JP2013237915A - Evaporation source and vacuum vapor deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(有機ELディスプレイ)などの薄膜デバイスを大形基板に形成する際に、大型基板に対して材料蒸気を放出し成膜する蒸着坩堝及び真空蒸着装置に関する。また、本発明は有機ELに限らず、他のFPD、半導体、太陽電池等の分野に適用可能である。 The present invention relates to a vapor deposition crucible and a vacuum vapor deposition apparatus for emitting a material vapor to a large substrate when forming a thin film device such as an organic electroluminescence display (organic EL display) on a large substrate. Further, the present invention is not limited to the organic EL, and can be applied to other fields such as FPD, semiconductor, and solar cell.
ディスプレイ装置のうち、有機ELディスプレイ装置は、視野角が広いだけでなく、応答性も良いため、次世代のディスプレイとして注目されている。有機ELディスプレイを構成する発光素子は、アノードとカソードの両電極にはさまれた有機膜の発光層からなる。発光効率を高めるため、さらに電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層ならびに正孔注入層などの中間層を、選択的に挿入している。これらの電極、発光層ならびに中間層は、数nmから数百nmの薄膜である。この薄膜を形成する技術の一つが真空蒸着(以下、蒸着とする)である。 Among the display devices, the organic EL display device has attracted attention as a next-generation display because it has not only a wide viewing angle but also good response. A light emitting element constituting an organic EL display is composed of a light emitting layer of an organic film sandwiched between both an anode and a cathode. In order to increase luminous efficiency, intermediate layers such as an electron injection layer, an electron transport layer, a hole transport layer, and a hole injection layer are selectively inserted. These electrodes, light emitting layers and intermediate layers are thin films of several nm to several hundred nm. One technique for forming this thin film is vacuum deposition (hereinafter referred to as vapor deposition).
蒸発源は、一般的に以下の要素から構成される。蒸着材料を封入する坩堝、非接触または一部部材を介して坩堝を加熱するヒータ、ヒータの周囲に設けて蒸発源の周囲に熱を漏らさないための断熱材、上記の要素を収めるハウジングである。坩堝は、主に加熱により気化した蒸着材料を放射するノズル、蒸着材料を収納する材料室から構成される。坩堝の加熱は、ヒータからの熱輻射のみで加熱する方法、坩堝の一部と接して加熱する方法がある。 The evaporation source is generally composed of the following elements. A crucible that encloses the vapor deposition material, a heater that heats the crucible through a non-contact or partial member, a heat insulating material that is provided around the heater so as not to leak heat around the evaporation source, and a housing that houses the above elements. . The crucible is mainly composed of a nozzle that radiates a vapor deposition material vaporized by heating, and a material chamber that stores the vapor deposition material. There are two methods for heating the crucible: a method of heating only by heat radiation from a heater, and a method of heating in contact with a part of the crucible.
有機EL素子を形成する基板は、年々大型化している。特にリニアソースと呼ばれる一方向に長く、基板の対向面に該長手方向に線状にノズルを配する蒸発源では、蒸発源の中に設置する坩堝も長手方向に1〜2mの長さを持つものも必要とされている。リニアソースでは、膜厚を均一に成膜する為には、坩堝長手方向における均一な加熱が必要となる。しかし、実際には熱によるヒータ、坩堝、構成部材の膨張などによって、ヒータとの位置関係が坩堝両端で異なり、坩堝に温度分布が生じる。特に高レートで蒸着する場合には、小さな温度差であっても、蒸着材料の蒸気圧は大きく変化を生じ、膜厚分布に偏りが生じてしまう。 Substrates for forming organic EL elements are becoming larger year by year. In particular, in an evaporation source that is long in one direction, called a linear source, and has nozzles arranged linearly in the longitudinal direction on the opposing surface of the substrate, the crucible installed in the evaporation source also has a length of 1 to 2 m in the longitudinal direction. Things are also needed. In the linear source, uniform heating in the crucible longitudinal direction is required to form a uniform film thickness. However, in reality, due to the expansion of the heater, the crucible, and the constituent members due to heat, the positional relationship with the heater differs at both ends of the crucible, and temperature distribution occurs in the crucible. In particular, when vapor deposition is performed at a high rate, even if the temperature difference is small, the vapor pressure of the vapor deposition material varies greatly, and the film thickness distribution is biased.
