JP2022003159A - Vapor deposition apparatus - Google Patents

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玄哉 吉居
Genya Yoshii
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Abstract

To provide a low cost vapor deposition apparatus capable of a vapor deposition with a high material utilization efficiency.SOLUTION: A vapor deposition apparatus deposits a film of a material for forming a thin film on a surface to be deposited by spraying. A high-vacuum film deposit room includes a shower head housing, inside of which is in a medium-vacuum and which is heated to a first predetermined temperature within a spray temperature range between a vaporization temperature and a thermal decomposition temperature by a shower head housing heating device. A surface facing the surface to be deposited is a shower head surface configured by one main surface of a flat plane having multiple gas discharge holes capable of spraying. The vapor deposition apparatus further includes: a plane shower head surface mask capable of closing a part of multiple gas discharge holes by mounting the shower head surface, the shower head surface mask mounted being heated to a second predetermined temperature within the spray temperature range by contact conductive heat transfer with the shower head surface; and a mask drive part capable of mounting the shower head surface mask in a high vacuum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蒸着装置に関するものである。本発明は、例えば有機EL(ElectroLuminesence)装置の製造に用いる蒸着装置として好適である。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus. The present invention is suitable, for example, as a vapor deposition apparatus used for manufacturing an organic EL (Electroluminescence) apparatus.

近年、蛍光灯やLEDに変わる照明装置として有機EL装置が注目され、多くの研究がなされている。また、テレビに代表されるディスプレイ部材においても液晶方式やプラズマ方式に変わる方式として有機EL方式が注目され、製品化されている。 In recent years, organic EL devices have attracted attention as lighting devices that replace fluorescent lamps and LEDs, and much research has been conducted. Further, in display members typified by televisions, the organic EL method has attracted attention and has been commercialized as a method that replaces the liquid crystal method and the plasma method.

ここで有機EL装置は、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機EL素子を積層したものである。 Here, the organic EL device is a device in which an organic EL element is laminated on a base material such as a glass substrate or a transparent resin film.

また、有機EL素子は、一方又は双方が透光性を有する2つの電極を対向させて、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機EL素子は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。 Further, the organic EL element is a device in which two electrodes having translucency on one side or both of them are opposed to each other, and a light emitting layer made of an organic compound is laminated between the electrodes. The organic EL device emits light by the energy of recombination between electrically excited electrons and holes.

有機EL装置は、自発光デバイスであるため、ディスプレイ材料として使用すると高コントラストの画像を得ることができる。また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また蛍光灯に比べて厚さが極めて薄いため、設置場所の制約が少なく、かつ、面状で発光するため、指向性が強いLEDに比べ、影ができにくい。 Since the organic EL device is a self-luminous device, a high-contrast image can be obtained when used as a display material. Further, by appropriately selecting the material of the light emitting layer, light of various wavelengths can be emitted. In addition, since the thickness is extremely thin compared to fluorescent lamps, there are few restrictions on the installation location, and since the light is emitted in a planar shape, shadows are less likely to be formed compared to LEDs having strong directivity.

有機EL装置の代表的な層構成は、ボトムエミッション型と称される構成であり、ガラス基板に、透明電極層と、機能層と、裏面電極層が積層され、これらが封止部によって封止されたものである。 A typical layer structure of an organic EL device is a structure called a bottom emission type, in which a transparent electrode layer, a functional layer, and a back surface electrode layer are laminated on a glass substrate, and these are sealed by a sealing portion. It was done.

また機能層は、複数の有機化合物の薄膜が積層されたものである。代表的な機能層0は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を有している。 The functional layer is a stack of thin films of a plurality of organic compounds. A typical functional layer 0 has a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer.

有機EL装置は、基材(ガラス基板)0の被製膜面X上に、前記した層を順次製膜することによって製造される。 The organic EL device is manufactured by sequentially forming the above-mentioned layers on the film-forming surface X of the base material (glass substrate) 0.

ここで上記した各層の内、透明電極層は、酸化インジウム錫(ITO)等の透明導電膜であり、主にスパッタ法あるいはCVD法によって製膜され、機能層は、前記した様に複数の有機化合物の薄膜が積層されたものであり、各薄膜を真空蒸着法によって製膜することができ、裏面電極層は、アルミニウム、銀等の金属薄膜であり、真空蒸着法によって製膜することができる。 Among the above-mentioned layers, the transparent electrode layer is a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), and is mainly formed by a sputtering method or a CVD method, and the functional layer is a plurality of organic as described above. A thin film of a compound is laminated, and each thin film can be formed by a vacuum vapor deposition method. The back surface electrode layer is a metal thin film such as aluminum or silver, and can be formed by a vacuum vapor deposition method. ..

このように、有機EL装置を製造する際には、その各層を構成する薄膜を製膜する工程に真空蒸着法が多用される。ここで真空蒸着法は、例えば特許文献1に開示された様な蒸着装置を使用して製膜する技術である。 As described above, when manufacturing an organic EL device, a vacuum vapor deposition method is often used in the step of forming a thin film constituting each layer. Here, the vacuum vapor deposition method is a technique for forming a film using, for example, a vapor deposition apparatus as disclosed in Patent Document 1.

即ち蒸着装置は、一般に真空に保持された製膜室と、薄膜形成用材料を蒸発させる蒸発装置によって構成されるものである。製膜室は、例えばガラス基板等の基材を設置することができるものである。 That is, the vapor deposition apparatus is generally composed of a film forming chamber held in a vacuum and an evaporation apparatus for evaporating a thin film forming material. In the film forming chamber, a base material such as a glass substrate can be installed.

一般的な蒸発装置は、電気抵抗や電子ビームを利用した加熱装置と、薄膜形成用材料を入れる坩堝とによって構成されている。 A general evaporator is composed of a heating device using an electric resistance or an electron beam, and a crucible for putting a material for forming a thin film.

このようなマスク等を用いて製膜領域を限定した基材上に蒸気含有ガスを吹き付ける蒸着手法では、マスク等に材料の一部が付着し材料利用効率を低下させる原因となるので改善が望まれる。 A vapor deposition method in which a vapor-containing gas is sprayed onto a substrate having a limited film-forming area using such a mask or the like causes a part of the material to adhere to the mask or the like and reduces the material utilization efficiency, so improvement is desired. Is done.

また、例えば有機ELパネルのような、複数種類の製膜の連続実施にて製造される多層薄膜製品を製造する蒸着装置としては、クラスター方式やインライン方式のように、多数の製膜室を並べた装置装置が一般的であるが、高価な装置となってしまう問題があり改善が望まれる。 Further, as a vapor deposition apparatus for manufacturing a multilayer thin film product manufactured by continuously performing a plurality of types of film forming such as an organic EL panel, a large number of film forming chambers are arranged like a cluster method or an in-line method. However, there is a problem that it becomes an expensive device, and improvement is desired.

