JP5013591B2 - Vacuum deposition equipment - Google Patents

Vacuum deposition equipment Download PDF

Info

Publication number
JP5013591B2
JP5013591B2 JP2006337857A JP2006337857A JP5013591B2 JP 5013591 B2 JP5013591 B2 JP 5013591B2 JP 2006337857 A JP2006337857 A JP 2006337857A JP 2006337857 A JP2006337857 A JP 2006337857A JP 5013591 B2 JP5013591 B2 JP 5013591B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
opening
diffusion chamber
vapor deposition
deposition material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006337857A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008150649A (en
Inventor
栄一 松本
博彰 永田
章裕 濱野
哲 大沢
牧  修治
正直 藤塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Tokki Corp
Original Assignee
Canon Tokki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Tokki Corp filed Critical Canon Tokki Corp
Priority to JP2006337857A priority Critical patent/JP5013591B2/en
Publication of JP2008150649A publication Critical patent/JP2008150649A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5013591B2 publication Critical patent/JP5013591B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、真空蒸着装置に関する。   The present invention relates to a vacuum deposition apparatus.

各種半導体素子や有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を製造するため、真空蒸着装置が広く用いられている。真空蒸着装置は、真空室内で蒸発源から蒸発した蒸着物質を、被蒸着体となる基板に成膜するものである。
しかしながら、蒸発源からの蒸着物質が基板に到達する前に真空室内の他の部分に付着し、蒸着材料の利用効率が低下するという問題があった。そこで、蒸発源から基板に至る経路を壁で囲い、蒸着物質が堆積しないよう壁面を加熱する技術が開示されている(特許文献1参照)。又、上記した壁(筒状体)内に分布補正板を設け、蒸着物質の付着分布を制御する技術が開示されている(特許文献2参照)。
In order to manufacture various semiconductor elements and organic EL (electroluminescence) elements, vacuum deposition apparatuses are widely used. The vacuum deposition apparatus forms a deposition material evaporated from an evaporation source in a vacuum chamber on a substrate to be a deposition target.
However, there is a problem in that the vapor deposition material from the evaporation source adheres to other parts of the vacuum chamber before reaching the substrate, and the utilization efficiency of the vapor deposition material decreases. Therefore, a technique is disclosed in which the path from the evaporation source to the substrate is surrounded by a wall, and the wall surface is heated so that the vapor deposition material does not accumulate (see Patent Document 1). In addition, a technique is disclosed in which a distribution correction plate is provided in the wall (cylindrical body) described above to control the deposition distribution of the vapor deposition material (see Patent Document 2).

一方、坩堝(蒸着源)からの蒸着物質をバルブを介して圧力緩衝室へ導入し、圧力緩衝室から長尺スリット状の分子放出口を経て蒸着物質を基板に付着させる技術が開示されている(特許文献3参照)。この技術によれば、坩堝(蒸着源)からの蒸着物質が直接放射されずに所定の空間(圧力緩衝室)へ導入され、蒸気圧を安定な平衡圧に調整した後、スリットから放出される。このため、基板の広い範囲にわたって膜厚の均一性が高くなるとされている。   On the other hand, a technique is disclosed in which a vapor deposition material from a crucible (deposition source) is introduced into a pressure buffer chamber through a valve, and the vapor deposition material is attached to the substrate from the pressure buffer chamber via a long slit-shaped molecular discharge port. (See Patent Document 3). According to this technique, the vapor deposition material from the crucible (deposition source) is not directly emitted but is introduced into a predetermined space (pressure buffer chamber), and after adjusting the vapor pressure to a stable equilibrium pressure, it is discharged from the slit. . For this reason, it is said that the uniformity of film thickness becomes high over a wide range of the substrate.

特開2002-80961号公報JP 2002-80961 A 特開2003-129231号公報JP 2003-129231 A 特開2004-307877号公報JP 2004-307877 A

ところで、近年、蒸着膜の要求特性が高くなる傾向にあり、膜の配向状態を制御する必要も生じている。しかしながら、蒸着物質の基板への入射角を容易に調整できる真空蒸着装置は開発されていない。特に、上記したように、蒸着材料の利用効率を低下させずに、かつ基板の広い範囲にわたって均一な膜厚が得られる技術は開発されていない。   By the way, in recent years, the required characteristics of the deposited film tend to be high, and it is necessary to control the orientation state of the film. However, a vacuum deposition apparatus that can easily adjust the incident angle of the deposition material to the substrate has not been developed. In particular, as described above, no technique has been developed that can obtain a uniform film thickness over a wide range of the substrate without reducing the utilization efficiency of the vapor deposition material.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、蒸着物質の基板への入射角を容易に調整できると共に、蒸着材料の利用効率が高く、かつ基板の広い範囲にわたって均一な膜厚が得られる真空蒸着装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily adjust the incident angle of the vapor deposition material to the substrate, has high utilization efficiency of the vapor deposition material, and has a uniform film thickness over a wide range of the substrate. An object of the present invention is to provide a vacuum deposition apparatus that can obtain the above.

