JP5856584B2 - 制限板ユニットおよび蒸着ユニット並びに蒸着装置 - Google Patents

制限板ユニットおよび蒸着ユニット並びに蒸着装置 Download PDF

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Description

本発明は、被成膜基板に所定パターンの蒸着膜を形成するための制限板ユニットおよび蒸着ユニット並びに蒸着装置に関する。
近年、様々な商品や分野でフラットパネルディスプレイが活用されており、フラットパネルディスプレイのさらなる大型化、高画質化、低消費電力化が求められている。
そのような状況下、有機材料の電界発光(エレクトロルミネッセンス;以下、「EL」と記す)を利用した有機EL素子を備えた有機EL表示装置は、全固体型で、低電圧駆動、高速応答性、自発光性等の点で優れたフラットパネルディスプレイとして、高い注目を浴びている。
有機EL表示装置は、例えば、アクティブマトリクス方式の場合、TFT(薄膜トランジスタ)が設けられたガラス基板等からなる基板上に、TFTに電気的に接続された薄膜状の有機EL素子が設けられた構成を有している。
フルカラーの有機EL表示装置では、一般的に、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の有機EL素子が、サブ画素として基板上に配列形成されており、TFTを用いて、これら有機EL素子を選択的に所望の輝度で発光させることにより画像表示を行う。
したがって、このような有機EL表示装置を製造するためには、少なくとも、各色に発光する有機発光材料からなる発光層を、有機EL素子毎に所定パターンで形成する必要がある。
このような発光層を所定パターンで形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、インクジェット法、レーザ転写法等が知られている。例えば、低分子型有機EL表示装置(OLED)では、主に真空蒸着法が、発光層のパターニングに用いられている。
真空蒸着法では、所定パターンの開口が形成された蒸着マスク(シャドウマスクとも称される)が使用される。そして、蒸着源からの蒸着粒子(蒸着材料、成膜材料)を、蒸着マスクの開口を通して被蒸着面に蒸着させることにより、所定パターンの薄膜が形成される。このとき、蒸着は、発光層の色毎に行われる(これを「塗り分け蒸着」という)。
真空蒸着法は、被成膜基板と蒸着マスクとを固定もしくは順次移動させて密着させることにより成膜する方法と、被成膜基板と蒸着用のマスクとを離間させて走査しながら成膜するスキャン蒸着法とに大別される。
前者の方法では、被成膜基板と同等の大きさの蒸着マスクが使用される。しかしながら、被成膜基板と同等の大きさの蒸着マスクを使用すると、基板の大型化に伴い、蒸着マスクも大型化する。したがって、被成膜基板が大きくなれば、それに伴い、蒸着マスクの自重撓みや伸びにより、被成膜基板と蒸着マスクとの間に隙間が生じ易くなる。そのため、大型基板では、高精度なパターニングを行うのが難しく、蒸着位置のズレや混色が発生し、高精細化を実現することが困難である。
また、被成膜基板が大きくなれば、蒸着マスクのみならず、蒸着マスク等を保持するフレーム等も巨大になり、その重量も増加する。このため、被成膜基板が大きくなると、蒸着マスクやフレーム等の取り扱いが困難になり、生産性や安全性に支障をきたすおそれがある。また、蒸着装置そのものや、それに付随する装置も同様に巨大化、複雑化するため、装置設計が困難になり、設置コストも高額になる。
そこで、近年、被成膜基板よりも小さな蒸着マスクを用いて走査しながら蒸着(スキャン蒸着)を行うスキャン蒸着法が注目されている。
このようなスキャン蒸着法では、例えば帯状の蒸着マスクを使用し、蒸着マスクと蒸着源とを一体化する等して、被成膜基板と、蒸着マスクおよび蒸着源との少なくとも一方を相対移動させながら被成膜基板全面に蒸着粒子を蒸着する。
このため、スキャン蒸着法では、被成膜基板と同等の大きさの蒸着マスクを用いる必要がなく、大型の蒸着マスクを用いる場合に特有の上述の問題を改善することができる。
スキャン蒸着法では、一般的に、蒸着源に、蒸着材料を加熱して蒸発または昇華させることにより蒸着粒子として射出(飛散)させる複数の射出口(ノズル)が、走査方向に垂直な方向に一定ピッチで設けられる。
そこで、近年、スキャン蒸着に際し、制限板を用いて蒸着流(蒸着粒子の流れ)を制限することで、あるノズルに対応する蒸着領域(成膜領域)に、該蒸着領域に隣接する蒸着領域に蒸着粒子を射出させる隣接ノズルからの蒸着粒子が飛来しないようにする方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、蒸着源の一側に、蒸着源と蒸着マスクとの間の空間を複数の蒸着空間に区画する複数の遮断壁を制限板として備えた遮断壁アセンブリを設けることが開示されている。特許文献1によれば、制限板である遮断壁によって蒸着範囲が制限されることで、蒸着パターンが広がることなく、高精細なパターン蒸着を行うことができる。
特開2010−270396号公報(2010年12月2日公開)
しかしながら、蒸着密度が高くなると(つまり、高レート時には)、従来の制限板では、隣接ノズルからの蒸着粒子の飛来を防ぐことができず、蒸着粒子を蒸着領域に適切に導くことができない。
図22の(a)・(b)は、蒸着源301と蒸着マスク302との間に、走査方向(走査軸)に垂直な方向に沿って制限板320を複数設けた場合における、蒸着密度の違いによる蒸着流の違いを模式的に示す図である。
なお、図22の(a)は、蒸着密度が相対的に低い場合(低レート時)を示し、図22の(b)は、蒸着密度が相対的に高い場合(高レート時)を示す。
また、図22の(a)・(b)中、Y軸は、被成膜基板200の走査方向に沿った水平方向軸を示し、X軸は、被成膜基板200の走査方向に垂直な方向に沿った水平方向軸を示し、Z軸は、被成膜基板200の被蒸着面201(被成膜面)の法線方向であり、該被蒸着面201に直交する蒸着軸線が延びる方向である、X軸およびY軸に垂直な垂直方向軸(上下方向軸)を示す。
制限板320の上部開口エッジ320aを通り抜ける蒸着粒子401(蒸着流)は、図22の(a)に×印で示すように、低レート時であれば蒸着マスク302の非開口部でカットされる。
しかしながら、図22の(b)に示すように、高レートになると、制限板320の上部開口エッジ320a付近で、蒸着粒子401間の衝突・散乱度合いが強くなり、制限板320で制限した蒸着流が、制限板320の開口部321を通り抜けた瞬間に広がってしまう。広がった蒸着流の一部は、隣接するノズル301aによる被成膜基板200上の隣接成膜領域に侵入する。
この結果、隣接ノズルからの蒸着粒子401が、正常パターン膜に混入したり、正常パターン膜間に、低レートであれば形成されない異常パターン膜を形成したりする等、異常成膜を発生させる。これらの現象は、混色発光等の異常発光を引き起こし、表示品位を大きく損なう懸念がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、異常成膜の発生を防止することができる制限板ユニットおよび蒸着ユニット並びに蒸着装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる蒸着ユニットは、蒸着マスクと、上記蒸着マスクに向かって蒸着粒子を射出する蒸着源と、上記蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットとを備え、上記制限板ユニットは、第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板と、平面視で上記第1の制限板上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板と、を少なくとも備えた複数段の制限板を備え、上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき少なくとも2枚設けられている。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる蒸着ユニットは、蒸着マスクと、上記蒸着マスクに向かって蒸着粒子を射出する蒸着源と、上記蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットとを備え、上記制限板ユニットは、第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板を備え、上記第1の制限板の上面には、上記第1の制限板に沿って、上記第1の方向に突起部が少なくとも2つ設けられている。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる蒸着装置は、本発明の一態様にかかる上記蒸着ユニットと、上記蒸着ユニットにおける蒸着マスクと被成膜基板とを対向配置した状態で、上記蒸着ユニットおよび上記被成膜基板のうち一方を、上記第1の方向に垂直な第2の方向に相対移動させる移動装置とを備え、上記蒸着マスクの上記第2の方向の幅は、上記第2の方向における被成膜基板の幅よりも小さく、上記第2の方向に沿って走査しながら、上記蒸着源から出射された蒸着粒子を、上記制限板ユニットおよび上記蒸着マスクの開口部を介して上記被成膜基板に蒸着させる。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる制限板ユニットは、蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットであって、第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板と、平面視で上記第1の制限板上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板と、を少なくとも備えた複数段の制限板を備え、上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき少なくとも2枚設けられている。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる制限板ユニットは、蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットであって、第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板を備え、上記第1の制限板の上面には、上記第1の制限板に沿って、上記第1の方向に突起部が少なくとも2つ設けられている。
本発明の一態様によれば、蒸着源から射出された蒸着粒子の流れ(蒸着流)は、第1の制限板によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着成分がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制限される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子間の衝突・散乱のため、第1の制限板間の開口領域を通過後に、再度広がろうとするが、第2の制限板を少なくとも含む後段の制限板もしくは上記突起部によって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスクを通過する。このとき、第1の方向に、第1の制限板1枚につき第2の制限板が少なくとも2枚設けられているか、もしくは、上記突起部が少なくとも2つ設けられていることで、第1の制限板における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。また、上記の構成によれば、第2の制限板は、平面視で第1の制限板上に配置され、第2の制限板は、第1の制限板間の開口領域直上には存在しないので、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
実施形態1にかかる蒸着ユニットの要部の概略構成を、被成膜基板と併せて示す断面図である。 実施形態1にかかる蒸着ユニットの要部の概略構成を、被成膜基板と併せて示す斜視図である。 実施形態1にかかる制限板ユニットの要部の概略構成を示す平面図である。 (a)・(b)は、実施形態1にかかる制限板ユニットにおける第2の制限板アセンブリの概略構成の一例を示す斜視図である。 実施形態1にかかる蒸着装置における要部の概略構成を模式的に示す断面図である。 (a)〜(d)は、比較例として、それぞれ、1枚の第1の制限板に対し、第1の制限板よりも小さい第2の制限板を1枚だけ設けた例を示す断面図である。 比較例として、1枚の第1の制限板に対し、第1の制限板上から蒸着マスクの下端までの高さを有する第2の制限板を1枚だけ設けた例を示す断面図である。 第2の制限板の好適な配置の一例を示す、実施形態1にかかる蒸着ユニットの要部断面図である。 図8に示す第2の制限板を設けた場合の蒸着ユニットと、第2の制限板を設けずに第1の制限板を第2の制限板と同じ高さまでZ軸方向に延伸した場合の蒸着ユニットとを並べて示す断面図である。 実施形態1の第2の制限板の変形例1にかかる蒸着ユニットの要部の概略構成を、被成膜基板と併せて示す断面図である。 (a)〜(e)は、実施形態1の第2の制限板の変形例2にかかる制限板ユニットの要部における第2の制限板のパターン例を示す平面図である。 実施形態1の第2の制限板の変形例3にかかる制限板ユニットの要部における第2の制限板のパターン例を、射出口と併せて示す平面図である。 実施形態1の第2の制限板の変形例4にかかる制限板ユニットの要部における第2の制限板のパターン例を、射出口と併せて示す平面図である。 実施形態2にかかる蒸着ユニットの要部の概略構成を、被成膜基板と併せて示す断面図である。 図1に示す第2の制限板のX方向の厚みを厚くした例を示す蒸着ユニットの要部断面図である。 第1の制限板アセンブリと蒸着マスクとの間に、第2の制限板アセンブリおよび第3の制限板アセンブリを設けた蒸着ユニットの概略構成を示す断面図である。 実施形態3の変形例2にかかる蒸着ユニットの概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態3の変形例3にかかる蒸着ユニットの概略構成の一例を示す断面図である。 (a)・(b)は、実施形態3の変形例3にかかる各段の制限板の配設方法の一例を示す断面図である。 実施形態3の変形例4にかかる蒸着ユニット1の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態4にかかる蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示す断面図である。 (a)・(b)は、蒸着源と蒸着マスクとの間に、走査方向に垂直な方向に沿って制限板を複数設けた場合における、蒸着密度の違いによる蒸着流の違いを模式的に示す図である。
以下、本発明の実施形態の一例について、詳細に説明する。
〔実施形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図13に基づいて説明すれば以下の通りである。
<蒸着ユニットの要部の概略構成>
図1は、本実施形態にかかる蒸着装置100(図5参照)における蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示す断面図である。また、図2は、上記蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示す斜視図である。