特許文献1は、1つの成膜室内で、複数の材料を複数層の膜として形成できる真空蒸着装置として、材料放出部が放出口を有する複数の分散容器を有し、分散容器は各々、開閉手段を介し材料を蒸発させる蒸発セルと接続されており、蒸発温度と熱分解温度との間の温度範囲が共通する複数の材料の蒸発セルを夫々開閉手段を介して接続可能であり、放出する材料の蒸発温度と熱分解温度との間の所定温度に加熱する加熱装置を具備した装置を開示しており、加熱温度がより低い当該加熱装置に対応する分散容器ほど、被蒸着面により接近する側に配置することが重要である、としており、更にその明細書には、各分散容器の放出口を選択的に開放・閉鎖可能とすることを目的とし、被蒸着面に最接近の分散容器と被蒸着面との間に、当該分散容器の表面に沿いスライドするシャッター板であって、当該開放・閉鎖用の開口部が形成されたシャッター板を設けることが、記載されている。 Patent Document 1 has a plurality of dispersion containers having a material discharge unit having a discharge port as a vacuum vapor deposition apparatus capable of forming a plurality of materials as a film having a plurality of layers in one film forming chamber, and the dispersion containers are opened and closed respectively. It is connected to an evaporation cell that evaporates the material via means, and the evaporation cells of multiple materials that have a common temperature range between the evaporation temperature and the thermal decomposition temperature can be connected and discharged via the opening and closing means, respectively. A device provided with a heating device for heating to a predetermined temperature between the evaporation temperature and the thermal decomposition temperature of the material is disclosed, and the dispersion container corresponding to the heating device having a lower heating temperature is closer to the surface to be vapor-deposited. It is important to place it on the side, and the specification further states that the dispersion container closest to the vaporized surface is to be able to selectively open and close the discharge port of each dispersion container. It is described that a shutter plate that slides along the surface of the dispersion container and has an opening for opening / closing is provided between the surface and the surface to be vapor-deposited.

特許文献2は、大型基板の量産工程に好適で高精細のパターニングが可能な有機層蒸着装置として、その請求項4の記載によれば、平板状の第1蒸着源シャッター及び第2蒸着源シャッターを備え、これらシャッターの移動により、装置が一つ以上具備する蒸着源のうちの一部が開放または閉鎖される装置を開示し、具体的には、その[0074]の記載によれば、これらのシャッターは、平板プレート状で、基板の移動方向と同じ方向に移動自在で、蒸着源毎の製膜速度を測定する為のツーリング作業時に、対象蒸着源からの蒸着物質のみが検知されるように、他の蒸着源から出る蒸着物質を遮断する役割を担う、とのことである。 Patent Document 2 is an organic layer vapor deposition apparatus suitable for a mass production process of a large substrate and capable of high-definition patterning. According to the description of claim 4, a flat plate-shaped first vapor deposition source shutter and a second vapor deposition source shutter are provided. Disclosed an apparatus in which a part of the vapor deposition sources provided in the apparatus is opened or closed by the movement of these shutters, specifically, according to the description of [0074], these. The shutter is shaped like a flat plate and can move in the same direction as the substrate moves, so that only the vapor deposition material from the target vapor deposition source is detected during touring work to measure the film formation speed of each vapor deposition source. In addition, it plays a role in blocking vapor-film deposition substances emitted from other vapor-film deposition sources.

特許第5036264号公報Japanese Patent No. 5036264 特開2014−019954号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-09954

本発明の発明者は、パターン形成の為に、被製膜面Xを覆うように、一般に密着固定、配置される被製膜面マスクの考え方を、膜形成領域ではなく、材料吹付領域の限定に適用することにより、上述の課題を解決でき、即ち、高い材料利用効率の蒸着を、安価な装置にて実施できるのではないかと考え、蒸着方法につき鋭意検討した。 The inventor of the present invention has described the concept of a film surface mask to be manufactured, which is generally adhered and fixed and arranged so as to cover the film surface X for pattern formation, by limiting the material spraying region, not the film forming region. It was thought that the above-mentioned problems could be solved by applying the above-mentioned problem, that is, the vapor deposition with high material utilization efficiency could be carried out by an inexpensive device, and the vapor deposition method was enthusiastically studied.

上記検討の結果、本発明者は、本発明に係蒸着ではその製膜室が高真空である為、本発明に係るシャワーヘッド面にシャワーヘッド面マスクを載置するのみで、複雑で高価となる被製膜面マスクの如き前記密着固定に係る機構付加や一体化処理しなくても、十分に材料吹付領域を限定可能であであり、高い材料利用効率の蒸着が可能であることを見出し、本発明を為すに至った。 As a result of the above examination, the present inventor is complicated and expensive only by placing the shower head surface mask on the shower head surface according to the present invention because the film forming chamber is high vacuum in the thin film deposition according to the present invention. It has been found that the material spraying area can be sufficiently limited and thin film deposition with high material utilization efficiency is possible without adding or integrating the mechanism related to the close contact fixing such as the film surface mask to be formed. , The present invention has been made.

即ち本発明は、薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生する蒸発装置、該蒸気含有ガスを介し該薄膜形成用材料を被製膜面に着膜する、高真空の製膜室、シャワーヘッド筐体加熱装置、及び排気系を有し、吹き付けにより該薄膜形成用材料を該被製膜面上に該着膜する蒸着装置であって、
該製膜室が、その内部に、
その内部が中真空のシャワーヘッド筐体であって、
該シャワーヘッド筐体加熱装置により、薄膜形成用材料の蒸発温度と熱分解温度との間の吹付温度範囲内の第1所定温度に加熱されるシャワーヘッド筐体を含み、
該シャワーヘッド筐体の該被製膜面と対向する面が、
該吹き付け可能なガス放出孔を複数有する平板の一主面で構成されたシャワーヘッド面であり、更に、
該シャワーヘッド面に載置することで該複数のガス放出孔の一部を閉塞可能なシャワーヘッド面マスクを含み、
該載置された該シャワーヘッド面マスクが、該シャワーヘッド面との接触による伝導伝熱により、該吹付温度範囲内の第2所定温度に加熱され、かつ、
該シャワーヘッド面マスクを、該高真空中で、該載置可能なマスク駆動部を含む、蒸着装置に関する。
That is, the present invention is an evaporator that generates a steam-containing gas containing steam of a thin film-forming material, a high-vacuum film-forming chamber that coats the thin-film forming material on a film-forming surface via the steam-containing gas. A thin-film deposition device that has a shower head housing heating device and an exhaust system, and coats the thin film forming material on the film surface to be formed by spraying.
The membrane-forming chamber is inside it.
The inside is a medium vacuum shower head housing,
The shower head housing includes a shower head housing that is heated to a first predetermined temperature within a spray temperature range between the evaporation temperature and the thermal decomposition temperature of the thin film forming material by the shower head housing heating device.
The surface of the shower head housing facing the film-forming surface is
It is a shower head surface composed of one main surface of a flat plate having a plurality of sprayable gas discharge holes, and further.
A shower head surface mask capable of closing a part of the plurality of gas discharge holes by being placed on the shower head surface is included.
The placed shower head surface mask is heated to a second predetermined temperature within the spray temperature range by conduction heat transfer due to contact with the shower head surface, and is
The present invention relates to a vapor deposition apparatus including a mask driving unit on which the shower head surface mask can be placed in the high vacuum.