上記の目的を達成するために、本発明の真空蒸着装置は、蒸着物質を収容する坩堝と、前記坩堝中の蒸着物質を加熱する第1の加熱機構と、一端が前記坩堝の開口に接続されて前記坩堝から生じた蒸着物質のガスを通過させる導管と、前記ガスを放出するノズルを有する筒状の拡散室とを備え、前記拡散室が中心軸を中心に回転するよう、前記拡散室の一端が前記導管の他端に回転可能に支持され、前記ノズルは前記拡散室の軸方向に沿って突出し、その先端が長尺スリット状に開口し、前記導管、前記拡散室、及び前記ノズルの外側に前記蒸着物質の付着防止のための第2の加熱機構をそれぞれ有する。   In order to achieve the above object, a vacuum vapor deposition apparatus according to the present invention includes a crucible containing a vapor deposition material, a first heating mechanism for heating the vapor deposition material in the crucible, and one end connected to the opening of the crucible. And a tube-shaped diffusion chamber having a nozzle for discharging the gas, and the diffusion chamber is configured to rotate about a central axis. One end is rotatably supported by the other end of the conduit, the nozzle protrudes along the axial direction of the diffusion chamber, and the tip opens in the form of a long slit, and the conduit, the diffusion chamber, and the nozzle A second heating mechanism for preventing adhesion of the vapor deposition material is provided outside.

このような構成とすると、拡散室10が中心軸を中心に回転するのに伴ってノズルが回転し、ノズルに対向する基板への蒸着物質ガスの入射角が変化する。これにより、蒸着膜の基板への配向角度を制御することができ、配向膜を成膜したり、被膜の品質を一定にすることができる。
さらに、第2の加熱機構を蒸着物質の融点以上程度に加熱することにより、導管、拡散室、及びノズルの内壁に付着した蒸発物質が再蒸発して飛散するので、歩留まりが向上する。
With such a configuration, the nozzle rotates as the diffusion chamber 10 rotates about the central axis, and the incident angle of the vapor deposition material gas on the substrate facing the nozzle changes. Thereby, the orientation angle of the deposited film to the substrate can be controlled, and the orientation film can be formed or the quality of the coating film can be made constant.
Furthermore, by heating the second heating mechanism to about the melting point of the vapor deposition material, the vaporized material adhering to the inner wall of the conduit, the diffusion chamber, and the nozzle is re-evaporated and scattered, so that the yield is improved.

前記坩堝の開口に多孔板が配置されていることが好ましい。
このような構成とすると、坩堝で加熱された蒸着物質が熱伝達の不均一性のため突沸した場合に、蒸着物質の飛散を防止し、突沸に伴って導菅以降の経路(拡散室、ノズル内を含む)で圧力が変動するのを緩和する。
It is preferable that a porous plate is disposed in the opening of the crucible.
With such a configuration, when the vapor deposition material heated in the crucible bumps due to non-uniform heat transfer, the vapor deposition material is prevented from scattering, and the path after the introduction (diffusion chamber, nozzle) is accompanied by bumping. To reduce pressure fluctuations.

前記導管の一部に微小な流出口が開けられ、かつ前記流出口の近傍には該流出口から流出した前記ガスの量を測定する水晶振動子が配置されていることが好ましい。
このような構成とすると、導管を流れる蒸着物質の量を計算することができ、蒸着物質の付着量の制御がし易くなる。
It is preferable that a minute outlet is opened in a part of the conduit, and a quartz crystal vibrator for measuring the amount of the gas flowing out from the outlet is arranged in the vicinity of the outlet.
With such a configuration, it is possible to calculate the amount of the vapor deposition material flowing through the conduit, and it becomes easy to control the deposition amount of the vapor deposition material.

前記拡散室のコンダクタンスをC1とし、前記ノズルのコンダクタンスをC2としたとき、C1/C2で表される比が12以上であることが好ましい。
このような構成とすると、蒸着物質ガスが拡散室内へ充分拡散し、ノズル付近の圧力が一定となって蒸着物質の放出が安定するため、蒸着物質の蒸着が均一となる。
When the conductance of the diffusion chamber is C1, and the conductance of the nozzle is C2, the ratio represented by C1 / C2 is preferably 12 or more.
With such a configuration, the vapor deposition material gas is sufficiently diffused into the diffusion chamber, the pressure in the vicinity of the nozzle is constant, and the release of the vapor deposition material is stabilized, so that the vapor deposition of the vapor deposition material becomes uniform.

前記ノズルの先端内側には、前記スリット状の開口の短手方向に平行な回転軸を中心に回転自在なルーバー羽根が該開口の長手方向に沿って複数個並設されていることが好ましい。
このような構成とすると、ノズル開口からのガスの噴き出しを調整できるため、ルーバー羽根の角度を調整することで、基板の幅方向の付着量の差を低減することができる。
It is preferable that a plurality of louver blades that are rotatable around a rotation axis parallel to the short direction of the slit-shaped opening are arranged in parallel along the longitudinal direction of the opening on the inner side of the nozzle tip.
With such a configuration, since the ejection of gas from the nozzle opening can be adjusted, the difference in the adhesion amount in the width direction of the substrate can be reduced by adjusting the angle of the louver blade.

前記ノズルの先端の外側には、前記スリット状の開口の長手方向に沿い、かつ前記開口を挟む一対の防着板が互いに離間して配置され、各防着板の先端は前記開口より突出していることが好ましい。
このような構成とすると、ノズル先端から飛び出す蒸着物質ガスが防着板によって規制され、蒸着範囲が狭まると共に基板への入射角も限定される。そのため、膜の品質が向上する。又、防着板は、ノズル先端開口から基板への熱の輻射を遮るので、例えば基板に予め成膜した有機膜等に悪影響を及ぼすことを防止する。
On the outside of the nozzle tip, a pair of protection plates are arranged along the longitudinal direction of the slit-like opening and sandwiching the opening, and the tip of each protection plate protrudes from the opening. Preferably it is.
With such a configuration, the vapor deposition material gas popping out from the nozzle tip is regulated by the deposition preventive plate, so that the vapor deposition range is narrowed and the incident angle to the substrate is limited. Therefore, the quality of the film is improved. Further, since the deposition preventing plate blocks the radiation of heat from the nozzle tip opening to the substrate, it prevents an adverse effect on an organic film or the like previously formed on the substrate, for example.

