JP6241903B2 - 蒸着装置及び蒸着装置を用いた蒸着方法、及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
真空蒸着法を用いて、蒸着対象物である基板等に蒸着を行う際、蒸着面内で蒸発レートが不均一となる場合に膜厚が面内で不均一となり、例えば、有機発光素子では輝度ばらつきの要因となる。特に、従来のポイントソースと呼ばれる点形状の蒸着源では基板全面に均一に蒸着することが難しい。基板に対して均一に材料を蒸着する方法として、各種検討が行われている。
1)成膜終了後、チャンバ内の坩堝を室温まで戻し、その後、チャンバ内の圧力を大気圧にする。
2)坩堝をチャンバ外に取り出す。
3)坩堝に蒸着材料を充填する。蒸着材料は室温では液体又は固体からなる。
4)蒸着材料が充填された坩堝をチャンバ内に戻す。
5)チャンバ内を真空に引き、その後、坩堝を加熱する。
6)その後、蒸着による成膜プロセスを行う。
本実施の形態に係る蒸着装置は、蒸着対象物が内設されるチャンバと、前記チャンバ内に存し蒸着材料を収容するための筐体を有する蒸着源と、前記蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、前記筐体には、当該筐体の内と外とを連通し前記蒸着対象物に向けて前記蒸着材料の蒸気を吐出する複数の吐出口と、開閉可能な排気口とが開設されていることを特徴とする。
前記吸気口に接続され、前記筐体内と前記チャンバ外とを連通している吸気管と、
前記吸気管を介して前記筐体内に気体を吸気する吸気手段とを備えた構成であってもよい。
以下、実施の形態実施の形態に係る蒸着装置及び蒸着装置を用いたデバイスの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
(全体構成)
図1は実施の形態1に係る蒸着装置1の構造を示す模式断面図である。蒸着装置1は、基板100の表面に蒸着物質を蒸着する装置である。図1に示すように、蒸着装置1は、チャンバ2を備えている。チャンバ2におけるチャンバ排気口3には真空ポンプ(不図示)が接続され、チャンバ2の中を真空に維持できるようになってなっている。チャンバ2の内部空間は、仕切板4によって上下に仕切られ、仕切板4の上を基板100が搬送されるようになっている。チャンバ2の側壁には、基板100をチャンバ2内に搬入する搬入口5aと、基板100をチャンバ2から搬出する搬出口5bが設けられている。基板100は搬送手段によって、搬入口5aから間欠的にチャンバ2内に搬入され、仕切板4上を通過して搬出口5bから搬出される。
図3は、蒸着源6の構成を示す斜視図である。図4は、蒸着源6の模式断面図である。蒸着源6は、蒸着物質の基になる蒸着材料101を収納する坩堝10と、その坩堝10を収納する筐体20と、筐体20の周囲と下側に取り付けられた加熱部30とを備え、筐体20及び加熱部30はチャンバ2の下空間に取り付けられている。坩堝10は、蒸着材料101が収納される長尺状の容器であって、長方形状の底板11と側板12とを有し、その上面側は開放されている。坩堝10は、例えば、ステンレス板材を直方体状に成型することによって作製することができる。坩堝10を作製する素材としては、ステンレス板の他に、カーボン、チタン、タンタル、モリブデンなどの板材を用いることもできる。筐体20は、長尺の直方体形状であって、その内部空間に坩堝10を収納することができるようになっている。
蒸着装置1を用いて基板100の表面に蒸着を行う工程を説明する。図5(a)は蒸着装置1において蒸着源6の温度をコントロールするときの時間ごとの設定温度の変化を示す温度プロファイルの一例である。(b)はチャンバ2内の圧力プロファイルの一例である。蒸着装置1では、この図5(a)に示す温度プロファイルに基づいて蒸着源6の温度と圧力をコントロールする。
する。
管52を介して、例えば不活性ガス等の気体を導入する。並行して、排気手段71を動作させて弁61を開くことにより、筐体20内の気体を排気管51を介してチャンバ2外へ排出する。不活性ガスを筐体20内に導入してその押出し効果により筐体20内の気体を筐体20外に排気することにより、後述する排気のみを行う場合と較べて排気に要する期間TAを短縮することができる。期間TAは、例えば、予め蒸着材料を加熱する実験を行い放出される不純物量をガス分析で測定することにより、十分に不純物が除去される時間を求めて定めることができる。