このような蒸着装置によれば、複数の種類、及びパターンの薄膜製膜について、一つの製膜室で蒸着可能とした蒸着装置において、基材の製膜面の製膜領域に対応するガス放出孔を塞がず、それ以外のガス放出孔を塞ぐように、高真空下で、シャワーヘッド面マスクを載置可能なので、蒸気含有ガスを製膜領域のみに集中して吹き付けることが可能で、また、非製膜領域への材料の着膜が抑制できるので、安価装置であっても、材料利用効率が向上すると共に、製膜室を大気開放して実施する必要がある清掃の頻度を小さくでき、稼働率が向上し、後述するが、基材の製膜面の製膜領域の配置に対応したパターンを構成するよう、複数のシャワーヘッド面マスクをスタッカーに準備したり、これらを組み合わせて使用したりすることができる。さらに、本発明の蒸着装置では、ガス放出孔の数及び開口面積の可変性に原理的に優れるので、製膜種類毎の蒸着条件最適化の可能性が増大し、膜質の向上が期待できる。 According to such a vapor deposition apparatus, in a vapor deposition apparatus capable of depositing thin film films of a plurality of types and patterns in one film forming chamber, gas is released corresponding to the film forming region of the film forming surface of the base material. Since the shower head surface mask can be placed under high vacuum so as not to block the holes and to close the other gas discharge holes, it is possible to concentrate the steam-containing gas only on the film-forming area. In addition, since the film formation of the material on the non-film-forming region can be suppressed, the material utilization efficiency is improved even with an inexpensive device, and the frequency of cleaning that needs to be performed by opening the film-forming chamber to the atmosphere is reduced. As will be described later, multiple shower head surface masks are prepared in the stacker or combined with each other so as to form a pattern corresponding to the arrangement of the film forming area on the film forming surface of the base material. Can be used. Further, since the vapor deposition apparatus of the present invention is excellent in principle in the variability of the number of gas discharge holes and the opening area, the possibility of optimizing the vapor deposition conditions for each film forming type is increased, and improvement of the film quality can be expected.

また、本発明の蒸着装置は、さらに、複数枚の前記シャワーヘッド面マスクを含むことが好ましく、また、前記マスク駆動機構が、前記シャワーヘッド面マスクについて、前記載置されていない非載置シャワーヘッド面マスクと、前記載置された載置シャワーヘッド面マスクとを交換可能であることが好ましく、製膜領域の変更が製膜室を大気開放せずに可能なので、製膜パターンの自由度が向上できるだけでなく、清掃頻度を小さくできるので稼働率を向上できる。 Further, the vapor deposition apparatus of the present invention preferably further includes a plurality of the shower head surface masks, and the mask driving mechanism is a non-mounted shower not previously described for the shower head surface mask. It is preferable that the head surface mask and the mounted shower head surface mask described above can be replaced, and the film forming area can be changed without opening the film forming chamber to the atmosphere, so that the degree of freedom of the film forming pattern is high. Not only can the cleaning frequency be reduced, but the operating rate can be improved because the cleaning frequency can be reduced.

また、本発明の蒸着装置は、前記シャワーヘッド面マスクが同時に2枚以上組み合わされて前記載置された状態で、前記着膜が可能であり、少ない種類のシャワーヘッド面マスクであっても、これらを組み合わせて使用することで、様々の製膜領域に対応することができる。 Further, in the vapor deposition apparatus of the present invention, the film can be formed in a state where two or more of the shower head surface masks are combined and placed in advance at the same time, and even a small number of types of shower head surface masks can be applied. By using these in combination, it is possible to correspond to various film forming regions.

また、本発明の蒸着装置は、さらに、被製膜面マスクを含むことが好ましく、該被製膜面マスクが、前記マスク駆動機構により、前記被製膜面を覆うように配置されることがより好ましく、本発明に係るシャワーヘッド面マスクと、被製膜面マスクとを、各々が共通する、搬送動作、及び、本発明に係るシャワーヘッド面、又は被製膜面へのマスクの載置又は配置の動作を、同一の駆動機構で実現できるので、装置の設置面積やコストを低減できる。 Further, the vapor deposition apparatus of the present invention preferably further includes a film surface mask to be manufactured, and the film surface mask to be manufactured may be arranged so as to cover the film surface to be manufactured by the mask driving mechanism. More preferably, the shower head surface mask according to the present invention and the film surface mask to be manufactured have a common transport operation, and the mask is placed on the shower head surface or the film surface to be manufactured according to the present invention. Alternatively, since the operation of arrangement can be realized by the same drive mechanism, the installation area and cost of the device can be reduced.

また、本発明の蒸着装置は、さらに、前記シャワーヘッド面マスク、及び前記被製膜面マスクからなる群から選ばれる1種以上を保管する、マスク保管室(スタッカー)を有することが好ましく、複数のマスクの保管室である、通常真空に維持される、スタッカーについてシャワーヘッド面マスク及び被製膜面マスクの共用により、装置設置面積やコストを低減できる。 Further, the vapor deposition apparatus of the present invention preferably further has a mask storage chamber (stacker) for storing one or more selected from the group consisting of the shower head surface mask and the film surface mask to be manufactured. By sharing the shower head surface mask and the film surface mask for the stacker, which is the storage room for the mask, which is normally maintained in a vacuum, the installation area and cost of the device can be reduced.

また、本発明の蒸着装置は、好ましくは、ガス供給系を含み、
より好ましくは、前記蒸発装置に、該ガス供給系からキャリアガスが供給され、かつ、
前記蒸発装置側から前記シャワーヘッド筐体に、該キャリアガスを含む蒸気含有ガスが供給される、ガスキャリア面蒸着装置であり、
特に好ましくは、、ガス噴出ノズル、及びシャワーヘッドを含むシャワーヘッド筐体具備の特定構造の装置であり、より効果的に本発明の効果が奏される。
Further, the vapor deposition apparatus of the present invention preferably includes a gas supply system.
More preferably, the evaporator is supplied with carrier gas from the gas supply system, and
A gas carrier surface vapor deposition apparatus in which a vapor-containing gas containing the carrier gas is supplied from the evaporator side to the shower head housing.
Particularly preferred is a device having a specific structure including a gas ejection nozzle and a shower head housing, and the effect of the present invention can be more effectively achieved.

本発明の蒸着装置は、蒸気含有ガスを製膜領域のみに集中して吹き付けることが可能なので、非製膜領域への材料の着膜が抑制でき、基本的には、製膜領域での着膜のみに原料材料が消費されるので、安価装置であっても、材料利用効率が向上し、また、稼働率が大きい装置である。 Since the vapor deposition apparatus of the present invention can concentrate the vapor-containing gas only on the film-forming region, it is possible to suppress the film formation of the material on the non-film-forming region, and basically, the film-forming region is coated. Since the raw material is consumed only in the membrane, even if it is an inexpensive device, the material utilization efficiency is improved and the operation rate is high.

本発明の蒸着装置100の断面概念図の一例である。It is an example of the cross-sectional conceptual diagram of the vapor deposition apparatus 100 of this invention. 図1のシャワーヘッド面Yを被製膜面X側から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the shower head surface Y of FIG. 1 as viewed from the film surface X side. 本発明に係るシャワーヘッド筐体11の断面概念図の一例である。It is an example of the cross-sectional conceptual diagram of the shower head housing 11 which concerns on this invention.

以下さらに本発明の実施形態の例について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、当業者の技術常識内で種々の変更が可能である。また、以下の記載において、説明の為に、本発明に関する図1、図2、及び図3に、符号を付して記載するが、この符号の記載により、本発明が何らかの制限を受けるものではない。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the common general knowledge of those skilled in the art. Further, in the following description, for the sake of explanation, FIGS. 1, 2, and 3 relating to the present invention are described with reference numerals, but the description of the reference numerals does not impose any restrictions on the present invention. No.

(蒸着装置100)
図1は、本発明の蒸着装置100の断面概念図の一例である。
(Evaporation device 100)
FIG. 1 is an example of a conceptual cross-sectional view of the vapor deposition apparatus 100 of the present invention.