前記一対の防着板のうち、少なくとも基板に近い側の防着板が冷却機構を備えることが好ましい。
このような構成とすると、防着板がノズル先端開口からの熱の輻射を遮った際に防着板の温度が上昇するのを防止することができる。
Of the pair of deposition preventing plates, it is preferable that at least the deposition preventing plate close to the substrate has a cooling mechanism.
With such a configuration, it is possible to prevent the temperature of the deposition preventing plate from rising when the deposition preventing plate blocks the radiation of heat from the nozzle tip opening.

本発明によれば、真空蒸着における歩留まりが高く、又、成膜の均一性を向上させることができる。   According to the present invention, the yield in vacuum vapor deposition is high, and the uniformity of film formation can be improved.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の全体構成図である。この図において、真空蒸着装置は図示しない真空室内に配置され、蒸着物質を収容する坩堝2と、坩堝2中の蒸着物質を加熱する第1の加熱機構(ヒーター)4と、一端6aが坩堝2の開口2aに接続される導管6と、ノズル8を有する拡散室10とを備えている。導管6は、坩堝2の開口2aから垂直に立ち上がった後、横方向に90°曲げられて他端6bに至っている。
坩堝2としては、金属、セラミック等を用いることができ、第1の加熱機構4としては、シース゛ヒーター、誘導加熱、赤外加熱等を用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vacuum evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, the vacuum vapor deposition apparatus is arranged in a vacuum chamber (not shown), a crucible 2 for accommodating the vapor deposition material, a first heating mechanism (heater) 4 for heating the vapor deposition material in the crucible 2, and one end 6 a at the crucible 2. And a diffusion chamber 10 having a nozzle 8. The conduit 6 rises vertically from the opening 2a of the crucible 2, and is then bent by 90 ° in the lateral direction to reach the other end 6b.
As the crucible 2, metal, ceramic or the like can be used, and as the first heating mechanism 4, a sheath heater, induction heating, infrared heating or the like can be used.

拡散室10は両端が閉塞された円筒状をなし、端面10aの中心が円状に開口し、拡散室10の筒面が長尺スリット状に開口してノズル8に接続されている。端面10aと対向する他の端面は駆動機構(ステッピングモータ)20と同心に接続されるとともに、端面10aの中心開口縁が導管6の他端6bに回転可能に支持され、駆動機構20の駆動により拡散室10がその中心軸を中心に回転するようになっている。
導管6への拡散室10の支持方法は、例えば導管6の他端6bを拡散室10の端面10aの中心開口から内部に挿入し、他端6bと端面10aの開口縁との間をOリング、ベアリング、軸受等で支持する方法が挙げられる。なお、ベアリング、軸受等を用いた場合、他端6bと端面10aの隙間から蒸着物質ガスが漏れないよう、これらの隙間をシール材やOリングでシールすることが好ましい。
The diffusion chamber 10 has a cylindrical shape with both ends closed, the center of the end surface 10a is opened in a circular shape, and the cylindrical surface of the diffusion chamber 10 is opened in a long slit shape and connected to the nozzle 8. The other end face opposite to the end face 10 a is connected concentrically with the drive mechanism (stepping motor) 20, and the center opening edge of the end face 10 a is rotatably supported by the other end 6 b of the conduit 6. The diffusion chamber 10 rotates about its central axis.
The diffusion chamber 10 is supported on the conduit 6 by inserting the other end 6b of the conduit 6 from the center opening of the end surface 10a of the diffusion chamber 10 into the inside, and an O-ring between the other end 6b and the opening edge of the end surface 10a. , Bearings, bearings and the like. When a bearing, a bearing, or the like is used, it is preferable to seal these gaps with a sealing material or an O-ring so that the vapor deposition material gas does not leak from the gap between the other end 6b and the end face 10a.

ノズル8は、断面が長尺矩形の四角筒をなし、長尺の断面が拡散室10の軸方向に沿うようにして、ノズル8の底部が拡散室10の筒面のスリット状開口縁に接続されている。ノズル8は拡散室10の軸方向に沿って突出し、その先端が長尺スリット状に開口している。そして、蒸着物質のガスは、坩堝2から導管6を経由して端面10aの中心開口から拡散室10内に流入し、筒面のスリット状開口を経てノズル8の先端から放出され、ノズル8に対向する基板50の表面に蒸着される。   The nozzle 8 is a rectangular tube having a long rectangular cross section, and the bottom of the nozzle 8 is connected to the slit-shaped opening edge of the cylindrical surface of the diffusion chamber 10 so that the long cross section extends along the axial direction of the diffusion chamber 10. Has been. The nozzle 8 protrudes along the axial direction of the diffusion chamber 10, and its tip is opened in a long slit shape. Then, the gas of the vapor deposition material flows into the diffusion chamber 10 from the crucible 2 through the conduit 6 through the central opening of the end face 10 a, is discharged from the tip of the nozzle 8 through the slit-like opening on the cylindrical face, and enters the nozzle 8. It vapor-deposits on the surface of the board | substrate 50 which opposes.

