JP4843873B2 - Oblique deposition apparatus and oblique deposition method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜め蒸着装置および斜め蒸着方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
蒸着装置は、一般に、真空チャンバ(蒸着チャンバ)内で蒸発源を加熱して蒸気流を形成し、この蒸気流の構成物質を基板上に堆積させて蒸着膜を形成する装置である。通常の蒸着装置による蒸着方法で基板の表面に蒸着膜を形成する場合には、蒸着源からの蒸着流の中心軸に対して略垂直に基板を配置し、基板の表面に蒸発流を照射させて蒸着膜を形成している。
【0003】
ところが、このような通常の蒸着装置による蒸着方法では、比較的大面積の基板に対して蒸着処理を行う場合に、基板の中心部分と周辺部分とで蒸着膜の厚さのばらつきが生じるという課題を有している。
【0004】
そこで、基板を、蒸発流の中心軸に対して垂直方向に水平移動させるようにした蒸着装置が提案されている。しかしながら、真空チャンバ内で基板を水平方向に移動させる蒸着装置では、その移動量に対応して、チャンバを水平方向に大きくしなければ成らず、装置の小型化の要請に反している。また、同時に複数の基板に対して蒸着処理を行うことも不可能である。
【0005】
また、対象となる基板を、蒸発流の中心軸に対して鋭角度で斜めに配置した斜め蒸着装置および斜め蒸着方法も提案されている。この従来の斜め蒸着装置および斜め蒸着方法では、チャンバの水平方向幅を小さくすることができる。また、斜め蒸着の場合には、金属製の蒸着マスク無しで、基板の表面に形成された微小凸部の頂部にのみ蒸着膜を形成することが可能になる。
【0006】
しかしながら、従来の斜め蒸着装置および斜め蒸着方法では、真空チャンバの上部において、真空チャンバの内部に基板を水平状態で搬入し、チャンバの内部において、基板を、水平状態から、蒸発流の中心軸に対して約15度の鋭角となる位置まで回転させ、その状態で蒸着処理を行っている。
【0007】
そのため、従来の装置では、チャンバの上部で基板を回転させる機構を必要とし、チャンバ上部が大きくなり、その高さも高くなり、装置の小型化の要請に反する。また、基板をチャンバ内へ投入する投入高さも高くなり、その投入高さまで、基板を持ち上げる必要がある。さらに、基板を回転させる機構および基板を保持する機構が複雑になる。さらにまた、特に大型の薄型基板の場合に、基板が撓みやすく、蒸着膜の膜厚分布や蒸着角度分布が悪くなる傾向にある。
【0008】
また、特に大型基板の場合には、基板の両端で蒸着角度が同じにならず、そのために蒸着膜の膜厚分布も不均一に成りやすい。さらに、蒸着パターンを金属製蒸着マスクで形成する場合には、基板の両端で蒸着角度が同じにならないことを考慮してマスクを設計する必要があり、そのマスクパターン形状が複雑になるという課題も有する。さらにまた、そのマスクを基板に密着させて位置決めするための操作も煩雑である。
【0009】
また、従来の斜め蒸着装置では、一つの真空チャンバー内で1枚の基板しか処理できない構造になっていたため、蒸着材料の使用効率が数%以下程度に非常に悪い。その不要な蒸着材料は、チャンバーの内壁面や防着板に多量に付着し、ゴミやダストなどの問題を引き起こすと共に、装置のメンテナンスが煩雑である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、特に大型で薄型の基板であっても、膜厚分布および蒸着角度分布が均一となるように蒸着膜を形成することができ、しかも同時に複数枚の基板に対して蒸着処理が可能であり、生産性に優れ、さらに装置の小型化を図ることができ、メンテナンス性にも優れた斜め蒸着装置および斜め蒸着方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る斜め蒸着装置は、
内部に蒸着源が配置される蒸着用チャンバと、
前記蒸着用チャンバ内で蒸着処理される少なくとも一つの基板を、前記蒸着源からの蒸気流の中心軸に対して所定距離離れて略平行に配置する基板ホルダと、を有する。
【0012】
好ましくは、本発明の装置は、前記基板ホルダを、前記蒸気流の中心軸に沿って平行に移動させる移動機構をさらに有する。
【0013】
好ましくは、前記蒸着用チャンバ内には、前記蒸着源からの蒸気流を構成する物質が前記基板以外のチャンバの内壁に付着することを防止する固定防着板が配置してあり、
前記基板が、前記固定防着板の外部であって前記チャンバの内部に配置され、前記蒸着源からの蒸気流は、前記固定防着板に形成してある開口部を通過して、前記基板の表面に照射されるようになっている。
【0014】
好ましくは、前記固定防着板の開口部には、当該開口部の開度を制御するための移動防着板が装着してある。
【0015】
好ましくは、前記移動防着板は、前記基板の移動に同期して移動する。
【0016】
好ましくは、前記開口部の下端縁と前記蒸着源の中心とを結ぶ線と、前記蒸気流の中心軸との成す角度が、鋭角である。その角度は、特に限定されないが、好ましくは、10〜20度、さらに好ましくは15度程度である。
【0017】
好ましくは、前記蒸気流の中心軸の周囲に複数の基板が配置されるように、前記基板ホルダが配置してある。
【0018】
本発明に係る蒸着方法は、蒸着用チャンバ内で蒸着処理される少なくとも一つの基板を、蒸着源からの蒸気流の中心軸に対して所定距離離れて略平行に配置し、蒸着処理を行うことを特徴とする。
【0019】
好ましくは、前記基板を、前記蒸気流の中心軸に沿って平行に移動させながら、蒸着処理を行う。
【0020】
好ましくは、前記蒸着用チャンバ内に、前記蒸着源からの蒸気流を構成する物質が前記基板以外のチャンバの内壁に付着することを防止するように、固定防着板を配置し、
前記基板を、前記固定防着板の外部であって前記チャンバの内部に配置し、前記蒸着源からの蒸気流を、前記固定防着板に形成してある開口部を通過して、前記基板の表面に照射させる。