なお、以下では、被成膜基板200の走査方向(走査軸)に沿った水平方向軸をY軸とし、被成膜基板200の走査方向に垂直な方向に沿った水平方向軸をX軸とし、被成膜基板200の被蒸着面201(被成膜面)の法線方向であり、該被蒸着面201に直交する蒸着軸線が延びる方向である、X軸およびY軸に垂直な垂直方向軸(上下方向軸)をZ軸として説明する。また、説明の便宜上、特に言及しない限りは、Z軸方向の矢印の側(図1の紙面の上側)を「上側」として説明する。
図1および図2に示すように、本実施形態にかかる蒸着ユニット1は、蒸着源10と、蒸着マスク50と、蒸着源10と蒸着マスク50との間に設けられた制限板ユニット20とを備えている。
制限板ユニット20は、複数段の制限板を備え、各段の制限板により、それぞれ、制限板アセンブリが形成されている。すなわち、制限板ユニット20は、Z軸方向に配された複数の制限板アセンブリを備えている。本実施形態では、図1および図2に示すように、制限板ユニット20が、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40の2つの制限板アセンブリを備えている。
蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、蒸着マスク50は、Z軸方向に沿って蒸着源10側からこの順に、例えば互いに一定の空隙を有して(つまり、一定距離離間して)対向配置されている。
蒸着装置100は、スキャン蒸着方式を用いた蒸着装置である。このため、蒸着装置100では、蒸着マスク50と被成膜基板200との間に一定の空隙を設けた状態で、被成膜基板200および蒸着ユニット1の少なくとも一方を相対移動(走査)させる。
このため、蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、および蒸着マスク50は、互いにその相対的な位置が固定されている。したがって、これら蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、および蒸着マスク50は、例えば図5に示すホルダ60のように、同一のホルダ等の図示しない保持部材によって保持されていてもよく、一体化されていてもよい。
(蒸着源10)
蒸着源10は、例えば、内部に蒸着材料を収容する容器である。蒸着源10は、容器内部に蒸着材料を直接収容する容器であってもよく、ロードロック式の配管を有し、外部から蒸着材料が供給されるように形成されていてもよい。
蒸着源10は、図2に示すように、例えば矩形状に形成されている。蒸着源10は、図1および図2に示すように、その上面(すなわち、第1の制限板アセンブリ30との対向面)に、蒸着粒子401を射出させる複数の射出口11(貫通口、ノズル)を有している。これら射出口11は、X軸方向(第1の方向、走査方向に垂直な方向)に一定ピッチで配されている。
蒸着源10は、蒸着材料を加熱して蒸発(蒸着材料が液体材料である場合)または昇華(蒸着材料が固体材料である場合)させることで気体状の蒸着粒子401を発生させる。蒸着源10は、このように気体にした蒸着材料を、蒸着粒子401として、射出口11から第1の制限板アセンブリ30に向かって射出する。
なお、図1、図2および図5では、X軸方向に蒸着源10が1つ設けられているとともに、1つの蒸着源10に複数の射出口11が設けられている場合を例に挙げて図示している。しかしながら、X軸方向における蒸着源10の数並びに1つの蒸着源10に設けられる射出口11の数は特に限定されるものではない。例えば、X軸方向に複数の蒸着源10が配されていてもよい。また、1つの蒸着源10には、少なくとも1つ射出口11が形成されていればよい。
また、射出口11は、図2に示すようにX軸方向に一次元状(すなわち、ライン状)に配列されていてもよく、二次元状(すなわち、面状(タイル状))に配列されていても構わない。
(蒸着マスク50)
図1、図2および図5に示すように、蒸着マスク50は、その主面(面積が最大である面)であるマスク面がXY平面と平行な板状物である。スキャン蒸着を行う場合、蒸着マスク50には、被成膜基板200よりも少なくともY軸方向のサイズが小さな蒸着マスクが使用される。
蒸着マスク50の主面には、蒸着時に蒸着粒子401を通過させるための複数のマスク開口51(開口部、貫通口)が設けられている。マスク開口51は、被成膜基板200における、目的とする蒸着領域以外の領域に蒸着粒子401が付着しないように、上記蒸着領域の一部のパターンに対応して設けられている。マスク開口51を通過した蒸着粒子401のみが被成膜基板200に到達し、被成膜基板200に、マスク開口51に対応したパターンの蒸着膜402が形成される。
なお、上記蒸着材料が有機EL表示装置における発光層の材料である場合、有機EL蒸着プロセスにおける発光層の蒸着は、発光層の色毎に行われる。
(制限板ユニット20)
図3は、制限板ユニット20の要部の概略構成を示す平面図である。
図1〜図3および図5に示すように、制限板ユニット20は、第1の制限板アセンブリ30と第2の制限板アセンブリ40とを備えている。
第1の制限板アセンブリ30は、X軸方向(第1の方向)に互いに離間し、かつ、互いに平行に設けられた、複数の第1の制限板32からなる第1の制限板列31を備えている。
また、第2の制限板アセンブリ40は、第1の制限板32上に、X軸方向(第1の方向)に互いに離間し、かつ、第1の制限板32に沿って互いに平行に設けられた、複数の第2の制限板42からなる第2の制限板列41を備えている。
第1の制限板32および第2の制限板42は、それぞれ、YZ平面を主面とし、それぞれの主面が、X軸方向に隣り合うとともに、XY平面を主面とする蒸着マスク50の主面並びに被成膜基板200の被蒸着面201に対して垂直となるように配されている。
このため、第1の制限板32は、平面視で(言い換えれば、蒸着マスク50の主面に垂直な方向、つまり、Z軸に平行な方向、から見たときに)、それぞれY軸に平行に延設されており、それぞれ同一ピッチでX軸方向に互いに平行に複数配列されている。これにより、X軸方向に隣り合う第1の制限板32間には、平面視で、それぞれ、開口領域として、制限板開口33が形成されている。
なお、本実施形態では、第1の制限板32は、蒸着源10の射出口11が、それぞれ、各制限板開口33のX軸方向中央に位置するように配置されている。また、制限板開口33のピッチは、マスク開口51のピッチよりも大きく形成されており、蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たとき、X軸方向に隣り合う第1の制限板32間には、複数のマスク開口51が配されている。
一方、第2の制限板42は、第1の制限板32上に、1枚の第1の制限板32につきX軸方向に少なくとも2枚設けられている。図1〜図3および図5では、第2の制限板42が、第1の制限板32上に、第1の制限板32に沿って、X軸方向に2枚1組で設けられている場合を例に挙げて示している。
このため、第2の制限板42は、平面視で、それぞれY軸に平行に延設されており、2枚1組で設けられた各組の第2の制限板42が、それぞれ同一ピッチでX軸方向に互いに平行に複数配列されている。これにより、X軸方向に隣り合う各組の第2の制限板42間に、それぞれ、開口領域として、制限板開口43bが形成されている。
また、平面視で同一の第1の制限板32上に設けられた、対をなす第2の制限板42は、互いに離間して設けられており、対をなす第2の制限板42間には、開口領域として、制限板開口43aが形成されている。
なお、本実施形態では、第1の制限板32および第2の制限板42は、それぞれ、例えば長方形状に形成されている。第1の制限板32および第2の制限板42は、それぞれ、その短軸がZ軸方向に平行になるように垂直に配されている。このため、第1の制限板32および第2の制限板42は、その長軸がY軸方向(第2の方向)に平行に配されている。
また、図2では、第1の制限板アセンブリ30が、隣り合う第1の制限板32間にそれぞれ制限板開口33が設けられた、ブロック状のユニットである場合を例に挙げて示している。
図4の(a)・(b)は、第2の制限板アセンブリ40の概略構成の一例を示す斜視図である。
第2の制限板アセンブリ40は、図4の(a)に示すように、制限板開口43aを介して設けられた、一対の第2の制限板42を1組として、隣り合う各組の第2の制限板42間にそれぞれ制限板開口43bが設けられた、ブロック状のユニットであってもよく、あるいは、例えば図4の(b)に示す構成を有していてもよい。
図4の(b)に示す第2の制限板アセンブリ40は、上述した制限板開口43a・43bを介して配列された第2の制限板42が、それぞれ、X軸方向と平行な一対の第1の保持部材44とY軸方向と平行な一対の第2の保持部材45とで構成される枠状の保持体46に、例えば溶接等の方法で一体的に保持されている。
なお、第1の制限板アセンブリ30は、第2の制限板アセンブリ40同様、制限板開口33を介して配列された第1の制限板32が、それぞれ、X軸方向と平行な一対の第1保持部材とY軸方向と平行な一対の第2保持部材とで構成される、保持体46と同様の枠状の保持体に、例えば溶接等の方法で一体的に保持されている構成を有していてもよい。
すなわち、各制限板は、例えば図2および図4の(a)に示すように、各制限板を保持(支持)する保持体と一体的に形成されていてもよく、図4の(b)に示すように別体で形成されていてもよい。
第1の制限板32および第2の制限板42の相対的位置や姿勢を一定に維持することができれば、これら第1の制限板32および第2の制限板42を保持する方法は、上記の方法に限定されない。
制限板ユニット20は、これら第1の制限板32および第2の制限板42によって、蒸着マスク50と蒸着源10との間の空間を、制限板開口33・43bからなる複数の蒸着空間に区画することで、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の通過角度を制限する。
蒸着密度が高くなると、蒸着流の広がりが大きくなるので、蒸着流の広がりを抑制するためには、蒸着流の広がりを立体的に絞る必要がある。
蒸着源10から射出された蒸着粒子401は、制限板開口33を通った後、制限板開口43b間を通り、蒸着マスク50に形成されたマスク開口51を通過して、被成膜基板200に蒸着される。
第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40は、これら第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40に入射した蒸着粒子401を、図1に示すように、その入射角度に応じて選択的にカット(捕捉)する。つまり、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40は、第1の制限板32および第2の制限板42に衝突した蒸着粒子401の少なくとも一部を捕捉することで、第1の制限板32および第2の制限板42の配設方向(つまり、X軸方向および斜め方向)への蒸着粒子401の移動を制限する。
これにより、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40は、蒸着マスク50のマスク開口51に入射する蒸着粒子401の入射角を一定範囲内に制限し、被成膜基板200に対する斜め方向からの蒸着粒子401の付着を防止する。
なお、第1の制限板32および第2の制限板42は、斜めの蒸着成分をカットするため、加熱しないか、図示しない熱交換器により冷却される。このため、第1の制限板32および第2の制限板42は、蒸着源10の射出口11よりも低い温度(より厳密には、蒸着材料が気体になる蒸着粒子発生温度よりも低い温度)になっている。
このため、第1の制限板アセンブリ30には、図5に二点鎖線で示すように、必要に応じて、第1の制限板32を冷却する、熱交換器等を備えた、冷却機構38が設けられていてもよい。同様に、第2の制限板アセンブリ40には、図5に二点鎖線で示すように、必要に応じて、第2の制限板42を冷却する、熱交換器等を備えた、冷却機構48が設けられていてもよい。これにより、被成膜基板200の法線方向に完全に平行にならない不要な蒸着粒子401が、第1の制限板32および第2の制限板42により冷却され、固化される。これにより、第1の制限板32および第2の制限板42で、不要な蒸着粒子401を容易に捕捉することができ、蒸着粒子401の進行方向を、被成膜基板200の法線方向に近づけることができる。
なお、制限板ユニット20を用いた場合の蒸着粒子401の流れ(蒸着流)並びに第2の制限板42の好適な設計については、後で説明する。
<蒸着装置100の概略構成>
次に、図5を参照して、上記蒸着ユニット1を用いた蒸着装置100の一例について説明する。
図5は、本実施形態にかかる蒸着装置100における要部の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図5は、本実施形態にかかる蒸着装置100におけるX軸方向に平行な断面を示している。
図5に示すように、本実施形態にかかる蒸着装置100は、真空チャンバ101(成膜チャンバ)、基板ホルダ102(基板保持部材)、基板移動装置103、蒸着ユニット1、蒸着ユニット移動装置104、イメージセンサ105等のアライメント観測手段、および、図示しないシャッタや、蒸着装置100を駆動制御するための図示しない制御回路等を備えている。
そのうち、基板ホルダ102、基板移動装置103、蒸着ユニット1、蒸着ユニット移動装置104は、真空チャンバ101内に設けられている。
なお、真空チャンバ101には、蒸着時に該真空チャンバ101内を真空状態に保つために、該真空チャンバ101に設けられた図示しない排気口を介して真空チャンバ101内を真空排気する図示しない真空ポンプが設けられている。
<基板ホルダ102>
基板ホルダ102は、被成膜基板200を保持する基板保持部材である。基板ホルダ102は、TFT基板等からなる被成膜基板200を、その被蒸着面201が、蒸着ユニット1における蒸着マスク50に面するように保持する。
被成膜基板200と蒸着マスク50とは、一定距離離間して対向配置されており、被成膜基板200と蒸着マスク50との間には、一定の高さの空隙が設けられている。
基板ホルダ102には、例えば静電チャック等が使用されることが好ましい。被成膜基板200が基板ホルダ102に静電チャック等の手法で固定されていることで、被成膜基板200は、自重による撓みがない状態で基板ホルダ102に保持される。
<基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104>
本実施形態では、基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104の少なくとも一方により、被成膜基板200と、蒸着ユニット1とを、Y軸方向が走査方向となるように相対的に移動させてスキャン蒸着を行う。
基板移動装置103は、例えば図示しないモータを備え、図示しないモータ駆動制御部によってモータを駆動させることで、基板ホルダ102に保持された被成膜基板200を移動させる。
また、蒸着ユニット移動装置104は、例えば図示しないモータを備え、図示しないモータ駆動制御部によってモータを駆動させることで、蒸着ユニット1を、被成膜基板200に対して相対移動させる。
また、これら基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104は、例えば図示しないモータを駆動させることにより、蒸着マスク50の非開口領域に設けられたアライメントマーカ52および被成膜基板200における非蒸着領域に設けられたアライメントマーカ202により、蒸着マスク50と被成膜基板200との位置ズレが解消されるように位置補正を行う。
これら基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104は、例えば、ローラ式の移動装置であってもよく、油圧式の移動装置であってもよい。
