JP2014058722A - Mask apparatus for vacuum deposition, vapor deposition apparatus, and mask for vacuum deposition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空成膜用マスク装置、蒸着装置、及び真空成膜用マスクに関する。 The present invention relates to a vacuum film formation mask device, a vapor deposition apparatus, and a vacuum film formation mask.
特許文献1,2は、基板を保持する基板ホルダと、蒸着源と基板ホルダとの間に位置する蒸着マスクと、これらを内部に収容する成膜室とを備える蒸着装置を開示している。この蒸着装置では、蒸着源から蒸発した蒸着材料が、蒸着マスクのパターン開口を通過して成膜対象である基板に付着し、パターン開口に対応する形状の薄膜が基板に形成される。
蒸発した蒸着材料は、全てが、蒸着マスクに形成された所定形状のパターン開口を通過するわけではなく、蒸着マスクの表面にも付着し堆積する。蒸着マスクのうちパターン開口近傍に蒸着材料が堆積すると、パターン開口の形状が変化してしまい所望の形状の薄膜を基板に成膜できなくなったり、パターン開口が目詰まりしたりする虞がある。そこで、特許文献1,2に記載の蒸着装置では、蒸着マスクに堆積した蒸着材料を除去するクリーニングプロセスを実施している。このクリーニングプロセスは、加熱手段を用いて蒸着マスクに付着した蒸着材料を再昇華させる工程と、当該再昇華した蒸着材料を排気口から成膜室外へと真空ポンプを用いてただちに排出する工程とを有する。クリーニングプロセスは、1回の成膜プロセスごとに、又は複数回の成膜プロセスが行われた後に、行われる。
The evaporated vapor deposition material does not pass through the pattern opening of a predetermined shape formed in the vapor deposition mask, but adheres to the surface of the vapor deposition mask and is deposited. If the vapor deposition material is deposited in the vicinity of the pattern opening in the vapor deposition mask, the shape of the pattern opening may change, and a thin film having a desired shape cannot be formed on the substrate, or the pattern opening may be clogged. Therefore, in the vapor deposition apparatuses described in
このように、特許文献1,2に記載の蒸着装置では、蒸着マスクをクリーニングするために、成膜プロセスを止めてクリーニングプロセスを実施する必要があった。そのため、生産性の低下を招いていた。
As described above, in the vapor deposition apparatuses described in
本発明の目的は、生産性の向上を図ることが可能な真空成膜用マスク装置、蒸着装置、及び真空成膜用マスクを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vacuum film formation mask apparatus, a vapor deposition apparatus, and a vacuum film formation mask capable of improving productivity.
本発明の一側面に係る真空成膜用マスク装置は、導電性材料からなり、自身が発熱する真空成膜用マスクと、真空成膜用マスクに通電する通電部とを備え、真空成膜用マスクは、通電部からの通電により発熱する。 A vacuum film formation mask apparatus according to one aspect of the present invention is made of a conductive material, and includes a vacuum film formation mask that generates heat by itself and an energization unit that supplies current to the vacuum film formation mask. The mask generates heat by energization from the energization unit.
本発明の一側面に係る真空成膜用マスク装置では、真空成膜用マスクが、通電部に電気的に接続され、当該通電部からの通電により自身が発熱する。そのため、成膜プロセス中、真空成膜用マスクの表面に成膜材料が堆積し難くなる。従って、真空成膜用マスクの表面に成膜材料が堆積することによって生ずるパターン開口の形状の変形や、パターン開口の目詰まりがほとんど発生しなくなる。その結果、成膜プロセスを止めてクリーニングプロセスを実施する必要がなくなるので、生産性を大きく向上させることが可能となる。 In the vacuum film formation mask device according to one aspect of the present invention, the vacuum film formation mask is electrically connected to the energization unit, and itself generates heat by energization from the energization unit. Therefore, during the film forming process, the film forming material is difficult to deposit on the surface of the vacuum film forming mask. Therefore, the deformation of the pattern opening caused by the deposition of the film forming material on the surface of the vacuum film forming mask and the clogging of the pattern opening hardly occur. As a result, it is not necessary to stop the film forming process and perform the cleaning process, so that productivity can be greatly improved.
