JP2014150019A - Device and method for manufacturing organic el device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL(Electro Luminescence)デバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係り、特に水晶振動子による安定したレート制御に適した有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an organic EL (Electro Luminescence) device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method, and more particularly to an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method suitable for stable rate control using a crystal resonator.
FPD(Flat Panel Display)や照明機器に用いられる有機ELデバイスは、多層の有機化合物の薄膜を一対の金属または酸化物等から成る電極で挟んだものである。有機ELデバイスの成膜には種々の方法があり、多くは真空蒸着法が用いられる。
上記真空蒸着法による成膜法では、金属またはセラミックス製の容器(坩堝)に昇華系または溶融系の成膜材料を充填し、高真空(例えば、10−3[Pa]〜10−5[Pa])の真空蒸着装置(有機ELデバイス製造装置)の真空チャンバ内で材料を加熱、気化させる。気化した材料は坩堝に設けられた開口部(ノズル)を通して被成膜基板(以下、基板と称する)上に冷却凝縮し、成膜される。
An organic EL device used for an FPD (Flat Panel Display) or a lighting device is obtained by sandwiching a thin film of a multilayer organic compound between a pair of electrodes made of metal or oxide. There are various methods for forming an organic EL device, and a vacuum deposition method is often used.
In the film formation method by the vacuum evaporation method, a metal or ceramic container (crucible) is filled with a sublimation or melting film formation material, and a high vacuum (for example, 10 −3 [Pa] to 10 −5 [Pa] is used. ]) The material is heated and vaporized in the vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus (organic EL device manufacturing apparatus). The vaporized material is cooled and condensed on a film formation substrate (hereinafter referred to as a substrate) through an opening (nozzle) provided in the crucible, and is formed into a film.
有機ELデバイスの発光特性向上には、基板上に形成される薄膜の膜厚の均一性(面内Uniformityを保つことが重要である。そこで、真空蒸着法による成膜法では、坩堝から気化する単位時間当たりの材料蒸気量(レート)を、真空チャンバ内に設置した水晶振動子から成る膜厚モニタ装置によって検出レートとして算出している。そして、常時一定の材料蒸気量となるように、算出された検出レートをフィードバックして、該算出された検出レートに基づいて、坩堝の加熱状態をフィードバック制御する手法(レート制御)が用いられる。 In order to improve the light-emitting characteristics of organic EL devices, it is important to maintain the uniformity of the thickness of the thin film formed on the substrate (in-plane uniformity). The amount of material vapor per unit time (rate) is calculated as a detection rate by a film thickness monitoring device consisting of a crystal resonator installed in the vacuum chamber, and calculated so that the material vapor amount is always constant. A method (rate control) is used in which the detected detection rate is fed back and the heating state of the crucible is feedback-controlled based on the calculated detection rate.
しかし、上述の真空蒸着法による成膜法における成膜工程において、材料の温度が融点を通過し沸点に達した場合に、材料が突沸し、検出レートに大幅な変動が現れ、レート制御が不安定になる場合がある。この突沸現象によるレート変動の影響を受けて、坩堝の加熱制御が連動するため、再びレート変動が発生する悪循環に陥り易い。そして、このようにレート変動が発生し易い状態で成膜された基板では、面内Uniformityが著しく低い。
また、突沸時には材料液滴が坩堝から飛散し、基板に付着することもある。この結果、基板上にできる膜の不均一性や欠陥が発生する恐れがある。
従って、レートを安定的に制御し、面内Uniformityを保持するためには、突沸の抑制が不可欠である。
However, when the temperature of the material passes the melting point and reaches the boiling point in the film-forming process in the above-described vacuum deposition method, the material suddenly boils, and the detection rate greatly fluctuates and the rate control becomes inefficient. May become stable. Under the influence of the rate fluctuation due to the bumping phenomenon, the crucible heating control is interlocked, so that it is easy to fall into a vicious circle in which the rate fluctuation occurs again. In addition, the in-plane uniformity is remarkably low in the substrate formed in such a state that rate fluctuation is likely to occur.
Further, at the time of bumping, material droplets may scatter from the crucible and adhere to the substrate. As a result, there is a risk that nonuniformity and defects of the film formed on the substrate may occur.
Therefore, in order to stably control the rate and maintain the in-plane uniformity, it is essential to suppress bumping.
特許文献1には、坩堝内に粒状で且つ熱伝導率の高い金属またはセラミックス製の多数の混入物を有機物から成る成膜材料と共に充填することで成膜材料を均一に加熱しレート変動を防ぐ製造方法が提案されている。
また、特許文献2には、薄膜原料を蒸発させて基材表面に薄膜を形成する真空蒸着装置または真空蒸着方法に用いられる薄膜原料が収納された略円筒アンプル形状の真空蒸着用原料ユニットであって、上記薄膜原料と共に、該薄膜原料が蒸発するときの突沸を抑制する突沸抑制部材が収納され、不活性ガスまたは乾燥空気と共に密閉封止されている。
有機化合物を安定して保存できると共に、真空蒸着時に突沸現象の発生を抑えることができ、安定して薄膜を形成することができる真空蒸着用原料ユニット、真空蒸着用蒸発源および真空蒸着装置を提供する。
Providing a vacuum vapor deposition source unit, a vacuum vapor deposition source and a vacuum vapor deposition system that can stably store organic compounds, suppress the occurrence of bumping phenomenon during vacuum vapor deposition, and form a thin film stably. To do.