本発明の蒸着装置100は、蒸気含有ガスを被製膜面Xに吹き付けることで、蒸気含有ガスを介して、薄膜形成用材料を被製膜面Xに着膜する装置であって、製膜室10、シャワーヘッド面マスク111、シャワーヘッド筐体加熱装置20、蒸発装置30、マスク駆動機構50、及び排気系70を含み、好ましくは更に、被製膜面マスク555、マスク保管室(スタッカー)60、及びガス供給系80を含み、製膜室10が、シャワーヘッド面マスク111が載置されるシャワーヘッド筐体11を含むことを、一つの特徴とし、また、マスク駆動機構50が、特定の機構50であることも、一つの特徴であり、一つまたは複数の蒸発装置30を含んでいても良く、図1では一つのみの蒸発装置30を含む例について示しているが、それぞれの蒸発装置30の構造や系列数を限定するものではない。 The vapor deposition apparatus 100 of the present invention is an apparatus for forming a thin film-forming material on the film-forming surface X via the vapor-containing gas by spraying the vapor-containing gas onto the film-forming surface X. A chamber 10, a shower head surface mask 111, a shower head housing heating device 20, an evaporative device 30, a mask drive mechanism 50, and an exhaust system 70 are included, preferably further, a film surface mask 555 to be formed, a mask storage chamber (stacker). One feature is that the film forming chamber 10 includes the shower head housing 11 on which the shower head surface mask 111 is placed, and the mask drive mechanism 50 is specified. The mechanism 50 of the above is also a feature, and may include one or a plurality of vaporizers 30. Although FIG. 1 shows an example including only one vaporizer 30, each of them The structure and the number of series of the evaporating device 30 are not limited.

本発明の蒸着装置100は、好ましくは、蒸発装置30側からシャワーヘッド筐体11にキャリアガスを含む蒸気含有ガスが供給される、ガスキャリア面蒸着装置100である。 (基材0)
本発明に係る基材0は、その一主面が、本発明に係る被製膜面Xであり、例えばガラス基板であり、有機ELパネルの製造においては、その被製膜面Xには,透明電極層120として、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電性材料からなる層が形成されていることが一般的である。
The vapor deposition apparatus 100 of the present invention is preferably a gas carrier surface vapor deposition apparatus 100 in which a vapor-containing gas containing a carrier gas is supplied to the shower head housing 11 from the evaporator 30 side. (Base material 0)
The main surface of the base material 0 according to the present invention is the film-forming surface X according to the present invention, for example, a glass substrate. As the transparent electrode layer 120, a layer made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) is generally formed.

(薄膜形成用材料)
本発明に係る薄膜形成用材料は、加熱により蒸気化し、該蒸気が冷却により被製膜面X上に着膜可能であれば各種材料を使用できるが、常温で固体であり、かつ、粉体として本発明の蒸着装置に導入できる材料であることが、本発明の効果を十分に発揮せしめる観点から好ましく、例えば、有機EL素子を構成する有機EL材料等を挙げることができる。
(Material for thin film formation)
As the thin film forming material according to the present invention, various materials can be used as long as they can be vaporized by heating and the vapor can be formed on the film surface X to be formed by cooling, but they are solid at room temperature and powder. It is preferable that the material can be introduced into the vapor deposition apparatus of the present invention from the viewpoint of fully exerting the effect of the present invention, and examples thereof include an organic EL material constituting an organic EL element.

このような本発明に係る薄膜形成用材料は、例えば、材料保管容器から蒸発装置30に導入され、蒸発装置30で蒸気化された後、薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスとして、本発明に係るシャワーヘッド筐体11に供給され、その後、基材0上に着膜する。 Such a thin film forming material according to the present invention is, for example, introduced into the evaporator 30 from a material storage container, vaporized by the evaporator 30, and then used as a vapor-containing gas containing the vapor of the thin film forming material. It is supplied to the shower head housing 11 according to the present invention, and then a film is formed on the base material 0.

ここで、導入された薄膜形成用材料の内、当該着膜に寄与する材料の比率を、一般に、材料利用効率と呼称しており、計算の基準の取り方により様々な値となるが、同一材料のみを長時間蒸着し安定化した場合の定常状態の、そして基材0がこれを載置する基材保持部112のステージと同じ面積を有するとして着膜する量の、導入した材料の量に対する割合を、絶対的な材料利用効率と定義でき、蒸着装置の性能評価尺度の一つとできる。 Here, the ratio of the material that contributes to the film deposition among the introduced thin film forming materials is generally called the material utilization efficiency, and it varies depending on how the calculation standard is taken, but it is the same. The amount of introduced material in a steady state when only the material is vapor-deposited for a long time and stabilized, and the amount of the introduced material that the base material 0 forms a film on the assumption that it has the same area as the stage of the base material holding portion 112 on which the material is placed. Can be defined as the absolute material utilization efficiency, and can be used as one of the performance evaluation scales for thin-film deposition equipment.

本発明の蒸着装置100は、このような材料利用効率が高いことを一つの特徴とする。 One of the features of the vapor deposition apparatus 100 of the present invention is that such material utilization efficiency is high.

(製膜室10)
本発明に係る製膜室10は、その内部に、基材0を保持可能な基材保持部112、及び、保持された当該基材0の被製膜面Xに対して蒸気含有ガスを吹き付ける複数のガス放出孔Y1を有する平板11Yを、被製膜面Xと対向する面であるシャワーヘッド面Yとして、その一主面として有することで、蒸気含有ガスを被製膜面Xに吹き付け可能なシャワーヘッド筐体11を含み、気密性を有し、排気系70に直接的、又は間接的に接続されて減圧されることで、少なくとも、薄膜形成用材料を被製膜面Xに着膜する、蒸着による製膜時、即ち、本発明の蒸着装置の稼働時には、その室内は高真空、例えば500Pa以下の真空度に維持されており、好ましくは、当該製膜室10内に、基材0の搬入、搬出の為のゲートバルブを有する。
(Membrane forming chamber 10)
The film-forming chamber 10 according to the present invention sprays a steam-containing gas on the base material holding portion 112 capable of holding the base material 0 and the film-forming surface X of the held base material 0. By having the flat plate 11Y having a plurality of gas discharge holes Y1 as the shower head surface Y which is a surface facing the film-forming surface X as one main surface thereof, the steam-containing gas can be sprayed on the film-forming surface X. The shower head housing 11 is included, has airtightness, and is directly or indirectly connected to the exhaust system 70 to reduce the pressure, so that at least the thin film forming material is applied to the film surface X to be formed. During film formation by vapor deposition, that is, during operation of the vapor deposition apparatus of the present invention, the chamber is maintained at a high vacuum, for example, a degree of vacuum of 500 Pa or less, and preferably, a base material is contained in the film forming chamber 10. It has a gate valve for loading and unloading 0.

一実施形態としては、基材0がゲートバルブを介して製膜室10内に導入され、基材保持部112に載置される。次に、蒸気含有ガスがシャワーヘッド筐体11を介して基材0に向かって吹き出されることで、製膜が実施される。 In one embodiment, the base material 0 is introduced into the film forming chamber 10 via a gate valve and placed on the base material holding portion 112. Next, the vapor-containing gas is blown out toward the base material 0 through the shower head housing 11, so that film formation is performed.