これら基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104は、例えば、ステッピングモータ(パルスモータ)等のモータ(XYθ駆動モータ)、コロ、およびギヤ等で構成される駆動部と、モータ駆動制御部等の駆動制御部とを備え、駆動制御部により駆動部を駆動させることで、被成膜基板200または蒸着ユニット1を移動させるものであってもよい。また、これら基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104は、XYZステージ等からなる駆動部を備え、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の何れの方向にも移動自在に設けられていてもよい。
但し、被成膜基板200および蒸着ユニット1は、その少なくとも一方が相対移動可能に設けられていればよい。言い換えれば、基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104は、その少なくとも一方が設けられていればよい。
例えば被成膜基板200が移動可能に設けられている場合、蒸着ユニット1は、真空チャンバ101の内壁に固定されていてもよい。逆に、蒸着ユニット1が移動可能に設けられている場合、基板ホルダ102は、真空チャンバ101の内壁に固定されていても構わない。
<蒸着ユニット1>
蒸着ユニット1は、蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、蒸着マスク50、ホルダ60、防着板65、および図示しないシャッタ等を備えている。なお、蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、蒸着マスク50については、既に説明したため、ここでは、その説明を省略する。
なお、図5では、一例として、対をなす第2の制限板42が、その直下の第1の制限板32のX軸方向の両端部近傍、具体的には、対をなす第2の制限板42における、それぞれの第1の制限板32のX軸方向端部側のエッジが、第1の制限板32のX軸方向端部と一直線上に位置している場合を例に挙げて図示している。
(ホルダ60)
ホルダ60は、蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、蒸着マスク50を保持する保持部材である。
ホルダ60には、例えば、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40を支持するために、それぞれに対応して、例えば一対のスライド装置61や支持部材62が備えられている。
スライド装置61は、ホルダ60のX軸方向両端部にそれぞれ対向して配設される。また、支持部材62は、各スライド装置61の対向面側に設けられている。これら支持部材62は、互いに対向した状態でZ軸方向やX軸方向にスライド変位可能であり、スライド装置61や図示しない制限板制御装置との協働によって、その動きが制御されている。
また、第1の制限板アセンブリ30におけるX方向の両端部には、支持部材62に脱着可能に設けられた支持部37がそれぞれ設けられている。また、第2の制限板アセンブリ40におけるX方向の両端部には、支持部材62に着脱可能に設けられた支持部47がそれぞれ設けられている。これにより、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40はホルダ60から着脱が可能であり、これら第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40に堆積した蒸着材料を定期的に回収することができるようになっている。
なお、蒸着材料は加熱すれば溶融または蒸発するため、加熱処理することによって容易に回収することができる。蒸着マスク50は、その開口幅や平面度等、求められる寸法精度が高いため、歪みを招くおそれがあり、加熱処理を行うことができない。しかしながら、第1の制限板アセンブリ30および第2の制限板アセンブリ40には、蒸着マスク50ほどの高度な寸法精度は求められないため、加熱処理が可能であり、堆積した蒸着材料を簡単に回収することができる。従って、高い材料の利用効率を確保することができる。
また、蒸着ユニット1には、例えばホルダ60に、蒸着マスク50にテンションをかけるテンション機構63が設けられていることが望ましい。これにより、蒸着マスク50にテンションをかけた状態で蒸着マスク50を水平に保持することができ、蒸着マスク50と、蒸着源10、第1の制限板アセンブリ30、および第2の制限板アセンブリ40との相対的な位置関係を固定することができる。
<防着板65>
上記蒸着装置100において、蒸着源10から飛散した蒸着粒子401は、蒸着マスク50内に飛散するように調整されており、蒸着マスク50外に飛散する蒸着粒子は、防着板65(遮蔽板)等で適宜除去される構成としてもよい。
<シャッタ>
被成膜基板200の方向に蒸着粒子を飛来させないときには、図示しないシャッタを用いて、蒸着粒子401の蒸着マスク50への到達を制御することが望ましい。
このため、例えば蒸着源10と第1の制限板アセンブリ30との間には、蒸着粒子401の蒸着マスク50への到達を制御するために、必要に応じて、図示しないシャッタが、蒸着OFF(オフ)信号もしくは蒸着ON(オン)信号に基づいて進退可能(挿抜可能)に設けられていてもよい。
蒸着源10と第1の制限板アセンブリ30との間にシャッタを適宜差し挟むことで、蒸着を行わない非蒸着領域への蒸着を防止することができる。なお、シャッタは、蒸着源10と一体的に設けられていてもよく、蒸着源10とは別に設けられていても構わない。
<蒸着装置100における蒸着粒子401の流れ>
次に、図1を参照して、上記蒸着装置100における、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)について説明する。
蒸着源10の射出口11から出射された蒸着粒子401(蒸着流)は、射出口11から等方的に広がる。等方分布を有する蒸着流は、そのX軸方向両端側が第1の制限板32によってカット(捕捉)されることで、広がりが抑制される。
第1の制限板32によって広がりが抑制された蒸着流は、高レート時に高い蒸着密度が起因で生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域である制限板開口33を通過後に、再度広がる。
しかしながら、制限板開口33を通過後に広がった蒸着流は、第2の制限板42によってカット(捕捉)されることで、再度広がりが抑制される。
第2の制限板42によって広がりが抑制された状態を維持した蒸着流は、蒸着マスク50のマスク開口51を通過し、被成膜基板200に蒸着される。
したがって、本実施形態によれば、上記蒸着ユニット1および上記被成膜基板200のうち一方をスキャン軸方向であるY軸方向に相対移動させる移動装置(基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104のうち少なくとも一方)を用いて相対移動させることにより、被成膜基板200をスキャン軸方向(Y軸方向)に走査することで、各塗り分け層(例えば各色の発光層)を形成することができる。
<比較例>
ここで、本実施形態にかかる制限板ユニット20との比較のために、1枚の第1の制限板32に対し、第1の制限板32よりも小さい第2の制限板42を1枚だけ設けた場合について説明する。
特許文献1には、制限板の変形例として、蒸着源と蒸着マスクとの間に、複数の第1遮断壁を備える第1遮断壁アセンブリと、複数の第2遮断壁を備える第2遮断壁アセンブリとを、互いに対応するように配することが開示されている(例えば特許文献1の図27参照)。
しかしながら、特許文献1では、第1の制限板である第1遮断壁一つに対し、第2の制限板である第2遮断壁が1つしか設けられていない。このため、特許文献1に記載の方法では、第1遮断壁の両側に広がる蒸着流の広がりを完全に抑えることができない。この理由を以下に説明する。
図6の(a)〜(d)は、比較例として、それぞれ、1枚の第1の制限板32に対し、第1の制限板32よりも小さい第2の制限板42を1枚だけ設けた例を示す断面図である。また、図7は、比較例として、1枚の第1の制限板32に対し、第1の制限板32上から蒸着マスク50の下端までの高さを有する第2の制限板42を1枚だけ設けた例を示す断面図である。
1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42を1枚だけ設ける場合に、特許文献1のように第2の制限板42を第1の制限板32の中央に、第1の制限板32に近接して設けた場合、図6の(a)に示すように、高レート時に、第1の制限板32通過後の蒸着流のX軸方向の両側の広がりを抑えることができない。
また、図6の(b)に示すように、第2の制限板42を、第1の制限板32のX軸方向の一方の端部側に配置した場合、高レート時に、第1の制限板32のX軸方向の他方の端部側の蒸着流の広がりを抑えることができない。
1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42を1枚だけ設ける場合、第2の制限板42は、図6の(c)に示すように、隣り合う制限板開口33を通過した蒸着流が交差する位置、つまり、第1の制限板32のX軸方向両端部と、隣接する射出口11による蒸着領域(隣接成膜領域)に対応する蒸着マスク50のマスク開口51とを結ぶ線が交差する領域に設置することが望ましい。
しかしながら、図6の(d)に示すように蒸着流がさらに広がってしまう場合には、66の(c)に示す位置に第2の制限板42を設けても、蒸着流をカット(捕捉)することはできない。なお、図6の(c)と図6の(d)とは、第2の制限板42の位置は同じであるが、蒸着レートが異なっている場合を示している。
しかしながら、図6の(d)に示す蒸着流をカットするため、第2の制限板42の位置を下げる(第1の制限板32に近接させる)と、図6の(a)に示したように広がりが小さい蒸着流をカットできなくなるおそれがある。
このため、1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42を1枚だけ使用してあらゆる蒸着流に対応するためには、図7に示すように第1の制限板32から蒸着マスク50の下端までの高さを有する第2の制限板42を設置せざるを得ない。
しかしながら、図7に示すような容積の大きな第2の制限板42を設けると、蒸着粒子401が飛散する空間体積が減少し、圧力が上昇する。その結果、蒸着粒子401間の衝突・散乱確率が高まる。
特に、図7では、Z軸方向で空間体積分布が不変であり、かつ、蒸着マスク50近傍まで第2の制限板42を高くしていることで、蒸着粒子401が、第2の制限板42で囲まれた領域に閉じ込められた状態になる。このため、蒸着粒子401の粒子間散乱が非常に強まる。
このため、第1の制限板32で蒸着流を制限して蒸着流に指向性をもたせたにも拘らず、第2の制限板42間を通過させることで、蒸着流が再度等方的な分布となる。この結果、本来成膜すべき箇所で成膜パターンが広がり、成膜領域間でパターンボケを引き起こし、蒸着膜402のボケ幅の増大、隣接画素への混色、隣接ノズル領域への蒸着粒子401の侵入、画素内での膜厚不均一による不均一発光等の問題を引き起こす。
したがって、あらゆる蒸着流に対応するためには、第2の制限板42は、1枚の第1の制限板32に対し、X軸方向に少なくとも2枚必要である。
<効果>
本実施形態によれば、図1〜図3および図5に示すように、第1の制限板32と第2の制限板42とは、同一YZ面で平行になるように設置されている。第2の制限板42は第1の制限板32と対であり、1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42は、X軸方向に少なくとも2枚以上で構成されて対をなしている。
本実施形態によれば、このように第1の制限板32と第2の制限板42とを配置するとともに、1枚の第1の制限板32につき第2の制限板42がX軸方向に少なくとも2枚設けられている。このため、X軸方向において両側に広がる蒸着流の広がりを完全に抑えることができ、第1の制限板32の制限板開口33を通過後に広がった蒸着流を、第2の制限板42で効率良く捕捉することができ、異常パターン膜等の異常成膜を防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、第1の制限板32を通過後に広がった蒸着流は、第2の制限板42によってカット(捕捉)され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50のマスク開口51を通過し、被成膜基板200に蒸着される。このため、本実施形態によれば、隣接ノズルからの蒸着粒子401が、正常パターン膜に混入したり、正常パターン膜間に、異常パターン膜を形成したりする等の異常成膜を防止することができる。
また、第2の制限板42は、平面視で第1の制限板32上に配置される。つまり、第2の制限板42は、第1の制限板32よりも狭い範囲に配置される。このため、本実施形態によれば、第2の制限板42は、制限板開口33直上には存在しないので、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
<第2の制限板42の好適な設計>
次に、第2の制限板42の好適な設計について説明する。
(第2の制限板42のX軸方向の位置)
図8は、第2の制限板42の好適な配置の一例を示す、本実施形態にかかる蒸着ユニット1の要部断面図である。なお、図8でも、図1同様、蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示している。
第1の制限板32の上部開口近傍(つまり、制限板開口33における上部近傍)は、蒸着密度が高く、蒸着粒子401の粒子間散乱が増大し、蒸着流が広がり易い。
このため、広がった蒸着流をカットするためには、平面視で同一の第1の制限板32上に設けられる、対をなす第2の制限板42は、できるだけ離間して設けられていることが好ましい。例えば図5に示すように、対をなす第2の制限板42が、その直下の第1の制限板32のX軸方向の両端部近傍に位置していることがより好ましい。特に、対をなす第2の制限板42が、少なくとも、その真下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部の少なくとも一部と接触する位置に形成されていること、より好適には、図8に示すように、対をなす第2の制限板42が、その直下の第1の制限板32のX軸方向の両端部と面一に形成されていることで、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に広がる蒸着流を効率良く捕捉することができる。このため、第1の制限板32におけるX軸方向両端側への蒸着流の広がりを、より効果的に抑制することができる。
但し、本来使うべき蒸着流の広がりまでカットする懸念がある場合は、図8に示したように第1の制限板32のX軸方向端部(第1の制限板32における制限板開口33の開口エッジ)と第2の制限板42のX軸方向端部(より具体的には、対をなす第2の制限板42における、それぞれの第1の制限板32のX軸方向端部側のエッジ)とを面一にしたり、対をなす第2の制限板42が、少なくとも、その真下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部の少なくとも一部と接触する位置に形成したりする必要はない。
例えば、蒸着マスク50や、形成すべきパネル(被成膜基板200)の設計上、第1の制限板32の開口エッジの蒸着流まで使用する必要がある場合には、第2の制限板42のエッジを、第1の制限板32の開口エッジの蒸着流の利用が可能な程度に第1の制限板32の開口エッジから離間させて形成すればよい。
