JP6931599B2 - Thin-film deposition equipment and thin-film deposition method - Google Patents

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Description

本発明は、蒸着装置及び蒸着方法に関する。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method.

ディスプレイパネルや太陽電池等の金属電極配線、有機ＥＬ層、半導体層、その他の有機材料薄膜や無機材料薄膜等は、真空蒸着法等の蒸着によって形成されることがある。蒸着は、通常、坩堝内の蒸着材を加熱することにより、蒸着材を気化させ、気化した蒸着材を基板表面に向けて噴射し、この基板表面に蒸着材を堆積させることにより行われる。基板表面に堆積された蒸着材が、薄膜を形成する。また、蒸着の際には、所定形状を有するマスクにより基材表面を被覆しておくことで、パターニングされた蒸着膜を形成することができる。このような蒸着を行う蒸着装置は、通常、蒸着材を収容する坩堝等が内部に配置され、気化した蒸着材を噴射する噴射ノズルを有する蒸着源と、基板を固定する基板固定部とを備える。 Metal electrode wiring of display panels, solar cells, etc., organic EL layers, semiconductor layers, other organic material thin films, inorganic material thin films, and the like may be formed by vapor deposition such as vacuum vapor deposition. The thin-film deposition is usually carried out by heating the vapor-deposited material in the crucible to vaporize the vapor-deposited material, injecting the vaporized vapor-deposited material toward the substrate surface, and depositing the vapor-deposited material on the substrate surface. The vapor-deposited material deposited on the surface of the substrate forms a thin film. Further, at the time of vapor deposition, a patterned vapor deposition film can be formed by covering the surface of the base material with a mask having a predetermined shape. A thin-film deposition apparatus that performs such vapor deposition usually includes a thin-film deposition source having a crucible or the like for accommodating the vapor-deposited material inside and having an injection nozzle for injecting the vaporized vapor-film-deposited material, and a substrate fixing portion for fixing the substrate. ..

ここで、大型の基板に対応した蒸着を行うためには、図４に示すように、用いる噴射ノズル３１の数を増やすことが考えられる。噴射ノズル３１の数を増やすことで、大型の基板Ｘに対しても、膜厚均一性の高い蒸着膜を形成することができる。なお、図４中に模式的に示す曲線Ｐは、各噴射ノズル３１による蒸着量の分布を示す曲線である。しかし、複数の噴射ノズル３１を有する蒸着装置３０を用いた場合、特に基板Ｘの端部において、離れた位置の噴射ノズル３１から噴射される蒸着材が、基板表面に対して小さい角度で到達することとなる。このような部分においては、図５に示すように、マスクＹで被覆された部分にまで蒸着材が進入しやすくなる。このような場合、蒸着膜Ｚにおいて、シャドーＳといわれる蒸着材が薄く積層された領域が大きくなる。このため、このような従来の蒸着装置３０の場合、微細な成膜パターンを得ることが困難である。これに対し、噴射ノズルを少なくし、かつ噴射ノズルを端に配置しない構成とすることで、蒸着材が基板表面に対して到達する角度を大きくすることができる。しかしこの場合、大型の基板に対して、膜厚均一性の高い蒸着膜を形成することが困難になる。 Here, in order to perform thin film deposition corresponding to a large substrate, it is conceivable to increase the number of injection nozzles 31 used, as shown in FIG. By increasing the number of injection nozzles 31, it is possible to form a thin-film deposition film having high film thickness uniformity even on a large substrate X. The curve P schematically shown in FIG. 4 is a curve showing the distribution of the vapor deposition amount by each injection nozzle 31. However, when the thin-film deposition apparatus 30 having a plurality of injection nozzles 31 is used, the vapor-deposited material injected from the injection nozzles 31 at distant positions reaches the surface of the substrate at a small angle, especially at the end of the substrate X. It will be. In such a portion, as shown in FIG. 5, the vapor-deposited material easily penetrates into the portion covered with the mask Y. In such a case, in the thin-film deposition film Z, a region in which a thin-film deposition material called shadow S is thinly laminated becomes large. Therefore, in the case of such a conventional thin-film deposition apparatus 30, it is difficult to obtain a fine film-forming pattern. On the other hand, by reducing the number of injection nozzles and not arranging the injection nozzles at the ends, it is possible to increase the angle at which the vapor-deposited material reaches the substrate surface. However, in this case, it becomes difficult to form a thin-film deposition film having high film thickness uniformity on a large substrate.

このような中、得られる蒸着膜の膜厚均一性を高め、かつシャドーを少なくするために、傾斜した噴射ノズルを有する蒸着装置や、このような蒸着装置を用いる蒸着方法が提案されている（特許文献１、２参照）。 Under these circumstances, in order to improve the film thickness uniformity of the obtained vapor deposition film and reduce the shadow, a vapor deposition apparatus having an inclined injection nozzle and a vapor deposition method using such a vapor deposition apparatus have been proposed (in order to improve the film thickness uniformity and reduce the shadow). See Patent Documents 1 and 2).