(基材保持部112)
前記基材保持部112は、上述の如く製膜室10内において基材0を保持する機能を有するが、好ましくは、さらに、加熱されたシャワーヘッド筐体11の輻射熱等による基材温度の上昇を抑制するため、基材を冷却できる構造を有する。
(Base material holding portion 112)
The base material holding portion 112 has a function of holding the base material 0 in the film forming chamber 10 as described above, but more preferably, the base material temperature rises due to radiant heat of the heated shower head housing 11. It has a structure that can cool the base material in order to suppress the above.

(シャワーヘッド筐体11)
本発明に係るシャワーヘッド筐体11は、本発明に係る吹き付けが可能な筐体であり、本発明に係る着膜時に、その内部が中真空、例えば、100Pa以上、1000Pa以下の真空度に維持されており、また、本発明に係るシャワーヘッド筐体加熱装置20により、薄膜形成用材料の蒸発温度と熱分解温度との間の吹付温度範囲内の第1所定温度に加熱可能であることを一つの特徴とする。
(Shower head housing 11)
The shower head housing 11 according to the present invention is a housing that can be sprayed according to the present invention, and the inside thereof is maintained at a medium vacuum, for example, a vacuum degree of 100 Pa or more and 1000 Pa or less at the time of film formation according to the present invention. In addition, the shower head housing heating device 20 according to the present invention can heat the thin film forming material to a first predetermined temperature within the spray temperature range between the evaporation temperature and the thermal decomposition temperature. It is one of the features.

また、本発明に係るシャワーヘッド筐体11は、被製膜面Xと対向する、その一主面であるシャワーヘッド面Yが、本発明に係る吹き付けを実施する、ガス放出孔Y1を複数個有する平板11Yの一主面で構成される。 Further, the shower head housing 11 according to the present invention has a plurality of gas discharge holes Y1 in which the shower head surface Y, which is one main surface of the shower head housing 11 facing the film surface X to be formed, carries out the spraying according to the present invention. It is composed of one main surface of the flat plate 11Y to have.

図2は、図1のシャワーヘッド面Yを被製膜面X側から見た平面図である。 FIG. 2 is a plan view of the shower head surface Y of FIG. 1 as viewed from the film surface X side.

即ち、シャワーヘッド面Yは、本発明に係る吹き付け実施の吹き出し部として、適度な開孔パターンで、基材0の被製膜面X側に、好ましくは均一に、蒸気含有ガスを吹き出すガス放出孔Y1を複数個有し、また、本発明に係るシャワーヘッド面マスク111が本発明に係る載置される面である。図2には、この様なガス放出孔Y1につき、本発明に係る閉塞されていないガス放出孔Y1が、中央部の実線黒丸として、本発明に係る閉塞されているガス放出孔Y1が、左右両部の破線黒丸として、各々多数記載されている。 That is, the shower head surface Y is a gas discharge portion that blows out steam-containing gas preferably uniformly to the film surface X side of the base material 0 with an appropriate opening pattern as a blowing portion for spraying according to the present invention. It has a plurality of holes Y1 and is a surface on which the shower head surface mask 111 according to the present invention is placed. In FIG. 2, for such a gas discharge hole Y1, the unclosed gas discharge hole Y1 according to the present invention is represented by a solid black circle in the center, and the closed gas discharge hole Y1 according to the present invention is left and right. Many are described as broken black circles in both parts.

さらに、本発明に係るシャワーヘッド筐体11は、好ましくは、図3に示す様に、その内部に、本発明に係る着膜時に、その内部が低真空、例えば、1000Pa以上、10000Pa以下の真空度に維持される、ガス噴出ノズル11Nを複数本含む。 Further, as shown in FIG. 3, the shower head housing 11 according to the present invention preferably has a low vacuum inside, for example, a vacuum of 1000 Pa or more and 10,000 Pa or less at the time of film formation according to the present invention. Includes a plurality of gas ejection nozzles 11N, which are maintained every time.

図3は、本発明に係るシャワーヘッド筐体11の断面概念図の一例である。 FIG. 3 is an example of a conceptual cross-sectional view of the shower head housing 11 according to the present invention.

(シャワーヘッド面マスク111)
本発明に係るシャワーヘッド面マスク111は、シャワーヘッド面Yに載置されることで、前述の複数のガス放出孔Y1の一部を閉塞可能であり、かつ、シャワーヘッド面Yとの接触による伝導伝熱により、前述の吹付温度範囲内の第2所定温度に加熱される。
(Shower head surface mask 111)
The shower head surface mask 111 according to the present invention can close a part of the plurality of gas discharge holes Y1 described above by being placed on the shower head surface Y, and is in contact with the shower head surface Y. By conduction heat transfer, it is heated to a second predetermined temperature within the above-mentioned spray temperature range.

このようなシャワーヘッド面マスク111は、本発明の蒸着装置100に、好ましくは、複数枚含まれ、より好ましくは、同時に2枚以上組み合わされて載置された状態で着膜が可能であり、また、載置されていない非載置シャワーヘッド面マスク、及び載置された載置シャワーヘッド面マスクの2種類の状態のマスクを含んで、本発明に係る着膜が実施される。 A plurality of such shower head surface masks 111 are preferably included in the vapor deposition apparatus 100 of the present invention, and more preferably, two or more such shower head surface masks 111 can be applied in combination and mounted at the same time. Further, the film-forming according to the present invention is carried out including two types of masks, a non-mounted shower head surface mask that is not mounted and a mounted shower head surface mask.

(被製膜面マスク555)
本発明に係る被製膜面マスク555は、本発明に係るマスク駆動機構50により、被製膜面Xを覆うように配置され、本発明に係る着膜時に、被製膜面Xの代わりに製膜されることで、被製膜面Xにおける製膜される領域を制限する、シャドーマスクと一般呼称されるマスクである。
(Film surface mask 555)
The film-forming surface mask 555 according to the present invention is arranged so as to cover the film-forming surface X by the mask drive mechanism 50 according to the present invention, and instead of the film-forming surface X at the time of film formation according to the present invention. It is a mask generally called a shadow mask that limits the area where a film is formed on the film surface X to be formed by forming a film.

(シャワーヘッド筐体加熱装置20)
本発明に係るシャワーヘッド筐体加熱装置20は、前述の第1所定温度にシャワーヘッド筐体11を加熱する機能を有する装置である。
(Shower head housing heating device 20)
The shower head housing heating device 20 according to the present invention is a device having a function of heating the shower head housing 11 to the above-mentioned first predetermined temperature.

(蒸発装置30)
本発明に係る蒸発装置30は、好ましくは粉体として、供給された薄膜形成用材料を蒸気化することで、薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生させ、発生させた蒸気含有ガスを本発明に係るシャワーヘッド筐体11に、好ましくは前述のガス噴出ノズル11Nに、供給する装置である。
(Evaporator 30)
The evaporation device 30 according to the present invention generates a vapor-containing gas containing the vapor of the thin film-forming material by vaporizing the supplied thin-film-forming material, preferably as a powder, and the generated vapor-containing gas. Is a device for supplying the above-mentioned gas ejection nozzle 11N to the shower head housing 11 according to the present invention.

蒸発装置30は、ガス供給系80より加熱されたキャリアガスを導入可能であることが好ましく、より好ましくは、粉体として供給された薄膜形成用材料は、粉体として蒸発装置30の底に滞留しない状態で、前述の加熱キャリアガスによりフラッシュ蒸発される。 It is preferable that the evaporator 30 can introduce a carrier gas heated from the gas supply system 80, and more preferably, the thin film forming material supplied as a powder stays at the bottom of the evaporator 30 as a powder. In this state, the flash is evaporated by the above-mentioned heating carrier gas.

