収納した蒸着材料の中心付近と周縁付近との温度差を容易に制御し得て、蒸着材料の気化量変化の応答性を高くすることができる。 The vapor deposition material heating device of the present invention can heat the vicinity of the periphery higher than the vicinity of the center of the material container, and easily controls the temperature difference between the vicinity of the center and the periphery of the vapor deposition material stored in the material container. In addition, the responsiveness of the evaporation amount change of the vapor deposition material can be increased.
また、本発明の蒸着装置及び蒸着方法は、基板に付着する被膜の膜厚の均一化に貢献することができる。 Moreover, the vapor deposition apparatus and vapor deposition method of this invention can contribute to the uniformization of the film thickness of the film adhering to a board | substrate.
次に、本発明の一実施形態に係る蒸着材料加熱装置、蒸着装置、蒸着方法、基板について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の蒸着材料加熱装置、蒸着装置、蒸着方法、基板における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Next, a vapor deposition material heating device, a vapor deposition device, a vapor deposition method, and a substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the Example shown below is a suitable specific example in the vapor deposition material heating apparatus of this invention, a vapor deposition apparatus, the vapor deposition method, and a board | substrate, Although there may be a case where various technically preferable restrictions may be attached | subjected, this invention The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless specifically described to limit the present invention. In addition, the constituent elements in the embodiments shown below can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the embodiment described below does not limit the contents of the invention described in the claims.
図1(A)は本発明の一実施形態に係る蒸着材料加熱装置を搭載した蒸着装置の説明図、図1(B)は本発明の一実施形態に係る加熱部の平面図、図1(C)は本発明の一実施形態に係る他の加熱部の平面図、図2は本発明の一実施形態に係る加熱部と温度制御部との関係を示す説明図、図3は本発明の一実施形態に係る他の加熱部の平面図、図4は本発明の一実施形態に係る加熱部の断面図、図5は本発明の一実施形態に係る他の加熱部の断面図である。 1A is an explanatory diagram of a vapor deposition apparatus equipped with a vapor deposition material heating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view of a heating unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. C) is a plan view of another heating unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the heating unit and the temperature control unit according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a heating unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of another heating unit according to an embodiment of the present invention. .
図1に示すように、蒸発装置10は、内部が図示しない真空装置によって減圧されて所定圧力の真空状態とされるチャンバ11と、チャンバ11の内部上方に配置された基板保持部12と、チャンバ11の内部下方に配置されて被膜の原料(例えば、昇華性材料又は有機材料)である蒸着材料13を収納した材料容器14と、材料容器14に収納した蒸着材料13を加熱して気化させる加熱部15と、基板保持部12に隣接するようにチャンバ11の内部に配置された温度監視部としての膜厚計16と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
基板保持部12は、チャンバ11の外壁11aにブラケット17を介して設けられた取付板18と、取付板18に設けられて基板19を保持するホルダ20と、を備えている。
The
材料容器14は、収納した蒸着材料13の湯面よりも上方に、矢印で示す気化した蒸着材料13を部分的に通過させる制御板21が配置されている。
In the
加熱部15は、例えば、図1(B)に示すように、材料容器14の中心を取り巻くように略真円状、又は図1(C)に示すように、材料容器14の中心を取り巻くように矩形、とされた複数の加熱体22を備えている。
The
各加熱体22は、図2に示すように、温度制御部23によって電流供給部から供給される電流をそれぞれ独立した制御部23a,23b,23c,23dで制御することで加熱温度が制御される。本実施の形態においては、各加熱体22は、四重の円形若しくは矩形とされ、内周側から外周側に向かう程に幅が広くなっている。この際、複数の加熱体22は、材料容器14の底面との対向面積が内周側よりも外周側の方が広くなるように幅設定されている。なお、各加熱体22は、例えば、図3に示すように、内周側よりも外周側に密集状態で配置しても良い。したがって、複数の加熱体22の隣接間隔、幅(面積)、面積等は、実際には、使用される基板19のサイズや厚さ、蒸着材料13の種類や被膜の膜厚等によって適宜変更可能である(アタッチメント交換等)。
As shown in FIG. 2, the heating temperature of each
また、加熱部15は、材料容器14の中心を取り巻くように円形又は矩形に連続する複数の加熱体22により、その複数の加熱体22によって材料容器14の中心から外周に向かう円形又は矩形の加熱領域を形成している。なお、隣接する加熱体22の間は加熱体22の存在しない非加熱領域が加熱領域と交互に配置されるが、その非加熱領域に熱伝導率の低い金属体や加熱体22から電気的に絶縁する絶縁体等を配置しても良い。
In addition, the
さらに、加熱部15は、加熱体22によって蒸着材料13を直接加熱しても良いし、例えば、図4に示すように、底板24と中間板25との間に加熱板26を配置すると共に、中間板25の上層に円形又は矩形の複数の熱伝導体27を配置したうえで受板28を配置した間接加熱としても良い。
Furthermore, the
この際、図5に示すように、熱伝導体27の間に熱伝導体27よりも熱伝導率の低い金属体29を介在しても良い。
At this time, as shown in FIG. 5, a
膜厚計16は、例えば、材料容器14から気化する蒸着材料13を基板19の少なくとも中心を含む直径、若しくは基板19と平行な平面上で濃度(分布)監視することで基板19に付着する被膜の膜厚を推定(算出)し、その膜厚情報を温度制御部23に出力する。なお、膜厚計16の膜厚の監視方法は任意(例えば、赤外センサ等を用いた膜厚直接測定や反射率測定等)である。これにより、温度制御部23では、制御部23a,23b,23c,23dを個々に独立して制御して各加熱体22に印加する電流を調整する。また、膜厚計16は、チャンバ11の内部温度で気化量等を監視しても良い。
The
このような構成においては、材料容器14に蒸着材料13を収納し、チャンバ11の内部を減圧して真空とし、加熱部15の加熱によって蒸着材料13を溶融・気化して基板19の表面に被膜を形成する。
In such a configuration, the