特開２０１４−７７１９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-77193 特開２０１６−１２５０９１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-125091

しかし、上記従来の傾斜した噴射ノズルを有する蒸着装置やこれを用いた蒸着方法においても、得られる蒸着膜の膜厚均一性及びシャドーに関して十分に改善されているとはいえず、大型の基板に対して良好な蒸着を行うことができない。 However, even in the above-mentioned conventional thin-film deposition apparatus having an inclined injection nozzle and a thin-film deposition method using the same, it cannot be said that the film thickness uniformity and shadow of the obtained thin-film deposition film are sufficiently improved, and it can be said that a large-sized substrate can be used. On the other hand, good vapor deposition cannot be performed.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜が形成されるように設計された蒸着装置、及びこのような蒸着装置を用いた蒸着方法を提供することである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is a thin-film deposition apparatus designed to form a thin-film deposition film having high film thickness uniformity and less shadow, and such a thin-film deposition apparatus. It is to provide the vapor deposition method using the thin-film deposition apparatus.

上記課題を解決するためになされた本発明は、直線状に配置され、蒸着材を噴射する複数の噴射ノズルを有する蒸着源、及び上記複数の噴射ノズルと平行に基板を固定する基板固定部を備え、上記複数の噴射ノズルが、上記基板に平行な開口面を有する中央噴射ノズル、及び上記中央噴射ノズルに対して左右対称に配置され、外側に向かって傾斜している開口面を有する一対の外側噴射ノズルを含み、下記式（１）及び式（２）を満たす蒸着装置である。
Ｌ１／２Ｌ２≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１）
６０°≦θ≦７０° ・・・（２）
（上記式（１）及び（２）中、Ｌ１は、上記基板固定部に上記基板を固定したときの上記複数の噴射ノズルと上記基板との距離（ｍｍ）である。Ｌ２は、上記中央噴射ノズルと上記外側噴射ノズルとの距離（ｍｍ）である。θは、上記基板固定部に上記基板を固定したときの上記基板の表面と上記外側噴射ノズルの開口面とがなす角の角度（°）である。） The present invention, which has been made to solve the above problems, has a vapor deposition source which is arranged in a linear shape and has a plurality of injection nozzles for injecting a vapor deposition material, and a substrate fixing portion for fixing the substrate in parallel with the plurality of injection nozzles. A pair of central injection nozzles having an opening surface parallel to the substrate and a pair of injection nozzles having an opening surface symmetrically arranged with respect to the central injection nozzle and inclined outward. It is a thin-film deposition apparatus that includes an outer injection nozzle and satisfies the following formulas (1) and (2).
L 1 / 2L 2 ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1)
60 ° ≤ θ ≤ 70 ° ・ ・ ・ (2)
(In the above formulas (1) and (2), L 1 is the distance (mm) between the plurality of injection nozzles and the substrate when the substrate is fixed to the substrate fixing portion. L 2 is the distance (mm) between the plurality of injection nozzles and the substrate. The distance (mm) between the central injection nozzle and the outer injection nozzle. θ is the angle between the surface of the substrate and the opening surface of the outer injection nozzle when the substrate is fixed to the substrate fixing portion. (°).)

当該蒸着装置においては、式（１’）をさらに満たすことが好ましい。
Ｌ１／（Ｌ２＋８７）≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１’） In the vapor deposition apparatus, it is preferable that the formula (1') is further satisfied.
L 1 / (L 2 +87) ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1')

上記複数の噴射ノズルが、上記中央噴射ノズル及び上記一対の外側噴射ノズルの３つの噴射ノズルからなることが好ましい。 It is preferable that the plurality of injection nozzles are composed of three injection nozzles, the central injection nozzle and the pair of outer injection nozzles.

上記課題を解決するためになされた別の本発明は、当該蒸着装置を用いて蒸着を行う工程を備える蒸着方法である。 Another invention made to solve the above problems is a thin-film deposition method including a step of performing thin-film deposition using the thin-film deposition apparatus.

本発明によれば、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜が形成されるように設計された蒸着装置、及びこのような蒸着装置を用いた蒸着方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vapor deposition apparatus designed to form a vapor deposition film having high film thickness uniformity and less shadow, and a vapor deposition method using such a vapor deposition apparatus.

図１は、本発明の一実施形態に係る蒸着装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の蒸着装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the vapor deposition apparatus of FIG. 図３は、実施例及び比較例における測定結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the measurement results in Examples and Comparative Examples. 図４は、従来の蒸着装置の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional thin-film deposition apparatus. 図５は、従来の蒸着装置を用いた場合の蒸着膜の状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a state of the vapor-deposited film when a conventional thin-film deposition apparatus is used.

以下、適宜図面を参照にしつつ、本発明の一実施形態に係る蒸着装置及び蒸着方法について詳説する。 Hereinafter, the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

＜蒸着装置＞
図１の蒸着装置１０は、蒸着源１１及び基板固定部１２を備える。なお、蒸着装置１０は、適切な真空度が維持される真空チャンバ（図示しない）内に配置される。真空チャンバには、真空チャンバ内の気体を排出させて、真空チャンバ内の圧力を低下させる真空ポンプ、真空チャンバ内に一定の気体を注入して、真空チャンバ内の圧力を上昇させるベンティング手段などが備えられていてよい。 <Evaporation equipment>
The vapor deposition apparatus 10 of FIG. 1 includes a vapor deposition source 11 and a substrate fixing portion 12. The vapor deposition apparatus 10 is arranged in a vacuum chamber (not shown) in which an appropriate degree of vacuum is maintained. In the vacuum chamber, a vacuum pump that discharges the gas in the vacuum chamber to reduce the pressure in the vacuum chamber, a venting means that injects a constant gas into the vacuum chamber to increase the pressure in the vacuum chamber, etc. May be provided.