【0021】
好ましくは、前記固定防着板の開口部に、移動防着板を取り付け、
前記基板を移動させながら、その基板の移動に同期させて前記移動防着板を移動させ、前記開口部の開度を制御しながら、蒸着を行う。
【0022】
好ましくは、前記開口部の下端縁と前記蒸着源の中心とを結ぶ線と、前記蒸気流の中心軸との成す角度が鋭角となるように、前記蒸着源および開口部を配置し、蒸着処理を行う。
【0023】
好ましくは、前記蒸気流の中心軸の周囲に複数の基板を配置し、蒸着処理を行う。
【0024】
好ましくは、前記基板における蒸着処理予定表面には、複数の微小凸部が形成してあり、これらの微小凸部の頂部に、蒸着膜を形成する。
【0025】
好ましくは、前記基板における蒸着処理予定表面には、所定パターンの蒸着マスクが位置決めされ、その蒸着マスクで覆われていない前記基板の表面に蒸着膜を形成する。
【0026】
【作用】
本発明に係る斜め蒸着装置および斜め蒸着方法によれば、単一のチャンバ内で蒸気流の中心軸の周囲に複数(たとえば2〜6枚、好ましくは4枚)の基板を配置することが可能になり、同時に複数枚の基板の蒸着処理が可能になる。その結果、生産性が向上する。また、このように複数枚の基板に対して同時に蒸着処理を行うことから、蒸着源における蒸着材料の使用効率が、同時処理できる基板の枚数に対応する数の倍数で向上する。その結果、防着板やチャンバ内壁に付着する不要な蒸着材料の量も少なくなり、装置のメンテナンスの頻度を少なくすることができる。さらに、蒸着処理のスループットが向上するために、蒸着装置の電力消費を低減することもできる。
【0027】
さらに、本発明に係る蒸着装置および蒸着方法では、チャンバの上部において基板を回転させる機構を必要としないため、装置全体のサイズをコンパクト化することができる。
【0028】
さらにまた、チャンバの内部で、基板は、蒸発流の中心軸と平行な鉛直位置方向に沿って配置されることから、基板が薄い場合でも、基板のたわみを最小限にすることができる。その結果、基板の表面に対して均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。
【0029】
本発明において、基板を、蒸気流の中心軸に沿って平行に移動させながら、蒸着処理を行うことで、基板の全表面にわたり、蒸着角度が均一な状態で蒸着処理を行うことが可能になり、この点でも、蒸着膜の膜厚も均一になる。なお、本発明において、蒸着角度とは、基板の表面における蒸着膜が形成されるべき所定位置に向けて蒸着源から照射される蒸気流の直線と、基板の基準表面との成す角度である。
【0030】
また、基板の全表面にわたり、蒸着角度が均一な状態で蒸着処理を行うことが可能になるため、基板の表面に位置決めされて密着されるマスクのパターン設計が容易になると共に、マスクのパターン通りに精度の高い蒸着が可能になる。さらに、マスクの構造もシンプルになり、基板の表面に対する位置決めおよび密着が容易になる。
【0031】
なお、蒸気流の中心軸は、一般には、チャンバの垂直軸と一致するので、基板を、蒸気流の中心軸に沿って平行に移動自在にすることで、チャンバにおける比較的に低い位置で、基板の受け渡しが可能になる。その結果、チャンバ内への基板の投入高さを、一般的な薄膜形成装置における基板の投入高さと同程度に低くすることができ、基板の搬送が容易になる。
【0032】
本発明において、基板の移動に同期させて移動防着板を移動させ、開口部の開度を制御しながら、蒸着を行うことで、開口部を通してチャンバの内壁に向かう蒸気流を移動防着板で遮断することができる。その結果、チャンバの内壁に対する不要な蒸着物質の付着を少なくすることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る斜め蒸着装置の概略縦断面図、
図2は図1に示すII−II線に沿う横断面図、
図3は図1に示す基板の動きを示す要部断面図、
図4(A)は本発明の斜め蒸着方法の一例を示す要部断面図、図4(B)は従来の斜め蒸着方法の一例を示す要部断面図、
図5は本発明の蒸着方法で用いるマスクの平面図、
図6(A)は本発明の斜め蒸着方法の他の例を示す要部断面図、図6(B)は従来の斜め蒸着方法の他の例を示す要部断面図、
図7は本発明の他の実施形態に係る蒸着装置の概略横断面図である。
【0034】
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態に係る斜め蒸着装置2は、縦長円筒状の真空チャンバ(蒸着用チャンバ)4を有する。真空チャンバ4には、図示省略してある排気装置が接続してあり、チャンバ4の内部において真空蒸着が可能な程度の真空度に成るようにしてある。
【0035】
この真空チャンバ4の内部には、垂直方向に細長い中空四角柱状の固定防着板14が配置してある。この固定防着板14の底部中央部に、蒸着源8が装着してある。蒸着源8は、蒸着物質の発生源であり、たとえば電子ビームにより加熱され、蒸発分子から成る蒸気流F1を発生するようになっている。本実施形態では、蒸気流F1の中心軸C1は、チャンバ4の中心軸および固定防着板14の中心軸とも一致し、鉛直方向に延びている。
【0036】
チャンバ4の内部であって、固定防着板4の四方外周上部には、中心軸C1と略平行に4つの基板ホルダ12が配置してある。基板ホルダ12には、それぞれ蒸着処理が成されるべき基板10が保持してある。基板ホルダ12は、基板10と共に、チャンバ4の内部において、図示省略してある第1垂直移動機構により、図3に示すように、中心軸C1と平行な鉛直方向V1に往復移動可能になっている。第1垂直移動機構としては、特に限定されず、駆動モータ、駆動アクチュエータ、駆動リンク、駆動ワイヤなどが用いられる。4つの基板ホルダ12は、全て同期して移動し、同じ垂直方向位置を保持するようになっている。
【0037】