以上説明したとおり、上記蒸着装置1を用いた蒸着プロセスでは、蒸着源6の温度を、脱ガス温度T1付近に維持した状態で、所定の期間TAだけ気体を筐体20内に導入しつ
つ同時に筐体20内の気体をチャンバ2外に排気する。これにより、蒸着材料101を補充する際に蒸着源6とともに蒸着源6の筐体20内へ混入した不純物を筐体20外に排出することができる。
図6は、実施の形態2に係る蒸着装置1Xの構造を示す模式断面図である。蒸着装置1Xは、実施の形態1に係る蒸着装置1から、排気口21d1、排気管51、排気手段71、弁61を取り除いた構成を採る。それ以外に構成については、蒸着装置1Xは、蒸着装置1と同じ構成を採る。
に筐体20内の気体をチャンバ2外に排気する点に特徴がある。図6に示すように、蒸着装置1Xでは蒸着源6Xの吸気口21d2に接続された吸気管52は吸気手段72と接続されている。蒸着装置1Xを、図5(a)及び(b)に示す温度及び圧力プロファイルで運転する。このとき、図5(a)における期間TAにおいて、蒸着源6Xの温度を、脱ガ
ス温度T1付近に維持した状態で、吸気手段72を動作させて吸気口21d2の開閉機構である弁62を開くことにより、所定の期間TAだけ筐体20内へ吸気管52を介して、例えば不活性ガス等の気体を導入する(図6における矢印A)。これにより、蒸着装置1Xにおいても蒸着装置1と同様に、蒸着材料101を補充する際に蒸着源6Xとともに混入した不純物をチャンバ2外に排出することができる。そのため、蒸着工程において、蒸着材料の変質や材料特性の劣化を軽減することができる。
以上、実施の形態1に係る蒸着装置1及び蒸着装置1を用いた蒸着方法について説明したが、本発明が上述の実施の形態1で示した例に限られないことは勿論である。例示した構成を以下の構成とすることも可能である。上記した実施の形態に係る蒸着装置1及び蒸着装置1を用いた蒸着方法では、蒸着源6の温度を、脱ガス温度T1付近に維持した状態で、所定の期間TAだけ気体を筐体20内に導入しつつ同時に筐体20内の気体をチャン
バ2外に排気する構成とした。しかしながら、蒸着源6とともに混入した不純物を筐体20外に排出することができる構成であれば良く、下記の構成とすることも可能である。
温度を、脱ガス温度T1付近に維持した状態で、排気手段71を動作させて排気口21d1の開閉機構である弁61を開くことにより、所定の期間TAだけ筐体20内の気体を排
気管51を介してチャンバ2外へ排気する構成としている。排気手段71は、例えば真空ポンプ、吸引ポンプの強制排気手段、又は逆止弁、排気用配管等の受動的排気手段からなる。これにより、蒸着装置1Aにおいても蒸着装置1と同様に、蒸着材料101を補充する際に蒸着源6とともに混入した不純物をチャンバ2外に排出することができる。そのため、蒸着工程において、蒸着材料の変質や材料特性の劣化を軽減することができる。また、蒸着プロセス中に蒸着材料がチャンバ2外に排出されることを防止するため、蒸着プロセス中には弁61を閉じて気体の排気を停止することが好ましい。
図8は、実施の形態3の変形例に係る蒸着装置1Bの構造を示す模式断面図である。蒸着装置1Bは、蒸着装置1Aから、排気手段71を取り除いた構成を採る。蒸着装置1Bでは、蒸着源6Bの排気口21d1に接続された排気管51はチャンバ2を真空引きするための真空ポンプと接続されている。それ以外に構成については、蒸着装置1Bは、蒸着装置1Aと同じ構成を採る。
に維持した状態で、排気口21d1の開閉機構である弁61を開くことにより、所定の期間TAだけ筐体20内の気体を排気管51を介してチャンバ2外へ排気する構成としてい
る。
以上、実施の形態1に係る蒸着装置1及び蒸着装置1を用いた蒸着方法について説明したが、本発明が上述の実施の形態1で示した例に限られないことは勿論である。例示した構成を以下の構成とすることも可能である。上記した実施の形態に係る蒸着装置1及び蒸着装置1を用いた蒸着方法では、蒸着源6の温度を、脱ガス温度T1付近に維持した状態で、所定の期間TAだけ気体を筐体20内に導入しつつ同時に筐体20内の気体をチャン
バ2外に排気する構成とした。しかしながら、蒸着源に混入した不純物を筐体20外に排出することができる構成であれば良く、下記の構成とすることも可能である。