つまり、第1の制限板32は、射出口11から出射する蒸着流のどの領域を使用するかを決めているだけであり、蒸着膜402の蒸着分布は、射出口11(ノズル)の直上が一番厚く、射出口11の端(ノズル端)上に向かうにつれて薄くなる。
通常、マスク開口51は蒸着分布の平坦な領域を使用し、ノズル端の膜厚が薄い箇所はマスク開口51を設けず、蒸着マスク50で遮蔽する。しかしながら、マスク開口51のY方向の長さをノズル端に向かうに従って長くする等の工夫をすることで、ノズル中央とノズル端での膜厚分布を相殺することが可能となる。つまり、マスク設計によっては、第1の制限板32の開口エッジの蒸着流まで有効利用することができる。
スキャン蒸着では、1つのノズルが担当する蒸着領域は、第1の制限板32によって可変であり、蒸着流の均一な狭い幅だけを利用する場合は、多数のノズルを使用してスキャンする必要がある。また、場合によっては、一度のスキャンでパネル(被成膜基板200)全面を蒸着できず、ノズルをずらして再度スキャンする必要がある。このような場合、ノズル間のばらつきやノズルをずらす前後でのばらつき(例えば熱履歴のばらつき)が蒸着膜に反映され、蒸着ムラとなって視認され易くなる。
しかしながら、上述したように第1の制限板32の開口エッジの蒸着流まで有効利用することで、利用する蒸着流を広くとると、少数の射出口11(ノズル)で蒸着を行うことができるので、蒸着ムラの程度を軽減できるといったメリットがある。
(図8に示す第2の制限板42を設ける場合と、第1の制限板32を第2の制限板42と同じ高さまでZ軸方向に延伸した場合との対比)
図8に示す第2の制限板42は、X軸方向から見れば、第1の制限板32をZ軸方向に延伸したのと同じ形状を有している。
そこで、以下では、図8に示す第2の制限板42を設ける場合と、第1の制限板32を第2の制限板42と同じ高さまでZ軸方向に延伸する場合との蒸着粒子401の流れの違いについて説明する。
図9は、図8に示す第2の制限板42を設けた場合の蒸着ユニット1と、第2の制限板42を設けずに第1の制限板32を第2の制限板42と同じ高さまでZ軸方向に延伸した場合の蒸着ユニット1とを並べて示す断面図である。
なお、図9中、右側の蒸着ユニット1(右図)が、図8に示す第2の制限板42を設けた場合であり、左側の蒸着ユニット1(左図)が、第1の制限板32を第2の制限板42と同じ高さまでZ軸方向に延伸した場合である。また、図9中、点線枠領域Aは、第2の制限板42が設けられている領域を示すとともに、第1の制限板32をZ軸方向に延伸した領域を示し、点線枠領域Bは、点線枠領域Bに隣接する、第1の制限板32や第2の制限板42が設けられていない領域を示す。
図9に示す点線枠領域Aにおける、左図のZ軸方向に延伸した第1の制限板32もしくは右図の第2の制限板42が占める割合は、前者(左図)の方が多いことが判る。このことから、点線枠領域Aと点線枠領域Bとの境界における圧力差は、第2の制限板42を設けた右図よりも、第1の制限板32をZ軸方向に延伸した左図の方が大きいことが判る。
したがって、点線枠領域Aから点線枠領域Bに蒸着粒子401が侵入した場合、上述した圧力差の違いにより、左図に示す蒸着ユニット1は、蒸着粒子401が点線枠領域Bで広がってしまい、成膜パターンが広がるのに対し、右図に示す蒸着ユニット1では、蒸着流の広がりを抑えることができ、異常成膜を防止することができる。
(第1の制限板32と第2の制限板42との間のZ軸方向の距離)
第1の制限板32と第2の制限板42との間に隙間があると、隙間の大きさにもよるが、制限板開口33を通過後に広がった蒸着流が、第1の制限板32と第2の制限板42との間の隙間を介して漏れるおそれがあり、漏れた蒸着流が、隣接ノズル領域に侵入する懸念がある。
このため、第1の制限板32と第2の制限板42は、できるだけ近接して設けられていることが好ましく、互いに接触(密着)して設けられていることが最も好ましい。
(第1の制限板32および第2の制限板42の高さ)
第1の制限板32および第2の制限板42の高さは、射出口11と蒸着マスク50との間の距離に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
但し、特に、第2の制限板42の高さが高すぎると、図7に示したように蒸着流が閉じ込められて散乱が強くなるため、好ましくない。逆に、第2の制限板42の高さが低すぎると、広がった蒸着流をカットする能力が不十分になるおそれがある。
蒸着流は、蒸着材料や蒸着レートで容易に変化する。このため、好適な高さは一概に決定することはできないが、これらの条件に応じて、捕捉効率が高くなるように、適切な高さに設定することが望ましい。
なお、第2の制限板42と蒸着マスク50との間の距離も特に規定はないが、第2の制限板42と蒸着マスク50とが、密着していたり、あるいは、あまりにも距離が狭かったりすると、冷却機構が第2の制限板42に備わっていない場合、熱が、第2の制限板42を伝って蒸着マスク50に伝わり、熱によって蒸着マスク50が撓むおそれがある。また、冷却機構が第2の制限板42に備わっていたとしても、蒸着マスク50は、蒸着源10からの輻射熱によって撓むおそれがあり、その場合、第2の制限板42と接触して破損するおそれがある。
このため、第2の制限板42と蒸着マスク50とは、適度に離間していることが好ましく、第2の制限板42と蒸着マスク50とが離間するように、第1の制限板32および第2の制限板42の高さ並びに配置が決定されることが好ましい。
また、制限板開口33を通過した蒸着流が急激な圧力変化で蒸着分布が変わらないように、第2の制限板42が、第1の制限板32と蒸着マスク50との間の空間に占める体積は、少ない方が好ましい。このため、この点も考慮して、第1の制限板32および第2の制限板42の高さが決定されることが好ましい。
<第2の制限板42の変形例1>
図10は、本変形例にかかる蒸着ユニットの要部の概略構成を、被成膜基板と併せて示す断面図である。
本変形例では、図10に示すように、第1の制限板32上に設けられた、対をなす第2の制限板42間の開口幅が上方ほど小さくなるように第2の制限板42をそれぞれ傾斜して設けている。言い換えれば、第1の制限板32上に設けられた、対をなす第2の制限板42が、中央が開口された逆V字状(つまり、「ハ」の字状)になるように第2の制限板42を配置している。
なお、本変形例でも、前述した理由から、第2の制限板42は、第1の制限板32に接触して設けられていることが好ましい。また、対をなす第2の制限板42における、それぞれの第1の制限板32のX軸方向端部側のエッジが、第1の制限板32のX軸方向端部(第1の制限板32における制限板開口33の開口エッジ)に位置するように第2の制限板42が設けられていることが好ましい。
本変形例によれば、図10に示すように、Z軸方向で空間体積を変更させることができる。具体的には、蒸着マスク50側である上方ほど、第1の制限板32間の制限板開口33上の空間体積(具体的には、第2の制限板42間の制限板開口43bにおける空間体積)が広がるようになっている。
本変形例によれば、図7に示すように第2の制限板42の高さを蒸着マスク50近傍まで高くする必要がなく、また、上方ほど、第1の制限板32間の制限板開口33上の空間体積が広がるようにしているため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができる。このため、図7で見られる問題を解消することができ、第1の制限板32間の制限板開口33を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
<第2の制限板42の変形例2>
図11の(a)〜(e)は、本変形例にかかる制限板ユニット20の要部における第2の制限板42のパターン例を示す平面図である。
図3では、第2の制限板42が、平面視で第1の制限板32上に、第1の制限板32のY軸方向の長さと同じ長さを有し、Y軸方向に連続して設けられている場合を例に挙げて示している。
しかしながら、図11の(a)〜(e)に示すように、第2の制限板42は、第1の制限板32のY軸方向の長さよりも短く、平面視で第1の制限板32上に、複数の第2の制限板42がY軸方向に断続的(不連続)に設けられていてもよい。
また、この場合、図11の(b)〜(e)に示すように、X軸方向の各位置における第2の制限板42(例えばX軸方向に隣り合う第2の制限板42)の不連続箇所(Y軸方向に隣り合う第2の制限板42における互いの対向端部間の領域)を、Y軸方向における特定の位置(特定のY座標)で合わせる必要はなく、不連続箇所の長さも合わせる必要はない。
また、この場合、図11の(c)〜(e)に示すように、X軸方向の各位置における第2の制限板42の不連続箇所の個数も合わせる必要はない。また、X軸方向に隣り合う、対をなす第2の制限板42の配設パターンが同じである必要はないのみならず、図11の(c)〜(d)に示すように、各組の第2の制限板42の配設パターンが同じである必要もない。
図11の(a)〜(e)に示すように第2の制限板42を不連続にすることでより細かい調整が可能となり、さらに第2の制限板42の交換作業も容易となる。
但し、この場合、蒸着粒子401が、不連続箇所を通過して隣接成膜領域(隣接するマスク開口領域)に到達することがないように、図11の(d)〜(e)に示すように、対をなす第2の制限板42の形成領域内(つまり、平面視における各第1の制限板32上の領域)には、Y軸方向の何れの位置(座標)においても、X軸方向に平行な方向から見て、第2の制限板42が少なくとも1つ存在する(つまり、X軸方向に平行な方向から見て、第2の制限板42が存在しないY座標位置はない)ことが好ましい。
なお、この場合、対をなす第2の制限板42の形成領域内に、Y軸方向の何れの位置においても、X軸方向に平行な方向から見て、第2の制限板42が少なくとも1つ存在するように第2の制限板42を配置すればよいので、該領域内で第2の制限板42のY軸方向の延伸距離を合わせる必要はない。また、第1の制限板32と第2の制限板42とでY軸方向の長さを揃える必要もない。
また、図11の(a)〜(e)では、X軸方向に隣り合う、対をなす第2の制限板42が、それぞれ、その直下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部から離間した位置に設けられている場合を例に挙げて図示している。しかしながら、この場合にも、X軸方向に隣り合う、対をなす第2の制限板42は、その少なくとも一部(例えば、少なくとも、平面視で射出口11に隣り合う第2の制限板42)が、その真下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部の少なくとも一部と接触する位置に形成されていることが好ましい。
<第2の制限板42の変形例3>
図12は、本変形例にかかる制限板ユニット20の要部における第2の制限板42のパターン例を、射出口11と併せて示す平面図である。
前述したように、蒸着膜402の蒸着分布は、射出口11(ノズル)の直上が一番厚く、射出口11の端(ノズル端)上に向かうにつれて薄くなる。このため、射出口11の近傍上方は蒸着密度が高く、蒸着粒子401の衝突・散乱が多い。
このため、第2の制限板42のY軸方向の長さや配設位置は、蒸着材料や蒸着密度(蒸着レート)を考慮して決定されることが望ましい。
このため、第2の制限板42のY軸方向の長さが、第1の制限板32のY軸方向の長さよりも短い場合、第2の制限板42は、平面視で射出口11に隣接して設けられていることが好ましい。また、この場合、第2の制限板42は、第1の制限板32に沿ってY軸方向に断続的に形成されている必要は必ずしもなく、図12に示すように、平面視で射出口11に隣接する位置にのみ設けられていてもよい。
すなわち、射出口11の近傍上方は、蒸着密度が高く、蒸着粒子401の衝突・散乱が多いため、蒸着流の指向性が悪くなり易い。このため、射出口11の近傍上方には第2の制限板42が設けられていることが望ましい。しかしながら、射出口11から遠ざかると、蒸着密度が低くなり、衝突・散乱が少ないため、蒸着流の指向性が悪くなり難い。このため、平面視で射出口11から遠い位置には、必ずしも第2の制限板42が設けられていなくても構わない。
したがって、図12に示す構成とすることで、必要な箇所にのみ第2の制限板42を設けることができるので、安価な構成とすることができる。
なお、図12では、対をなす第2の制限板42が、その直下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部から離間した位置に設けられている場合を例に挙げて図示している。しかしながら、この場合にも、対をなす第2の制限板42は、その直下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部(すなわち、X軸方向の両端部の一部)と接触する位置(より具体的には、上記X軸方向の両端部の一部と面一)に形成されていることが好ましい。
<第2の制限板42の変形例4>
図13は、本変形例にかかる制限板ユニット20の要部における第2の制限板42のパターン例を、射出口11と併せて示す平面図である。
本実施形態、特に、図3、図11の(a)〜(e)、および図12では、第2の制限板42が直方体である場合を例に挙げて図示したが、第2の制限板42の形状は直方体でなくてもよい。
例えば、平面視で射出口11の近傍とそれ以外の領域との蒸着密度の違いを考慮し、平面視で、第2の制限板42のY方向の端部が先細り形状を有していてもよい。
第1の制限板32間の制限板開口33を通過した蒸着流の分布が急激な圧力変化で変わらないように、第2の制限板42が占める体積は、少ない方が好ましい。したがって、図13に示す形状とすることで、制限板開口33を通過した蒸着流の分布(蒸着膜402の蒸着分布)の変化を抑えることができるので、より精度が高い制御を行うことができる。
なお、図13でも、図12同様、対をなす第2の制限板42が、その直下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部から離間した位置に設けられている場合を例に挙げて図示したが、この場合にも、対をなす第2の制限板42は、その直下の第1の制限板32におけるX軸方向の両端部(すなわち、X軸方向の両端部の一部)と接触する位置に形成されていることが好ましい。
<第2の制限板42の変形例5>
なお、本実施形態では、第2の制限板42が均一な高さを有する場合を例に挙げて図示したが、第2の制限板42の高さは、必ずしも均一である必要はない。
各射出口11(ノズル)はそれぞれ個体差があるので、各射出口11からの蒸着分布にも差が生じる。したがって、各射出口11の個体差を低減するために、第2の制限板42の高さ(Z軸方向の長さ)を微調整してもよい。
〔実施形態2〕
本実施形態について図14および図15に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施形態では、主に、実施形態1との相違点について説明するものとし、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
蒸着粒子401の衝突・散乱による蒸着流の広がりが比較的小さい場合には、1枚の第1の制限板32に対し、X軸方向に第2の制限板42を2枚設けることで、異常成膜を十分抑制することができる。
しかしながら、蒸着流の広がりが極めて大きい場合には、1枚の第1の制限板32に対し、X軸方向に第2の制限板42を2枚設けただけでは、その大きさや配置によっては、第2の制限板42の配置位置よりも広がる蒸着流を捕捉できなかったり、第2の制限板42の配置位置よりも広がる蒸着流を捕捉するために、第2の制限板42の配置位置をより内側にすると、第2の制限板42の配置位置よりも外側の蒸着流を捕捉できなかったりするおそれがある等、異常成膜を引き起こす蒸着粒子401の捕捉効果が十分とは言い難い場合もある。