基板50の幅方向Wは、ノズル8の長手方向に平行になっていて、幅方向Wに垂直なL方向に相対移動して蒸着が進行する。ノズル8が長尺であり蒸着領域も細長くなるため、大型で幅広の基板に均一に蒸着することができる。
基板50は通常、基板ホルダーに支持され、所定の移動機構により他の工程から真空蒸着装置内に搬送される。なお、基板50側を固定し、真空蒸着装置をL方向に移動させ、蒸着を進行させてもよい。
The width direction W of the substrate 50 is parallel to the longitudinal direction of the nozzle 8, and the evaporation proceeds by relative movement in the L direction perpendicular to the width direction W. Since the nozzle 8 is long and the vapor deposition region is elongated, it is possible to uniformly vapor-deposit on a large and wide substrate.
The substrate 50 is usually supported by a substrate holder and is transported from another process into the vacuum deposition apparatus by a predetermined moving mechanism. Alternatively, the substrate 50 side may be fixed, and the vacuum evaporation apparatus may be moved in the L direction to advance the evaporation.

拡散室10の筒面からノズル8の先端に至る外側部分には、ノズル8の開口の長手方向に沿い、かつその開口を挟んで一対の防着板12a、12bが互いに離間して配置されている。又、各防着板12a、12bの先端はノズル8の開口より突出している。防着板12a、12bの作用については後述する。
導管6、拡散室10、及びノズル8の外側には、それぞれ蒸着物質の付着防止のための第2の加熱機構(電熱線)14、16、18が巻回されている。
A pair of adhesion prevention plates 12a and 12b are arranged along the longitudinal direction of the opening of the nozzle 8 and spaced apart from each other on the outer part from the cylindrical surface of the diffusion chamber 10 to the tip of the nozzle 8. Yes. Further, the tips of the respective adhesion preventing plates 12 a and 12 b protrude from the opening of the nozzle 8. The operation of the adhesion preventing plates 12a and 12b will be described later.
On the outside of the conduit 6, the diffusion chamber 10, and the nozzle 8, second heating mechanisms (heating wires) 14, 16, and 18 for preventing the deposition material from adhering are wound.

上記したように、拡散室10は中心軸Axを中心に回転可能であり、これに伴ってノズル8が回転し、ノズル8に対向する基板50への蒸着物質ガス40vの入射角が変化する。これにより、蒸着膜の基板への配向角度を制御することができ、配向膜を成膜したり、被膜の品質を一定にすることができる。
又、防着板12a、12bを設けない場合、蒸着物質ガス40vはノズル8先端から広がって放出され、基板に対して様々な角度及び方向から広範囲にわたって入射するため、膜の品質が不均一になる傾向にある。一方、ノズル8先端から(基板50側に向かって)突出した位置に防着板12a、12bを配置すると、ノズル8先端から飛び出す蒸着物質ガス40vが防着板12a、12bによって規制され、蒸着範囲が狭まると共に基板への入射角も限定される。そのため、膜の品質が向上する。
後述するように防着板は、ノズル先端開口から基板への熱の輻射を遮るので、例えば基板に予め成膜した有機膜等に悪影響を及ぼすことを防止することができる。なお、防着板がノズル先端開口からの熱の輻射を遮った際、防着板の温度が上昇するのを防止するため、一対の防着板のうち、少なくとも基板に近い側の防着板(例えば図1の防着板12a)が冷却機構を備えることが好ましい。もちろん、一対の防着板の両方に冷却機構を設けてもよい。冷却機構としては、例えば水冷ジャケットが挙げられる。
As described above, the diffusion chamber 10 can rotate about the central axis Ax, and the nozzle 8 rotates accordingly, and the incident angle of the vapor deposition material gas 40v on the substrate 50 facing the nozzle 8 changes. Thereby, the orientation angle of the deposited film to the substrate can be controlled, and the orientation film can be formed or the quality of the coating film can be made constant.
Further, when the deposition preventing plates 12a and 12b are not provided, the vapor deposition material gas 40v spreads and is emitted from the tip of the nozzle 8 and is incident on the substrate over a wide range from various angles and directions, so that the film quality is not uniform. Tend to be. On the other hand, when the deposition preventing plates 12a and 12b are arranged at positions protruding from the tip of the nozzle 8 (toward the substrate 50 side), the vapor deposition material gas 40v jumping out from the tip of the nozzle 8 is regulated by the deposition preventing plates 12a and 12b. And the angle of incidence on the substrate is limited. Therefore, the quality of the film is improved.
As will be described later, the deposition preventing plate shields radiation of heat from the nozzle tip opening to the substrate, so that it is possible to prevent adverse effects on, for example, an organic film formed in advance on the substrate. In order to prevent the temperature of the deposition preventing plate from rising when the deposition preventing plate radiates heat from the nozzle tip opening, at least the deposition preventing plate on the side close to the substrate. (For example, the adhesion-preventing plate 12a in FIG. 1) preferably includes a cooling mechanism. Of course, you may provide a cooling mechanism in both a pair of adhesion prevention plates. An example of the cooling mechanism is a water cooling jacket.

さらに、第2の加熱機構14、16、18を蒸着物質の融点以上程度に加熱することにより、導管6、拡散室10、及びノズル8の内壁に付着した蒸発物質が再蒸発して飛散するので、歩留まりが向上する。   Further, by heating the second heating mechanism 14, 16, 18 to about the melting point of the vapor deposition material, the vaporized material adhering to the inner wall of the conduit 6, the diffusion chamber 10, and the nozzle 8 is re-evaporated and scattered. , Improve the yield.