坩堝内の温度分布を緩やかにするための工夫としては、例えば、ヒータに面する坩堝の外部に伝熱板を設置する方法がある。特許文献1は、坩堝のノズル部分に伝熱板を設置する方法である。特許文献1においては、ノズル部分から伸びた伝熱板がヒータからの輻射熱が直接材料室に当たることを防ぐと共に、伝熱によりノズル部分へ熱を供給している。この方法により、伝熱板で覆われている材料室への熱供給を減らし、ノズル側への熱供給を増加させることで、ノズル部分と本体部分の温度差を低減している。
As a device for relaxing the temperature distribution in the crucible, for example, there is a method of installing a heat transfer plate outside the crucible facing the heater.
また、特許文献2では、伝熱部材と坩堝の間に間隔を設けた技術が開示されている。両特許文献では、ノズルに固定された伝熱部材がヒータから熱を受け取り、ノズルから坩堝本体へ熱供給が行われるため、坩堝温度に対してノズル温度を高く維持できる構造となっている。 Patent Document 2 discloses a technique in which a space is provided between a heat transfer member and a crucible. In both patent documents, since the heat transfer member fixed to the nozzle receives heat from the heater and heat is supplied from the nozzle to the crucible body, the nozzle temperature can be maintained higher than the crucible temperature.
前記特許文献では、伝熱部材を有する蒸発源において、ノズルと本体部分の温度差を低減する技術が開示されている。しかし、前記特許文献は、ノズル詰まりを解消する為のノズル−材料室間温度分布を低減する発明であり、1mを超えるリニアソースに適用する場合での坩堝長手方向、つまりノズル配列方向に生じる温度分布の低減に言及したものではない。 In the said patent document, the technique which reduces the temperature difference of a nozzle and a main-body part in the evaporation source which has a heat-transfer member is disclosed. However, the above-mentioned patent document is an invention for reducing the temperature distribution between the nozzle and the material chamber for eliminating nozzle clogging, and the temperature generated in the crucible longitudinal direction when applied to a linear source exceeding 1 m, that is, in the nozzle arrangement direction. It does not mention the reduction of the distribution.
大型のリニアソースでは、坩堝の温度分布は蒸発レートへと影響を与える。ヒータと坩堝の位置関係は、熱によるヒータ、坩堝、構造部材の膨張などにより数mm程度の誤差を生じる場合がある。また、昇温時の熱膨張によっても、ヒータや坩堝の寸法が変化し、位置関係に変化が生じ得る。これによりリニアソースの坩堝長手方向において温度分布が生じ、長手方向の蒸発レートが変化し、膜厚均一性の悪化をもたらす。 For large linear sources, the temperature distribution in the crucible affects the evaporation rate. The positional relationship between the heater and the crucible may cause an error of several millimeters due to expansion of the heater, the crucible, and the structural member due to heat. In addition, the dimensions of the heater and the crucible may change due to thermal expansion during the temperature rise, and the positional relationship may change. As a result, a temperature distribution is generated in the longitudinal direction of the crucible of the linear source, the evaporation rate in the longitudinal direction is changed, and the film thickness is deteriorated.
本発明の課題は、従来例の技術を踏まえ、リニアソースのヒータと坩堝の相対位置が変化しても、坩堝内温度の変化の影響が小さく、蒸発レートの変化が小さい真空蒸着装置用のリニアソースを有する蒸発源を提供することである。 The problem of the present invention is that, based on the technology of the conventional example, even if the relative position of the heater of the linear source and the crucible changes, the influence of the temperature change in the crucible is small and the change in the evaporation rate is small. It is to provide an evaporation source having a source.