真空成膜用マスクは、カーボン、SiC、タングステン、白金、タンタル、又はモリブデンにより構成されてもよい。 The vacuum film formation mask may be made of carbon, SiC, tungsten, platinum, tantalum, or molybdenum.
真空成膜用マスクは、通電部からの通電により500℃以上に発熱してもよい。 The vacuum film formation mask may generate heat to 500 ° C. or more by energization from the energization unit.
本発明の他の側面に係る蒸着装置は、上記のいずれかの真空成膜用マスク装置と、真空成膜用マスクが内部に配置される真空チャンバと、真空チャンバ内の圧力よりも真空チャンバ内において蒸発した蒸着材料の蒸気圧が大きくなる温度以上に真空成膜用マスクが発熱するように、通電部から真空成膜用マスクへの通電量を制御する制御部とを備える。 A vapor deposition apparatus according to another aspect of the present invention includes any one of the above-described vacuum film formation mask apparatuses, a vacuum chamber in which the vacuum film formation mask is disposed, and a pressure in the vacuum chamber higher than a pressure in the vacuum chamber. And a controller for controlling the amount of current flowing from the current-carrying part to the vacuum film-forming mask so that the vacuum film-forming mask generates heat at a temperature equal to or higher than the temperature at which the vapor pressure of the vapor-deposited evaporation material increases.
本発明の他の側面に係る蒸着装置では、真空チャンバ内の圧力よりも真空チャンバ内において蒸発した蒸着材料の蒸気圧が大きくなる温度以上に真空成膜用マスクが発熱するように、通電部から真空成膜用マスクへの通電量が制御部によって制御される。そのため、蒸発した蒸着材料が真空成膜用マスクの表面に接触しなくなる。従って、パターン開口の形状が常に維持される。その結果、設計したとおりの形状の薄膜を成膜対象物上に形成できる。 In the vapor deposition apparatus according to another aspect of the present invention, from the energization unit, the vacuum film formation mask generates heat above a temperature at which the vapor pressure of the vapor deposition material evaporated in the vacuum chamber becomes larger than the pressure in the vacuum chamber. The amount of energization to the vacuum film formation mask is controlled by the control unit. Therefore, the evaporated deposition material does not contact the surface of the vacuum film formation mask. Therefore, the shape of the pattern opening is always maintained. As a result, a thin film having a shape as designed can be formed on the film formation target.
本発明の他の側面に係る真空成膜用マスクは、カーボン、SiC、タングステン、白金、タンタル、又はモリブデンにより構成され、通電により自身が発熱する。 The vacuum film-formation mask according to another aspect of the present invention is made of carbon, SiC, tungsten, platinum, tantalum, or molybdenum, and itself generates heat when energized.
本発明の他の側面に係る真空成膜用マスクでは、通電により自身が発熱する。そのため、成膜プロセス中、発熱した真空成膜用マスクの表面に成膜材料が堆積し難くなる。従って、真空成膜用マスクの表面に成膜材料が堆積することによって生ずるパターン開口の形状の変形や、パターン開口の目詰まりがほとんど発生しなくなる。その結果、成膜プロセスを止めてクリーニングプロセスを実施する必要がなくなるので、生産性を大きく向上させることが可能となる。 In the vacuum film formation mask according to another aspect of the present invention, the mask itself generates heat when energized. Therefore, it is difficult for the film forming material to be deposited on the surface of the vacuum film forming mask that generates heat during the film forming process. Therefore, the deformation of the pattern opening caused by the deposition of the film forming material on the surface of the vacuum film forming mask and the clogging of the pattern opening hardly occur. As a result, it is not necessary to stop the film forming process and perform the cleaning process, so that productivity can be greatly improved.
本発明によれば、生産性の向上を図ることが可能な真空成膜用マスク装置、蒸着装置、及び真空成膜用マスクを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mask apparatus for vacuum film-forming which can aim at productivity improvement, a vapor deposition apparatus, and the mask for vacuum film-forming can be provided.