蒸着源１１は、気化した蒸着材を噴射する複数の噴射ノズル１３（１３ａ〜１３ｃ）を有する。蒸着源１１は、固体状の蒸着材を収容し、加熱により蒸着材を気化させ、気化した蒸着材を複数の噴射ノズル１３から噴射するように構成されている。蒸着源１１は、例えば蒸着材収容室１４と拡散室１５とが連設された構成とすることができる。拡散室１５の上面１５Ａに、複数の噴射ノズル１３が配置される。 The thin-film deposition source 11 has a plurality of injection nozzles 13 (13a to 13c) for injecting the vaporized vaporized material. The thin-film deposition source 11 is configured to contain a solid-state vapor-deposited material, vaporize the vapor-deposited material by heating, and inject the vaporized thin-film deposition material from a plurality of injection nozzles 13. The vapor deposition source 11 may have, for example, a configuration in which a vapor deposition material storage chamber 14 and a diffusion chamber 15 are connected in series. A plurality of injection nozzles 13 are arranged on the upper surface 15A of the diffusion chamber 15.

蒸着材収容室１４内には、坩堝（図示しない）が配置され、この坩堝内に固体状の蒸着材が収納される。気化した坩堝内の蒸着材は、蒸着材収容室１４から拡散室１５に移動する。坩堝には、気化効率を考慮し、蒸着材と共に、熱的及び化学的に安定しており、かつ蒸着材よりも熱伝導率の高い粒状の伝熱媒体が収納されていてもよい。あるいは、粒状の伝熱媒体と、この伝熱媒体を被覆する蒸着材とで構成される複合材を坩堝に収納してもよい。また、坩堝の周囲には、加熱手段としてのヒータ等（図示しない）が配置される。加熱手段により坩堝中の蒸着材が加熱され、蒸着材が気化する。 A crucible (not shown) is arranged in the vapor-deposited material storage chamber 14, and a solid-state vapor-deposited material is stored in the crucible. The vaporized material in the vaporized crucible moves from the thin-film material storage chamber 14 to the diffusion chamber 15. In consideration of vaporization efficiency, the pit may contain a granular heat transfer medium that is thermally and chemically stable and has a higher thermal conductivity than the vapor-deposited material, together with the vapor-deposited material. Alternatively, a composite material composed of a granular heat transfer medium and a vapor-deposited material covering the heat transfer medium may be stored in a crucible. Further, a heater or the like (not shown) as a heating means is arranged around the crucible. The vaporized material in the crucible is heated by the heating means, and the vaporized material is vaporized.

なお、蒸着源１１においては、加熱手段や、図示しない蒸着材の流路に設けられたバルブ等により、蒸着材の放出量を制御可能に構成されている。 The vapor deposition source 11 is configured to be able to control the amount of the vapor deposition material released by a heating means, a valve provided in a flow path of the vapor deposition material (not shown), or the like.

基板固定部１２は、複数の噴射ノズル１３と平行な向きに、基板Ｘを固定する。すなわち、基板固定部１２は、複数の噴射ノズル１３と対向するように基板Ｘを固定する。基板固定部１２は、基板Ｘを着脱可能に固定する。基板固定部１２は、基板Ｘを移動可能に固定してもよい。基板固定部１２は、従来公知の蒸着装置に備わる基板固定部と同様のものとすることができる。なお、基板Ｘにおいて、複数の噴射ノズル１３と対向する側の面（図１における下面）には、所定形状のパターンを有する蒸着用のマスク（図示しない）が設けられる。 The substrate fixing portion 12 fixes the substrate X in a direction parallel to the plurality of injection nozzles 13. That is, the substrate fixing portion 12 fixes the substrate X so as to face the plurality of injection nozzles 13. The board fixing portion 12 fixes the board X detachably. The substrate fixing portion 12 may fix the substrate X so as to be movable. The substrate fixing portion 12 can be the same as the substrate fixing portion provided in the conventionally known vapor deposition apparatus. On the substrate X, a mask (not shown) for vapor deposition having a pattern having a predetermined shape is provided on the surface (lower surface in FIG. 1) facing the plurality of injection nozzles 13.

基板Ｘと複数の噴射ノズル１３とが平行とは、基板Ｘと、複数の噴射ノズル１３が配置された面１５Ａ（拡散室１５の上面１５Ａ）とが平行な状態であってよい。あるいは、基板Ｘと、複数の噴射ノズル１３における各開口面（１６ａ〜１６ｃ）の中心を結ぶ直線（図１における直線Ｍ）とが、平行な状態であってよい。 When the substrate X and the plurality of injection nozzles 13 are parallel to each other, the substrate X and the surface 15A on which the plurality of injection nozzles 13 are arranged (the upper surface 15A of the diffusion chamber 15) may be parallel to each other. Alternatively, the substrate X and the straight line (straight line M in FIG. 1) connecting the centers of the opening surfaces (16a to 16c) of the plurality of injection nozzles 13 may be in a parallel state.