本発明は、上記課題を解決するものであり、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、長手方向を有し、基板の対向面の前記長手方向に並んで設けられた複数のノズルと、内部に蒸着材料を格納する材料室とを備える坩堝と、前記坩堝を格納するケーシングと、前記坩堝と前記ケーシングとの間に設けられ、坩堝奥行き方向に所定幅で前記長手方向に延伸して設けられたヒータと、前記ヒータに対向面を備え、前記坩堝と前記ヒータとの間に設けられ、一端が前記坩堝の前記ノズル近傍と、前記坩堝奥行き方向に少なくとも前記ノズル近傍以外の1箇所とで前記坩堝と接触する部分を有する伝熱板と、を有する蒸発源である。
The present invention solves the above problems and has at least the following characteristics.
The present invention provides a crucible having a longitudinal direction and having a plurality of nozzles arranged side by side in the longitudinal direction of the opposing surface of the substrate, a material chamber for storing a vapor deposition material therein, and a casing for storing the crucible A heater provided between the crucible and the casing and extending in the longitudinal direction with a predetermined width in the crucible depth direction, the heater having a facing surface, and between the crucible and the heater The evaporation source has one end near the nozzle of the crucible and a heat transfer plate having a portion in contact with the crucible at least at one location other than the vicinity of the nozzle in the crucible depth direction.
また、本発明は、上記蒸発源と、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させる移動機構と、前記基板への一定の蒸着パターンを備えるマスクとを有する真空蒸着装置である。 Moreover, this invention is a vacuum evaporation system which has the said evaporation source, the moving mechanism which moves the said evaporation source along the said board | substrate, and the mask provided with the fixed vapor deposition pattern to the said board | substrate.
本発明によれば、リニアソースにおいて、加熱によるひずみで坩堝とヒータの相対位置が変化しても材料室温度の変化を抑制することができる。これにより安定した蒸発レートのリニアソースを提供することができる。 According to the present invention, in the linear source, even if the relative position of the crucible and the heater changes due to strain due to heating, the change in the material chamber temperature can be suppressed. As a result, a linear source having a stable evaporation rate can be provided.
以下本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着装置1で実現する有機ELデバイス製造装置100を示す。有機ELデバイス製造装置100は中心部に真空搬送ロボット5を持った多角形の真空搬送室2と、その周辺部に放射状に基板ストッカ室3や成膜室である真空蒸着装置1を配置したクラスタ型の有機ELデバイス製造装置の構成を有している。各真空蒸着装置1は基板6を保持する基板保持部9とマスク8とを有する。また、真空蒸着装置1及び基板ストッカ室3と真空搬送室2との間には互いの真空を隔離するゲート弁10が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an organic EL