温度T1付近に維持された状態において弁63を開状態とすることにより、所定の期間TAだけ筐体20内の気体を排気管53を介してチャンバ2内へ排気することができる。
以上説明したとおり、上記蒸着装置1Cを用いた蒸着プロセスでは、蒸着源6Cの温度を、脱ガス温度T1付近に維持した状態で、所定の期間TAだけ気体を筐体20内に導入
しつつ同時に筐体20内の気体を筐体20外であってチャンバ2内の空間に排気する。これにより、蒸着材料101を補充する際に蒸着源6とともに蒸着源6の筐体20内へ混入した不純物を筐体20外へ排出することができる。
(有機EL素子の製造工程)
図12は、実施の形態5に係るデバイスの製造方法の一態様である有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。図12に示す基板1は、TFT基板上に、感光性樹脂を塗布しフォトマスクを介した露光・現像によって平坦化膜が形成されたものである。
以上、説明したとおり上記各実施の形態に係る蒸着装置では、蒸着対象物100が内設されるチャンバ2と、チャンバ2内に存し、蒸着材料101を収容するための筐体20を有する蒸着源6と、蒸着材料101を加熱する加熱部30とを備え、筐体20には、当該筐体20の内と外とを連通し蒸着対象物100に向けて蒸着材料101の蒸気を吐出する複数の吐出口23と、開閉機構を備えた排気口21d1とが開設されている構成を採る。
1.上記実施の形態では、チャンバ2に蒸着源6が1つだけ設けられていたが、チャンバ内に2つ以上の蒸着源を設けることもでき、その場合も、各蒸着源において、上記実施の形態で説明した構成を適用することによって、蒸着材料の変質や材料特性の劣化を軽減することができる。
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
2 チャンバ
3 チャンバ排気口
4 仕切板
4a 窓
5a 搬入口
5b 搬出口
6、6X,6A、6B、6C 蒸着源
7 シャッタ
10 坩堝
20 筐体
21 筐体本体部
21a 底板
21b 周壁
22 筐体蓋部
23 吐出口
30 加熱部
51、53 排気管
52 吸気管
61、62、63 弁(開閉機構)
71 排気手段
72 吸気手段
100 基板(蒸着対象物)
101 蒸着材料
Claims (5)
- 蒸着対象物が内設されるチャンバと、
前記チャンバ内の気体を前記チャンバ外へ排気する第1の排気手段と、
前記チャンバ内に存し蒸着材料を収容するための筐体を有する蒸着源と、
前記蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、
前記筐体には、当該筐体の内と外とを連通し前記蒸着対象物に向けて前記蒸着材料の蒸気を吐出する複数の吐出口と、開閉可能な排気口と、吸気口とが開設されており、
さらに、前記排気口に接続され、前記筐体内と前記チャンバ外とを連通している排気管と、
前記筐体内の気体を前記排気管を介して前記チャンバ外へ排気する第2の排気手段と、
前記吸気口に接続され、前記筐体内と前記チャンバ外とを連通している吸気管と、
前記吸気管を介して前記筐体内に気体を吸気する吸気手段とを備え、
前記筐体には、前記蒸着材料を収容する坩堝が内設されており、
前記筐体は、底板と前記底板を囲繞する周壁を有する筐体本体部と、
前記底板に対向し前記底板及び前記周壁とともに前記坩堝を収容する内部空間を形成する筐体蓋部とを有し、
前記筐体本体部には前記排気口が開設され、前記筐体蓋部には前記複数の吐出口が開設されており、
前記排気口は、前記周壁上の前記底板と垂直な方向における前記坩堝の上縁と前記複数の吐出口との間に位置する
蒸着装置。 - 請求項1に記載の蒸着装置を用いて前記蒸着対象物に前記蒸着材料を蒸着する蒸着方法であって、
前記排気口が開いた状態で前記蒸着材料を所定時間脱ガス温度付近の温度に維持する工程と、
前記脱ガス温度付近の温度に維持した後に、前記排気口が閉じた状態で、前記蒸着材料を前記脱ガス温度よりも高い蒸着時加熱温度に維持して前記筐体に開設されている複数の吐出口から前記蒸着材料の蒸気を吐出させ、前記蒸着材料を前記蒸着対象物上に蒸着する工程と