蒸着源１１と基板Ｘとは、互いに相対的に移動しながら蒸着を行うことができる。例えば、基板Ｘが固定された場合、蒸着源１１が図１における紙面の法線方向に移動するよう構成される。また、蒸着源１１が固定された場合、基板Ｘが図１における紙面の法線方向に移動するように構成される。 The vapor deposition source 11 and the substrate X can be vapor-deposited while moving relative to each other. For example, when the substrate X is fixed, the vapor deposition source 11 is configured to move in the normal direction of the paper surface in FIG. Further, when the vapor deposition source 11 is fixed, the substrate X is configured to move in the normal direction of the paper surface in FIG.

複数の噴射ノズル１３は、直線状（直線上）に配置されている。すなわち、基板Ｘ及び拡散室１５の上面１５Ａの法線方向視において、複数の噴射ノズル１３は、直線上に位置している。複数の噴射ノズル１３は、拡散室１５の上面１５Ａにそれぞれ上向きに設けられる。複数の噴射ノズル１３は、中央噴射ノズル１３ａ及び一対の外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの３つの噴射ノズルから構成される。 The plurality of injection nozzles 13 are arranged in a straight line (on a straight line). That is, in the normal direction view of the substrate X and the upper surface 15A of the diffusion chamber 15, the plurality of injection nozzles 13 are located on a straight line. The plurality of injection nozzles 13 are provided on the upper surface 15A of the diffusion chamber 15 so as to face each other. The plurality of injection nozzles 13 are composed of three injection nozzles, a central injection nozzle 13a and a pair of outer injection nozzles 13b and 13c.

中央噴射ノズル１３ａは、基板Ｘ及び拡散室１５Ａの上面１５Ａに平行な開口面１６ａを有する。中央噴射ノズル１３ａは、円柱形状を有し、拡散室１５の上面１５Ａに対して垂直に立設されている。 The central injection nozzle 13a has an opening surface 16a parallel to the substrate X and the upper surface 15A of the diffusion chamber 15A. The central injection nozzle 13a has a cylindrical shape and is erected perpendicularly to the upper surface 15A of the diffusion chamber 15.

開口面１６ａは、円形状を有する。開口面１６ａは、中央噴射ノズル１３ａの軸１７ａに対して垂直に形成されている。 The opening surface 16a has a circular shape. The opening surface 16a is formed perpendicular to the shaft 17a of the central injection nozzle 13a.

一対の外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃは、中央噴射ノズル１３ａに対して左右対称に配置されている。各外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃは、それぞれ外側に向かって傾斜している。図１において右側に配置されている外側噴射ノズル１３ｂの開口面１６ｂは、右側を向くように傾斜している。一方、図１において左側に配置されている外側噴射ノズル１３ｃの開口面１６ｃは、左側を向くように傾斜している。各外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃは、円柱形状の途中が折れた、側面視で略Ｌ字状の形状を有する。但し、例えば外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃとして、円柱形状のノズルを斜めに設けてもよい。 The pair of outer injection nozzles 13b and 13c are arranged symmetrically with respect to the central injection nozzle 13a. The opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c are inclined toward the outside, respectively. The opening surface 16b of the outer injection nozzle 13b arranged on the right side in FIG. 1 is inclined so as to face the right side. On the other hand, the opening surface 16c of the outer injection nozzle 13c arranged on the left side in FIG. 1 is inclined so as to face the left side. Each of the outer injection nozzles 13b and 13c has a substantially L-shaped shape when viewed from the side, in which the cylindrical shape is broken in the middle. However, for example, as the outer injection nozzles 13b and 13c, cylindrical nozzles may be provided diagonally.

外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃは、円形状を有する。開口面１６ｂ、１６ｃは、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの先端部分（出口側部分）における軸１７ｂ、１７ｃに対して垂直に形成されている。なお、各噴射ノズル１３の開口面１６ａ、１６ｂ、１６ｃの中心は直線Ｍ上にあることとする。 The opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c have a circular shape. The opening surfaces 16b and 16c are formed perpendicular to the shafts 17b and 17c at the tip portions (outlet side portions) of the outer injection nozzles 13b and 13c. It is assumed that the centers of the opening surfaces 16a, 16b, 16c of each injection nozzle 13 are on the straight line M.

各開口面１３ａ〜１３ｃの大きさとしては特に限定されないが、各外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面の面積（開口面積）が、中央噴射ノズル１３ａの開口面１３ａの面積（開口面積）より大きいことが好ましい。また、２つの外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面の面積（開口面積）は、同じであることが好ましい。各開口面１３ａ〜１３ｃの大きさがこのような関係である場合、得られる蒸着膜の均一性をより高めることができる。 The size of each opening surface 13a to 13c is not particularly limited, but the area (opening area) of the opening surfaces of the outer injection nozzles 13b and 13c is larger than the area (opening area) of the opening surface 13a of the central injection nozzle 13a. Is preferable. Further, it is preferable that the areas (opening areas) of the opening surfaces of the two outer injection nozzles 13b and 13c are the same. When the sizes of the opening surfaces 13a to 13c have such a relationship, the uniformity of the obtained vapor-deposited film can be further improved.