特許文献1等に周知であるように、成膜材料を均一に加熱することはレートの安定制御に有効である。しかし、成膜材料には、固体から直接気体となる昇華系材料と、固体から液体を経て気体となる溶融系材料とがあり、特に溶融系材料の場合には、以下に述べる理由により突沸が発生する。そのためレート制御を行う上で突沸の抑制が重要な課題となる。
As is well known in
先ず、突沸ではない穏やかな沸騰の場合について説明する。溶融した物体を加熱し、物体の液温が上昇していくと、液面から気化が起こる(蒸発)。やがて液温が沸点に達すると、容器の壁面等をきっかけとして、微細な気泡が発生する。さらに加熱を続けることで微細な気泡が成長し、液中から離脱する(沸騰)。
気泡の離脱によって液体の熱エネルギーは蒸発熱として消費されるため、沸騰が続く限り、液温は沸点以上にはならない。
First, the case of gentle boiling that is not bumping will be described. When the melted object is heated and the liquid temperature of the object rises, vaporization occurs from the liquid surface (evaporation). When the liquid temperature eventually reaches the boiling point, fine bubbles are generated triggered by the wall surface of the container. Furthermore, by continuing the heating, fine bubbles grow and detach from the liquid (boiling).
Since the thermal energy of the liquid is consumed as the heat of evaporation due to the separation of the bubbles, the liquid temperature does not exceed the boiling point as long as boiling continues.
次に、突沸の発生原理について説明する。液温が沸点に達しても微細な気泡が発生しない場合、蒸発熱として消費されるはずの熱エネルギーが液体に蓄積され、温度が上昇し続ける状態(過熱状態)となる。
過熱状態の液体は蒸気圧が高く、気泡が発生し易い反面、ごく微細な気泡でも加速度的に成長する不安定な状態にある。そして、突発的なきっかけで発生した微細な気泡は急激に成長し(突沸)、液中より飛び出す。
上記原因により、坩堝のノズルからの蒸気量が突出するため、検出レートに大幅な変動が現れ、レート制御が不安定になる。また、突沸は蒸発熱を多量に消費するため、蒸気圧が下がって収束するが、加熱により液温が上昇することで再突沸する場合がある。
Next, the principle of occurrence of bumping will be described. If fine bubbles are not generated even when the liquid temperature reaches the boiling point, heat energy that should be consumed as heat of evaporation is accumulated in the liquid, and the temperature continues to rise (overheated state).
The superheated liquid has a high vapor pressure and easily generates bubbles, but is in an unstable state in which even very fine bubbles grow at an accelerated rate. Then, the fine bubbles generated by the sudden trigger rapidly grow (sudden boiling) and jump out of the liquid.
Due to the above cause, the amount of vapor from the nozzle of the crucible protrudes, so a large fluctuation appears in the detection rate, and the rate control becomes unstable. In addition, bumping consumes a large amount of heat of evaporation, so that the vapor pressure decreases and converges. However, the liquid temperature rises due to heating, and rebumping may occur.
本発明の第1の目的は、坩堝内の成膜材料を安定的に気化させる製造方法を提供することである。
また、第2の目的は、上記目的を達成することに必要な正確なレート制御を可能とし、均一な製造方法を提供することである。
また、第3の目的は、溶融した成膜材料に微小な気泡を継続的に供給することで、突沸を抑制し、レート変動を回避可能な有機EL製造装置または、有機ELデバイス製造方法を提供することである。
A first object of the present invention is to provide a manufacturing method for stably vaporizing a film forming material in a crucible.
The second object is to provide a uniform manufacturing method that enables accurate rate control necessary to achieve the above object.
A third object is to provide an organic EL manufacturing apparatus or an organic EL device manufacturing method capable of suppressing bumping and avoiding rate fluctuations by continuously supplying minute bubbles to a molten film forming material. It is to be.
上記の課題を解決するために、本発明の有機ELデバイス製造装置は、内部に多孔質物質を搭載し成膜材料が充填された坩堝と、前記坩堝を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記ヒータの加熱によって前記坩堝のノズルから気化する前記成膜材料の単位時間当たりの材料蒸気量(レート)を算出する膜厚モニタ装置と、前記算出されたレートに基づいて前記ヒータ電源が供給する電力を制御する制御器を備え、真空チャンバ内の被成膜基板上に成膜することを第1の特徴とする。 In order to solve the above problems, an organic EL device manufacturing apparatus of the present invention includes a crucible in which a porous material is mounted and filled with a film forming material, a heater for heating the crucible, and power to the heater. Based on the heater power to be supplied, a film thickness monitor device for calculating a material vapor amount (rate) per unit time of the film forming material vaporized from the nozzle of the crucible by heating the heater, and the calculated rate A first feature is that a controller for controlling the power supplied from the heater power source is provided, and a film is formed on a film formation substrate in a vacuum chamber.