ここで、蒸発装置30は、前記加熱キャリアガスと薄膜形成用材料との熱交換を効率よく行う観点から、らせん状の配管で構成されてることが好ましく、当該らせん状の配管は、その内周および外周から均一に加熱されるよう構成されていることがより好ましい。 Here, the evaporator 30 is preferably composed of a spiral pipe from the viewpoint of efficiently exchanging heat between the heating carrier gas and the thin film forming material, and the spiral pipe is the inner circumference thereof. And it is more preferable that it is configured to be uniformly heated from the outer periphery.

さらに、蒸発装置30は、これと配管やバルブを介して直結された排気系70により、単独で排気可能であることが好ましく、このようにすることで、例えば蒸発装置30内部を加熱キャリアガスで個別にクリーニングすることが可能となるため、製膜された膜の中の不純物量が低く維持され、膜品質が高レベルで安定維持され、好ましい。 Further, it is preferable that the evaporator 30 can be exhausted independently by an exhaust system 70 directly connected to the evaporator 30 via a pipe or a valve. By doing so, for example, the inside of the evaporator 30 is heated by a carrier gas. Since it can be individually cleaned, the amount of impurities in the formed film is maintained low, and the film quality is stably maintained at a high level, which is preferable.

またさらに、蒸発装置30内の圧力は、材料蒸発効率を十分なものに維持せしめる観点から、制御可能であることが好ましく、この制御を可能とする為に、蒸気含有ガスの移送経路に配された仕切りバルブは、開度調整が可能なものであることが好ましい。 Furthermore, the pressure in the evaporation device 30 is preferably controllable from the viewpoint of maintaining the material evaporation efficiency sufficiently, and in order to enable this control, it is arranged in the transfer path of the vapor-containing gas. It is preferable that the partition valve has an adjustable opening degree.

(マスク駆動機構50)
本発明に係るマスク駆動機構50は、本発明に係る高真空中でシャワーヘッド面マスク111を本発明に係る載置可能なシャワーヘッド面マスク駆動部511を含み、さらに、被製膜面マスク555を本発明に係る配置可能であることが好ましく、前述の、非載置シャワーヘッド面マスクと、載置シャワーヘッド面マスクとを、交換可能であることが好ましい。
(Mask drive mechanism 50)
The mask drive mechanism 50 according to the present invention includes the shower head surface mask drive unit 511 on which the shower head surface mask 111 can be placed in the high vacuum according to the present invention, and further, the film surface mask 555 according to the present invention. It is preferable that the above-mentioned non-mounted shower head surface mask and the mounted shower head surface mask can be exchanged.

このようなマスク駆動機構50は、好ましくは、後述するマスク保管室(スタッカー)60に保管されたシャワーヘッド面マスク111や被製膜面マスク555を、保管された状態から、本発明に係る、載置や配置された状態に、移動・位置調整可能である。 Such a mask drive mechanism 50 preferably relates to the present invention from a state in which the shower head surface mask 111 and the film surface mask 555 stored in the mask storage chamber (stacker) 60, which will be described later, are stored. It can be moved and adjusted in position when it is placed or placed.

(マスク保管室(スタッカー)60)
本発明に係るスク保管室(スタッカー)60はシャワーヘッド面マスク111、及び被製膜面マスク555からなる群から選ばれる1種以上を、少なくとも1枚以上、好ましくは2枚以上、より好ましくは各種1枚以上、保管する機能を有する。
(Mask storage room (stacker) 60)
In the storage chamber (stacker) 60 according to the present invention, at least one, preferably two or more, more preferably one or more selected from the group consisting of the shower head surface mask 111 and the film surface mask 555. It has a function to store one or more of each type.

(排気系70)
本発明に係る排気系70は、ドライポンプ等の真空排気ポンプや、これと製膜室10や蒸発装置30、ガス供給系80等とを接続する配管やバルブ等から構成され、接続される設備の用途に応じて、適切な真空排気ポンプを選択する必要があり、それぞのれの設備が個別の排気系70を備えることが好ましい。
(Exhaust system 70)
The exhaust system 70 according to the present invention is composed of a vacuum exhaust pump such as a dry pump, pipes and valves connecting the vacuum exhaust pump such as a dry pump, a film forming chamber 10, an evaporating device 30, a gas supply system 80, and the like, and is connected to the equipment. It is necessary to select an appropriate vacuum exhaust pump according to the intended use, and it is preferable that each facility is provided with a separate exhaust system 70.

またさらに、製膜室10、蒸発装置30にそれぞれ単独の排気系70を接続する方が、製膜室10と蒸発装置30を個別に排気することができるため好ましい。このような装置構成とすることで、例えば、薄膜形成用材料の蒸発が不安定な間は仕切りバルブを通じて排気系に流送し、前記蒸発が安定した後に、仕切りバルブを通じてシャワーヘッド筐体11へ流送することができる。 Further, it is preferable to connect the independent exhaust system 70 to the film forming chamber 10 and the evaporation device 30 because the film forming chamber 10 and the evaporation device 30 can be exhausted individually. With such an apparatus configuration, for example, while the evaporation of the thin film forming material is unstable, it is sent to the exhaust system through the partition valve, and after the evaporation is stabilized, it is sent to the shower head housing 11 through the partition valve. Can be sent out.

またさらに、製膜室10と排気系70を繋ぐ排気バルブは、開度コントロールが可能なバルブである方が、製膜室内部の圧力調整により製膜速度等をコントロールできるため好ましい。 Further, it is preferable that the exhaust valve connecting the film forming chamber 10 and the exhaust system 70 is a valve capable of controlling the opening degree because the film forming speed and the like can be controlled by adjusting the pressure inside the film forming chamber.

製膜室10は、ドライポンプ、TMP(ターボ分子ポンプ)やCP(クライオポンプ)を用いて、製膜室10内を高真空排気できることが好ましく、例えば製膜室内部の残留水分等を除去可能となり、薄膜の品質向上の観点から好ましい。 It is preferable that the membrane-forming chamber 10 can be highly evacuated in the membrane-forming chamber 10 by using a dry pump, TMP (turbo molecular pump) or CP (cryopump), and for example, residual water in the membrane-forming chamber can be removed. Therefore, it is preferable from the viewpoint of improving the quality of the thin film.

(ガス供給系80)
本発明に係るガス供給系80は、アルゴンや窒素等の不活性ガスやクリーニング用のガス、あるいは、それらを任意の比率で混合した混合ガスを、複数の装置に供給可能な設備であり、仕切りバルブや、マスフローコントローラー、熱交換器を含むことができ、例えば、熱交換器を介すことで加熱されたキャリアガスを供給可能であり、他にも、冷却ガスや脱気用ガス、押出し用ガスとして、各種ガスを供給可能とすることができる。
(Gas supply system 80)
The gas supply system 80 according to the present invention is a facility capable of supplying an inert gas such as argon or nitrogen, a cleaning gas, or a mixed gas obtained by mixing them in an arbitrary ratio to a plurality of devices, and is a partition. It can include valves, mass flow controllers, heat exchangers, for example, can supply heated carrier gas through heat exchangers, as well as cooling gas, degassing gas, extruding. Various gases can be supplied as the gas.