図2は、図1における真空搬送室2と真空蒸着装置1の構成の模式図と動作説明図である。図2における真空搬送ロボット5は、全体を上下に移動可能(図示せず)で、左右に旋回可能な2リンク構造のアーム57を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド58を有する。
FIG. 2 is a schematic diagram and an operation explanatory diagram of the configuration of the vacuum transfer chamber 2 and the
一方、真空蒸着装置1は、真空搬送ロボット5から搬入された基板6を保持する基板保持部9と、発光層を形成する蒸着材料を蒸発させ、基板6に成膜させる蒸発源7と、蒸発源を上下方向移動させる蒸発源走査手段43、基板6への蒸着パターンを規定するマスク8とを有する。基板保持部9は、櫛歯状ハンド91と基板保持部9を旋回させて直立しているマスク8に正対させる基板旋回手段93とを有する。また真空蒸着装置1は、マスク8の上部にマスク8と基板6とにそれぞれ存在するアライメントマーク85、84(引出図参照)を撮像するアライメントカメラ86と、その撮像結果に基づいてマスク8移動させるアライメント駆動部(図示せず)とを有する。
On the other hand, the
このような構成によって、真空搬送ロボット5は基板ストッカ室3から基板を取出し、所定に真空蒸着装置1の基板保持部9に搬入する。そして、真空蒸着装置1では、搬入された基板6を基板旋回手段93でマスク8に正対させ、アライメントし、蒸発源7を上下に移動させて基板6に蒸着する。蒸着後、基板6を水平状態に戻す。その後、真空搬送ロボット2により基板6を真空蒸着装置1から搬出し、他の真空蒸着装置1に搬入又は基板ストッカ室3に戻す。このような処理における基板6の搬出入おいて、各真空蒸着装置1の処理に影響を与えないように関連するゲート弁10が制御される。
With such a configuration, the
以下、本発明の実施例を図を用いて内容を詳細に説明する。なお、本実施例では、ガラス基板6を縦置きし、蒸発させた蒸着材料を横方向に噴射する真空蒸着装置に関して記述するが、基板の向き、蒸発源からの蒸気の吹き出し方向によらず同様な効果が得られる。なお、ガラス基板に限らず樹脂材料やシリコンウエハ等の基板を用いても有機EL発光素子は製作できる。以下、単に基板という。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a vacuum deposition apparatus in which the
図3は本実施形態である一方向に長手方向を有する長尺のリニアソースの蒸発源7の外観を示す模式図である。図4は、図3に示すリニアソースの蒸発源の諸元の一例を示す図である。図4において、蒸発源7の長手方向の長さをLwで、坩堝11の長手方向に垂直方向である奥行き方向の長さをLdで、高さをLhで表す。また、ヒータ24の長手方向に所定幅はHdで表し、奥行き方向の長さLdのI/4以上が望ましい。
FIG. 3 is a schematic view showing the appearance of the
(実施例1)
次に、第1の実施例の蒸発源7の構造について説明する。図5は、図3に示す実施形態における第1の実施例の蒸発源7の断面を詳細に示した図である。図6は、図5に示す断面に相当する従来構造における蒸発源の断面図である。
Example 1
Next, the structure of the
蒸発源7は、蒸着材料23を保持する材料室22及び蒸発した材料を基板6の方向へと放出させるノズル21とを備える坩堝11と、該坩堝を加熱する図3の長手方向に所定幅を備えるヒータ24とを有する。また、蒸発源7は、該ヒータに対する対向面を備え、前記ヒータからの輻射熱を吸収し、坩堝11との接触部分25bに熱を伝える伝熱板25と、坩堝11、ヒータ24、伝熱板25を内蔵するハウジング26とを有する。坩堝11のノズル側にはノズル21と対向するように基板6を設置する。ここでは坩堝11の基板側のノズル付近を坩堝前部、その反対側を坩堝後部と呼ぶ。また、伝熱板25の素材としては、ステンレス、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム、鉄、チタン、カーボン、窒化アルミ、窒化ホウ素、あるいはそれらの複合材料などが挙げられる。
The
ハウジング26とヒータ24、坩堝11との間には、坩堝11を効率的に保温するため、断熱手段を配しても良い。例えば、断熱手段としては、冷却水を流して冷却機能を持たせたものでも良いし、図7に示すように複数の非接触の平行平板で作られたリフレクタ28を設けても良い。後者の場合、反射率の高い板厚の薄い平板が良い。さらに、吸着ノズル21から噴射した蒸着材料23がハウジング26とリフレクタ28との間及びリフレクタ28と坩堝11との間に流入しないようにする防着板27を設けてもよい。