そこで、蒸着流の広がりが極めて大きい場合の対策の一例として、第1の制限板32と第2の制限板42とが密着していない場合に、第1の制限板32と第2の制限板42との間隙を縫って広がる蒸着流をカット(捕捉)するために、例えば図15に示すように、第2の制限板42のX方向の長さを長くする(言い換えれば、第2の制限板42の幅を広くする)ことも考えられる。
図15に示すように、第2の制限板42の幅(X方向の厚み)を厚くすることで、第1の制限板32間の制限板開口33を通過後に広がる蒸着流を抑制することができる。
しかしながら、この場合、第2の制限板42の幅が厚くなる分、第2の制限板42が重くなってアライメント精度が出せなくなる。また、第2の制限板42の占有体積が増えるため、第2の制限板42を通過後の蒸着流に急激な圧力変化を生じさせる。このため、第2の制限板42のX軸方向の幅そのものは、第1の制限板32のX軸方向の幅に対し、相対的に薄い方が好ましい。
また、例えば、第2の制限板42のX軸方向の幅が比較的薄い場合であっても、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に、Z軸方向の長さが比較的長い第2の制限板42を設けることができる場合には、1枚の第1の制限板32に対し、X軸方向に第2の制限板42を2枚設けることで、異常成膜を十分抑制できる。
しかしながら、第2の制限板42を設置する空間の高さ(つまり、第1の制限板32と蒸着マスク50との間の距離)が十分に確保できず、蒸着流の広がりの大きさの割にはZ軸方向の長さが短い第2の制限板42を用いるしかない場合もある。この場合、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に第2の制限板42を設けたとしても、第1の制限板32と第2の制限板42との間に隙間があると、第1の制限板32と第2の制限板42との間の隙間から、上記X軸方向両端側の第2の制限板42間の隙間を通って、蒸着流が隣接成膜領域に漏れる(侵入する)おそれがある。
また、蒸着流を補足するために第2の制限板42のZ軸方向の長さを大きくすると、蒸着粒子401が飛散する空間体積が減少し、圧力が上昇する。このため、第2の制限板42を設置する空間の高さが十分に確保できる場合であっても、蒸着流の広がりの大きさによっては、蒸着流の広がりの大きさに十分に対応できる長さの第2の制限板42を設けることが困難である場合もある。
図14は、本実施形態にかかる蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示す断面図である。
なお、図14に示す蒸着ユニット1は、第1の制限板32と第2の制限板42とが密着していない場合に、1枚の第1の制限板32に対し、Z軸方向の長さが実施形態1よりも短い第2の制限板42を3枚設けたことを除けば、実施形態1に示す蒸着ユニット1と同じである。
図14に太破線で示すように、本実施形態によれば、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に設けられた第2の制限板42で補足できない蒸着流は、第1の制限板32におけるX軸方向中央に設けられた第2の制限板42によって補足される。したがって、第2の制限板42に、蒸着流の広がりの割にZ軸方向の長さが短い制限板を用いた場合であっても、異常成膜を十分に抑制することができる。
このように、本実施形態によれば、1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42を3枚設けること、特に、図14に示すように、第1の制限板32と第2の制限板42とが密着していない場合に、1枚の第1の制限板32に対し、第2の制限板42を3枚設けることで、アライメント精度を落とすことなく、また、蒸着流が第1の制限板32を通過後に急激な圧力変化を生じさせることなく、極めて大きく広がる蒸着流(第1の制限板32と第2の制限板42との間隙を縫って広がる蒸着流)についても捕捉することが可能となる。
なお、図14では第1の制限板32一枚につき第2の制限板42を3枚設けた場合を例に挙げて図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。蒸着流の広がりに応じて、第1の制限板32一枚につき第2の制限板42を3枚以上設けてもよい。但し、第1の制限板32一枚あたりの第2の制限板42の枚数を多くし過ぎると、高精細なパターンを得るための位置合わせが複雑になり、第2の制限板42の占有体積も増えるので、あまり好ましくない。
また、図14では、第1の制限板32と第2の制限板42とが密着していない場合を例に挙げて図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第1の制限板32と第2の制限板42とは、密着していてもよい。
例えば、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に設けられた第2の制限板42間に、該X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42よりもZ軸方向に突出する第2の制限板42(例えば上記X軸方向両端側の第2の制限板42よりもZ軸方向の長さが長い第2の制限板42)を設けることで、第1の制限板32と第2の制限板42とが密着しているか否かに拘らず、上記X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42で補足しきれなかった蒸着流を、該X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42間に設けられた第2の制限板42により補足することができる。
なお、この場合にも、上記X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42間に設けられる第2の制限板42の枚数は、特に限定されるものではない。上記X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42間には、第2の制限板42が、例えば、第1の制限板32のX軸方向中央に1枚のみ設けられていてもよく、2枚以上が互いに離間して設けられていてもよい。
なお、この場合、上記X軸方向両端側に設けられた第2の制限板42間に設けられる第2の制限板42の高さは、例えば、使用する蒸着材料や蒸着レート等に応じて、補足効率が向上するように、蒸着粒子401が飛散する空間体積の減少による圧力の上昇が大きくなりすぎない範囲内で適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
なお、第2の制限板42の変形例については、実施形態1で示した思想を反映できることは言うまでもない。
〔実施形態3〕
本実施形態について図16〜図20に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施形態では、主に、実施形態1、2との相違点について説明するものとし、実施形態1、2で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
実施形態2では、平面視で同一の第1の制限板32上に位置する、同一YZ平面における第2の制限板42の枚数(第1の制限板一枚あたりの第2の制限板42の枚数)を増やすことで、蒸着流の広がりが大きい場合に、第1の制限板32間の制限板開口33を通過後に広がる蒸着粒子401をカット(捕捉)する場合を例に挙げて説明した。
しかしながら、第1の制限板32一枚あたりの第2の制限板42の枚数を増やすと、同一YZ平面に占める第2の制限板42群の占有体積が大きくなり、第2の制限板42全体の枚数も増える。このため、第1の制限板32一枚あたりの第2の制限板42の枚数が増えれば増えるほど、急激な圧力変化やアライメント精度を出すための位置合わせの複雑化が生じ易くなる。
そこで、本実施形態では、第1の制限板アセンブリ30と蒸着マスク50との間に、第2の制限板42を含む多段の制限板を設ける場合を例に挙げて説明する。
図16は、第1の制限板アセンブリ30と蒸着マスク50との間に、第2の制限板アセンブリ40および第3の制限板アセンブリ70を設けた蒸着ユニット1の概略構成を示す断面図である。
第3の制限板アセンブリ70は、図16に示すように、第1の制限板32上に、X軸方向に互いに離間し、かつ、第1の制限板32に沿って互いに平行に設けられた、複数の第3の制限板72からなる第3の制限板列71を備えている。
第3の制限板72は、第2の制限板42同様、YZ平面を主面とし、それぞれの主面が、X軸方向に隣り合うとともに、XY平面を主面とする蒸着マスク50の主面並びに被成膜基板200の被蒸着面201に対して垂直となるように配されている。
なお、図16では、第3の制限板72が、第2の制限板42同様、第1の制限板32上に、第1の制限板32に沿って、X軸方向に2枚1組で設けられている場合を例に挙げて示している。
このため、第3の制限板72は、平面視で、それぞれY軸に平行に延設されており、X軸方向に2枚1組で設けられた各組の第3の制限板72が、それぞれ同一ピッチでX軸方向に互いに平行に複数配列されている。これにより、X軸方向に隣り合う各組の第3の制限板72間に、それぞれ、開口領域として、制限板開口73bが形成されている。
また、平面視で同一の第1の制限板32上に設けられた、対をなす第3の制限板72は、互いに離間して設けられており、対をなす第3の制限板72間には、開口領域として、制限板開口73aが形成されている。
なお、本実施形態では、第3の制限板72は、それぞれ、例えば長方形状に形成されている。第3の制限板72は、それぞれ、その短軸がZ軸方向に平行になるように垂直に配されている。このため、第3の制限板72は、その長軸がY軸方向に平行に配されている。
第3の制限板アセンブリ70は、図4の(a)に示す第2の制限板アセンブリ40同様、制限板開口73aを介して設けられた、一対の第3の制限板72を1組として、隣り合う各組の第3の制限板72間にそれぞれ制限板開口73bが設けられた、ブロック状のユニットであってもよい。あるいは、第3の制限板アセンブリ70は、例えば図4の(b)に示す第2の制限板アセンブリ40同様、上述した制限板開口73a・73bを介して配列された第3の制限板72が、それぞれ、X軸方向と平行な一対の第1保持部材とY軸方向と平行な一対の第2保持部材とで構成される、保持体46と同様の枠状の保持体に、例えば溶接等の方法で一体的に保持されている構成を有していてもよい。
本変形例でも、第3の制限板72の相対的位置や姿勢を一定に維持することができれば、第3の制限板72を保持する方法は、上記の方法に限定されない。
第3の制限板アセンブリ70は、第3の制限板72によって、第2の制限板アセンブリ40と蒸着マスク50との間の空間を、制限板開口73bからなる複数の蒸着空間に区画することで、第2の制限板42間の制限板開口43bを通過した蒸着粒子401の通過角度を制限する。
本実施形態では、図16に示すように、第1の制限板アセンブリ30、第2の制限板アセンブリ40、第3の制限板アセンブリ70を、蒸着源10側からこの順に互いに離間して設けるとともに、第1の制限板32一枚あたり、第2の制限板42および第3の制限板72をX軸方向にそれぞれ2枚使用する。
そして、第1の制限板32間の制限板開口33を通過後に極めて大きく広がる蒸着流(例えば第2の制限板42を第1の制限板32のX軸方向端部側に配置した場合に第2の制限板42の配置よりも広がる蒸着流)を捕捉するために、第2の制限板42をそれぞれ第1の制限板32のX軸方向中央寄りに配置する。
さらに、第2の制限板42をそれぞれ第1の制限板32のX軸方向中央寄りに配置したことで第2の制限板42の設置位置よりも外側を通る蒸着流(例えば、第2の制限板42よりも上方(蒸着マスク50側)で交差する蒸着流)の経路(つまり、蒸着粒子401の飛散経路)上に第3の制限板72が位置するように、第3の制限板72を、第2の制限板42よりも、第1の制限板32のX軸方向端部側に配置する。
これにより、本実施形態では、下段の第2の制限板列41(第2の制限板42群)は、相対的に広がりが大きい蒸着流を捕捉し、上段の第3の制限板列71(第3の制限板72群)は、相対的に広がりが小さい蒸着流を捕捉する。
本実施形態によれば、このように蒸着流の広がりの程度に応じて各段の制限板で蒸着粒子401の捕捉範囲を異ならせて機能分離することで、同一YZ平面の制限板の枚数を増やすことなく、広がった蒸着流を捕捉することができる。また、同一YZ平面に占める第2の制限板42の枚数の増加による第2の制限板42の占有体積の増加を抑制することができる。
したがって、本実施形態によれば、あらゆる蒸着流の広がりに対して精度良く第2の制限板42を配置することができ、制限板開口33通過後の圧力変化を抑制することができ、異常成膜を効果的に防止することができる。
<変形例1>
なお、本実施形態では、各段の制限板が別々の制限板アセンブリとして設けられている場合を例に挙げて説明したが、第2の制限板アセンブリ40が、多段の制限板を備えている構成としても構わない。すなわち、例えば、下段の第2の制限板42と上段の第3の制限板72とは、1つの保持体によって保持されていてもよく、第2の制限板アセンブリ40が、第2の制限板42と第3の制限板72とを備えていても構わない。
<変形例2>
また、第1の制限板32上に設けられる各段の制限板における、第1の制限板32一枚あたりのX軸方向の枚数は、2枚に限定されるものではなく、1枚でもよいし、3枚以上でもよい。
また、第1の制限板32一枚あたりの制限板一枚あたりの各段の制限板の枚数は、同じであっても異なっていても構わない。
図17は、本変形例にかかる蒸着ユニット1の概略構成の一例を示す断面図である。
図17では、1枚の第1の制限板32に対し、X軸方向に、第2の制限板42が2枚、第3の制限板72が1枚設けられている場合を例に挙げて図示している。
なお、図17でも、第1の制限板32間の制限板開口33を通過後に極めて大きく広がる蒸着流(例えば第2の制限板42を第1の制限板32のX軸方向端部側に配置した場合に第2の制限板42の配置よりも広がる蒸着流)を捕捉するために、第2の制限板42をそれぞれ第1の制限板32のX軸方向中央寄りに配置する。
このとき、第2の制限板42の設置位置よりも外側を通る蒸着流の経路上に第3の制限板72が位置するように、図16では、第2の制限板42よりも上方(蒸着マスク50側)で交差する蒸着流の交差部よりも上方に第3の制限板72をX軸方向に2枚設けたが、図17のように1枚の第1の制限板32上に第3の制限板72を1枚のみ設ける場合、第3の制限板72は、図17に示すように、上記交差部に配置されていることが好ましい。
これにより、第2の制限板42の設置位置よりも外側を通る蒸着流を、1枚の第3の制限板72により、効果的に捕捉することができる。
なお、本変形例では、第3の制限板72が、第1の制限板32上に、1枚の第1の制限板につき1枚のみ設けられていることから、X軸方向に隣り合う第3の制限板72間には、それぞれ、開口領域として、制限板開口73が設けられている。
第3の制限板アセンブリ70は、第3の制限板72によって、第2の制限板アセンブリ40と蒸着マスク50との間の空間を、制限板開口73からなる複数の蒸着空間に区画することで、第2の制限板42間の制限板開口43bを通過した蒸着粒子401の通過角度を制限する。
<変形例3>
また、図16および図17では、第1の制限板アセンブリ30と蒸着マスク50との間に、制限板を2段設けた場合を例に挙げて図示したが、第1の制限板アセンブリ30と蒸着マスク50との間の制限板は、3段以上で構成されていてもよい。言い換えれば、第1の制限板アセンブリ30と蒸着マスク50との間に、3つ以上の制限板アセンブリが設けられていてもよい。