なお、この実施形態においては、導管6の屈曲部近傍で、屈曲方向と反対方向に延びる微小径の管路(オリフィス)6cが設けられ、管路6c先端が微小な流出口を形成している。管路6c先端(流出口)の近傍には水晶振動子22が対向して配置され、流出口から流出した蒸着物質のガスの量を測定するようになっている。
水晶振動子22により、単位時間あたりの蒸着物質の量を測定することができ、導管6を流れる蒸着物質の単位時間あたりの量を計算することができる。なお、管路6cの流量は少ないほどよいが、管路6cが細過ぎると詰り等が生じる。従って、通常、導管6の流量に対し、管路6cの流量を1%以下程度とするのがよい。
In this embodiment, a small diameter pipe (orifice) 6c extending in the direction opposite to the bending direction is provided in the vicinity of the bent portion of the conduit 6, and the tip of the pipe 6c forms a minute outlet. . In the vicinity of the tip (outlet) of the pipe line 6c, a quartz crystal vibrator 22 is arranged opposite to measure the amount of vapor of the vapor deposition material flowing out from the outlet.
The amount of the vapor deposition material per unit time can be measured by the crystal oscillator 22, and the amount of the vapor deposition material flowing through the conduit 6 per unit time can be calculated. Note that the smaller the flow rate of the pipeline 6c, the better. However, if the pipeline 6c is too thin, clogging or the like occurs. Therefore, normally, the flow rate of the pipe 6c is preferably about 1% or less with respect to the flow rate of the conduit 6.

図2は、図1のII−II線に沿う断面図であり、II−II線は拡散室10の軸方向に垂直である。図2において、坩堝2は有底円筒状をなし、筒内部に蒸着物質40を収容する。坩堝2の所定位置に蒸着物質40の供給口を設けてもよい。
坩堝2の上面開口には多孔板(バッフル)24が配置され、坩堝2の外側に配置された第1の加熱機構(ヒーター)4によって加熱された蒸着物質40は、坩堝2の上面開口から多孔板24を介して導管6へ導かれる。
多孔板24は、坩堝2で加熱された蒸着物質40が熱伝達の不均一性のため突沸した場合に、蒸着物質40の飛散を防止し、突沸に伴って導菅6以降の経路(拡散室、ノズル内を含む)で圧力が変動するのを緩和する。これにより、ノズル8からの蒸着物質ガスの放出圧力を一定に保ち、均一な成膜を行える。
多孔板24の開口面積、各孔の直径及び分布等は、使用する装置環境に応じ、適宜最適な値や範囲を決定することができる。
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and the line II-II is perpendicular to the axial direction of the diffusion chamber 10. In FIG. 2, the crucible 2 has a bottomed cylindrical shape and accommodates the vapor deposition material 40 inside the cylinder. A supply port for the vapor deposition material 40 may be provided at a predetermined position of the crucible 2.
A porous plate (baffle) 24 is disposed in the upper surface opening of the crucible 2, and the vapor deposition material 40 heated by the first heating mechanism (heater) 4 disposed outside the crucible 2 is porous from the upper surface opening of the crucible 2. It is led to the conduit 6 via the plate 24.
The perforated plate 24 prevents the vapor deposition material 40 from splashing when the vapor deposition material 40 heated in the crucible 2 is bumped due to non-uniform heat transfer. , Including the inside of the nozzle). Thereby, the discharge pressure of the vapor deposition material gas from the nozzle 8 can be kept constant, and uniform film formation can be performed.
The opening area of the perforated plate 24, the diameter and distribution of each hole, and the like can be determined as appropriate in accordance with the device environment used.

次に、ノズル8の形状について説明する。本発明においては、ノズル8の開口部を長尺スリット状としている。そのため、ノズル先端の開口面積が比較的小さくなり、ノズル内部からの輻射熱が基板に放射される割合が少なく、基板表面の温度上昇を防止することができる。例えば、基板に予め有機膜などが成膜されている場合に、熱ダメージによる膜の損傷が防止できる。さらに、上記した防着板によっても、ノズル先端からの輻射熱の防止を促進できる。また、ノズル8の開口部がスリット状であるため、拡散室の内容積に比べて開口面積が小さく、拡散室とのコンダクタンスの差により、ノズル長手方向に蒸着物質ガスが均一に放出できるようになる。   Next, the shape of the nozzle 8 will be described. In the present invention, the opening of the nozzle 8 has a long slit shape. Therefore, the opening area of the nozzle tip is relatively small, the ratio of radiation heat from the inside of the nozzle being radiated to the substrate is small, and temperature rise on the substrate surface can be prevented. For example, when an organic film or the like is previously formed on the substrate, damage to the film due to thermal damage can be prevented. Furthermore, prevention of radiant heat from the nozzle tip can also be promoted by the above-described deposition preventing plate. Further, since the opening of the nozzle 8 is slit-shaped, the opening area is smaller than the inner volume of the diffusion chamber, and the vapor deposition material gas can be uniformly discharged in the longitudinal direction of the nozzle due to the difference in conductance with the diffusion chamber. Become.