本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments are exemplifications for explaining the present invention and are not intended to limit the present invention to the following contents. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
蒸着装置1は、図1に示されるように、真空チャンバ10と、繰り出しロール12と、回転ドラム14と、巻き取りロール16と、ガイドローラ18,20と、蒸着源22と、真空成膜用マスク装置24と、制御部26とを備える。真空チャンバ10は、図示しない真空ポンプと接続されている。真空ポンプが動作することで真空チャンバ10内の気体が外部に排出され、真空チャンバ10内が真空状態(例えば0.001Pa以下)に維持される。
As shown in FIG. 1, the
繰り出しロール12は、円柱状を呈しており、真空チャンバ10内に配置されている。繰り出しロール12の円柱面には、フィルム状の成膜対象物Fが巻かれている。繰り出しロール12は図示しない駆動モータに接続されており、繰り出しロール12が駆動モータによって回転駆動されると成膜対象物Fが回転ドラム14に向けて繰り出される。本実施形態において、成膜対象物Fは例えばPETフィルムである。
The
回転ドラム14は、円柱状を呈しており、真空チャンバ10内に配置されている。繰り出しロール12から繰り出された成膜対象物Fは、ガイドローラ18を介して回転ドラム14の円柱面に到達し、回転ドラム14の円柱面に沿って進行する。詳しくは後述するが、成膜対象物Fが回転ドラム14の円柱面を進行している際に、蒸着源22から放出された蒸着材料が成膜対象物F上に堆積し、成膜対象物Fへの成膜が行われる。成膜対象物Fは、成膜後、巻き取りロール16に向かう。なお、回転ドラム14は、冷却機能を有しており、成膜対象物Fが回転ドラム14の円柱面に接している状態で成膜対象物Fの冷却を行う。
The rotating
巻き取りロール16は、円柱状を呈しており、真空チャンバ10内に配置されている。巻き取りロール16は、図示しない駆動モータに接続されており、回転可能となっている。成膜された成膜対象物Fは、ガイドローラ20を介して巻き取りロール16の円柱面に到達し、巻き取りロール16によって巻き取られる。
The take-
蒸着源22は、固体状の蒸着材料(例えば、Al、Zn、Cu)が内部に収容された坩堝(図示せず)と、電子ビーム照射装置(図示せず)とを有し、真空チャンバ10内に配置されている。坩堝の開口(蒸着材料)は、回転ドラム14の円柱面に向かっている。そのため、電子ビーム照射装置からの電子ビームが坩堝内の蒸着材料に照射されると、蒸着材料が蒸発し、当該蒸発した蒸着材料が回転ドラム14に向けて飛散する。すなわち、蒸着源22は、回転ドラム14に向けて蒸着材料の蒸気を放出する。
The
真空成膜用マスク装置24は、真空成膜用マスク28と、通電部30とを有する。真空成膜用マスク28は、回転ドラム14と蒸着源22との間に位置するように、真空チャンバ10内に配置されている。真空成膜用マスク28は、図2に示されるように、矩形状を呈する平板である。真空成膜用マスク28の厚さは、例えば2mm程度に設定できる。真空成膜用マスク28の厚さが薄いほど、真空成膜用マスク28の熱容量が下がり自身の温度が上がりやすくなるため好ましい。
The vacuum film
真空成膜用マスク28には、所定形状を呈するパターン開口28aが複数形成されている。本実施形態においては、パターン開口28aは十字形状であるが、パターン開口28aの形状はこれに限られず、成膜の目的に応じて種々の形状を採用することができる。蒸着源22から放出された蒸着材料の蒸気は、真空成膜用マスク28のパターン開口28aを通過して成膜対象物Fに到達し、パターン開口28aに対応する形状の薄膜が成膜対象物Fの表面に成膜される。
A plurality of
真空成膜用マスク28は、通電部30に電気的に接続されている。真空成膜用マスク28は、通電部30からの通電により自身が発熱する導電性材料(例えば、カーボン、SiC、タングステン、白金、タンタル、又はモリブデン)で構成されている。
The vacuum
制御部26は、通電部30に接続されており、通電部30から真空成膜用マスク28への通電量を制御する。具体的には、制御部26は通電部30を制御して、真空チャンバ10内の圧力よりも真空チャンバ10内において蒸発した蒸着材料の蒸気圧が大きくなる温度以上に真空成膜用マスク28が発熱するような大きさの電流を、真空成膜用マスク28に流す。例えば、坩堝内に収容された蒸着材料がAlである場合には、真空成膜用マスク28が850℃以上に発熱するように制御部26が通電部30を制御することで、Alの蒸気圧(0.01Pa程度)が真空チャンバ10内の圧力(例えば0.001Pa)よりも大きくなる。坩堝内に収容された蒸着材料がZnである場合には、真空成膜用マスク28が500℃以上に発熱するように制御部26が通電部30を制御することで、Znの蒸気圧(1Pa程度)が真空チャンバ10内の圧力(例えば0.001Pa)よりも大きくなる。坩堝内に収容された蒸着材料がCuである場合には、真空成膜用マスク28が1200℃以上に発熱するように制御部26が通電部30を制御することで、Cuの蒸気圧(0.01Pa程度)が真空チャンバ10内の圧力(例えば0.001Pa)よりも大きくなる。
The