蒸着ユニット1が、Z軸方向に複数段の制限板アセンブリを備えているとともに、各制限板アセンブリが、複数の制限板を備えていることで、あらゆる基板サイズ、パターンサイズ、材料等に、容易に対応することができる。
例えば、蒸着レートが、図16および図17に示すよりもさらに高くなると、第1の制限板32間の制限板開口33を通過した蒸着流が、第2の制限板42間の制限板開口43bを通過した瞬間にさらに広がる可能性もある。
そこで、蒸着レートによって、制限板開口43bを通過後に広がる蒸着流を捕捉するために、Z軸方向にさらに制限板を設けてもよい。
図18は、本変形例にかかる蒸着ユニット1の概略構成の一例を示す断面図である。また、図19の(a)・(b)は、本変形例にかかる各段の制限板の配設方法の一例を示す断面図である。
図18では、第3の制限板アセンブリ70と蒸着マスク50との間に、第4の制限板アセンブリ80を設けている。
なお、第4の制限板アセンブリ80の概略構成は、第3の制限板アセンブリ70と蒸着マスク50との間に設けられている点を除けば、第3の制限板アセンブリ70と同じである。したがって、第4の制限板アセンブリ80は、図18に示すように、第1の制限板32上に、X軸方向に互いに離間し、かつ、第1の制限板32に沿って互いに平行に設けられた、複数の第4の制限板82からなる第4の制限板列81を備えている。
第4の制限板82は、第3の制限板72同様、YZ平面を主面とし、それぞれの主面が、X軸方向に隣り合うとともに、XY平面を主面とする蒸着マスク50の主面並びに被成膜基板200の被蒸着面201に対して垂直となるように配されている。
なお、図18では、第4の制限板82が、第3の制限板72同様、第1の制限板32上に、第1の制限板32に沿って、X軸方向に2枚1組で設けられている場合を例に挙げて示している。
このため、第4の制限板82は、平面視で、それぞれY軸に平行に延設されており、X軸方向に2枚1組で設けられた各組の第4の制限板82が、それぞれ同一ピッチでX軸方向に互いに平行に複数配列されている。これにより、X軸方向に隣り合う各組の第4の制限板82間に、それぞれ、開口領域として、制限板開口83bが形成されている。
また、平面視で同一の第1の制限板32上に設けられた、対をなす第4の制限板82は、互いに離間して設けられており、対をなす第4の制限板82間には、開口領域として、制限板開口83aが形成されている。
なお、本変形例では、第4の制限板82は、それぞれ、例えば長方形状に形成されている。第4の制限板82は、それぞれ、その短軸がZ軸方向に平行になるように垂直に配されている。このため、第4の制限板82は、その長軸がY軸方向に平行に配されている。
第4の制限板82は、第3の制限板72の保持方法と同様の方法により保持することができる。但し、第3の制限板72同様、第4の制限板82も、第4の制限板82の相対的位置や姿勢を一定に維持することができれば、その保持方法は、特に限定されるものではない。
第4の制限板アセンブリ80は、第4の制限板82によって、第3の制限板アセンブリ70と蒸着マスク50との間の空間を、制限板開口83bからなる複数の蒸着空間に区画することで、第3の制限板72間の制限板開口73bを通過した蒸着粒子401の通過角度を制限する。
なお、図18では、第1の制限板32一枚あたり、X軸方向に、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82をそれぞれ2枚ずつ使用する。
図18に示すようにZ方向に制限板を多段並べて設ける場合、実施形態1に示したように、第1の制限板32における制限板開口33の開口エッジと、対をなす第2の制限板42における、それぞれの第1の制限板32のX軸方向端部側のエッジとは、少なくとも一部が接触していることが好ましく、例えば面一に設けられていることが好ましい。
また、図18に示すようにZ方向に制限板を多段並べて設ける場合、平面視で第1の制限板32上に形成された制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)は、互いに、少なくとも一部が接触し、かつ、隣り合う第1の制限板32上にそれぞれ形成された、同一平面内で互いに対向する制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)間の距離が、蒸着マスク50側ほど大きくなるように配されていることが好ましい。
例えば、図18、図19の(a)・(b)に示すように、平面視で第1の制限板32上に形成された制限板(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)間の開口幅が上方ほど小さくなるように(つまり、中央が開口された逆V字状(つまり、「ハ」の字状)になるように)各段の制限板が配されていることが好ましい。
Z軸方向に配された各段の制限板間に間隙がある場合、該間隙から蒸着流が漏れる可能性がある。
しかしながら、上述した構成とすることで、第1の制限板32上に形成された制限板間(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)の間隙から蒸着流が漏れることが無い。また、蒸着粒子401の飛散方向である蒸着マスク50側ほど、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)上の空間体積が広がるため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができる。このため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
また、この場合、第1の制限板32上に設けられた各制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)は、図19の(a)に示すように、上段の制限板における第1の制限板32のX軸方向端部側の端面が、該制限板と接触する下段の制限板における第1の制限板32のX軸方向中央部側の端面の少なくとも一部に接触(例えば該端面と面一)に形成された構成を有していることが好ましく、図19の(b)に示すように、第1の制限板32上に設けられた、隣り合う段の制限板同士、つまり、互いに接触する制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)同士が、一部重畳していることがより好ましい。
これにより、隣り合う段の制限板間の間隙から蒸着流が漏れることをより確実に防止することができる。このため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
また、図19の(a)に示すように互いに接触する制限板同士をそれぞれのエッジのみで接触させる場合、各段の制限板をそれぞれ精密にアライメントする必要がある。これに対し、図19の(b)に示すように互いに接触する制限板同士を一部重畳させることで、アライメントが容易になるという利点もある。
なお、本変形例では、平面視で第1の制限板32上に形成された制限板(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)間の開口幅が上方ほど小さくなるように各段の制限板が配された例として、第1の制限板32上に、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82が設けられている場合を例に挙げて説明したが、第1の制限板32上に、第2の制限板42および第3の制限板72のみが設けられている場合にも、同様の効果を得ることができることは、言うまでもない。
図10に示すように第1の制限板32上に設けられた、対をなす第2の制限板42が、中央が開口された逆V字状になるように第2の制限板42を配置する場合、本変形例よりも制限板の設置が容易であるというメリットはある。しかしながら、図10は、制限板ユニット20が、第1の制限板上に第2の制限板42のみを備えていることから、第2の制限板42に蒸着粒子401が付着することによるコンタミネーションの防止のための交換時に、第2の制限板42を丸ごと取り替える必要がある。一方、本変形例のように制限板を複数段設けることで、蒸着粒子401の付着による汚れがひどい制限板のみを取り換えるだけで良く、メンテナンス性が良い。
<変形例4>
図18および図19の(a)・(b)に示したように、第2の制限板42の最下部(下面)と第1の制限板32の最上部(上面)とが接触(密着)している場合には、蒸着レートが高くなるほどZ軸方向における制限板の段数を増加させる必要があるものの、何れの場合にも、平面視で第1の制限板上に配される各段の制限板は、2枚1組でよく、また、これが最も効果的な設置の仕方である。
しかしながら、何らかの事情により、第2の制限板42の最下部と第1の制限板の最上部とが密着できない場合、蒸着レートによっては、平面視で第1の制限板32上に配される各段の制限板を2枚1組としただけでは、制限板開口33を通過後に広がる蒸着流を捕捉できない可能性もある。この場合は、実施形態2のように、例えば3枚以上を1組として各段の制限板を構成することが望ましい。
但し、この場合、制限板間の間隙の数が増加する。このため、本変形例においても、各段の制限板間に間隙が無いように設置することが好ましい。
図20は、本変形例にかかる蒸着ユニット1の概略構成の一例を示す断面図である。
本変形例でも、図20に示すように、平面視で第1の制限板32上に形成された制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)は、互いに、少なくとも一部が接触し、かつ、隣り合う第1の制限板32上にそれぞれ形成された、同一平面内で互いに対向する制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)間の距離が、蒸着マスク50側ほど大きくなるように配されている。
このため、本変形例でも、第1の制限板32上に形成された制限板間(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)の間隙から蒸着流が漏れることが無い。また、蒸着粒子401の飛散方向である蒸着マスク50側ほど、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)上の空間体積が広がるため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができる。このため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
<その他の変形例>
なお、変形例3および変形例4では、第4の制限板アセンブリ80が第4の制限板82を備えている場合を例に挙げて図示したが、第3の制限板72同様、第4の制限板82も、第2の制限板42および第3の制限板72のうち少なくとも一方と同じ保持体で保持されていてもよい。例えば、第2の制限板アセンブリ40が、第2の制限板42、第3の制限板72、および第4の制限板82を備えていても構わない。
また、第3の制限板72の変形例については、実施形態1、2で示した第2の制限板42と同様の思想を反映できることは言うまでもない。また、第4の制限板82の変形例についても、第3の制限板72と同様の思想を反映できることは言うまでもない。
〔実施形態4〕
本実施形態について図21に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施形態では、主に、実施形態1、2との相違点について説明するものとし、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
図21は、本実施形態にかかる蒸着ユニット1の要部の概略構成を、被成膜基板200と併せて示す断面図である。
本実施形態は、図21に示すように、第1の制限板32上に第2の制限板42を設ける代わりに、第1の制限板32の上面に、第1の制限板32に沿って、X軸方向に、Z軸方向に延びる突起部32aを、2つ設けている点を除けば、実施形態1と同じである。
実施形態1で説明したように、第1の制限板32と第2の制限板42とは、例えば図8に示すように、互いに接触(密着)して設けられていることが最も好ましい。
図8と図21とを対比すれば判るように、図21に示す構成とすることで、図8と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過する際に、再度広がろうとするが、上記突起部32aによって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の制限板32の上面に、第1の制限板32に沿って、上記第1の方向に突起部32aが2つ設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。
また、突起部32aは、第1の制限板32の上面に形成されるので、制限板開口33直上に制限板を設ける場合とは異なり、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
なお、制限板ユニット20が、第1の制限板32上に第2の制限板42のみを備えている場合、第2の制限板42に蒸着粒子401が付着することによるコンタミネーションの防止のための交換時に、蒸着粒子401の付着による汚れがひどい制限板のみを取り換えるだけで良く、メンテナンス性が良いという利点がある。一方、本実施形態によれば、第1の制限板32上に第2の制限板42を配置する際のアライメントの手間を省くことができ、制限板の設置が容易であるというメリットがある。
なお、第1の制限板32に突起部32aを設ける方法は特に限定されるものではなく、鋳型成形や射出成形等の公知の方法を用いることができる。
なお、図21に示すように、第1の制限板32上に第2の制限板42を設ける代わりに第1の制限板32の上面に突起部32aを設ける場合にも、第1の制限板32上に第2の制限板42を設ける場合と同様に、第2の制限板42に対応する突起部32aが、第1の制限板32のX軸方向の両端部(すなわち、第1の制限板32における、突起部32a以外のX軸方向の両端部)における少なくとも一部と接触(例えば上記両端部と面一)に形成されていることが好ましい。
これにより、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に広がる蒸着流を効率良く捕捉することができる。このため、第1の制限板32におけるX軸方向両端側への蒸着流の広がりを、より効果的に抑制することができる。
なお、本実施形態でも、突起部32aの変形例は、実施形態1、2で示した第2の制限板42に関する思想を反映できることは言うまでもない。例えば、突起部32aについても、図11の(a)〜(e)に示す第2の制限板42と同様の変形を行うことができる。すなわち、第2の制限板42は、突起部32aと読み替えることができる。
また、図21では、第1の制限板32の上面に突起部32aを2つ設けた場合を例に挙げて図示したが、突起部32aは、1枚の第1の制限板32に対し、3つ以上設けられていてもよい。
第1の制限板32の上面に突起部32aを設ける場合にも、実施形態2で説明したように、例えば、第1の制限板32におけるX軸方向両端側に設けられた突起部32a間に、該X軸方向両端側に設けられた突起部32aよりもZ軸方向に突出する突起部32a(つまり、この場合には、上記X軸方向両端側の突起部32aよりもZ軸方向の長さが長い突起部32a)を設けることで、上記X軸方向両端側に設けられた突起部32aで補足しきれなかった蒸着流を、該X軸方向両端側に設けられた突起部32a間に設けられた突起部32aにより補足することができる。
なお、この場合にも、上記X軸方向両端側に設けられた突起部32a間に設けられる突起部32aの数は、特に限定されるものではない。上記X軸方向両端側に設けられた突起部32a間には、突起部32aが、例えば、第1の制限板32のX軸方向中央に1つのみ設けられていてもよく、2つ以上が互いに離間して設けられていてもよい。