なお、拡散室内の蒸着物質ガスの圧力を増加させるに伴い、ガスが分子流的な挙動から粘性流的な挙動に次第に変化し、ガスがノズルの各位置に均一に拡散するようになる。但し、通常、真空容器内圧力は10−3〜10−5Paレベルであるため、ノズル先端付近の蒸着物質ガスは、ノズル内部との圧力差からガス流動の乱れを起こし、十分に粘性流的挙動とならない場合がある。そのため、後述するルーバーを用いると、上記した圧力の乱れを補正することができる。
ここで、平均自由行程が容器の径よりも十分長い場合は、気体粒子同士の衝突頻度が小さく内壁との衝突が気体粒子の運動として支配的になり、気体は分子流的な挙動となる。一方、気体粒子密度が大きくなって平均自由行程が容器の径よりも短い場合は、気体粒子同士の衝突頻度が大きくなり、気体は粘性流的な挙動となる。完全な粘性流であれば拡散室やノズルの内壁の抵抗により、ノズル部でほぼ均等に気体が行き渡り、ノズル先端からの吹き出し分布はある程度均一になると考えられる。
As the pressure of the vapor deposition material gas in the diffusion chamber increases, the gas gradually changes from a molecular flow behavior to a viscous flow behavior, and the gas diffuses uniformly at each position of the nozzle. However, since the pressure inside the vacuum vessel is usually 10 −3 to 10 −5 Pa level, the vapor deposition material gas near the nozzle tip causes gas flow disturbance due to the pressure difference from the inside of the nozzle, and is sufficiently viscous and fluid. It may not behave. Therefore, when the louver described later is used, the above-described pressure disturbance can be corrected.
Here, when the mean free path is sufficiently longer than the diameter of the container, the collision frequency between the gas particles is small, and the collision with the inner wall becomes dominant as the movement of the gas particles, and the gas behaves like a molecular flow. On the other hand, when the gas particle density increases and the mean free path is shorter than the diameter of the container, the collision frequency between the gas particles increases, and the gas behaves like a viscous flow. If the flow is completely viscous, it is considered that the gas is distributed almost evenly in the nozzle portion due to the resistance of the diffusion chamber and the inner wall of the nozzle, and the distribution of the blowout from the nozzle tip is uniform to some extent.

特に、拡散室の端面10aの中心開口を入口とし、拡散室10の筒面の長尺スリット状の開口を出口とした時のコンダクタンスをC1とし、ノズルの入口と出口間のコンダクタンスをC2としたとき、C1/C2で表される比が12以上であることが好ましい。
拡散室の内容積を大きくし、ノズルの断面積を小さくするほど、C1/C2は大きくなる。C1/C2が12未満であると、蒸着物質ガスが拡散室内へ充分拡散せず、ノズルからの放出が安定しないため、蒸着物質の蒸着が不均一となる傾向にある。C1/C2の値は17以上とすることがより好ましいが、装置全体(拡散室)の大きさに限りがあるため、実際には拡散室とノズルの形状や容積に応じて調整する。
コンダクタンスは、実際に容器の入口と出口での流量測定をそれぞれ行い、算定することができる。
In particular, the conductance when the central opening of the end surface 10a of the diffusion chamber is the inlet, the long slit-shaped opening of the cylindrical surface of the diffusion chamber 10 is the outlet is C1, and the conductance between the inlet and the outlet of the nozzle is C2. In this case, the ratio represented by C1 / C2 is preferably 12 or more.
C1 / C2 increases as the internal volume of the diffusion chamber increases and the cross-sectional area of the nozzle decreases. When C1 / C2 is less than 12, the vapor deposition material gas is not sufficiently diffused into the diffusion chamber, and the discharge from the nozzle is not stable, so that the vapor deposition of the vapor deposition material tends to be non-uniform. The value of C1 / C2 is more preferably 17 or more. However, since the size of the entire apparatus (diffusion chamber) is limited, the value is actually adjusted according to the shape and volume of the diffusion chamber and the nozzle.
Conductance can be calculated by actually measuring the flow rate at the inlet and outlet of the container.

さらに、図3に示すように、ノズル8の先端内側にルーバー羽根を設けると、ノズル開口の長手方向において蒸着物質ガスの流量を調整し、蒸着量分布を均一にできるので好ましい。図3において、板状のルーバー羽根26は、ノズル8の開口の長手方向(W方向Wに平行)に沿って複数個並設されている。各ルーバー羽根26は、ノズル8の開口の短手方向に平行な回転軸28にが軸支されて回転軸28を中心に回転自在になっている。
いま、図3において、ノズル8の中心Sより右側(導管6との接続部の反対側)に位置するルーバー羽根26を水平にしてノズル開口を閉塞した場合の実際の実験結果を図4に基づいて説明する。
Further, as shown in FIG. 3, it is preferable to provide a louver blade inside the tip of the nozzle 8 because the flow rate of the vapor deposition material gas can be adjusted in the longitudinal direction of the nozzle opening and the vapor deposition amount distribution can be made uniform. In FIG. 3, a plurality of plate-like louver blades 26 are juxtaposed along the longitudinal direction of the opening of the nozzle 8 (parallel to the W direction W). Each louver blade 26 is supported by a rotation shaft 28 parallel to the short direction of the opening of the nozzle 8 and is rotatable about the rotation shaft 28.
Now, in FIG. 3, the actual experimental result when the nozzle opening is closed with the louver blade 26 located on the right side (opposite the connecting portion with the conduit 6) from the center S of the nozzle 8 is based on FIG. I will explain.

図4は、ノズル8の開口の長手方向長さを360mm、短手方向長さを8mmとし、蒸着時の真空度を10−4Pa程度に保持し、蒸着物質としてAlqを用い、坩堝2の加熱温度を約300℃として実際の蒸着を行った際の基板50のW方向の蒸着膜の厚み分布を示す。
図4の横軸は、基板の中央からのW方向の距離を示し、縦軸は基板の幅方向の最大の膜厚を1とした時の基板の幅方向の各位置での膜厚の比(以下、「膜厚比」という)を表す。
FIG. 4 shows that the longitudinal length of the opening of the nozzle 8 is 360 mm, the short length is 8 mm, the vacuum during vapor deposition is kept at about 10 −4 Pa, Alq 3 is used as the vapor deposition material, and the crucible 2 The thickness distribution of the deposited film in the W direction of the substrate 50 when actual deposition is performed at a heating temperature of about 300 ° C. is shown.
The horizontal axis of FIG. 4 indicates the distance in the W direction from the center of the substrate, and the vertical axis indicates the ratio of the film thickness at each position in the width direction of the substrate when the maximum film thickness in the width direction of the substrate is 1. (Hereinafter referred to as “film thickness ratio”).