本発明に係るガス供給系80は、蒸発装置30にキャリアガスを供給可能であることが好ましく、より好ましくは加熱されたキャリアガスを供給可能である。 The gas supply system 80 according to the present invention preferably can supply the carrier gas to the evaporator 30, and more preferably can supply the heated carrier gas.

(加熱キャリアガス)
本発明に係る加熱キャリアガスは、特に、蒸発装置30にて薄膜形成用材料を蒸気化する前記加熱されたキャリアガスであり、具体的には例えば、100℃〜700℃程度に、加熱された窒素ガス、アルゴンガス等であり、不活性ガスであることが好ましく、より好ましくは窒素ガスであり、ガス供給系80に含まれる熱交換器を介すことで加熱キャリアガスとされることが好ましいい。
(Heating carrier gas)
The heated carrier gas according to the present invention is, in particular, the heated carrier gas that vaporizes the thin film forming material in the evaporator 30, and is specifically heated to, for example, about 100 ° C to 700 ° C. It is a nitrogen gas, an argon gas or the like, preferably an inert gas, more preferably a nitrogen gas, and preferably a heating carrier gas via a heat exchanger included in the gas supply system 80. It ’s better.

前記熱交換器としては、スタティックミキサー型のガス配管を用いることもでき、配管内部のエレメントとキャリアガスが接触して加熱されるので、熱交換効率が向上できる。 As the heat exchanger, a static mixer type gas pipe can also be used, and since the element inside the pipe and the carrier gas are in contact with each other for heating, the heat exchange efficiency can be improved.

なお、加熱キャリアガスと接触する各機器、配管、バルブ等は、その温度を維持する為、適宜必要なリボンヒーターやジャケットヒーター等によって加熱し、適切な制御方法で調温することが重要であり、特に、蒸気含有ガスを流送したり、これが逆流してくる部位については、蒸発した材料の固着、及び材料劣化を抑制するため、このような温調が重要である。 In order to maintain the temperature of each device, pipe, valve, etc. that comes into contact with the heating carrier gas, it is important to heat them with a necessary ribbon heater, jacket heater, etc., and adjust the temperature by an appropriate control method. In particular, such temperature control is important in order to suppress the adhesion of the evaporated material and the deterioration of the material in the portion where the vapor-containing gas is sent or flows back.

(製膜方法)
以下本発明の蒸着装置を用いた製膜方法の具体例を説明する。
(Film formation method)
Hereinafter, a specific example of the film forming method using the vapor deposition apparatus of the present invention will be described.

まず例えば、材料保管容器に薄膜形成用材料を適量充填し密閉する。続いて、排気系70を用いて材料保管用器を真空排気し、材料脱気を実施する。 First, for example, a material storage container is filled with an appropriate amount of a thin film forming material and sealed. Subsequently, the material storage device is evacuated using the exhaust system 70, and the material is degassed.

真空排気は、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、もしくはクライオポンプを用いて高真空排気を実施し、有機ELデバイス等の特性低下に繋がる残留水分等を極力除去することが好ましい。 For vacuum exhaust, it is preferable to carry out high vacuum exhaust using a dry pump, a turbo molecular pump, or a cryopump, and remove residual moisture and the like that lead to deterioration of the characteristics of the organic EL device and the like as much as possible.

次に、各部に設置したヒーターで各部を所定温度に昇温する。設定温度は、装置の運用方法や特徴に合わせて適宜設定すればよいが、薄膜形成用材料の沸点を下回らない範囲で、なるべく低い温度に設定すると、蒸発材料の固着、及び材料劣化防止の観点から好ましい。 Next, the temperature of each part is raised to a predetermined temperature by the heater installed in each part. The set temperature may be appropriately set according to the operation method and characteristics of the device, but if the temperature is set as low as possible within the range not below the boiling point of the thin film forming material, the evaporative material may adhere and the material may be prevented from deteriorating. Is preferable.

別に、ゲートバルブを介して、製膜室10に基材0を投入し、基材保持部112に基材0を保持する。 Separately, the base material 0 is charged into the film forming chamber 10 via the gate valve, and the base material 0 is held in the base material holding portion 112.

また別に、マスク駆動機構50を駆動することで、スタッカー60から、被製膜面Xに、これを覆う様に、かつ、所定の製膜パターンとなる様に、所定の開口を有する被製膜面マスク555を、ゲートバルブを介して配置する。 Separately, by driving the mask drive mechanism 50, the film to be formed has a predetermined opening from the stacker 60 so as to cover the film surface X to be formed and to have a predetermined film formation pattern. The surface mask 555 is placed via the gate valve.

さらに別に、シャワーヘッド面マスク駆動部511を駆動することで、スタッカー60から、シャワーヘッド面Yにシャワーヘッド面マスク111を、製膜不要な領域のガス放出孔Y1を閉塞する様に、そして所定の製膜領域が確保できる様に、ゲートバルブを介し載置し、続いて、シャワーヘッド筐体加熱装置20を用い、第1所定温度にシャワーヘッド筐体11を加熱することで、シャワーヘッド面マスク111を第2所定温度に加熱する。 Further, by driving the shower head surface mask drive unit 511, the shower head surface mask 111 is placed on the shower head surface Y from the stacker 60 so as to close the gas discharge hole Y1 in the region where film formation is unnecessary, and predetermined. The shower head surface is mounted via a gate valve so that the film-forming region of the above can be secured, and then the shower head housing 11 is heated to a first predetermined temperature by using the shower head housing heating device 20. The mask 111 is heated to a second predetermined temperature.

次に、マスフローコントローラーや熱交換器を介して、キャリアガスを所定流量および温度に制御して蒸発装置30等に供給する。 Next, the carrier gas is controlled to a predetermined flow rate and temperature via a mass flow controller or a heat exchanger and supplied to the evaporator 30 or the like.

次に、例えば材料供給装置より所定の供給速度で、薄膜形成用材料を、蒸発装置30に供給する。 Next, for example, the thin film forming material is supplied to the evaporation device 30 from the material supply device at a predetermined supply rate.

この場合、例えば、蒸発装置30に供給された薄膜形成用材料を全量蒸発させることが可能なキャリアガスの流量、温度、等の諸条件とすることで、薄膜形成用材料の供給速度で、製膜速度を制御することができる。 In this case, for example, by setting various conditions such as the flow rate and temperature of the carrier gas capable of evaporating the entire amount of the thin film forming material supplied to the evaporation device 30, the thin film forming material can be manufactured at the supply speed. The membrane velocity can be controlled.

また、蒸発装置30等の内部の圧力は、例えば仕切りバルブ等の開度を調整し、10000Pa程度に調整することで、能率的に材料蒸発を実施することができる。 Further, the internal pressure of the evaporation device 30 or the like can be efficiently evaporated by adjusting the opening degree of the partition valve or the like to about 10,000 Pa.

このようにして、蒸発装置30で発生した薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスは、キャリアガスと共に、シャワーヘッド筐体11より吐出され、基材0上で冷却され析出することで着膜する。 In this way, the vapor-containing gas containing the vapor of the thin film forming material generated in the evaporator 30 is discharged from the shower head housing 11 together with the carrier gas, cooled on the base material 0, and deposited to form a film. do.

この場合、シャワーヘッド筐体11から吐出されるキャリアガスの流量および温度により、基材0への材料利用効率及び着膜分布が変化する。 In this case, the material utilization efficiency and the film formation distribution on the base material 0 change depending on the flow rate and temperature of the carrier gas discharged from the shower head housing 11.