固定防着板14には、その上部四方に4つの開口部16が形成してある。各開口部16の横幅は、図2に示すように、蒸着源8からの蒸気流F1が基板10における蒸着予定表面の全域を照射し、且つチャンバ4の内壁に向かわないように決定される。また、各開口部16の下端縁16aは、図1に示すように、基板10が基板ホルダ12と共に、チャンバ4の内部で鉛直方向の最上部に位置する状態で、蒸着源8からの蒸気流F1が、基板10における蒸着予定表面の最下端までを照射し、且つチャンバ4の内壁に向かわないように決定される。また、各開口部16の下端縁16aは、その下端縁16aと蒸着源8の中心とを結ぶ線と、蒸気流F1の中心軸C1との成す角度θ1が、約15度となるように決定される。なお、基板10の表面から蒸着源8の中心までの水平距離H1(図3に示す)は、特に限定されないが、本実施形態では、200〜800mm、好ましくは500mm前後である。
【0038】
また、各開口部16の上端縁16bは、基板10が基板ホルダ12と共に、チャンバ4の内部で鉛直方向の最上部に位置する状態で、蒸着源8からの蒸気流F1が、基板10における蒸着予定表面の最上端までを照射し、且つチャンバ4の内壁に向かわないように決定される。
【0039】
各開口部16には、移動防着板18が、図3に示すように、固定防着板14に対して鉛直方向V2に沿って往復移動自在に装着してある。各移動防着板18は、基板ホルダ12を垂直方向V1に沿って移動させるための第1垂直移動機構と同様な第2垂直移動機構(図示省略)により駆動される。これらの第1垂直移動機構と第2垂直移動機構とは、電気的あるいは機械的に接続され、同期して駆動されることが可能になっている。
【0040】
すなわち、図3に示すように、基板10が基板ホルダ12と共に、垂直方向V1に移動する動作に同期して、移動防着板18も、垂直方向V2に移動し、開口部16の開口度を制御し、蒸着源8からの蒸気流F1が基板10の表面から外れてチャンバ4の内壁に向かわないようにしてある。
これらの固定防着板14および移動防着板18は、チャンバ4の内壁に対する不要な蒸着物質の付着を少なくする目的で装着される。
【0041】
図1および図2に示すように、真空チャンバ4の鉛直方向の途中位置には、ロードロック室6が接続してある。ロードロック室6とチャンバ4との接続部分には、開閉自在な扉またはシャッタが具備してあり、扉またはシャッタが開いた状態で、チャンバ4とロードロック室6との間で、基板10および基板ホルダ12の出し入れが可能になっている。また、チャンバ4内で蒸着処理が行われる場合には、扉またはシャッタが閉まり、チャンバ4の内部が密封されるようになっている。ロードロック室6には、外部との間で基板10およびホルダ12の出し入れが可能な扉またはシャッタが装着してある。
【0042】
チャンバ4に対してロードロック室6が取り付けられる鉛直方向位置は、チャンバ4の内部において、基板10および基板ホルダ12が第1垂直移動機構により最下限位置にまで移動した状態で、その第1垂直移動機構から基板10および基板ホルダ12をロードロック室6との間で受け渡しが可能となる位置である。なお、基板10の表面に金属製の蒸着マスクが取り付けられた状態で、蒸着が行われる場合には、そのマスクは、ロードロック室6の内部で基板の表面に位置決めされて取り付けられることが好ましい。
【0043】
ロードロック室6とチャンバ4との間での基板10および基板ホルダ12の受け渡しは、ロボットハンドあるいはその他の機構により自動的に行われることが好ましい。また、チャンバ4の内部で四方に配置される4枚の基板10(基板ホルダを含む)の受け渡しを、単一のロードロック室6で行うために、固定防着板14を、移動防着板18および基板ホルダ12と共に、中心軸C1の回りにインデックス回転させるインデックス回転機構がチャンバ4に装着してあることが好ましい。
【0044】
なお、本発明では、図7に示すように、チャンバ4の周囲に二つのロードロック室6を接続し、一方のロードロック室6で基板10の排出を行い、他方のロードロック室6で基板10の投入を行うことで、基板の投入および排出を同時に行うこともできる。
【0045】
本実施形態に係る斜め蒸着装置2を用いて蒸着を行えば、単一のチャンバ4内で同時に4枚の基板10の蒸着処理が可能になる。その結果、生産性が向上する。また、このように4枚の基板10に対して同時に蒸着処理を行うことから、蒸着源8における蒸着材料の使用効率が、同時処理できる基板10の枚数に対応する数の4倍で向上する。その結果、防着板14,18やチャンバ4の内壁に付着する不要な蒸着材料の量も少なくなり、装置2のメンテナンスの頻度を少なくすることができる。さらに、蒸着処理のスループットが向上するために、蒸着装置2の電力消費を低減することもできる。
【0046】
この蒸着装置2を用いる蒸着方法では、チャンバ4の上部において基板を回転させる機構を必要としないため、装置2全体のサイズをコンパクト化することができる。
【0047】
また、チャンバ4の内部で、基板10は、蒸発流の中心軸C1と平行な鉛直位置方向V1に沿って配置されることから、基板10が薄い場合でも、基板10のたわみを最小限にすることができる。その結果、基板10の表面に対して均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。
【0048】
また、本実施形態では、4枚の基板10を、蒸気流F1の中心軸C1に沿って平行に移動させながら、蒸着処理を行うので、基板10の全表面にわたり、図4(A)に示すように、蒸着角度θ2が均一な状態で蒸着処理を行うことが可能になり、この点でも、蒸着膜の膜厚も均一になる。なお、蒸着角度θ2とは、基板10の表面における蒸着膜が形成されるべき所定位置に向けて蒸着源8から照射される蒸気流F1の直線と、基板10の基準表面との成す角度である。
【0049】
また、基板10の全表面にわたり、蒸着角度θ2が均一な状態で蒸着処理を行うことが可能になるため、図4(A)に示すように、基板10の表面に位置決めされて密着されるマスク30のパターン設計が容易になると共に、たとえば図5に示すマスク30のパターン通りに精度の高い蒸着が可能になる。さらに、マスク30の構造もシンプルになり、基板10の表面に対するマスク30の位置決めおよび密着が容易になる。