当該蒸着装置１０においては、下記式（１）及び式（２）が満たされる。
Ｌ１／２Ｌ２≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１）
６０°≦θ≦７０° ・・・（２）
上記Ｌ１は、基板固定部１２に基板Ｘを固定したときの複数の噴射ノズル１３と基板Ｘとの距離（ｍｍ）である。具体的には、各噴射ノズル１３の開口面１６ａ〜１６ｃの中心を結ぶ直線Ｍと、基板Ｘにおける蒸着面（図１における下側の面）との間の距離である。なお、直線Ｍと蒸着面とは平行である。
上記Ｌ２は、中央噴射ノズル１３ａと外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃとの距離（ｍｍ）である。具体的には、中央噴射ノズル１３ａの開口面１６ａの中心と、各外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃの中心との距離である。
上記θは、基板固定部１２に基板Ｘを固定したときの基板Ｘの表面（蒸着面）と外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃとがなす角の角度（°）である。 In the thin-film deposition apparatus 10, the following equations (1) and (2) are satisfied.
L 1 / 2L 2 ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1)
60 ° ≤ θ ≤ 70 ° ・ ・ ・ (2)
L 1 is the distance (mm) between the plurality of injection nozzles 13 and the substrate X when the substrate X is fixed to the substrate fixing portion 12. Specifically, it is the distance between the straight line M connecting the centers of the opening surfaces 16a to 16c of each injection nozzle 13 and the vapor deposition surface (lower surface in FIG. 1) on the substrate X. The straight line M and the vapor deposition surface are parallel.
L 2 is the distance (mm) between the central injection nozzle 13a and the outer injection nozzles 13b and 13c. Specifically, it is the distance between the center of the opening surface 16a of the central injection nozzle 13a and the center of the opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c.
The above θ is the angle (°) of the angle formed by the surface (deposited surface) of the substrate X and the opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c when the substrate X is fixed to the substrate fixing portion 12.

ここで、まず式（１）の意義について説明する。各噴射ノズル１３において、蒸着材は、開口面１６（１６ａ〜１６ｃ）に対して垂直方向（噴射ノズル１３の軸方向）に主に放射され、実質的に開口面１６の真横よりも前方に噴射される。従って、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃが外側に向かって傾斜していることで、これらの外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃによる蒸着領域は外側に広がって形成される。具体的に、図１において右側に配置される外側噴射ノズル１３ｂによる蒸着領域は、この外側噴射ノズル１３ｂの開口面１６ｂを延長した直線と、基板Ｘの蒸着面との交点Ｎより右側の領域となる。また、外側噴射ノズル１３ｂによる基板Ｘに対する蒸着量は、模式的に曲線Ｐで表される分布となる。 Here, first, the significance of the equation (1) will be described. In each injection nozzle 13, the vapor-deposited material is mainly radiated in the direction perpendicular to the opening surface 16 (16a to 16c) (the axial direction of the injection nozzle 13), and is substantially injected in front of the side of the opening surface 16. Will be done. Therefore, since the opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c are inclined toward the outside, the vapor deposition region formed by these outer injection nozzles 13b and 13c is formed so as to expand outward. Specifically, the vapor deposition region of the outer injection nozzle 13b arranged on the right side in FIG. 1 is a region on the right side of the intersection N of the straight line extending the opening surface 16b of the outer injection nozzle 13b and the vapor deposition surface of the substrate X. Become. Further, the amount of vapor deposition on the substrate X by the outer injection nozzle 13b has a distribution schematically represented by a curve P.

当該蒸着装置１０において、上記交点Ｎの位置は、基板Ｘの蒸着面における、中央噴射ノズル１３ａの開口面１６ａの中心の対向位置である点Ｑ（基板Ｘ表面の中心）から、左側の外側噴射ノズル１３ｃの開口面１６ｃの中心の対向位置である点Ｒまでであることが重要となる。なお、点Ｑと点Ｒとの距離はＬ２である。 In the vapor deposition apparatus 10, the position of the intersection N is the outer injection on the left side from the point Q (center of the surface of the substrate X) which is the position opposite to the center of the opening surface 16a of the central injection nozzle 13a on the vapor deposition surface of the substrate X. It is important that the nozzle 13c is up to the point R, which is the opposite position of the center of the opening surface 16c. The distance between the point Q and the point R is L 2 .

ここで、図２は、上記Ｌ１、Ｌ２、θ、交点Ｎ、点Ｑ及び点Ｒの関係を説明するための説明図である。図２に示されるように、交点Ｎが点Ｑ上にあるとき、ｔａｎθ＝Ｌ１／Ｌ２の関係にある。また、交点Ｎが点Ｒ上にあるとき、ｔａｎθ＝Ｌ１／２Ｌ２の関係にある。すなわち、交点Ｎが点Ｑと点Ｒとの間に位置するとき、上記式（１）を満たすこととなる。 Here, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the above L 1 , L 2 , θ, the intersection N, the point Q, and the point R. As shown in FIG. 2, when the intersection N is on the point Q, there is a relationship of tan θ = L 1 / L 2. Moreover, when the intersection N is on the point R, a relation of tanθ = L 1 / 2L 2. That is, when the intersection point N is located between the point Q and the point R, the above equation (1) is satisfied.