上記本発明の第1の特徴の有機ELデバイス製造装置において、前記膜厚モニタ装置は、水晶振動子から成る膜厚モニタと、前記膜厚モニタから出力された信号に基づいて検出レートを算出するレート検出器から構成されることを第2の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to the first aspect of the present invention, the film thickness monitor calculates a detection rate based on a film thickness monitor including a crystal resonator and a signal output from the film thickness monitor. A second feature is that it comprises a rate detector.
上記本発明の第1の特徴または第2の特徴の有機ELデバイス製造装置において、前記多孔質物質は、前記坩堝の材質よりも高融点の材質であり、前記成膜材料の沸点よりも高融点の材質であり、かつ、化学的に反応しない材質であることを第3の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to the first feature or the second feature of the present invention, the porous material is a material having a higher melting point than the material of the crucible, and a higher melting point than the boiling point of the film forming material. A third characteristic is that the material is a material that does not react chemically.
上記本発明の第1の特徴乃至第3の特徴のいずれか1つに記載の有機ELデバイス製造装置において、前記真空チャンバは、前記坩堝、前記ヒータ、前記膜厚モニタを内部に備えたことを第4の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of the first to third features of the present invention, the vacuum chamber includes the crucible, the heater, and the film thickness monitor. The fourth feature.
上記本発明の第1の特徴乃至第4の特徴のいずれかに記載の有機ELデバイス製造装置において、前記坩堝は、一部または全体が多孔質物質であることを第5の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of the first to fourth features of the present invention, a fifth feature is that the crucible is partially or entirely made of a porous material.
上記本発明の第1の特徴乃至第4の特徴のいずれかに記載の有機ELデバイス製造装置において、前記坩堝は、上蓋の一部または全体が多孔質物質であることを第6の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of the first to fourth features of the present invention, the crucible is characterized in that a part or the whole of the upper lid is a porous material. .
上記本発明の第1の特徴乃至第6の特徴のいずれかに記載の有機ELデバイス製造装置において、前記多孔質物質を再利用することを第7の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of the first to sixth features of the present invention, the seventh feature is that the porous material is reused.
また、上記の課題を解決するために、本発明の有機ELデバイス製造方法は、内部に多孔質物質を搭載し成膜材料が充填された坩堝と、前記坩堝を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記ヒータの加熱によって前記坩堝のノズルから気化する前記成膜材料の単位時間当たりの材料蒸気量(レート)を算出する膜厚モニタ装置と、前記算出されたレートに基づいて前記ヒータ電源が供給する電力を制御する制御器を備え、真空チャンバ内の被成膜基板上に成膜する有機ELデバイス製造方法において、前記坩堝内に前記成膜材料に接触する多孔質物質を備え、前記坩堝内の前記成膜材料を安定的に蒸気に変換させることができることを第8の特徴とする。 In order to solve the above problems, an organic EL device manufacturing method of the present invention includes a crucible in which a porous material is mounted and filled with a film forming material, a heater for heating the crucible, and the heater. A heater power source for supplying electric power, a film thickness monitor device for calculating a material vapor amount (rate) per unit time of the film forming material vaporized from the nozzle of the crucible by heating of the heater, and the calculated rate And a controller for controlling the power supplied from the heater power source, and a method of forming a film on a film formation substrate in a vacuum chamber, wherein the porous material is in contact with the film formation material in the crucible. An eighth feature is that the film forming material in the crucible can be stably converted into vapor.
上記本発明の第8の特徴の有機ELデバイス製造方法において、前記膜厚モニタ装置は、水晶振動子から成る膜厚モニタによって出力された信号に基づいて検出レートを算出し、前記制御器は、前記算出されたレートに基づいて前記ヒータ電源が供給する電力を制御することを第9の特徴とする。 In the organic EL device manufacturing method according to the eighth aspect of the present invention, the film thickness monitoring device calculates a detection rate based on a signal output by a film thickness monitor including a crystal resonator, and the controller includes: A ninth feature is that the electric power supplied from the heater power source is controlled based on the calculated rate.
本発明によれば、上述の手段に従って坩堝に充填した成膜材料は、多孔質物質の細孔構造により、過熱状態に因る成膜温度の不均一化を回避する事が可能である。
そして、成膜材料が微細な気泡を形成し易くなる為、突沸を抑制し、且つ安定したレートが確保され、被成膜基板上に均一な成膜を行うことが可能である。
更に、坩堝内で材料面が下がる事で多孔質物質に接していた材料は蒸発する為、多孔質物質の繰返し利用が可能である。
According to the present invention, the film forming material filled in the crucible according to the above-described means can avoid the non-uniform film forming temperature due to the overheated state due to the pore structure of the porous substance.
Since the film forming material easily forms fine bubbles, bumping is suppressed, a stable rate is secured, and uniform film formation can be performed on the film formation substrate.
Furthermore, since the material surface in the crucible is lowered and the material in contact with the porous material evaporates, the porous material can be used repeatedly.