また、基材0への着膜量を精密にコントロールする場合には、最初は、薄膜形成用材料の蒸気含有ガスを直接排気系70に流送し、薄膜形成用材料の蒸発速度安定後にシャワーヘッド筐体11へ流送する方法が好ましい。 In order to precisely control the amount of film formed on the base material 0, first, the vapor-containing gas of the thin film forming material is directly sent to the exhaust system 70, and after the evaporation rate of the thin film forming material is stabilized, a shower is taken. A method of flowing to the head housing 11 is preferable.

製膜終了後は、例えば材料供給装置を停止し、適宜バルブを閉めるとよい。 After the film formation is completed, for example, the material supply device may be stopped and the valve may be closed as appropriate.

このようにして、本発明の蒸着装置を用いて、前述の所定の製膜領域に対応する被製膜面X上に、前述の所定の製膜パターンで、非製膜領域への材料の着膜が抑制され、即ち、非製膜領域に対応するガス放出孔Y1ではガスが放出されず、そのようなガスは筐体内に還流することで、製膜領域での着膜のみに原料材料が消費され、高い材料利用効率で製膜できる。 In this way, using the vapor deposition apparatus of the present invention, the material adheres to the non-film-forming region on the film-forming surface X corresponding to the above-mentioned predetermined film-forming region in the above-mentioned predetermined film-forming pattern. The film is suppressed, that is, gas is not released in the gas discharge hole Y1 corresponding to the non-film-forming region, and such gas returns to the inside of the housing, so that the raw material is only applied to the film formation in the film-forming region. It is consumed and can be formed with high material utilization efficiency.

0 .基材(ガラス基板)
100.蒸着装置(ガスキャリア面蒸着装置)
10 .製膜室
11 .シャワーヘッド筐体
11Y.平板
11N.ガス噴出ノズル
111.シャワーヘッド面マス
112.基材保持部
20 .シャワーヘッド筐体加熱装置
30 .蒸発装置
50 .マスク駆動機構
511.シャワーヘッド面マスク駆動部
555.被製膜面マスク
60 .マスク保管室(スタッカー)
70 .排気系
80 .ガス供給系
X .被製膜面
Y .シャワーヘッド面
Y1 .ガス放出孔
0. Base material (glass substrate)
100. Thin-film deposition equipment (gas carrier surface vapor deposition equipment)
10. Membrane-forming room 11. Shower head housing 11Y. Flat plate 11N. Gas ejection nozzle 111. Shower head surface mass 112. Base material holding part 20. Shower head housing heating device 30. Evaporator 50. Mask drive mechanism 511. Shower head surface mask drive unit 555. Film surface mask 60. Mask storage room (stacker)
70. Exhaust system 80. Gas supply system X. Film surface Y. Shower head surface Y1. Outgassing hole

Claims (7)

薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生する蒸発装置、該蒸気含有ガスを介し該薄膜形成用材料を被製膜面に着膜する、高真空の製膜室、シャワーヘッド筐体加熱装置、及び排気系を有し、吹き付けにより該薄膜形成用材料を該被製膜面上に該着膜する蒸着装置であって、
該製膜室が、その内部に、
その内部が中真空のシャワーヘッド筐体であって、
該シャワーヘッド筐体加熱装置により、薄膜形成用材料の蒸発温度と熱分解温度との間の吹付温度範囲内の第1所定温度に加熱されるシャワーヘッド筐体を含み、
該シャワーヘッド筐体の該被製膜面と対向する面が、
該吹き付け可能なガス放出孔を複数有する平板の一主面で構成されたシャワーヘッド面であり、更に、
該シャワーヘッド面に載置することで該複数のガス放出孔の一部を閉塞可能なシャワーヘッド面マスクを含み、
該載置された該シャワーヘッド面マスクが、該シャワーヘッド面との接触による伝導伝熱により、該吹付温度範囲内の第2所定温度に加熱され、かつ、
該シャワーヘッド面マスクを、該高真空中で、該載置可能なマスク駆動部を含む、蒸着装置。
Evaporator that generates steam-containing gas containing steam of thin-film forming material, high-vacuum film-forming chamber that deposits the thin-film forming material on the film-forming surface via the steam-containing gas, shower head housing heating A thin-film deposition apparatus having an apparatus and an exhaust system, in which the thin film forming material is applied onto the film surface to be formed by spraying.
The membrane-forming chamber is inside it.
The inside is a medium vacuum shower head housing,
The shower head housing includes a shower head housing that is heated to a first predetermined temperature within a spray temperature range between the evaporation temperature and the thermal decomposition temperature of the thin film forming material by the shower head housing heating device.
The surface of the shower head housing facing the film-forming surface is
It is a shower head surface composed of one main surface of a flat plate having a plurality of sprayable gas discharge holes, and further.
A shower head surface mask capable of closing a part of the plurality of gas discharge holes by being placed on the shower head surface is included.
The placed shower head surface mask is heated to a second predetermined temperature within the spray temperature range by conduction heat transfer due to contact with the shower head surface, and is
A thin-film deposition apparatus comprising the mask drive unit on which the shower head surface mask can be placed in the high vacuum.
複数枚の前記シャワーヘッド面マスクを含み、
前記マスク駆動機構が、前記シャワーヘッド面マスクについて、
前記載置されていない非載置シャワーヘッド面マスクと、前記載置された載置シャワーヘッド面マスクとを交換可能な、請求項1に記載の蒸着装置。
Including multiple shower head surface masks
The mask drive mechanism is used for the shower head surface mask.
The vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the non-placed shower head surface mask not previously placed and the mounted shower head surface mask previously placed can be replaced.
前記シャワーヘッド面マスクが同時に2枚以上組み合わされて前記載置された状態で、前記着膜が可能な、請求項1、又は2に記載の蒸着装置。 The vapor deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the shower head surface mask can be applied to the film in a state where two or more of them are combined and placed in advance. さらに、被製膜面マスクを含み、かつ、
該被製膜面マスクが、前記マスク駆動機構により、前記被製膜面を覆うように配置される、請求項1〜3のいずれかに記載の蒸着装置。
Further, it includes a film surface mask to be manufactured, and
The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the film-forming surface mask is arranged so as to cover the film-forming surface by the mask driving mechanism.
さらに、被製膜面マスクを含み、かつ、
前記シャワーヘッド面マスク、及び該被製膜面マスクからなる群から選ばれる1種以上を保管する、マスク保管室(スタッカー)を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の蒸着装置。
Further, it includes a film surface mask to be manufactured, and
The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mask storage chamber (stacker) for storing one or more selected from the group consisting of the shower head surface mask and the film surface mask to be formed.
さらに、ガスガス供給系を含む請求項1〜5のいずれかに記載の蒸着装置であって、
前記蒸発装置に、該ガス供給系からキャリアガスが供給され、かつ、
前記蒸発装置側から前記シャワーヘッド筐体に、該キャリアガスを含む蒸気含有ガスが供給される、ガスキャリア面蒸着装置。
Further, the vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 5, which includes a gas gas supply system.
Carrier gas is supplied to the evaporator from the gas supply system, and
A gas carrier surface vapor deposition apparatus in which a vapor-containing gas containing the carrier gas is supplied from the evaporator side to the shower head housing.
前記シャワーヘッド筐体が、その内部に、その内部が低真空のガス噴出ノズルを複数本含む、請求項1〜6のいずれかに記載の蒸着装置。 The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the shower head housing includes a plurality of gas ejection nozzles having a low vacuum inside thereof.
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