ｔａｎθがＬ１／Ｌ２より大きい、すなわち交点Ｎが点Ｑより右側に位置する場合、外側噴射ノズル１３ｂの開口面１６ｂが、相対的に外側（右側）に傾斜しすぎていることを意味する。このような場合、外側噴射ノズル１３ｂの蒸着領域が外側（右側）に広がりすぎ、膜均一性が低くなる。 When tan θ is larger than L 1 / L 2 , that is, when the intersection point N is located on the right side of the point Q, it means that the opening surface 16b of the outer injection nozzle 13b is relatively inclined to the outside (right side). .. In such a case, the vapor deposition region of the outer injection nozzle 13b spreads too much to the outside (right side), and the film uniformity becomes low.

一方、ｔａｎθがＬ１／２Ｌ２より小さい、すなわち交点Ｎが点Ｒより左側に位置する場合、外側噴射ノズル１３ｂから噴射される蒸着材が、基板Ｘ表面に対して小さい角度で到達しやすくなる。具体的には、図１において右側の外側噴射ノズル１３ｂから噴射される蒸着材が、基板Ｘ表面の左側端部近傍にまで届きやすくなる。基板Ｘ表面の左側端部近傍にまで右側の外側噴射ノズル１３ｂからの蒸着材が到達した場合、基板Ｘ表面に対して小さい角度で蒸着材が到達することとなり、シャドーが大きくなる。また、ｔａｎθがＬ１／２Ｌ２より小さい場合、外側噴射ノズル１３ｂの蒸着領域が内側によりすぎ、蒸着領域が狭くなり、大型の基板に十分に対応することができない。なお、シャドーをより小さくし、かつ蒸着領域を広くする観点から、ｔａｎθは、Ｌ１／１．５Ｌ２以上であることが好ましい。 On the other hand, tan .theta is L 1 / 2L 2 smaller, that is, the intersection N is located on the left side of the point R, the deposition material injected from the outer injection nozzle 13b is easily reached at a small angle with respect to the substrate X surface .. Specifically, in FIG. 1, the vapor-deposited material injected from the outer injection nozzle 13b on the right side easily reaches the vicinity of the left end portion of the surface of the substrate X. When the thin-film deposition material from the outer injection nozzle 13b on the right side reaches the vicinity of the left end portion of the surface of the substrate X, the thin-film deposition material reaches the surface of the substrate X at a small angle, and the shadow becomes large. Also, when tanθ is L 1 / 2L 2 smaller, only deposition area outside the injection nozzle 13b is the inner, deposition region is narrowed, it is impossible to respond sufficiently to the large substrate. From the viewpoint of making the shadow smaller and widening the vapor deposition region, the tan θ is preferably L 1 / 1.5 L 2 or more.

なお、上記式（１）について、右側の外側噴射ノズル１３に基づいて説明したが、左右の外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃは、中央噴射ノズル１３ａに対して左右対称である。従って、左側の外側噴射ノズル１３ｃにおいても、上記式（１）が同様の理由で満たされることとなる。 Although the above formula (1) has been described based on the outer injection nozzle 13 on the right side, the left and right outer injection nozzles 13b and 13c are symmetrical with respect to the central injection nozzle 13a. Therefore, the above equation (1) is satisfied in the outer injection nozzle 13c on the left side for the same reason.

また、上記式（２）に関し、θが７０°より大きい場合、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの開口面１６ｂ、１６ｃが外側に傾斜しすぎていることを意味する。このような場合も、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの蒸着領域が外側に広がりすぎ、膜均一性が低くなる。 Further, with respect to the above equation (2), when θ is larger than 70 °, it means that the opening surfaces 16b and 16c of the outer injection nozzles 13b and 13c are inclined outward too much. Even in such a case, the vapor deposition regions of the outer injection nozzles 13b and 13c are too wide to the outside, and the film uniformity is lowered.

一方、θが６０°より小さい場合、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃから噴射される蒸着材が、基板Ｘ表面の中心Ｑを超えた、反対側の端部近傍にまで届きやすくなる。このような場合、この端部近傍において、小さい角度で蒸着材が到達することとなるため、シャドーが大きくなる。また、θが６０°より小さい場合、外側噴射ノズル１３ｂ、１３ｃの蒸着領域が内側によりすぎ、蒸着領域が狭くなり、大型の基板に十分に対応することができない。 On the other hand, when θ is smaller than 60 °, the vapor-deposited material injected from the outer injection nozzles 13b and 13c easily reaches the vicinity of the opposite end portion beyond the center Q of the surface of the substrate X. In such a case, the vapor-deposited material arrives at a small angle in the vicinity of the end portion, so that the shadow becomes large. Further, when θ is smaller than 60 °, the vapor deposition regions of the outer injection nozzles 13b and 13c are too close to the inside, and the vapor deposition region is narrowed, so that it cannot sufficiently correspond to a large substrate.