なお、この場合、上記X軸方向両端側に設けられた突起部32a間に設けられる突起部32aの高さは、例えば、使用する蒸着材料や蒸着レート等に応じて、補足効率が向上するように、蒸着粒子401が飛散する空間体積の減少による圧力の上昇が大きくなりすぎない範囲内で適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
なお、これら変形例は、一例であり、これらに限定されるものではない。
〔まとめ〕
本発明の態様1にかかる蒸着ユニット1は、蒸着マスク50と、上記蒸着マスク50に向かって蒸着粒子401を射出する蒸着源10と、上記蒸着マスク50と蒸着源10との間に設けられ、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の通過角度を制限する制限板ユニット20とを備え、上記制限板ユニット20は、第1の方向(X軸方向)に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板32と、平面視で上記第1の制限板32上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板42と、を少なくとも備えた複数段の制限板(例えば、第1の制限板32、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)を備え、上記第2の制限板42は、上記第1の方向に、上記第1の制限板(第1の制限板32)1枚につき少なくとも2枚設けられている。
上記の構成によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に、再度広がろうとするが、第2の制限板42を少なくとも含む後段の制限板(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)によって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の方向に、第1の制限板(第1の制限板32)1枚につき第2の制限板42が少なくとも2枚設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。また、上記の構成によれば、第2の制限板42は、平面視で第1の制限板32上に配置され、第2の制限板42は、第1の制限板間の開口領域(制限板開口33)直上には存在しないので、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
本発明の態様2にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1において、上記第2の制限板42における上記第1の方向に垂直な第2の方向(Y軸方向)の長さは、該第2の方向における上記第1の制限板32の長さよりも短く、上記第2の制限板42は、平面視で上記第1の制限板32上に、上記第1の方向に垂直な第2の方向に複数断続的に設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、第2の制限板42が、第1の制限板32上に、上記第1の方向に垂直な第2の方向に複数断続的に設けられていることで、第2の制限板42の配置をより細かく調整することが可能となるとともに、第2の制限板42の交換作業が容易となる。
本発明の態様3にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1において、上記蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たときに、上記第1の制限板32間に、それぞれ上記蒸着源10における蒸着粒子401の射出口11が設けられており、上記第2の制限板42における上記第1の方向に垂直な第2の方向の長さは、該第2の方向における上記第1の制限板32の長さよりも短く、上記蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たときに、上記第2の制限板42は、上記射出口11に隣接して設けられていることが好ましい。
上記射出口11近傍上方は蒸着密度が高く、高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱が多いため、第2の制限板42が設けられていることが望ましい。一方、上記射出口11から遠ざかると、蒸着密度が低くなり、蒸着粒子401間の衝突・散乱が少ないため、第2の制限板42は必ずしも設けられていなくてもよい。
上記構成とすることで、必要な箇所にのみ第2の制限板42を設けることができるので、安価な構成とすることができる。
本発明の態様4にかかる蒸着ユニット1は、上記態様3において、上記第2の制限板42は、上記蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たときに、上記第2の方向における端部が先細り形状を有していることが好ましい。
第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過した蒸着流の分布が急激な圧力変化で変わらないように、第2の制限板42が占める体積は、少ない方が好ましい。上記の構成とすれば、第1の制限板32間の開口領域を通過した蒸着流の分布の変化を抑えることができるので、より精度が高い制御を行うことができる。
本発明の態様5にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1〜4の何れかにおいて、上記第2の制限板42は、少なくとも、上記第1の制限板32における上記第1の方向の両端部の少なくとも一部と接触する位置に形成されていることが好ましい。例えば、上記蒸着ユニット1は、上記第2の制限板42は、上記第1の制限板32に接触して設けられているとともに、少なくとも、上記第1の制限板32における上記第1の方向の両端部と面一となる位置に形成されていることが好ましい。
第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)における上部付近は蒸着密度が高く、蒸着粒子401間の散乱が増大し、蒸着流が広がり易い。このため、上記の構成とすることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効率良く捕捉することができ、上記第1方向両端側への蒸着流の広がりをより効果的に抑制することができる。
本発明の態様6にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1〜5の何れかにおいて、上記第2の制限板42は、上記第1の方向に、上記第1の制限板(第1の制限板32)1枚につき3枚設けられていることが好ましい。
第2の制限板42を、上記第1の方向に、第1の制限板(第1の制限板32)1枚につき3枚設けることで、寸法精度を落とさず、また、急激な圧力変化を生じさせることなく、第2の制限板42の位置によって、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がる蒸着流、あるいは、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に極めて大きく広がった蒸着流についても捕捉することができる。
本発明の態様7にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1〜6の何れかにおいて、平面視で上記第1の制限板32上における上記第2の制限板42よりも上方位置に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板32に沿って設けられた、複数の第3の制限板72を少なくとも備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、第2の制限板42よりも上方に第3の制限板72を少なくとも設けることで、第1の方向(X軸方向)における、第1の制限板32に対する第2の制限板42の枚数の増加を抑えながら、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流を捕捉することができる。また、上記の構成によれば、第1の制限板32上に、あらゆる蒸着流の広がりに対して、精度良く制限板(第2の制限板42および第3の制限板72)を設置することができ、第1の制限板32間の開口領域を通過後の圧力変化を抑え、異常成膜を効果的に防止することができる。
本発明の態様8にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1において、平面視で上記第1の制限板32上における上記第2の制限板42よりも上方位置に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板32に沿って設けられた、複数の第3の制限板72を少なくとも備えるとともに、平面視で上記第1の制限板32上に形成された、上記第2の制限板42および第3の制限板72を含む複数段の制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)は、少なくとも一部が接触し、かつ、隣り合う第1の制限板32上にそれぞれ形成された、同一平面内で互いに対向する制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)間の距離が、上記蒸着マスク50側ほど大きくなるように配されていることが好ましい。
上記の構成によれば、第1の制限板32上に形成された制限板間(例えば、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)の間隙から蒸着流が漏れることが無い。また、蒸着粒子401の飛散方向である蒸着マスク50側ほど、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)上の空間体積が広がるため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができる。このため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
本発明の態様9にかかる蒸着ユニット1は、上記態様8において、平面視で上記第1の制限板32上に形成された、上記第2の制限板42および第3の制限板72を含む複数段の制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)は、隣り合う段の制限板同士が一部重畳していることが好ましい。
上記の構成によれば、隣り合う段の制限板間の間隙から蒸着流が漏れることをより確実に防止することができる。また、蒸着粒子401の飛散方向である蒸着マスク50側ほど、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)上の空間体積が広がるため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができる。このため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
本発明の態様10にかかる蒸着ユニット1は、上記態様1において、上記第2の制限板42は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき2枚設けられているとともに、上記第1の制限板32上に設けられた対の第2の制限板42は、該対の第2の制限板42間の開口幅が上方ほど小さくなるように傾斜して設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、蒸着粒子401の飛散方向である蒸着マスク50側ほど、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)上の空間体積が広がる(言い換えれば、隣り合う第1の制限板上にそれぞれ形成された、同一平面内で互いに対向する第2の制限板42間の距離(制限板開口43bの上記第1の方向の長さ)が蒸着マスク50側ほど大きくなる)ため、蒸着粒子401の散乱を抑えることができ、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に広がった蒸着流をより効果的に捕捉することができる。
本発明の態様11にかかる蒸着ユニット1は、蒸着マスク50と、上記蒸着マスク50に向かって蒸着粒子401を射出する蒸着源10と、上記蒸着マスク50と蒸着源10との間に設けられ、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の通過角度を制限する制限板ユニット20とを備え、上記制限板ユニット20は、第1の方向(X軸方向)に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板32を備え、上記第1の制限板32の上面には、上記第1の制限板32に沿って、上記第1の方向に突起部32aが少なくとも2つ設けられている。
上記の構成によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過する際に、再度広がろうとするが、上記突起部32aによって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の制限板32の上面に、第1の制限板32に沿って、上記第1の方向に突起部32aが少なくとも2つ設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。また、上記の構成によれば、突起部32aは、第1の制限板32の上面に形成されるので、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)直上に制限板を設ける場合とは異なり、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
本発明の態様12にかかる蒸着ユニット1は、上記態様11において、上記蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たときに、上記第1の制限板32間に、それぞれ上記蒸着源10における蒸着粒子401の射出口11が設けられており、上記第1の方向に垂直な第2の方向(Y軸方向)における上記突起部32aの長さは、該第2の方向における上記第1の制限板32の長さよりも短く、上記蒸着マスク50の主面に垂直な方向から見たときに、上記突起部32aは、上記射出口11に隣接して設けられていることが好ましい。
上記射出口11近傍上方は蒸着密度が高く、高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱が多い。一方、上記射出口11から遠ざかると、蒸着密度が低くなり、蒸着粒子401間の衝突・散乱が少ない。
このため、突起部32aは、上記射出口11に隣接して設けられていることが好ましい。上記構成とすることで、必要な箇所にのみ突起部32aを設けることができるので、安価な構成とすることができる。
本発明の態様13にかかる蒸着ユニット1は、上記態様11または12において、上記突起部32aは、少なくとも、上記第1の制限板32における上記第1の方向の両端部と面一となる位置に形成されている。
第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)における上部付近は蒸着密度が高く、蒸着粒子401間の散乱が増大し、蒸着流が広がり易い。このため、上記の構成とすることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効率良く捕捉することができ、上記第1方向両端側への蒸着流の広がりをより効果的に抑制することができる。