【0050】
なお、従来では、特に大型基板では、図4(B)に示すように、基板10の位置により、蒸着角度θ2およびθ3が異なることから、マスク30により蒸発流F1の影になる部分の長さS1,S2が異なり、その点を考慮してマスク30のパターンを設計する必要があった。また、従来の方法では、蒸発流F1の影になる部分の長さS1,S2を可能な限り同じにするためには、マスク30の厚みをできる限り薄くする必要があり、マスク30の強度が不足し、基板10への密着が困難であった。基板10の表面に対するマスク30の密着が不完全であると、正確なパターンでの蒸着が不可能になる。
【0051】
これに対して本実施形態によれば、図4(A)に示すように、特に大型基板であっても、基板10の位置により、蒸着角度θ2が同じになることから、マスク30により蒸発流F1の影になる部分の長さS1が同じになり、マスク30のパターンの設計が容易になる。また、本実施形態の方法では、蒸発流F1の影になる部分の長さS1が基板表面の位置によらず同じになるため、マスク30の厚みを十分に厚く設計するすることが可能になり、マスクの強度が十分なものとなり、基板10への密着および位置決めが容易になる。
【0052】
また、本実施形態の蒸着装置2を用いて、マスク30を用いずに、図6(A)に示すように、基板10における蒸着処理予定表面に形成された複数の微小凸部10aの頂部に、蒸着膜を20を形成する場合には、基板10の表面位置によらず、均一なパターンで、蒸着膜20を形成することが可能になる。
【0053】
これに対して、従来の方法では、蒸着角度が基板表面の位置で変わることから、図6(B)に示すように、複数の微小凸部10aの頂部に、均一なパターンで、蒸着膜20aを形成することが困難であった。
【0054】
また、本実施形態の蒸着装置2では、ロードロック室6を、チャンバ4における比較的に低い位置でチャンバ4に接続してあるので、チャンバ4内への基板の投入高さを、一般的な薄膜形成装置における基板の投入高さと同程度に低くすることができ、基板10の搬送が容易になる。
【0055】
さらに、本実施形態の装置2では、基板10の表面に形成される蒸着膜の膜厚は、基板10および基板ホルダ12の鉛直方向V1の往復移動の移動速度および回数などに応じて制御することもできる。
【0056】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、上述した実施形態では、チャンバ4の内部に、4枚の基板10を配置してあるが、基板の枚数は、特に限定されず、2枚〜8枚であっても良い。
【0057】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、特に大型で薄型の基板であっても、膜厚分布および蒸着角度分布が均一となるように蒸着膜を形成することができ、しかも同時に複数枚の基板に対して蒸着処理が可能であり、生産性に優れ、さらに装置の小型化を図ることができ、メンテナンス性にも優れた斜め蒸着装置および斜め蒸着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の一実施形態に係る斜め蒸着装置の概略縦断面図である。
【図2】 図2は図1に示すII−II線に沿う横断面図である。
【図3】 図3は図1に示す基板の動きを示す要部断面図である。
【図4】 図4(A)は本発明の斜め蒸着方法の一例を示す要部断面図、図4(B)は従来の斜め蒸着方法の一例を示す要部断面図である。
【図5】 図5は本発明の蒸着方法で用いるマスクの平面図である。
【図6】 図6(A)は本発明の斜め蒸着方法の他の例を示す要部断面図、図6(B)は従来の斜め蒸着方法の他の例を示す要部断面図である。
【図7】 図7は本発明の他の実施形態に係る蒸着装置の概略横断面図である。
【符号の説明】
2… 斜め蒸着装置
4… チャンバ
6… ロードロック室
8… 蒸着源
10… 基板
10a… 微小凸部
12… 基板ホルダ
14… 固定防着板
16… 開口部
20… 蒸着膜
30… マスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an oblique vapor deposition apparatus and an oblique vapor deposition method.
[0002]
[Prior art]
Generally, a vapor deposition apparatus is an apparatus that forms a vapor deposition film by heating a vaporization source in a vacuum chamber (vapor deposition chamber) to form a vapor flow and depositing constituents of the vapor flow on a substrate. When a vapor deposition film is formed on the surface of the substrate by a vapor deposition method using a normal vapor deposition apparatus, the substrate is disposed substantially perpendicular to the central axis of the vapor deposition flow from the vapor deposition source, and the vaporization flow is irradiated on the surface of the substrate. A vapor deposition film is formed.
[0003]