上記のような理由から、当該蒸着装置１０によれば、上記式（１）及び（２）を満たすことで、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜を形成することができる。従って、当該蒸着装置１０によれば、大型の基板Ｘに対しても良好な蒸着を行うことができる。なお、上記式（１）については、開口面の角度θの調整以外に、距離Ｌ１や距離Ｌ２の調整によって、上記式（１）を満たす関係とすることができる。 For the above reasons, according to the vapor deposition apparatus 10, it is possible to form a vapor deposition film having high film thickness uniformity and less shadow by satisfying the above formulas (1) and (2). Therefore, according to the thin-film deposition apparatus 10, good vapor deposition can be performed even on a large substrate X. Regarding the above formula (1), the relationship can be satisfied by adjusting the distance L 1 and the distance L 2 in addition to the adjustment of the angle θ of the opening surface.

具体的な大きさとして、上記Ｌ１の下限としては特に限定されないが、例えば１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍ、７００ｍｍなどとすることができる。上記Ｌ１の下限を大きくする、例えば４００ｍｍ以上とすることで、蒸着領域を十分に広げることができ、また、シャドーも十分に小さくすることができる。一方、上記Ｌ１の上限も特に限定されないが、例えば２，０００ｍｍが好ましく、１，０００ｍｍがより好ましく、８００ｍｍであってもよい。上記Ｌ１を上記上限以下とすることで、蒸着材の利用効率を高めることができる。 The specific size is not particularly limited as the lower limit of L 1 , but may be, for example, 100 mm, 200 mm, 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm, 700 mm or the like. By increasing the lower limit of L 1 such as 400 mm or more, the vapor deposition region can be sufficiently widened and the shadow can be sufficiently reduced. On the other hand, the upper limit of L 1 is not particularly limited, but for example, 2,000 mm is preferable, 1,000 mm is more preferable, and 800 mm may be used. By setting the above L 1 to be equal to or less than the above upper limit, the utilization efficiency of the thin-film deposition material can be improved.

上記Ｌ２の下限としては特に限定されず、例えば１０ｍｍ又は４０ｍｍであってもよいが、１５０ｍｍが好ましい。一方、上記Ｌ２の上限も特に限定されず、例えば５００ｍｍであってもよいが、４００ｍｍが好ましく、３００ｍｍがより好ましい。 The lower limit of L 2 is not particularly limited and may be, for example, 10 mm or 40 mm, but 150 mm is preferable. On the other hand, the upper limit of L 2 is not particularly limited, and may be, for example, 500 mm, but 400 mm is preferable, and 300 mm is more preferable.

例えば上記Ｌ１及びＬ２が具体的に上記数値である場合など、上記式（１’）を満たすことが好ましい。
Ｌ１／（Ｌ２＋８７）≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１’） For example, when the above L 1 and L 2 are specifically the above numerical values, it is preferable to satisfy the above formula (1').
L 1 / (L 2 +87) ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1')

当該蒸着装置１０が上記式（１’）を満たす場合、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜を形成することができ、大型の基板Ｘに対して良好な蒸着を行うことができるという効果がより高まる。 When the vapor deposition apparatus 10 satisfies the above formula (1'), a vapor deposition film having high film thickness uniformity and less shadow can be formed, and good vapor deposition can be performed on a large substrate X. The effect is further enhanced.

＜蒸着方法＞
本発明の一実施形態に係る蒸着方法は、当該蒸着装置１０を用いて蒸着を行う工程を備える。 <Evaporation method>
The thin-film deposition method according to the embodiment of the present invention includes a step of performing thin-film deposition using the thin-film deposition apparatus 10.

当該蒸着方法は、当該蒸着装置１０を用いること以外は従来公知の蒸着方法と同様に行うことができる。なお、当該蒸着方法においては、基板Ｘと複数の噴射ノズルとの距離Ｌ１、中央噴射ノズルと外側噴射ノズルとの距離Ｌ２、及び外側噴射ノズルの開口面の角度θが調整可能な装置を用い、上記式（１）及び式（２）を満たすように調整してから、蒸着を行うこともできる。 The vapor deposition method can be performed in the same manner as a conventionally known vapor deposition method except that the vapor deposition apparatus 10 is used. In the said deposition process, the distance L 1 between the substrate X and a plurality of injection nozzles, the distance L 2 between the central injection nozzle and the outer injection nozzle, and the angle θ is adjustable device opening surface of the outer injection nozzle It is also possible to carry out the vapor deposition after adjusting so as to satisfy the above formulas (1) and (2).

当該蒸着方法によれば、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜を形成することができる。従って、当該蒸着方法によれば、大型の基板Ｘに対しても良好な蒸着を行うことができる。当該蒸着方法によれば、例えば幅９００ｍｍ以上、より具体的には９２５ｍｍの範囲にわたり、膜厚均一性が高く、かつシャドーが少ない蒸着膜を形成することができる。当該蒸着装置及び当該蒸着方法によって得られる蒸着膜の膜厚の変動幅は、例えば±５％以内、さらには±３％以内、よりさらには±１％以内である。 According to the thin-film deposition method, it is possible to form a thin-film deposition film having high film thickness uniformity and less shadow. Therefore, according to the vapor deposition method, good vapor deposition can be performed even on a large substrate X. According to the thin-film deposition method, it is possible to form a thin-film deposition film having high film thickness uniformity and less shadow over a range of, for example, a width of 900 mm or more, more specifically, 925 mm. The fluctuation range of the film thickness of the vapor deposition film obtained by the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method is, for example, within ± 5%, further within ± 3%, and further within ± 1%.