以下に本発明の一実施形態について、図面等を用いて説明する。
なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、各図の説明において、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避け、できるだけ説明を省略する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the following description is for describing one embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the present invention. Accordingly, those skilled in the art can employ embodiments in which these elements or all of the elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.
In the description of each drawing, the same reference numerals are assigned to components having the same function, and the description is omitted as much as possible to avoid duplication.
本発明の第1の実施形態として、本発明を有機ELデバイスの製造装置及び有機ELデバイス製造方法に適用した例について説明する。 As a first embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method will be described.
(有機ELデバイス製造装置の構成)
図1によって、本発明の有機ELデバイス製造装置の一実施例の全体構成を説明する。図1は、本発明の有機ELデバイス製造装置の構成の一実施例を模式的に示すブロック図である。10は有機ELデバイス製造装置、11は真空チャンバ、12は坩堝、13はヒータ、14はマスク、15は基板(被成膜基板)、16は熱電対、17は真空計、18は膜厚モニタ、19はレート検出器、20は温度検出器、21はヒータ電源、22は制御器である。
図1において、成膜工程に用いられる有機ELデバイス製造装置10には、真空チャンバ11室内を10[Pa]程度まで排気可能なドライポンプ(図示しない)と、10[Pa]〜10−6[Pa]の高真空領域まで排気可能なクライオポンプ(図示しない)が設けられ、これらの真空ポンプによって真空チャンバ11室内を高真空にすることができる。
(Configuration of organic EL device manufacturing equipment)
With reference to FIG. 1, the overall configuration of an embodiment of the organic EL device manufacturing apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of the configuration of the organic EL device manufacturing apparatus of the present invention. 10 is an organic EL device manufacturing apparatus, 11 is a vacuum chamber, 12 is a crucible, 13 is a heater, 14 is a mask, 15 is a substrate (deposition substrate), 16 is a thermocouple, 17 is a vacuum gauge, and 18 is a film thickness monitor. , 19 is a rate detector, 20 is a temperature detector, 21 is a heater power supply, and 22 is a controller.
In FIG. 1, an organic EL
また、真空チャンバ11内には、成膜材料を充填した坩堝12、坩堝12を加熱するヒータ13、成膜パターンを規定するマスク14、及び、マスク14に対して密着させた基板15を備えている。また、真空チャンバ11内には、坩堝12の温度を測定する熱電対16、真空チャンバ11内の真空度を測定する真空計17、及び水晶振動子から成る膜厚モニタ18が備えられている。
坩堝12は、さらに、内部に充填した成膜材料内に一部または全体が浸漬または埋没された多孔質物質を搭載している。
The
The
また、真空チャンバ11の室外には、レート検出器19、温度検出器20、ヒータ電源21、及び制御器22が備えられている。
レート検出器19は、膜厚モニタ18から出力された信号に基づいて検出レートを算出する。また、温度検出器20は、熱電対16から出力された信号を温度に変換する。また、ヒータ電源21は、ヒータ13の出力を制御する。さらに、制御器22は、膜厚及び温度に連動してヒータ電源21を制御する。
Further, a
The
図1の有機ELデバイス製造装置10において、制御器22は、ドライポンプ及びクライオポンプを用いて、真空チャンバ11内を、10−4[Pa]〜10−6[Pa]程度まで減圧する。なお、制御器22は、真空計17が測定した真空度のデータを取得して真空チャンバ11内の真空度を監視している。
その後、制御器22は、ヒータ電源21を制御して、ヒータ13に電力を供給し、坩堝12に充填した成膜材料をヒータ13により加熱制御し、成膜材料を気化させ、ノズルを介して基板15上に付着させ、基板15上に成膜する。制御器22は、ヒータ13の加熱制御を、膜厚モニタ17で検出されるレート値を用いたフィードバック制御により行い、坩堝12をマスク14及び基板15に対して垂直(矢印23の)方向に走査することで成膜する。なお、走査に必要な構成については周知であり、かつ本発明の課題及び課題の解決手段に無関係であるので、説明を省略する。
In the organic EL
Thereafter, the
(多孔質物質を坩堝内底に搭載した例)
図2及び図3によって、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係る坩堝12の構成の一実施例を説明する。図2は、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係る坩堝12の構成の一実施例を示す断面図である。また、図3は、図1及び図2の構成における成膜工程の一実施例での検出レートを示す図である。31は多孔質物質、32は成膜材料、33は坩堝12のノズルである。
(Example of loading a porous material on the bottom of the crucible)
2 and 3, an example of the structure of the
図2において、坩堝12内の底には多孔質物質31が搭載されており、成膜材料32が充填されている。なお、説明を分かり易くするために、図2の紙面横方向をX方向と称し、上下方向をZ方向(垂直方向)と称する。また、X方向とZ方向の両者に直角な方向をY方向と称する。