However, in the vapor deposition method using such a normal vapor deposition apparatus, when the vapor deposition process is performed on a relatively large area substrate, the thickness of the vapor deposition film varies between the central portion and the peripheral portion of the substrate. have.
[0004]
Therefore, a vapor deposition apparatus has been proposed in which the substrate is horizontally moved in a direction perpendicular to the central axis of the evaporation flow. However, in the vapor deposition apparatus that moves the substrate in the horizontal direction in the vacuum chamber, the chamber must be enlarged in the horizontal direction corresponding to the amount of movement, which is against the demand for downsizing the apparatus. In addition, it is impossible to perform vapor deposition on a plurality of substrates at the same time.
[0005]
In addition, an oblique vapor deposition apparatus and an oblique vapor deposition method in which a target substrate is disposed obliquely at an acute angle with respect to the central axis of the evaporation flow have been proposed. In this conventional oblique deposition apparatus and oblique deposition method, the horizontal width of the chamber can be reduced. In addition, in the case of oblique vapor deposition, it is possible to form a vapor deposition film only on the tops of minute convex portions formed on the surface of the substrate without using a metal vapor deposition mask.
[0006]
However, in the conventional oblique deposition apparatus and oblique deposition method, the substrate is carried into the vacuum chamber in a horizontal state at the upper part of the vacuum chamber, and the substrate is moved from the horizontal state to the central axis of the evaporation flow inside the chamber. On the other hand, it is rotated to a position where it has an acute angle of about 15 degrees, and the evaporation process is performed in that state.
[0007]
Therefore, the conventional apparatus requires a mechanism for rotating the substrate at the upper part of the chamber, and the upper part of the chamber becomes larger and its height increases, which is contrary to the demand for downsizing of the apparatus. In addition, the loading height at which the substrate is loaded into the chamber is increased, and it is necessary to lift the substrate to the loading height. Furthermore, the mechanism for rotating the substrate and the mechanism for holding the substrate become complicated. Furthermore, particularly in the case of a large-sized thin substrate, the substrate tends to bend, and the film thickness distribution and the vapor deposition angle distribution of the vapor deposition film tend to deteriorate.