以上のような本実施形態では、真空成膜用マスク28が、通電部30に電気的に接続され、当該通電部30からの通電により自身が発熱する。そのため、成膜プロセス中、発熱した真空成膜用マスク28の表面に成膜材料が堆積し難くなる。従って、真空成膜用マスク28の表面に成膜材料が堆積することによって生ずるパターン開口28aの形状の変形や、パターン開口28aの目詰まりがほとんど発生しなくなる。その結果、成膜プロセスを止めてクリーニングプロセスを実施する必要がなくなるので、生産性を大きく向上させることが可能となる。
In the present embodiment as described above, the vacuum
本実施形態では、真空チャンバ10内の圧力よりも真空チャンバ10内において蒸発した蒸着材料の蒸気圧が大きくなる温度以上に真空成膜用マスク28が発熱するように、通電部30が真空成膜用マスク28に流す電流の大きさが制御部26によって制御される。そのため、蒸発した蒸着材料が真空成膜用マスク28の表面に接触しなくなる。従って、パターン開口28aの形状が常に維持される。その結果、設計したとおりの形状の薄膜を成膜対象物F上に形成できる。
In the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては成膜対象物Fが磁気フィルムであったが、成膜対象物Fは、他の材質のフィルムであってもよいし、基板状などの他の形状であってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to above-described embodiment. For example, in the present embodiment, the film formation target F is a magnetic film, but the film formation target F may be a film of another material or may be another shape such as a substrate. Good.
本実施形態においては、本発明を蒸着装置1に適用したが、真空中で成膜を行う他の装置(例えば、スパッタリング装置やCVD装置)にも本発明を適用できる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
1…蒸着装置、10…真空チャンバ、24…真空成膜用マスク装置、26…制御部、28…真空成膜用マスク、30…通電部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記真空成膜用マスクに通電する通電部とを備え、
前記真空成膜用マスクは、前記通電部からの通電により発熱する、真空成膜用マスク装置。 A vacuum film-formation mask made of a conductive material that generates heat;
An energization section for energizing the vacuum film formation mask,
The vacuum film-formation mask device, wherein the vacuum film-formation mask generates heat when energized from the energization unit.
前記真空成膜用マスクが内部に配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバ内の圧力よりも前記真空チャンバ内において蒸発した蒸着材料の蒸気圧が大きくなる温度以上に前記真空成膜用マスクが発熱するように、前記通電部から前記真空成膜用マスクへの通電量を制御する制御部とを備える、蒸着装置。 A vacuum deposition mask apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A vacuum chamber in which the vacuum film formation mask is disposed;
From the energizing portion to the vacuum film formation mask, the vacuum film formation mask generates heat so that the vapor pressure of the vapor deposition material evaporated in the vacuum chamber becomes higher than the pressure in the vacuum chamber. A vapor deposition apparatus comprising: a control unit that controls an energization amount.
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WO2021131275A1 (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 株式会社村田製作所 | Manufacturing method for ceramic electronic component and mask plate used in said manufacturing method |
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JP2005235568A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Seiko Epson Corp | Deposition device and manufacturing device of organic el device |
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