この際、材料容器14の中心付近(中心側)に対して材料容器14の周縁部(外周側)に向う程に加熱温度が高くなるように加熱体22に印加させる電流を制御する。
At this time, the current applied to the
これにより、基板19の周縁部には、従来に比べてより多くの蒸着材料13を付着させることができ、結果的に均一な膜厚の被膜を基板19に形成することができる。
Thereby, a larger amount of the
ところで、基板19に蒸着させる被膜の蒸着材料13としては、例えば、基板19を有機ELパネルに用いる場合の発光材料の場合には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(tris(8−hydroxyquinolinato)aluminium:Alq3)や銅フタロシアニン(CuPc)等を用いるなど、真空蒸着技術により被膜を形成する基板19の種類や目的等に応じて任意である。また、基板19の表面に下地金属薄膜(例えば、金,銀,クロムなど)を形成したうえで、被膜を形成することも可能である。さらに、チャンバ11の内部の減圧度(真空度)、基板19の大きさや厚さ、被膜の膜厚等の各種条件においても任意である。
By the way, as the
そして、本発明の加熱体22にあっては、このような各種条件に応じて、異なった間隔や幅の物を用いても良いし、設定加熱温度を変えることで対応することができる。また、これにより、単に加熱温度を独立して制御しただけではなし得なかったより厳密な基板19の被膜の均一化を確保することができる。
And in the
このように、本発明においては、材料容器14に収納した蒸着材料13の加熱温度を制御していることから、蒸着材料13を冷却する場合に比べて蒸着材料13の気化に対する即応性が高く、基板19に付着する被膜の膜厚にムラが発生し難く、均一化により一層貢献することができる。
Thus, in the present invention, since the heating temperature of the
なお、本発明における加熱部15の加熱手段としては、抵抗加熱、高周波加熱、レーザ加熱等いずれの手段であってもよい。
In addition, as a heating means of the
10…蒸発装置
11…チャンバ
11a…外壁
12…基板冷却装置
13…蒸着材料
14…材料容器
15…加熱部
16…膜厚計(膜厚監視部)
17…ブラケット
18…取付板
19…基板
20…ホルダ
21…制御板
22…加熱体
23…温度制御部
23a…制御部
23b…制御部
23c…制御部
23d…制御部
24…底板
25…中間板
26…加熱板
27…熱伝導体
28…受板
29…金属体
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該材料容器の底面側に配置されて前記蒸着材料を加熱する加熱部と、
該加熱部による前記蒸着材料の加熱温度を前記材料容器の中心から外周に向かう加熱領域に応じて制御する温度制御部と、
を備えていることを特徴とする蒸着材料加熱装置。 A material container containing a vapor deposition material;
A heating unit arranged on the bottom side of the material container to heat the vapor deposition material;
A temperature control unit for controlling the heating temperature of the vapor deposition material by the heating unit according to a heating region from the center of the material container toward the outer periphery;
A vapor deposition material heating apparatus comprising:
前記温度制御部は前記蒸着材料の加熱温度が内周側から外周側に至るほど高くなるように前記複数の加熱体に電流を印加することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の蒸着材料加熱装置。 The heating unit includes a plurality of heating bodies,
The temperature control unit applies current to the plurality of heating bodies so that the heating temperature of the vapor deposition material increases from the inner circumference side to the outer circumference side. 2. The vapor deposition material heating apparatus according to item 1.
前記材料容器を内部に配置したチャンバと、
該チャンバの内部で前記材料容器の上方に配置された基板と、
前記基板に蒸着される皮膜の膜厚を監視してその膜厚情報を前記温度制御部に出力する膜厚監視部と、
を備えていることを特徴とする蒸着装置。 The vapor deposition material heating device according to any one of claims 1 to 5,
A chamber having the material container disposed therein;
A substrate disposed above the material container within the chamber;
A film thickness monitoring unit that monitors the film thickness of the film deposited on the substrate and outputs the film thickness information to the temperature control unit;
A vapor deposition apparatus comprising:
前記チャンバを真空とする減圧ステップと、
前記加熱部によって前記材料容器に収納した前記蒸着材料を気化させて前記基板の表面に被膜を形成する被膜形成ステップと、
前記膜厚監視部で監視した前記基板の膜厚情報に基づいて前記温度制御部により前記蒸着材料の加熱温度が内周側から外周側に至るほど高くなるように前記加熱部を制御する温度制御ステップと、
を備えていることを特徴とする蒸着方法。 The vapor deposition apparatus according to claim 6,
A depressurizing step of evacuating the chamber;
A film forming step of vaporizing the vapor deposition material stored in the material container by the heating unit to form a film on the surface of the substrate;
Temperature control for controlling the heating unit so that the heating temperature of the vapor deposition material increases from the inner peripheral side to the outer peripheral side by the temperature control unit based on the film thickness information of the substrate monitored by the film thickness monitoring unit. Steps,
A vapor deposition method comprising:
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KR20180009327A (en) * | 2016-07-18 | 2018-01-26 | 황창훈 | Circular plane type evaporation source for micro OLED production, and Evaporation device having it |
KR20180080139A (en) * | 2017-01-02 | 2018-07-11 | 황창훈 | Framed large size plane type evaporation source apparatus |
CN111575649A (en) * | 2020-07-08 | 2020-08-25 | 成都中建材光电材料有限公司 | Evaporation source device and method for preparing large-area cadmium telluride film |
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2011
- 2011-09-26 JP JP2011209116A patent/JP2013067845A/en not_active Withdrawn
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