In order to efficiently keep the
図5もしくは図6のようにして作られた蒸発源7は、基板6に対向して用いられる。すなわち、図5もしくは図6の紙面左側、ノズル21の方向に垂直に基板が存在している。基板6と蒸発源7は真空蒸着装置1の中に設置されている。蒸発源7の中のヒータ24は、蒸着実施時には、蒸発源7から放出される蒸着材料23の蒸発レートが所望値となるように図示しない水晶振動子式レートセンサを用い、ヒータへの投入電力と蒸発源7のスキャンスピードが制御されている。なお、蒸発源7を構成する部材(坩堝やヒータ等)や内部空間の温度を図示しない熱電対で計測し、所定の温度になるように制御しても良い。
The
基板6に蒸着膜を均一に蒸着するため、蒸発源7は一般的に一方向に長尺化させたリニアソースを用いる。例えば、図3に示すように、紙面奥方向に長いものが存在する。その場合、蒸発源7もしくは基板6を紙面上下方向に移動させ、基板主面に所望の厚さの膜が形成されるように制御する。本実施形態では、図2に示すように、蒸発源走査手段43で蒸発源を上下方向に移動させている。
In order to uniformly deposit the deposited film on the
図7の上図は、他の従来構造を示す。図7の上図において、図5と同じ機能を果たすものは同じ符号を示している。図7の上図のような従来構造において、坩堝11は、ハウジングの開口部であるノズル21と、ヒータ24が存在しない材料室22の後部で冷えやすい。特に、ノズル21の周辺には、断熱部材が無く、外部に向って直接熱放射するため、冷えやすい構造となっている。ノズル21の材料室22に対する温度低下は、ノズル21での材料の析出につながり、メンテナンス時に析出材料の除去や洗浄といった付帯作業を行う必要があった。そこで、図6に示すように、特許文献1では、伝熱板25をノズル21付近に接続することで、ヒータ24からの輻射熱により積極的に加熱することで、ノズル21と材料室22の温度差を低減することに用いていた。
The upper diagram of FIG. 7 shows another conventional structure. In the upper diagram of FIG. 7, the same reference numerals are used for the same functions as in FIG. In the conventional structure as shown in the upper diagram of FIG. 7, the
一方、図6のような従来構造において、熱によるヒータ24、坩堝11などの構造部材の膨張などにより、坩堝11とヒータ24の相対位置を一定に保つことが難しいという問題が生じる。特に、長手方向に1m以上の長さを必要とするリニアソースでは、坩堝11とヒータ24の相対位置が長手方向でばらつく。その為、加熱時に坩堝長手方向に温度分布が生じ、材料の蒸発量に分布を持つようになる。結果、膜厚均一性が悪化する。
On the other hand, in the conventional structure as shown in FIG. 6, there is a problem that it is difficult to keep the relative position of the
坩堝11とヒータ24の相対位置が変化すると坩堝温度が変化する理由としては、坩堝加熱位置の変化による坩堝内温度勾配の変化が挙げられる。そこで、図4の長尺リニアソースの蒸発源の諸元で、図5の実施例1の構造と、図6の従来構造及び図7の上図に示す伝熱板の無い他の従来構造において、材料室22の温度分布を示すシミュレーションを行った。図7、図8及び図9の各下図はそのシミュレーション結果の一例である。図8は、図5に示す本実施例1の蒸発源における蒸発源断面の温度分布の例を示す図である。図9は、従来構造の蒸発源における蒸発源断面の温度分布の例を示す図である。図7は、他の従来構造の蒸発源における蒸発源断面の温度分布の例を示す図である。
The reason why the crucible temperature changes when the relative position of the
シミュレーションの具体的方法としては、2次元断面の定常放射伝熱計算を行い、蒸発源7内の熱分布について解析した。ヒータ温度は、蒸着材料23である金属(例えばアルミニウム:Aリットル)材料の蒸着プロセスを想定し、1500℃に設定した。蒸発源7内部は真空とし、真空部分での熱伝導は考えず、熱放射のみによる伝熱を考えた。また、ハウジング26の周囲は常温の外部環境と熱放射により熱のやりとりをする。坩堝11の奥行きLdは167mmであり、ノズル21先端から坩堝後部に3mmずらしてあるヒータ24の位置を設計位置とした。以下、有限要素法によるシミュレーションにてヒータ24が設計位置にある場合(各図実線で示すグラフ)と、さらに5mm材料室22側にずらした場合(各図破線で示すグラフ)の、材料室底部22bの温度分布を計算した。