図2において、ヒータ13は、成膜材料32を所定の温度まで、例えば200[℃]〜500[℃]まで加熱する。加熱された溶融系の成膜材料32の温度は、融点を超え、沸点付近に到達し、溶融系の成膜材料32は徐々に気化し始める。気化した成膜材料は、ノズル33を通って対向に設置した基板15上に成膜される。
多孔質物質31が備える細孔構造により、坩堝12内の液体状態の成膜材料32は、気泡34を形成し易くなる。このため、本発明においては、坩堝12内の成膜材料32を安定的に蒸気へ変換させることができ、突沸の発生が無い。即ち、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法においては、突沸の発生が無いため、安定したレートの確保と、均一な成膜を行うことができる。
この結果、図3に示すように、多孔質物質31を搭載した坩堝12では、安定した検出レート値を得ることができる。図3の横軸は時間(単位:[h])、縦軸は成膜レート(単位:[Å/s])である。
In FIG. 2, a
In FIG. 2, the
Due to the pore structure of the
As a result, as shown in FIG. 3, a stable detection rate value can be obtained in the
図4は、図3との比較のために、従来のように、坩堝12内に多孔質物質31を搭載しない場合の検出レートを示す図である。図4の縦軸のスケールと横軸のスケールは、図3の縦軸及び横軸のスケールとまったく同じである。図4においても、図2及び図3と同様にヒータ13によって成膜材料32を所定の温度まで加熱し、成膜を行う。
この場合には、図4に示すように、多孔質物質31を搭載しない坩堝では、検出レート値が大きく変動する。すなわち、加熱された溶融系の成膜材料32の温度は、融点を通過して、沸点付近に到達する。しかし、成膜材料32が多孔質物質31を搭載した場合と比べて、多数の気泡34を形成するためのきっかけとなる気泡が発生し難い為に、沸騰が起こらずに過熱状態となり、突沸が発生する。この結果、レートが安定せず、レート制御が不十分で、不均一な膜厚となる。
For comparison with FIG. 3, FIG. 4 is a diagram illustrating a detection rate when the
In this case, as shown in FIG. 4, the detection rate value greatly fluctuates in a crucible not equipped with the
ここで、坩堝12の材質としては、成膜材料32の沸点よりも高融点であり、かつ、化学的に反応しないものが良い。例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)等の金属材料やアルミナ(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)等の酸化物材料を用いることができる。また例えば、窒化ケイ素(Si3N4)、窒化ホウ素(BN)等の窒化物材料を用いることもできる。
坩堝12の形状は、図2の実施例2、特に限定されるものではなく、図2に示した矩形の他、円筒型、ボート型等、他の形状でも良い。
また、多孔質物質31の材質としては、成膜材料32よりも高熱伝導率であり、成膜材料32の沸点よりも高融点の材質であり、かつ、化学的に反応しない材質のものが良い。また、多孔質物質31は、多孔質構造を有し、窒化物、炭化物、金属酸化物などの成形体であることが望ましい。例えば、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)等が挙げられる。
また、図2では、多孔質物質31の形状を櫛刃型として説明したが、多孔質物質31の形状並びに寸法は特に限定されるものではなく、坩堝12の容積並びに成膜材料32の充填容積を勘案して決定して良い。また、櫛刃の方向がX方向に伸びてもY方向に伸びても良く、また、X、Y、またはZ方向から所定の角度ずれる方向であっても良い。
また、多孔質物質31の坩堝12内の底への搭載は、静置しても良いし、固定しても良い。
なお、上述の本発明の実施形態によれば、気化の進行と共に坩堝12内の液面が下がり、多孔質物質31の細孔内に入り込んだ成膜材料32も蒸発する。このため、多孔質物質31の繰返し利用が可能である。
Here, the
The shape of the
The material of the
In FIG. 2, the shape of the
Moreover, the
According to the above-described embodiment of the present invention, the liquid level in the
上述の実施例1によれば、水晶振動子を用いた膜厚モニタで膜厚制御を行う有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、基板上に均一な膜厚の成膜を行うことができる。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、内部に多孔質物質を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
またさらに、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、多孔質物質を加熱することによって、付着した成膜材料をすべて気化することができるので、内部に多孔質物質を備えた坩堝を再利用可能である。
According to Example 1 described above, in an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method that control film thickness with a film thickness monitor using a crystal resonator, film formation with a uniform film thickness is performed on a substrate. Can do.
Moreover, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, the rate can be stably controlled by a crucible that can avoid an overheated state by a crucible provided with a porous substance therein.
Furthermore, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, since the deposited film material can be completely vaporized by heating the porous material, the crucible provided with the porous material inside. Can be reused.