[0008]
In particular, in the case of a large substrate, the vapor deposition angles are not the same at both ends of the substrate, and the film thickness distribution of the vapor deposition film tends to be uneven. Furthermore, when forming a vapor deposition pattern with a metal vapor deposition mask, it is necessary to design the mask in consideration of the fact that the vapor deposition angle is not the same at both ends of the substrate, and the mask pattern shape becomes complicated. Have. Furthermore, the operation for positioning the mask in close contact with the substrate is complicated.
[0009]
In addition, the conventional oblique vapor deposition apparatus has a structure in which only one substrate can be processed in one vacuum chamber, so that the use efficiency of the vapor deposition material is very poor to about several percent or less. The unnecessary vapor deposition material adheres in large amounts to the inner wall surface of the chamber and the deposition plate, causing problems such as dust and dust, and the maintenance of the apparatus is complicated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to form a vapor deposition film so that the film thickness distribution and the vapor deposition angle distribution are uniform even in a large and thin substrate, and at the same time, a plurality of sheets can be formed simultaneously. It is an object of the present invention to provide an oblique vapor deposition apparatus and an oblique vapor deposition method that can perform vapor deposition on the substrate, have excellent productivity, can further reduce the size of the apparatus, and are excellent in maintainability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an oblique vapor deposition apparatus according to the present invention comprises:
A deposition chamber in which a deposition source is disposed;
And a substrate holder for disposing at least one substrate to be vapor-deposited in the vapor deposition chamber at a predetermined distance from the central axis of the vapor flow from the vapor deposition source.
[0012]
Preferably, the apparatus of the present invention further includes a moving mechanism for moving the substrate holder in parallel along the central axis of the vapor flow.
[0013]
Preferably, in the deposition chamber, a fixed deposition preventing plate is disposed to prevent a substance constituting a vapor flow from the deposition source from adhering to an inner wall of the chamber other than the substrate.
The substrate is disposed outside the fixed deposition preventing plate and inside the chamber, and a vapor flow from the deposition source passes through an opening formed in the stationary deposition plate, and the substrate It is designed to irradiate the surface.
[0014]
Preferably, a movable deposition preventing plate for controlling the opening degree of the opening is mounted on the opening of the fixed deposition preventing plate.
[0015]
Preferably, the movement prevention plate moves in synchronization with the movement of the substrate.
[0016]
Preferably, an angle formed by a line connecting the lower end edge of the opening and the center of the vapor deposition source and the central axis of the vapor flow is an acute angle. The angle is not particularly limited, but is preferably 10 to 20 degrees, more preferably about 15 degrees.
[0017]
Preferably, the substrate holder is arranged so that a plurality of substrates are arranged around the central axis of the vapor flow.
[0018]
In the vapor deposition method according to the present invention, at least one substrate to be vapor-deposited in the vapor deposition chamber is disposed substantially parallel to the central axis of the vapor flow from the vapor deposition source at a predetermined distance to perform the vapor deposition treatment. It is characterized by.
[0019]
Preferably, the deposition process is performed while moving the substrate in parallel along the central axis of the vapor flow.
[0020]
Preferably, a fixed deposition preventing plate is disposed in the deposition chamber so as to prevent a substance constituting a vapor flow from the deposition source from adhering to an inner wall of the chamber other than the substrate,
The substrate is disposed outside the fixed adhesion preventing plate and inside the chamber, and a vapor flow from the vapor deposition source passes through an opening formed in the fixed adhesion preventing plate, and the substrate Irradiate the surface.
[0021]
Preferably, a movable deposition prevention plate is attached to the opening of the fixed deposition prevention plate,
While moving the substrate, the movement prevention plate is moved in synchronization with the movement of the substrate, and the deposition is performed while controlling the opening of the opening.
[0022]
Preferably, the deposition source and the opening are arranged so that an angle formed between a line connecting the lower end edge of the opening and the center of the deposition source and a central axis of the vapor flow is an acute angle, and a deposition process is performed. I do.
[0023]
Preferably, a plurality of substrates are arranged around the central axis of the vapor flow and vapor deposition is performed.
[0024]
Preferably, a plurality of minute convex portions are formed on the surface of the substrate to be vapor deposited, and a vapor deposition film is formed on top of these minute convex portions.
[0025]
Preferably, a vapor deposition mask having a predetermined pattern is positioned on the surface of the substrate to be vapor deposited, and a vapor deposition film is formed on the surface of the substrate not covered with the vapor deposition mask.
[0026]
[Action]
According to the oblique vapor deposition apparatus and the oblique vapor deposition method according to the present invention, a plurality of (for example, 2 to 6, preferably 4) substrates can be arranged around the central axis of the vapor flow in a single chamber. At the same time, vapor deposition of a plurality of substrates becomes possible. As a result, productivity is improved. Further, since the vapor deposition process is simultaneously performed on a plurality of substrates as described above, the use efficiency of the vapor deposition material in the vapor deposition source is improved by a multiple of the number corresponding to the number of substrates that can be simultaneously processed. As a result, the amount of unnecessary vapor deposition material adhering to the deposition preventing plate and the inner wall of the chamber is reduced, and the frequency of maintenance of the apparatus can be reduced. Further, since the throughput of the vapor deposition process is improved, the power consumption of the vapor deposition apparatus can be reduced.