すべてのルーバー羽根を垂直(ルーバー羽根が無い場合と同じ)にした場合(図4の曲線T1)、中心Sよりやや右側部分で膜厚が最大となった。これは、導管6がノズル8の左側に接続されていることに起因して、ノズル8の左右方向(W方向)で流動状態が異なるためと考えられる。この場合、基板の各位置での膜厚比の平均値を求め、さらに膜厚比の標準偏差を求め、(膜厚比の標準偏差)/(各位置での膜厚比の平均値)で表される変動率を計算したところ0.94
となった。
一方、上記した膜厚が最大の部分へのガスの噴き出しを低減するため、中心Sより右側部分のルーバー羽根を長さ60mmにわたって閉塞したところ(図4の曲線T2)、膜厚が最大の部分が基板の中心付近へ移動するとともに、変動率は0.59に低下し、基板の幅方向(W)での膜厚の変動が大きく減少した。このように、ルーバー羽根を調整することで、基板の幅方向の膜厚の差を低減することができる。
When all the louver blades were made vertical (same as the case where there was no louver blade) (curve T1 in FIG. 4), the film thickness was maximized at a portion slightly on the right side from the center S. This is presumably because the flow state differs in the left-right direction (W direction) of the nozzle 8 due to the conduit 6 being connected to the left side of the nozzle 8. In this case, the average value of the film thickness ratio at each position of the substrate is obtained, and the standard deviation of the film thickness ratio is obtained, and (standard deviation of the film thickness ratio) / (average value of the film thickness ratio at each position). The calculated rate of change was 0.94
It became.
On the other hand, when the louver blade on the right side of the center S is closed over a length of 60 mm in order to reduce the gas ejection to the portion with the maximum film thickness (curve T2 in FIG. 4), the portion with the maximum film thickness. Moved to the vicinity of the center of the substrate, the variation rate decreased to 0.59, and the variation of the film thickness in the width direction (W) of the substrate was greatly reduced. Thus, by adjusting the louver blade, the difference in film thickness in the width direction of the substrate can be reduced.

本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the vacuum evaporation system concerning the embodiment of the present invention. 図1のII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図1のIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 基板の幅方向の膜厚分布を示す図である。It is a figure which shows the film thickness distribution of the width direction of a board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

2 坩堝
2a 坩堝の開口
4 第1の加熱機構
6 導管
6a 導管の一端
6b 導管の他端
8 ノズル
10 拡散室
10a 拡散室の一端
14、16、18 第2の加熱機構
2 crucible 2a crucible opening 4 first heating mechanism 6 conduit 6a one end of conduit 6b other end of conduit 8 nozzle 10 diffusion chamber 10a one end of diffusion chamber 14, 16, 18 second heating mechanism

Claims (7)

蒸着物質を収容する坩堝と、前記坩堝中の蒸着物質を加熱する第1の加熱機構と、一端が前記坩堝の開口に接続されて前記坩堝から生じた蒸着物質のガスを通過させる導管と、前記ガスを放出するノズルを有する筒状の拡散室とを備え、
前記拡散室が中心軸を中心に回転するよう、前記拡散室の一端が前記導管の他端に回転可能に支持され、
前記ノズルは前記拡散室の軸方向に沿って突出し、その先端が長尺スリット状に開口し、
前記導管、前記拡散室、及び前記ノズルの外側に前記蒸着物質の付着防止のための第2の加熱機構をそれぞれ有する真空蒸着装置。
A crucible containing a vapor deposition material, a first heating mechanism for heating the vapor deposition material in the crucible, a conduit having one end connected to an opening of the crucible and passing a gas of the vapor deposition material generated from the crucible, A cylindrical diffusion chamber having a nozzle for discharging gas,
One end of the diffusion chamber is rotatably supported on the other end of the conduit so that the diffusion chamber rotates about a central axis;
The nozzle protrudes along the axial direction of the diffusion chamber, and its tip opens in the form of a long slit,
Vacuum deposition apparatuses each having a second heating mechanism for preventing adhesion of the deposition material on the outside of the conduit, the diffusion chamber, and the nozzle.
前記坩堝の開口に多孔板が配置されている請求項1記載の真空蒸着装置。 The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein a perforated plate is disposed in the opening of the crucible. 前記導管の一部に微小な流出口が開けられ、かつ前記流出口の近傍には該流出口から流出した前記ガスの量を測定する水晶振動子が配置されている請求項1又は2記載の真空蒸着装置。 3. A crystal resonator for measuring a quantity of the gas flowing out from the outlet is disposed near the outlet, and a minute outlet is opened in a part of the conduit. Vacuum deposition equipment. 前記拡散室のコンダクタンスをC1とし、前記ノズルのコンダクタンスをC2としたとき、C1/C2で表される比が12以上である請求項1ないし3のいずれかに記載の真空蒸着装置。 The vacuum deposition apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio represented by C1 / C2 is 12 or more, where C1 is a conductance of the diffusion chamber and C2 is a conductance of the nozzle. 前記ノズルの先端内側には、前記スリット状の開口の短手方向に平行な回転軸を中心に回転自在なルーバー羽根が該開口の長手方向に沿って複数個並設されている請求項1ないし4のいずれかに記載の真空蒸着装置。 2. A plurality of louver blades that are rotatable about a rotation axis parallel to a short direction of the slit-shaped opening are arranged in parallel along the longitudinal direction of the opening on the inner side of the nozzle tip. The vacuum evaporation apparatus in any one of 4. 前記ノズルの先端の外側には、前記スリット状の開口の長手方向に沿い、かつ前記開口を挟む一対の防着板が互いに離間して配置され、各防着板の先端は前記開口より突出している請求項1ないし5のいずれかに記載の真空蒸着装置。 On the outside of the nozzle tip, a pair of protection plates are arranged along the longitudinal direction of the slit-like opening and sandwiching the opening, and the tip of each protection plate protrudes from the opening. The vacuum evaporation apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記一対の防着板のうち、少なくとも基板に近い側の防着板が冷却機構を備える請求項6に記載の真空蒸着装置。 The vacuum deposition apparatus according to claim 6, wherein at least one of the pair of deposition preventing plates on the side close to the substrate includes a cooling mechanism.
JP2006337857A 2006-12-15 2006-12-15 Vacuum deposition equipment Active JP5013591B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006337857A JP5013591B2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Vacuum deposition equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006337857A JP5013591B2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Vacuum deposition equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008150649A JP2008150649A (en) 2008-07-03
JP5013591B2 true JP5013591B2 (en) 2012-08-29