As a specific method of simulation, a steady radiant heat transfer calculation of a two-dimensional cross section was performed, and the heat distribution in the
図6のように、坩堝のノズル付近にヒータが存在する場合を考える。この際に、坩堝11の奥行(X)方向には、図7に示されるような温度勾配が存在する。ヒータ24が後方に移動すると、坩堝加熱部分も後ろにずれる。図7のグラフ破線部が示すように、坩堝温度のピークは坩堝前部での温度勾配を等しくするように、ヒータが後ろにずれた分上昇する。以上より、ヒータを後部へ移動させると、熱の逃げが少なくなり、坩堝全体の温度が上昇する。
Consider the case where a heater is present near the crucible nozzle as shown in FIG. At this time, a temperature gradient as shown in FIG. 7 exists in the depth (X) direction of the
坩堝の温度変化を生じさせないための方法として、坩堝11内での温度勾配を小さくしておき、ヒータ移動時のピーク温度上昇を小さくする方法がある。その為には、本実施例1のように伝熱板25を用いる方法が考えられる。まず、図7の上図に示す伝熱板25の無い他の従来構造と、図5に示す伝熱板25を有する本実施例1と、の材料室底部22bの温度分布のシミュレーション結果示す図7及び図8を用いて、伝熱板25の効果を説明する。
As a method for preventing the temperature change of the crucible, there is a method of reducing the temperature gradient in the
ヒータが5mm後方移動した時の破線グラフで示す両シミュレーション結果を比較すると、共にピーク位置は伝熱板25の有無で変化していない。それに対して、材料室温度差は伝熱板無しの図7で66℃、伝熱板有りの図8で53℃と、伝熱板25により坩堝温度勾配の低減効果が確認できる。伝熱板25の効果として、ヒータ24からの輻射熱の一様化が挙げられる。伝熱板25は、ヒータ24からの輻射熱をまず吸収する。吸収した熱は伝導により伝熱板25内で一様に拡散する。そして、伝熱板25は輻射で坩堝本体11aに熱を伝える。これにより坩堝本体11aへの加熱が一様となり、坩堝11内での温度分布が緩やかになるため、ヒータの位置が変化しても、温度勾配の低下に伴いピーク温度の増加が抑えられる。一度輻射熱を伝熱板25で吸収させる必要がある為、本実施例1では坩堝のヒータ対向面に対して伝熱板25で覆う構造とした。
Comparing both simulation results shown by the broken line graph when the heater moves 5 mm backward, the peak position does not change depending on the presence or absence of the
また、伝熱板25の効果として、伝熱により冷えやすい部分へ熱を移動させ、温度勾配を低減できる。本発明では冷えやすい坩堝前部と後部へと熱を移動させるために、伝熱板の坩堝への接触部分を前部25aと後部25bで行っている。
Further, as an effect of the
次に、図5の実施形1の構造と、図6の従来構造との比較を示す。本実施例1と従来構造との違いは、伝熱板の構造である。その他の点は同じである。従来構造の伝熱板25jは、坩堝後部側でヒータ24よりノズル21側で終端部を有し、その終端部は坩堝本体11aと接触部分を有していない点である。一方、本実施例1に伝熱板25は、坩堝後部の終端部迄達し、しかもその終端部には坩堝本体11aと接触部分25bを有している点である。
Next, a comparison between the structure of
本実施1によれば、坩堝のヒータ対向面に対して伝熱板25で覆う構造としているために、ヒータからの輻射熱を一度伝熱板25で吸収し、吸収した熱は伝導により伝熱板25内で一様に拡散させる。その結果、当該終端部迄達した伝熱板25の全領域から坩堝本体11の奥行き方向全域に亘って輻射熱よる加熱を行うことができる。この効果を、ここでは全域輻射熱効果という。一方、図6の従来構造では、輻射熱による効果は、伝熱板25jが存在する領域に制限される。
According to the first embodiment, since the surface of the crucible facing the heater is covered with the
また、本実施例1によれば、当該終端部で坩堝本体11aとの接触部分25bがあるので、接触部分25aの他、接触部分25bからも坩堝本体11aに伝熱し、坩堝後部側の温度の低下が抑制される。ここでは、この効果を伝熱効果という。一方、図6の従来構造では、この効果はない。