(坩堝上蓋に多孔質物質を搭載した実施例)
本発明の第1の実施形態における図2に示した坩堝構成では、坩堝の内底に多孔質物質を備えた。しかし、以下に説明する本発明の第2の実施形態のように、坩堝の上蓋側に多孔質物質を備えた構成としても良い。
以下、本発明の第2の実施形態を図5によって説明する。図5は、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係る坩堝の構成の一実施例を示す断面図である。51は多孔質物質、52は坩堝、53は坩堝52の多孔質上蓋である。
(Example in which a porous material is mounted on the crucible upper lid)
In the crucible configuration shown in FIG. 2 in the first embodiment of the present invention, a porous material is provided on the inner bottom of the crucible. However, as in the second embodiment of the present invention described below, a structure in which a porous material is provided on the upper lid side of the crucible may be used.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5: is sectional drawing which shows one Example of a structure of the crucible which concerns on the organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method of this invention. 51 is a porous material, 52 is a crucible, and 53 is a porous upper lid of the
図5において、坩堝52は、ノズル33と多孔質上蓋53を備え、坩堝52の内部の多孔質上蓋53に多孔質物質51が取付けられた構成となっている。また、坩堝52の内部には成膜材料32が充填され、蒸発して、成膜材料32の残量が少なくなり液面が下がり、レート制御不可能な状態に到達するまで、多孔質物質51が接触するようにしている。または、蒸発して、成膜材料32の残量が少なくなり、成膜材料32の液面が多孔質物質51に接触しない状態に到達した場合には、成膜工程を停止して、成膜材料32を補充するようにしている。なお、多孔質上蓋53と多孔質物質51を同一材料等で一体成型しても良い。
本実施例2では、このように、上蓋側に多孔質物質を備えた構成である。また、このとき、図5の坩堝以外の部分は図1と同様の構成である。即ち、本実施例においても、有機ELデバイス製造装置の構成は、図1と同様である。
なお、図5の構成では、坩堝52に多孔質上蓋53を設け、坩堝52の上部に多孔質物質を固定して取付けた構成とした。このような構成によって、坩堝内の成膜材料の種類や成膜条件が変わっても、種類に応じて最適な材質及び形状の多孔質物質に交換することができるため、成膜工程の多様性に対応可能な有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法を実現することができる。
In FIG. 5, the
In the second embodiment, as described above, the porous material is provided on the upper lid side. At this time, the parts other than the crucible in FIG. 5 have the same configuration as in FIG. That is, also in the present embodiment, the configuration of the organic EL device manufacturing apparatus is the same as that in FIG.
In the configuration of FIG. 5, the
即ち、上述の実施例2によれば、水晶振動子を用いた膜厚モニタで膜厚制御を行う有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、基板上に均一な膜厚の成膜を行うことができる。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、一部が多孔質物質を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
またさらに、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、多孔質物質を加熱することによって、付着した成膜材料をすべて気化することができるので、内部に多孔質物質を備えた坩堝を再利用可能である。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、
一部が多孔質である上蓋を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
That is, according to Example 2 described above, in an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method that control film thickness with a film thickness monitor using a crystal resonator, a film having a uniform film thickness is formed on a substrate. It can be carried out.
Moreover, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, the rate can be stably controlled by a crucible that can avoid an overheated state by a crucible partially including a porous material.
Furthermore, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, since the deposited film material can be completely vaporized by heating the porous material, the crucible provided with the porous material inside. Can be reused.
Moreover, in the above-mentioned organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method,
The rate can be stably controlled by a crucible that can avoid an overheated state by a crucible having a top cover that is partially porous.
(坩堝自体を多孔質物質とした実施例)
図6は、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係る坩堝の構成の一実施例を示す断面図である。62は坩堝、61は坩堝62の多孔質物質の一部である。
図6に示すように、多孔質坩堝62全体が多孔質物質で構成され、内部の多孔質物質61及び多孔質坩堝62の内壁が成膜材料32に接触するように構成する。なお、多孔質物質61は、図6では、図2と同様に多孔質坩堝62内の底に形成されているが、図5と同様に坩堝61の上蓋部分と一体化成形されていても良い。
(Example in which the crucible itself is a porous material)
FIG. 6: is sectional drawing which shows one Example of a structure of the crucible which concerns on the organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method of this invention. 62 is a crucible, and 61 is a part of the porous material of the
As shown in FIG. 6, the entire
本発明の第1の実施形態及び第2の実施形態では、図2に示した坩堝構成のように、坩堝内に多孔質物質を備えた。しかし、本発明の第3の実施形態では、図6に示すように、坩堝そのものを多孔質物質としている。なお、図6の坩堝以外の部分は図1と同様の構成とする。即ち、本実施例においても、有機ELデバイス製造装置の構成は、図1と同様である。 In the first embodiment and the second embodiment of the present invention, the porous material is provided in the crucible as in the crucible configuration shown in FIG. However, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the crucible itself is a porous material. The parts other than the crucible in FIG. 6 have the same configuration as in FIG. That is, also in the present embodiment, the configuration of the organic EL device manufacturing apparatus is the same as that in FIG.
即ち、上述の実施例3によれば、水晶振動子を用いた膜厚モニタで膜厚制御を行う有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、基板上に均一な膜厚の成膜を行うことができる。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、全体が多孔質物質を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
またさらに、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、多孔質物質を加熱することによって、付着した成膜材料をすべて気化することができるので、多孔質物質を備えた坩堝を再利用可能である。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、
全体が多孔質である上蓋を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
That is, according to Example 3 described above, in an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method that control film thickness with a film thickness monitor using a crystal resonator, a film having a uniform film thickness is formed on a substrate. It can be carried out.
Moreover, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, the rate can be stably controlled by a crucible that can avoid an overheated state by a crucible that is entirely provided with a porous material.