[0027]
Furthermore, the vapor deposition apparatus and vapor deposition method according to the present invention do not require a mechanism for rotating the substrate in the upper part of the chamber, so that the size of the entire apparatus can be made compact.
[0028]
Furthermore, since the substrate is disposed along the vertical position direction parallel to the central axis of the evaporation flow inside the chamber, even when the substrate is thin, the deflection of the substrate can be minimized. As a result, a vapor deposition film having a uniform film thickness can be formed on the surface of the substrate.
[0029]
In the present invention, by performing the deposition process while moving the substrate in parallel along the central axis of the vapor flow, it becomes possible to perform the deposition process with a uniform deposition angle over the entire surface of the substrate. Also in this respect, the thickness of the deposited film becomes uniform. In the present invention, the vapor deposition angle is an angle formed by a straight line of the vapor flow irradiated from the vapor deposition source toward a predetermined position where the vapor deposition film is to be formed on the surface of the substrate and the reference surface of the substrate.
[0030]
In addition, since it is possible to perform the vapor deposition process with a uniform vapor deposition angle over the entire surface of the substrate, it is easy to design a mask pattern that is positioned and closely adhered to the surface of the substrate, and also according to the mask pattern. Highly accurate deposition is possible. Further, the mask structure is simplified, and positioning and adhesion to the surface of the substrate is facilitated.
[0031]
It should be noted that the central axis of the vapor flow generally coincides with the vertical axis of the chamber, so that the substrate can be moved in parallel along the central axis of the vapor flow at a relatively low position in the chamber. The substrate can be delivered. As a result, the substrate insertion height into the chamber can be made as low as the substrate insertion height in a general thin film forming apparatus, and the substrate can be easily transported.
[0032]
In the present invention, the vapor deposition plate is moved through the opening toward the inner wall of the chamber by performing the deposition while moving the movement deposition plate in synchronization with the movement of the substrate and controlling the opening degree of the opening. Can be shut off. As a result, it is possible to reduce adhesion of unnecessary vapor deposition material to the inner wall of the chamber.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an oblique vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a transverse sectional view taken along line II-II shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing the movement of the substrate shown in FIG.
FIG. 4 (A) is a cross-sectional view of main parts showing an example of the oblique vapor deposition method of the present invention, FIG. 4 (B) is a cross-sectional view of main parts showing an example of a conventional oblique vapor deposition method,
FIG. 5 is a plan view of a mask used in the vapor deposition method of the present invention,
FIG. 6 (A) is a cross-sectional view of the main part showing another example of the oblique vapor deposition method of the present invention, FIG. 6 (B) is a cross-sectional view of the main part showing another example of the conventional oblique vapor deposition method,
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
[0034]
As shown in FIGS. 1 and 2, an oblique
[0035]
Inside the
[0036]
Four
[0037]
The fixed
[0038]
In addition, the
[0039]
As shown in FIG. 3, a
[0040]
That is, as shown in FIG. 3, in synchronization with the movement of the
The fixed
[0041]
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0042]
The vertical position at which the
[0043]
Delivery of the
[0044]
In the present invention, as shown in FIG. 7, two
[0045]
If vapor deposition is performed using the oblique
[0046]
In this vapor deposition method using the
[0047]
Further, since the
[0048]
Further, in the present embodiment, the vapor deposition process is performed while moving the four
[0049]
Further, since it is possible to perform the vapor deposition process with the vapor deposition angle θ2 being uniform over the entire surface of the
[0050]
Conventionally, particularly in a large substrate, as shown in FIG. 4B, the deposition angles θ2 and θ3 are different depending on the position of the
[0051]
On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the vapor deposition angle θ2 becomes the same depending on the position of the
[0052]
Moreover, using the
[0053]
On the other hand, in the conventional method, the deposition angle changes depending on the position of the substrate surface. Therefore, as shown in FIG. 6B, the deposition film 20a is formed in a uniform pattern on the tops of the plurality of minute projections 10a. It was difficult to form.
[0054]
In the
[0055]
Furthermore, in the
[0056]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, four
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to form a vapor deposition film so that the film thickness distribution and the vapor deposition angle distribution are uniform even for a large and thin substrate, and a plurality of sheets can be formed simultaneously. It is possible to provide an oblique vapor deposition apparatus and an oblique vapor deposition method that can perform vapor deposition on the substrate, have excellent productivity, can further reduce the size of the apparatus, and are excellent in maintainability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an oblique vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part showing the movement of the substrate shown in FIG. 1;
FIG. 4A is a cross-sectional view of a main part showing an example of the oblique vapor deposition method of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the main part showing an example of a conventional oblique vapor deposition method.
FIG. 5 is a plan view of a mask used in the vapor deposition method of the present invention.
FIG. 6 (A) is a cross-sectional view of the main part showing another example of the oblique vapor deposition method of the present invention, and FIG. 6 (B) is a cross-sectional view of the main part showing another example of the conventional oblique vapor deposition method. .