本発明の態様14にかかる蒸着装置100は、上記態様1〜13の何れかの蒸着ユニット1と、上記蒸着ユニット1における蒸着マスク50と被成膜基板200とを対向配置した状態で、上記蒸着ユニット1および上記被成膜基板200のうち一方を、上記第1の方向に垂直な第2の方向に相対移動させる移動装置(基板移動装置103および蒸着ユニット移動装置104のうち少なくとも一方)とを備え、上記蒸着マスク50の上記第2の方向の幅は、上記第2の方向における被成膜基板200の幅よりも小さく、上記第2の方向に沿って走査しながら、上記蒸着源10から出射された蒸着粒子401を、上記制限板ユニット20および上記蒸着マスク50の開口部(制限板開口33・34b・82b・92b)を介して上記被成膜基板200に蒸着させる。
上記の構成によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に、再度広がろうとするが、第2の制限板42を少なくとも含む後段の制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)もしくは上記突起部32aによって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の方向に、第1の制限板1枚につき第2の制限板42が少なくとも2枚設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。
したがって、上記の構成によれば、被成膜基板200と蒸着ユニット1とを相対的に移動させて走査しながら蒸着を行う、スキャニング方式を用いたスキャン蒸着を行うに際し、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。
本発明の態様15にかかる制限板ユニット20は、蒸着マスク50と蒸着源10との間に設けられ、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の通過角度を制限する制限板ユニットであって、第1の方向(X軸方向)に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板32と、平面視で上記第1の制限板32上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板42と、を少なくとも備えた複数段の制限板(第1の制限板32、第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)を備え、上記第2の制限板42は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき少なくとも2枚設けられている。
上記の構成によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過後に、再度広がろうとするが、第2の制限板42を少なくとも含む後段の制限板(第2の制限板42、第3の制限板72、第4の制限板82)によって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の方向に、第1の制限板1枚につき第2の制限板42が少なくとも2枚設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。また、上記の構成によれば、第2の制限板42は、平面視で第1の制限板32上に配置され、第2の制限板42は、第1の制限板間の開口領域(制限板開口33)直上には存在しないので、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
本発明の態様16にかかる制限板ユニット20は、蒸着マスク50と蒸着源10との間に設けられ、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の通過角度を制限する制限板ユニットであって、第1の方向(X軸方向)に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板32を備え、上記第1の制限板32の上面には、上記第1の制限板32に沿って、上記第1の方向に突起部32aが少なくとも2つ設けられている。
上記の構成によれば、蒸着源10から射出された蒸着粒子401の流れ(蒸着流)は、第1の制限板32によって広がりが抑制される。これにより、指向性の悪い蒸着粒子401がカット(捕捉)され、指向性の高い分布に制御される。制御された蒸着流は、蒸着密度が高い場合(つまり、高レート時)、その高い蒸着密度に起因して生じる蒸着粒子401間の衝突・散乱のため、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)を通過する際に、再度広がろうとするが、上記突起部32aによって捕捉されることで、広がりが抑制され、広がりが抑制された状態を維持して蒸着マスク50を通過する。このとき、第1の制限板32の上面に、第1の制限板32に沿って、上記第1の方向に突起部32aが少なくとも2つ設けられていることで、第1の制限板32における第1方向両端側に広がる蒸着流を効果的に捕捉することができる。このため、上記方向への蒸着流の広がりを効果的に抑制することができる。この結果、異常パターン膜等の異常成膜の発生を防止することができ、高精細な蒸着膜パターンを形成することができる。また、上記の構成によれば、突起部32aは、第1の制限板32の上面に形成されるので、第1の制限板32間の開口領域(制限板開口33)直上に制限板を設ける場合とは異なり、蒸着レートを全く落とすことなく真に指向性が悪くなった成分のみを効率的に捕捉することができる。
なお、上述した各実施形態および実施態様において、隣接成膜領域には、あるノズル301a(注目ノズル301a)が成膜対象とする成膜領域(目標成膜領域)に直接隣接する成膜領域(あるノズル301aに隣接するノズル301aによる被成膜基板200上の隣接成膜領域)だけでなく、目標成膜領域から外れる他の成膜領域も含まれる。すなわち、蒸着粒子401の散乱が非常に強い場合には、隣接以降の成膜領域(例えば、目標成膜領域の隣の隣の成膜領域)に、注目ノズル301aから出射された蒸着粒子401が侵入することもある。しかしながら、このように蒸着粒子401の散乱が非常に強い場合においても、本発明は有効である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
本発明は、被成膜基板と蒸着ユニットとを相対的に移動させて走査しながら蒸着を行う、スキャニング方式を用いたスキャン蒸着に使用される蒸着ユニットおよび制限板ユニット、並びに、そのような蒸着ユニットを用いて所定のパターンを成膜する蒸着装置に好適に利用することができる。特に、本発明の蒸着ユニットおよび蒸着装置並びに制限板ユニットは、例えば、有機EL表示装置における有機層の塗り分け形成等の成膜プロセスに用いられる、有機EL表示装置の製造装置並びに製造方法等に好適に用いることができる。
1 蒸着ユニット
10 蒸着源
11 射出口
20 制限板ユニット
30 第1の制限板アセンブリ
31 第1の制限板列
32 第2の制限板
32a 突起部
33 制限板開口
37 支持部
38 冷却機構
40 第2の制限板アセンブリ
41 第2の制限板列
42 第2の制限板
43a,43b 制限板開口
44 第1の保持部材
45 第2の保持部材
46 保持体
47 支持部
48 冷却機構
50 蒸着マスク
51 マスク開口
52 アライメントマーカ
60 ホルダ
61 スライド装置
62 支持部材
63 テンション機構
65 防着板
70 第3の制限板アセンブリ
71 第3の制限板列
72 第3の制限板
73,73a,73b 制限板開口
80 第4の制限板アセンブリ
81 第4の制限板列
82 第4の制限板
83a,83b 制限板開口
100 蒸着装置
101 真空チャンバ
102 基板ホルダ
103 基板移動装置
104 蒸着ユニット移動装置
105 イメージセンサ
200 被成膜基板
201 被蒸着面
202 アライメントマーカ
401 蒸着粒子
402 蒸着膜
A 点線枠領域
B 点線枠領域

Claims (16)

  1. 蒸着マスクと、
    上記蒸着マスクに向かって蒸着粒子を射出する蒸着源と、
    上記蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットとを備え、
    上記制限板ユニットは、
    第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板と、平面視で上記第1の制限板上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板と、を少なくとも備えた複数段の制限板を備え、
    上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき少なくとも2枚設けられていることを特徴とする蒸着ユニット。
  2. 上記第2の制限板における上記第1の方向に垂直な第2の方向の長さは、該第2の方向における上記第1の制限板の長さよりも短く、
    上記第2の制限板は、平面視で上記第1の制限板上に、上記第1の方向に垂直な第2の方向に複数断続的に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸着ユニット。
  3. 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記第1の制限板間に、それぞれ上記蒸着源における蒸着粒子の射出口が設けられており、
    上記第2の制限板における上記第1の方向に垂直な第2の方向の長さは、該第2の方向における上記第1の制限板の長さよりも短く、
    上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記第2の制限板は、上記射出口に隣接して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸着ユニット。
  4. 上記第2の制限板は、上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記第2の方向における端部が先細り形状を有していることを特徴とする請求項3に記載の蒸着ユニット。
  5. 上記第2の制限板は、少なくとも、上記第1の制限板における上記第1の方向の両端部の少なくとも一部と接触する位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の蒸着ユニット。
  6. 上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき3枚設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の蒸着ユニット。
  7. 平面視で上記第1の制限板上における、上記第2の制限板よりも上方位置に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第3の制限板を少なくとも備えていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の蒸着ユニット。
  8. 平面視で上記第1の制限板上における、上記第2の制限板よりも上方位置に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第3の制限板を少なくとも備えるとともに、
    平面視で上記第1の制限板上に形成された、上記第2の制限板および第3の制限板を含む複数段の制限板は、少なくとも一部が接触し、かつ、隣り合う第1の制限板上にそれぞれ形成された、同一平面内で互いに対向する制限板間の距離が、上記蒸着マスク側ほど大きくなるように配されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸着ユニット。
  9. 平面視で上記第1の制限板上に形成された、上記第2の制限板および第3の制限板を含む複数段の制限板は、隣り合う段の制限板同士が一部重畳していることを特徴とする請求項8に記載の蒸着ユニット。
  10. 上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき2枚設けられているとともに、
    上記第1の制限板上に設けられた対の第2の制限板は、該対の第2の制限板間の開口幅が上方ほど小さくなるように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸着ユニット。
  11. 蒸着マスクと、
    上記蒸着マスクに向かって蒸着粒子を射出する蒸着源と、
    上記蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットとを備え、
    上記制限板ユニットは、
    第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板を備え、
    上記第1の制限板の上面には、上記第1の制限板に沿って、上記第1の方向に突起部が少なくとも2つ設けられていることを特徴とする蒸着ユニット。
  12. 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記第1の制限板間に、それぞれ上記蒸着源における蒸着粒子の射出口が設けられており、
    上記第1の方向に垂直な第2の方向における上記突起部の長さは、該第2の方向における上記第1の制限板の長さよりも短く、
    上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記突起部は、上記射出口に隣接して設けられていることを特徴とする請求項11に記載の蒸着ユニット。
  13. 上記突起部は、少なくとも、上記第1の制限板における上記第1の方向の両端部と面一となる位置に形成されていることを特徴とする請求項11または12に記載の蒸着ユニット。
  14. 請求項1〜13の何れか1項に記載の蒸着ユニットと、
    上記蒸着ユニットにおける蒸着マスクと被成膜基板とを対向配置した状態で、上記蒸着ユニットおよび上記被成膜基板のうち一方を、上記第1の方向に垂直な第2の方向に相対移動させる移動装置とを備え、
    上記蒸着マスクの上記第2の方向の幅は、上記第2の方向における被成膜基板の幅よりも小さく、
    上記第2の方向に沿って走査しながら、上記蒸着源から出射された蒸着粒子を、上記制限板ユニットおよび上記蒸着マスクの開口部を介して上記被成膜基板に蒸着させることを特徴とする蒸着装置。
  15. 蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットであって、
    第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板と、平面視で上記第1の制限板上に、上記第1の方向に互いに離間し、かつ、上記第1の制限板に沿って設けられた、複数の第2の制限板と、を少なくとも備えた複数段の制限板を備え、
    上記第2の制限板は、上記第1の方向に、上記第1の制限板1枚につき少なくとも2枚設けられていることを特徴とする制限板ユニット。
  16. 蒸着マスクと蒸着源との間に設けられ、蒸着源から射出された蒸着粒子の通過角度を制限する制限板ユニットであって、
    第1の方向に互いに離間して設けられた、複数の第1の制限板を備え、
    上記第1の制限板の上面には、上記第1の制限板に沿って、上記第1の方向に突起部が少なくとも2つ設けられていることを特徴とする制限板ユニット。
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