Furthermore, in the above-described organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method, all the deposited film-forming materials can be vaporized by heating the porous material, so that the crucible provided with the porous material can be reused. Is available.
Moreover, in the above-mentioned organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method,
The rate can be stably controlled by a crucible capable of avoiding an overheated state by a crucible having an upper lid that is entirely porous.
上述の本発明の第1の実施形態乃至第3の実施形態では、多孔質物質の形状は、複数の断面が四角形状の筒が複数密着した構造であった。しかし、本発明の目的は、多孔質物質の表面ができるだけ多く成膜材料に接触するようにすることである。従って、その目的が達成可能な形状であれば、どのような形状であっても良い。例えば、四角形状の筒ではなく、蜂の巣状等多角形や円形の筒であっても良くそれらが混在した構造でも良い。 In the first to third embodiments of the present invention described above, the porous material has a structure in which a plurality of cylinders having a plurality of square cross sections are in close contact with each other. However, an object of the present invention is to make the surface of the porous substance come into contact with the film forming material as much as possible. Therefore, any shape can be used as long as the object can be achieved. For example, instead of a rectangular tube, it may be a polygonal or circular tube such as a honeycomb shape or a structure in which they are mixed.
図7は、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において使用する坩堝の内部に搭載する多孔質物質の形状の一実施例について示す斜視図である。71〜77は多孔質物質である。
なお、例えば図5に示すように、坩堝上蓋に多孔質物質を搭載するように図7の多孔質物質を構成するようにしても良い。
また図6に示すように、坩堝全体を多孔質物質で構成し、内部の多孔質物質71〜77及び坩堝の多孔質の内壁が成膜材料32に接触するように構成しても良い。
勿論、複数段、交差させて若しくは同じ方向に重ねても良い。さらに、坩堝のノズル方向に対してどのような角度で搭載されても良い。
FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment of the shape of the porous material mounted in the crucible used in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method of the present invention.
For example, as shown in FIG. 5, the porous material of FIG. 7 may be configured so that the porous material is mounted on the crucible upper lid.
Further, as shown in FIG. 6, the entire crucible may be made of a porous material, and the
Of course, a plurality of stages may be crossed or overlapped in the same direction. Furthermore, you may mount at what angle with respect to the nozzle direction of a crucible.
図7(a)は円筒状の多孔質物質71であり、塊状形状の一例である。勿論複数個搭載されても良い。図7(b)は、図5の形状の上部が空いた形状の多孔質物質72である。図7(c)は、円筒の内部に穴を設けた形状の多孔質物質73である。穴は貫通孔でも良いし、複数あっても良く、それらの組み合わせであっても良い。図7(d)は、図7(c)を横に搭載した多孔質物質74である。このように、穴があるか穴が無いかに関係なく、円筒の搭載角度は任意である。さらに、円筒ではなく断面形状が多角形でも良い。図7(e)は、内部に複数の穴を設けた矩形形状の多孔質物質76である。図7(f)は、スプリング状の多孔質物質76である。図7(g)は、図7(f)のスプリング状の多孔質物質76を縦に搭載した形状の多孔質物質77である。
FIG. 7A shows a cylindrical
上述のように、本実施例1乃至実施例4に共通するが、図2、図5、図6、または図7の構成において、Y方向に均一または対称である必要も無い。また、1段の四角形状の筒が複数段重なる構造であっても良いし、段数ごとに異なる構造であっても良い。例えば、図2では、多孔質物質31の形状を櫛刃型として説明したが、図5、図6、及び図7の構成においても、多孔質物質の形状並びに寸法は特に限定されるものではなく、坩堝の容積並びに成膜材料32の充填容積を勘案して決定して良い。
さらに、多孔質物質が網状に構成されていても良く、網状と角状の筒または円状の筒が混在する構造でも良い。
また、坩堝内の位置も、ノズルに近い側に偏って配されても良く、ノズルに遠い側に偏って搭載されても良い。
さらに、坩堝内の成膜材料の内部に、ヒータの熱がより効率的に伝わるため、坩堝の材質より熱伝導性の良い材質の多孔質物質を使うようにしても良い。
As described above, although common to the first to fourth embodiments, the configuration of FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6, or FIG. 7 does not need to be uniform or symmetric in the Y direction. Further, a structure in which a single square cylinder is stacked in a plurality of stages, or a structure different in each stage may be used. For example, in FIG. 2, the shape of the
Furthermore, the porous material may be configured in a net shape, or may have a structure in which a net shape and a square tube or a circular tube are mixed.
Further, the position in the crucible may be arranged so as to be biased toward the side close to the nozzle, or may be mounted so as to be biased toward the side far from the nozzle.
Further, since the heat of the heater is more efficiently transferred to the inside of the film forming material in the crucible, a porous material having a material having better thermal conductivity than the material of the crucible may be used.
図7は、本発明の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において使用する坩堝の内部に搭載する多孔質物質の形状の一実施例について示す斜視図である。71〜77は多孔質物質である。
FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment of the shape of the porous material mounted in the crucible used in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method of the present invention.