Further, according to the first embodiment, since there is a
以上説明した2つの効果によって、図8、図9に示すように、ヒータを5mm後方へずらした場合の材料室底部22aの平均温度は、本実施例1では1.89℃上昇するのに対し、従来構造では1.1℃高い2.99℃に上昇する。
このことにより、本実施例1によれば、ヒータ24の位置ずれによる材料室底部22bの平均温度変動を従来構造に比べて低く抑えることができる。
Due to the two effects described above, as shown in FIGS. 8 and 9, the average temperature of the
Thus, according to the first embodiment, the average temperature fluctuation of the material chamber bottom 22b due to the displacement of the
また、図8、図9より、本実施例1によれば、図6の従来構造と同様に、ノズル21の温度を坩堝本体11aより高く維持することができるので、ノズル詰まりが発生しにくくすることができる。さらに、本実施例1によれば、図6の従来構造と同様に、材料室側の温度低減を防ぐことができ材料を有効に蒸発させることができる。
8 and 9, according to the first embodiment, the temperature of the
この効果をさらに直接的に確認するために、Mg蒸着を想定したシミュレーションおける材料室22の平均温度から算出したノズル21からの蒸気流量変化量を求める。図10は、Mg蒸着を想定した際の材料室22の平均温度を示す。図11は、図10に示す平均温度から得られるMgのノズル21の蒸気圧を示す。図12は、図11の蒸気圧から得られるMgの蒸気流量変化を示す。
In order to confirm this effect more directly, the amount of change in the steam flow rate from the
図10より、ヒータを5mm後方へずらした場合の材料室22の平均温度は、従来構造では0.9℃上昇しているのに対し、本実施例1では0.1℃上昇と小さい。また、坩堝11の外圧力が0Pa(パスカル)と仮定した場合、図11より、ノズル21の蒸気圧の変化は、従来構造では0.011Pa上昇しているのに対し、本実施例1では0.001Pa上昇と小さい。図5、図6に示す坩堝11の構造では、蒸気流量は材料室内の蒸気圧に比例するので、蒸気圧の変化をMgの蒸気流量変化に換算すると、従来構造では3.5%上昇しているのに対し、本実施例1では0.3%上昇と1/10以下と小さい。従来技術の3.5%の上昇は、膜厚均一性に求められる±3から数%に比較して小さくなく。一方、本実施例1では、+0.3%であり、より膜厚均一性が保たれる。
From FIG. 10, the average temperature of the
以上より、本実施例1の構造では、材料室底部温度変化が低減されることにより、坩堝とヒータの位置関係にはロバスト性が得られ、蒸発レートの変化が小さくなる結果が得られた。 As described above, in the structure of Example 1, the material chamber bottom temperature change was reduced, so that the positional relationship between the crucible and the heater was robust, and the change in the evaporation rate was reduced.
(実施例2)
図13は、蒸発源7の2の第2実施例を示す図である。図5に示す実施例1と異なる点は、伝熱板25と坩堝11の間に高熱伝導かつやわらかい材質のガスケット20を挟み、坩堝11への熱伝動を高めている点である。その結果、ノズル21の温度を坩堝本体11aより高く維持することができるので、ノズル詰まりが発生しにくい。ガスケット20の素材としては、薄いカーボン、銅、アルミニウム、銀などが挙げられるが、高温で使用するため坩堝11や伝熱板25との熱膨張率の違いや蒸着材料との反応性の有無を鑑みて決めるとよい。また、伝熱板25と坩堝11の一体化、溶接による接続でも同様の効果が得られる。
(Example 2)
FIG. 13 is a diagram illustrating a second example of the
実施例2においても、実施例1同様に、上述した全域輻射熱効果や伝熱効果を得ることができる。 In the second embodiment, as in the first embodiment, the above-described whole area radiant heat effect and heat transfer effect can be obtained.