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記蒸着用チャンバ内には、前記蒸着源からの蒸気流を構成する物質が前記基板以外のチャンバの内壁に付着することを防止する固定防着板が配置してあり、
前記基板が、前記固定防着板の外部であって前記チャンバの内部に配置され、前記蒸着源からの蒸気流は、前記固定防着板に形成してある開口部を通過して、前記基板の表面に照射されるようになっている
斜め蒸着装置。A vapor deposition chamber in which a vapor deposition source is disposed and at least one substrate to be vapor-deposited in the vapor deposition chamber are disposed substantially in parallel with a predetermined distance from a central axis of a vapor flow from the vapor deposition source. a substrate holder which, was closed,
In the deposition chamber, there is disposed a fixed adhesion preventing plate for preventing substances constituting the vapor flow from the deposition source from adhering to the inner wall of the chamber other than the substrate,
The substrate is disposed outside the fixed deposition preventing plate and inside the chamber, and a vapor flow from the deposition source passes through an opening formed in the stationary deposition plate, and the substrate An oblique vapor deposition device designed to irradiate the surface of the film .
請求項1に記載の斜め蒸着装置。Wherein the opening of the fixed deposition preventing plate, the oblique vapor deposition apparatus according to claim 1, moving deposition preventing plate for controlling the opening degree of the opening are mounted.
請求項2に記載の斜め蒸着装置。The movement prevention plate moves in synchronization with the movement of the substrate.
Oblique vapor deposition apparatus according to 請 Motomeko 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の斜め蒸着装置。The angle formed between the line connecting the lower edge of the opening and the center of the vapor deposition source and the central axis of the vapor flow is an acute angle.
Oblique vapor deposition apparatus according to any one of 請 Motomeko 1-3.
請求項1〜4のいずれかに記載の斜め蒸着装置。Oblique vapor deposition apparatus according to the substrate holder, to claim 1, further comprising a moving mechanism for moving in parallel along the central axis of the steam flow.
請求項1〜5のいずれかに記載の斜め蒸着装置。The substrate holder is arranged so that a plurality of substrates are arranged around the central axis of the vapor flow
Oblique vapor deposition apparatus according to any one of 請 Motomeko 1-5.
前記蒸着用チャンバ内に、前記蒸着源からの蒸気流を構成する物質が前記基板以外のチャンバの内壁に付着することを防止するように、固定防着板を配置し、
前記基板を、前記固定防着板の外部であって前記チャンバの内部に配置し、前記蒸着源からの蒸気流を、前記固定防着板に形成してある開口部を通過して、前記基板の表面に照射させ、蒸着処理を行う
斜め蒸着方法。At least one substrate to be vapor-deposited in the vapor deposition chamber is disposed substantially parallel to the central axis of the vapor flow from the vapor deposition source at a predetermined distance ;
In the deposition chamber, a fixed adhesion prevention plate is disposed so as to prevent substances constituting the vapor flow from the deposition source from adhering to the inner wall of the chamber other than the substrate.
The substrate is disposed outside the fixed adhesion preventing plate and inside the chamber, and a vapor flow from the vapor deposition source passes through an opening formed in the fixed adhesion preventing plate, and the substrate Irradiate the surface of the metal and perform a vapor deposition process
Oblique Me deposition method.
請求項7に記載の斜め蒸着方法。A movable deposition plate is attached to the opening of the fixed deposition plate, and while moving the substrate, the movable deposition plate is moved in synchronization with the movement of the substrate, and the opening degree of the opening is controlled. While vapor deposition
Oblique vapor deposition method according to 請 Motomeko 7.
請求項7または8に記載の斜め蒸着方法。The vapor deposition source and the opening are arranged so that the angle formed between the line connecting the lower edge of the opening and the center of the vapor deposition source and the central axis of the vapor flow is an acute angle, and vapor deposition is performed.
Oblique evaporation method described in 請 Motomeko 7 or 8.
請求項7〜9のいずれかに記載の斜め蒸着方法。Evaporation treatment is performed while moving the substrate in parallel along the central axis of the vapor flow.
Oblique vapor deposition method according to any one of 請 Motomeko 7-9.
請求項7〜10のいずれかに記載の斜め蒸着方法。A plurality of substrates are arranged around the central axis of the vapor flow, and vapor deposition processing is performed.
Oblique vapor deposition method according to any one of 請 Motomeko 7-10.
請求項7〜11のいずれかに記載の斜め蒸着方法。A plurality of minute projections are formed on the surface of the substrate to be vapor-deposited, and a deposition film is formed on the top of these minute projections.
Oblique vapor deposition method according to any one of 請 Motomeko 7 to 11.
請求項7〜12のいずれかに記載の斜め蒸着方法。A vapor deposition mask having a predetermined pattern is positioned on the surface of the substrate to be vapor deposited, and a vapor deposition film is formed on the surface of the substrate not covered with the vapor deposition mask.
Oblique vapor deposition method according to any one of 請 Motomeko 7 to 12.
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