即ち、上述の実施例4によれば、水晶振動子を用いた膜厚モニタで膜厚制御を行う有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、基板上に均一な膜厚の成膜を行うことができる。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、一部若しくは全体が多孔質物質を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
またさらに、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、多孔質物質を加熱することによって、付着した成膜材料をすべて気化することができるので、多孔質物質を備えた坩堝を再利用可能である。
また、上述の有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法において、一部若しくは全体が多孔質である上蓋を備えた坩堝によって過熱状態を回避可能な坩堝によってレートを安定的に制御することができる。
That is, according to Example 4 described above, in an organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method that control film thickness with a film thickness monitor using a crystal resonator, a film having a uniform film thickness is formed on a substrate. It can be carried out.
Moreover, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, the rate can be stably controlled by a crucible that can avoid an overheating state by a crucible partially or entirely provided with a porous material.
Furthermore, in the above-described organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device manufacturing method, all the deposited film-forming materials can be vaporized by heating the porous material, so that the crucible provided with the porous material can be reused. Is available.
Moreover, in the organic EL device manufacturing apparatus and the organic EL device manufacturing method described above, the rate can be stably controlled by a crucible capable of avoiding an overheated state by a crucible having an upper lid that is partially or entirely porous. .
以上説明したように、上述の実施例1乃至実施例4における実施形態では、真空チャンバを単一構成として説明した。しかし、複数の真空チャンバをゲートバルブ等で結合し、搬送機構を設けたライン状の構成としても良い。
また同様に、膜厚モニタとして水晶振動子を用いたが、リアルタイムにレートを算出できるモニタであれば、水晶振動子である必要はない、
本発明は、上記の形態に限定されるものではなく、例えば被成膜基板15を水平に倒した状態で成膜した場合や、坩堝側を固定、基板側を移動させて成膜する手段の場合でも有効である。
As described above, in the above-described embodiments in Examples 1 to 4, the vacuum chamber is described as a single configuration. However, a plurality of vacuum chambers may be connected by a gate valve or the like, and a line-shaped configuration provided with a transport mechanism may be employed.
Similarly, a crystal resonator is used as the film thickness monitor, but if it is a monitor that can calculate the rate in real time, it need not be a crystal resonator.
The present invention is not limited to the above-described form. For example, when the
10:有機ELデバイス製造装置、 11:真空チャンバ、 12:坩堝、 13:ヒータ、 14:マスク、 15:基板(被成膜基板)、 16:熱電対、 17:真空計、 18:膜厚モニタ、 19:レート検出器、 20:温度検出器、 21:ヒータ電源、 22:制御器、 31:多孔質物質、 32:成膜材料、 33:ノズル、 34:気泡、 51:多孔質物質、 52:坩堝、 53:多孔質上蓋、 61:多孔質物質、 62:多孔質坩堝、 71〜77:多孔質物質。 10: Organic EL device manufacturing apparatus, 11: Vacuum chamber, 12: Crucible, 13: Heater, 14: Mask, 15: Substrate (film formation substrate), 16: Thermocouple, 17: Vacuum gauge, 18: Film thickness monitor , 19: Rate detector, 20: Temperature detector, 21: Heater power supply, 22: Controller, 31: Porous material, 32: Film-forming material, 33: Nozzle, 34: Bubble, 51: Porous material, 52 : Crucible, 53: porous top cover, 61: porous material, 62: porous crucible, 71-77: porous material.
Claims (9)
前記坩堝は、一部または全体が多孔質物質であることを特徴とする有機ELデバイス製造装置。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An apparatus for manufacturing an organic EL device, wherein the crucible is partially or entirely made of a porous material.
前記坩堝は、上蓋の一部または全体が多孔質物質であることを特徴とする有機ELデバイス製造装置。 In the organic EL device manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The crucible is an organic EL device manufacturing apparatus, wherein a part or the whole of the upper lid is a porous material.
前記坩堝内に前記成膜材料に接触する多孔質物質を備え、前記坩堝内の前記成膜材料を安定的に蒸気に変換させることができることを特徴とする有機ELデバイス製造方法。 A crucible loaded with a porous material inside and filled with a film forming material, a heater for heating the crucible, a heater power supply for supplying electric power to the heater, and vaporizing from the nozzle of the crucible by heating the heater A film thickness monitor device for calculating a material vapor amount (rate) per unit time of the film forming material, and a controller for controlling electric power supplied from the heater power source based on the calculated rate, In an organic EL device manufacturing method for forming a film on a deposition target substrate,
An organic EL device manufacturing method comprising a porous substance in contact with the film-forming material in the crucible, and capable of stably converting the film-forming material in the crucible into vapor.
前記膜厚モニタ装置は、水晶振動子から成る膜厚モニタによって出力された信号に基づいて検出レートを算出し、
前記制御器は、前記算出されたレートに基づいて前記ヒータ電源が供給する電力を制御することを特徴とする有機ELデバイス製造方法。 In the organic EL device manufacturing method according to claim 8,
The film thickness monitoring device calculates a detection rate based on a signal output by a film thickness monitor composed of a crystal resonator,
The said controller controls the electric power which the said heater power supply supplies based on the calculated rate, The organic EL device manufacturing method characterized by the above-mentioned.
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