を有する蒸着方法。 - 前記蒸着材料を脱ガス温度付近の温度に維持する工程では、前記排気口と前記チャンバ外とを連通している排気管を介して前記筐体内の気体を前記チャンバ外へ排気しながら前記蒸着材料を加熱する
請求項2に記載の蒸着方法。 - 蒸着対象物が内設されるチャンバと、
前記チャンバ内の気体を前記チャンバ外へ排気する排気手段と、
前記チャンバ内に存し蒸着材料を収容するための筐体を有する蒸着源と、
前記蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、
前記筐体には、当該筐体の内と外とを連通し前記蒸着対象物に向けて前記蒸着材料の蒸気を吐出する複数の吐出口と、開閉可能な排気口とが開設されており、
前記筐体には、前記蒸着材料を収容する坩堝が内設されており、
前記筐体は、底板と前記底板を囲繞する周壁を有する筐体本体部と、
前記底板に対向し前記底板及び前記周壁とともに前記坩堝を収容する内部空間を形成する筐体蓋部とを有し、
前記筐体本体部には前記排気口が開設され、前記筐体蓋部には前記複数の吐出口が開設されており、
前記排気口は、前記周壁上の前記底板と垂直な方向における前記坩堝の上縁と前記複数の吐出口との間に位置する
蒸着装置を用いて前記蒸着対象物に前記蒸着材料を蒸着する蒸着方法であって、
前記排気口が開いた状態で前記蒸着材料を所定時間脱ガス温度付近の温度に維持する工程と、
前記脱ガス温度付近の温度に維持した後に、前記排気口が閉じた状態で、前記蒸着材料を前記脱ガス温度よりも高い蒸着時加熱温度に維持して前記筐体に開設されている複数の吐出口から前記蒸着材料の蒸気を吐出させ、前記蒸着材料を前記蒸着対象物上に蒸着する工程とを有し、
前記蒸着材料を脱ガス温度付近の温度に維持する工程では、前記排気口と前記チャンバ外とを連通している排気管を介して前記筐体内の気体を前記チャンバ外へ排気しながら前記蒸着材料を加熱し、
前記蒸着材料を脱ガス温度付近の温度に維持する工程では、前記筐体に開設されている吸気口と前記チャンバ外とを連通する吸気管を介して前記筐体内に気体を吸気しながら前記蒸着材料を加熱し、
前記蒸着材料を蒸着する工程では、前記吸気口を閉じた状態で前記蒸着材料を前記蒸着対象物上に蒸着する
蒸着方法。 - 蒸着対象物が内設されるチャンバと、
前記チャンバ内の気体を前記チャンバ外へ排気する排気手段と、
前記チャンバ内に存し蒸着材料を収容するための筐体を有する蒸着源と、
前記蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、
前記筐体には、当該筐体の内と外とを連通し前記蒸着対象物に向けて前記蒸着材料の蒸気を吐出する複数の吐出口と、開閉可能な排気口とが開設されており、
前記筐体には、前記蒸着材料を収容する坩堝が内設されており、
前記筐体は、底板と前記底板を囲繞する周壁を有する筐体本体部と、
前記底板に対向し前記底板及び前記周壁とともに前記坩堝を収容する内部空間を形成する筐体蓋部とを有し、
前記筐体本体部には前記排気口が開設され、前記筐体蓋部には前記複数の吐出口が開設されており、
前記排気口は、前記周壁上の前記底板と垂直な方向における前記坩堝の上縁と前記複数の吐出口との間に位置する
蒸着装置を用いて前記蒸着対象物に前記蒸着材料を蒸着する蒸着方法であって、
前記排気口が開いた状態で前記蒸着材料を所定時間脱ガス温度付近の温度に維持する工程と、
前記脱ガス温度付近の温度に維持した後に、前記排気口が閉じた状態で、前記蒸着材料を前記脱ガス温度よりも高い蒸着時加熱温度に維持して前記筐体に開設されている複数の吐出口から前記蒸着材料の蒸気を吐出させ、前記蒸着材料を前記蒸着対象物上に蒸着する工程とを有し、
前記蒸着材料を脱ガス温度付近の温度に維持する工程では、前記排気口と前記チャンバ外とを連通している排気管を介して前記筐体内の気体を前記チャンバ外へ排気しながら前記蒸着材料を加熱し、
前記蒸着材料を脱ガス温度付近の温度に維持する工程では、前記筐体に開設されている吸気口と前記チャンバ外とを連通する吸気管を介して前記筐体内に気体を吸気しながら前記蒸着材料を加熱し、
前記蒸着材料を蒸着する工程では、前記吸気管を介して前記筐体内に気体を供給しながら前記蒸着材料を前記蒸着対象物上に蒸着する
蒸着方法。
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