以上説明した実施例では、伝熱板25を坩堝11の奥行き方向全域に設けたが、従来構造の伝熱板25jにおいても、その終端部に接触部分25bを設けても、上述した全域輻射熱効果を得ることはできないが、伝熱効果を得ることができる。
In the embodiment described above, the
また、上述した接触部分は、終端部ではなく、或いは終端部だけではなく、ノズル側の接触部分25aと終端部の接触部分25bとの間に、他の接触部分を設けても、伝熱効果を得ることができる。
In addition, the contact portion described above is not a terminal portion, or is not limited to the terminal portion. Even if another contact portion is provided between the nozzle-
1;真空蒸着装置 2:真空搬送室
3:基板ストッカ室 5:真空搬送ロボット
6:基板 7:蒸発源
8:マスク 9:基板保持部
10:ゲート弁 11:坩堝
20:ガスケット 21:ノズル
22:材料室 22b:材料室底部
23:蒸着材料 24:ヒータ
25:伝熱板
25a:伝熱板のノズル側終端部における坩堝本体との接触部分
25b:伝熱板のノズル側と反対側の終端部における坩堝本体との接触部分
26:ハウジング 27:防着板
28:断熱機構 43:蒸発源走査手段
93:基板旋回駆動手段 100:有機ELデバイス製造装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記坩堝を格納するケーシングと、
前記坩堝と前記ケーシングとの間に設けられ、坩堝奥行き方向に所定幅で前記長手方向に延伸して設けられたヒータと、
前記坩堝と前記ヒータとの間に設けられ、一端が前記坩堝の前記ノズル近傍と、前記坩堝奥行き方向に少なくとも前記ノズル近傍以外の1箇所と、で前記坩堝と接触する部分を有する伝熱板と
を有することを特徴とする蒸発源。 A crucible having a longitudinal direction and having a plurality of nozzles arranged in the longitudinal direction on the opposing surface of the substrate, and a material chamber for storing a vapor deposition material therein,
A casing for storing the crucible;
A heater provided between the crucible and the casing, and provided with a predetermined width in the crucible depth direction and extending in the longitudinal direction;
A heat transfer plate provided between the crucible and the heater and having a portion in contact with the crucible at one end near the nozzle of the crucible and at least one location other than the vicinity of the nozzle in the crucible depth direction; An evaporation source characterized by comprising:
前記伝熱板は、前記坩堝の対向面を覆うように設けられたことを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to claim 1,
The evaporation source, wherein the heat transfer plate is provided so as to cover a facing surface of the crucible.
前記伝熱板は、前記奥行き方向に前記ヒータの前記一定幅より長い前記奥行き方向の幅を有することを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to claim 1,
The evaporation source, wherein the heat transfer plate has a width in the depth direction that is longer than the certain width of the heater in the depth direction.
前記1箇所は、前記前記ノズル近傍とは前記奥行き方向に反対側端部であることを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to claim 1 or 2,
The evaporation source characterized in that the one place is an end portion on the opposite side to the vicinity of the nozzle in the depth direction.
前記坩堝と前記伝熱板の間の前記接触部分にガスケットを設けたことを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to any one of claims 1 to 4,
An evaporation source, wherein a gasket is provided at the contact portion between the crucible and the heat transfer plate.
前記ガスケットの材質が、ステンレス、該ガスケットの材質が、ステンレス、カーボン、銅、アルミニウム、銀、もしくはそれらの複合材料のいずれかであることを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to claim 6.
An evaporation source, wherein the gasket is made of stainless steel, and the gasket is made of stainless steel, carbon, copper, aluminum, silver, or a composite material thereof.
前記伝熱板取り付け方法を溶接とした坩堝を有することを特徴とする蒸発源。 The evaporation source according to any one of claims 1 to 7,
An evaporation source comprising a crucible welded to the heat transfer plate mounting method.
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