Family

ID=39653139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006337857A Active JP5013591B2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Vacuum deposition equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5013591B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163637A (en) * 2009-01-13 2010-07-29 Tokyo Electron Ltd Film deposition apparatus and film deposition method
DE102009029236B4 (en) * 2009-09-07 2023-02-16 Robert Bosch Gmbh Evaporators, arrangement of evaporators and coating system
KR101097738B1 (en) * 2009-10-09 2011-12-22 에스엔유 프리시젼 주식회사 Substrate processing apparatus and method
CN103270189B (en) * 2010-12-24 2015-09-23 夏普株式会社 The manufacture method of evaporation coating device, evaporation coating method and organic electroluminescence display device and method of manufacturing same
KR20130045432A (en) * 2011-10-26 2013-05-06 주식회사 탑 엔지니어링 Rotary deposition apparatus
US20150024538A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Tsmc Solar Ltd. Vapor dispensing apparatus and method for solar panel
JP6343036B2 (en) * 2017-01-10 2018-06-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Evaporation source for organic material, deposition apparatus for depositing organic material in a vacuum chamber having an evaporation source for organic material, and method for evaporating organic material
WO2019239192A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-19 Arcelormittal Vacuum deposition facility and method for coating a substrate
WO2021065081A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 株式会社アルバック Evaporation source for vacuum evaporation systems
KR20220079605A (en) * 2019-10-04 2022-06-13 가부시키가이샤 알박 Evaporation source for vacuum deposition equipment

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH022612A (en) * 1988-06-16 1990-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of polycrystalline silicon
DE4225169C2 (en) * 1992-07-30 1994-09-22 Juergen Dipl Phys Dr Gspann Device and method for generating agglomerate jets
JPH06181175A (en) * 1992-12-14 1994-06-28 Fuji Electric Co Ltd Multielement simultaneous deposition system
JP4599727B2 (en) * 2001-02-21 2010-12-15 株式会社デンソー Vapor deposition equipment
JP3802846B2 (en) * 2002-06-20 2006-07-26 株式会社エイコー・エンジニアリング Molecular beam source cell for thin film deposition
JP4041005B2 (en) * 2003-04-02 2008-01-30 長州産業株式会社 Molecular beam source for thin film deposition and thin film deposition method using the same
JP2005091345A (en) * 2003-08-13 2005-04-07 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for producing vapor-deposition type phosphor sheet, and vapor deposition type phosphor sheet
JP2006225758A (en) * 2005-01-21 2006-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Vacuum deposition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008150649A (en) 2008-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5013591B2 (en) Vacuum deposition equipment
JP5551336B2 (en) Controllable supply of organic materials in the manufacture of OLEDs
JP4966028B2 (en) Vacuum deposition equipment
KR102184971B1 (en) Precursor supply system and precursor supply method
KR20050004379A (en) Gas supplying apparatus for atomic layer deposition
TWI572728B (en) A method and apparatus for depositing an OLED, and more particularly to an evaporation apparatus having such use
JP6647202B2 (en) Deposition arrangement, deposition device, and method of operation thereof
US20110247562A1 (en) Vaporizing Material at a Uniform Rate
TWI382098B (en) Controlling the application of vaporized organic material
JP2016540892A5 (en)
TWI660062B (en) Vacuum evaporation apparatus
TWI447246B (en) Vacuum evaporation device
JP5144268B2 (en) Method and apparatus for controlling vaporization of organic materials
JP6207319B2 (en) Vacuum deposition equipment
KR20080013447A (en) Vaporizer for liquid source
JP6411675B2 (en) Method for measuring deposition rate and deposition rate control system
JP4830847B2 (en) Vacuum deposition equipment
JP2008156726A (en) Vacuum deposition system
US20210381097A1 (en) Vapor deposition apparatus and method for coating a substrate in a vacuum chamber
KR20210001183A (en) Source material supply and film forming apparatus
CN117431507A (en) Vapor distribution device and method
KR20120048671A (en) Evaporator, arrangement of evaporators, and coating system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120604

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120604

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5013591

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250