＜他の実施形態＞
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、上記実施の形態では、複数の噴射ノズルが、１つの中央噴射ノズル及び一対の外側噴射ノズルの合計３つの噴射ノズルからなる構成としたが、４以上の噴射ノズルを有するものであってもよい。但し、上記実施の形態のように、噴射ノズルの数を可能な限り減らし、３つの噴射ノズルとすることにより、シャドーをより十分に低減することができる。従って、上記複数の噴射ノズルは、上記中央噴射ノズル及び上記一対の外側噴射ノズルの３つの噴射ノズルからなることが好ましい。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and its configuration can be changed without changing the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the plurality of injection nozzles are composed of a total of three injection nozzles, one central injection nozzle and a pair of outer injection nozzles, but even those having four or more injection nozzles. good. However, as in the above embodiment, the shadow can be reduced more sufficiently by reducing the number of injection nozzles as much as possible and using three injection nozzles. Therefore, it is preferable that the plurality of injection nozzles are composed of three injection nozzles, the central injection nozzle and the pair of outer injection nozzles.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.

＜実施例１＞
図１に記載した構造を有する蒸着装置により、幅９２５ｍｍの基板に対して真空蒸着を行った。なお、θ＝６５°（ｔａｎ６５°≒２．１４）、Ｌ１＝５００ｍｍ、Ｌ２＝１９０ｍｍ）とした。 <Example 1>
Vacuum vapor deposition was performed on a substrate having a width of 925 mm by a vapor deposition apparatus having the structure shown in FIG. In addition, θ = 65 ° (tan 65 ° ≈ 2.14), L 1 = 500 mm, L 2 = 190 mm).

＜比較例１＞
θ＝５０°の蒸着装置としたこと以外は実施例１と同様に真空蒸着を行った。 <Comparative example 1>
Vacuum deposition was performed in the same manner as in Example 1 except that the vapor deposition apparatus was set to θ = 50 °.

＜比較例２＞
θ＝８０°の蒸着装置としたこと以外は実施例１と同様に真空蒸着を行った。 <Comparative example 2>
Vacuum deposition was performed in the same manner as in Example 1 except that the vapor deposition apparatus was set at θ = 80 °.

［評価］
得られた蒸着膜の膜厚を分光エリプソメーター（Ｈｏｒｉｂａ社の「ＵＶＩＳＥＬ Ｍ２００−ＶＩＳ−ＡＧ−２００Ｓ」）を用いて測定した。測定結果を模式的に示したグラフを図３に示す。 [evaluation]
The film thickness of the obtained thin-film film was measured using a spectroscopic ellipsometer (“UVISEL M200-VIS-AG-200S” manufactured by Horiba). A graph schematically showing the measurement results is shown in FIG.

図３に示されるように、外側噴射ノズルの開口面の角度θが６０°未満の比較例１は、蒸着領域が狭く、大型の基板に対して十分な蒸着ができなかった。また、端部ではシャドーが大きくなった。外側噴射ノズルの開口面の角度θが７０°超の比較例２は、膜厚の差が大きくなった。一方、実施例１では、膜厚均一性が高く、広い面積の蒸着膜を形成することができた。実施例１で得られた蒸着膜の膜厚の変動幅は、±３％以内の均一性を有していた。また、シャドーも十分に小さいものであった。 As shown in FIG. 3, in Comparative Example 1 in which the angle θ of the opening surface of the outer injection nozzle was less than 60 °, the vapor deposition region was narrow and sufficient vapor deposition could not be performed on a large substrate. Also, the shadow became larger at the end. In Comparative Example 2 in which the angle θ of the opening surface of the outer injection nozzle was more than 70 °, the difference in film thickness was large. On the other hand, in Example 1, the film thickness uniformity was high, and a thin-film deposition film having a large area could be formed. The fluctuation range of the film thickness of the vapor-deposited film obtained in Example 1 had a uniformity within ± 3%. The shadow was also small enough.

本発明の蒸着装置及び蒸着方法は、ディスプレイパネルや太陽電池等の金属電極配線、半導体層、有機ＥＬ層、その他の有機材料薄膜や無機材料薄膜等の成膜に好適に用いることができる。 The vapor deposition apparatus and vapor deposition method of the present invention can be suitably used for film formation of metal electrode wirings such as display panels and solar cells, semiconductor layers, organic EL layers, and other organic material thin films and inorganic material thin films.

１０ 蒸着装置
１１ 蒸着源
１２ 基板固定部
１３ 噴射ノズル
１３ａ 中央噴射ノズル
１３ｂ、１３ｃ 外側噴射ノズル
１４ 蒸着材収容室
１５ 拡散室
１５Ａ 拡散室の上面
１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ） 開口面
１７ａ 中央噴射ノズルの軸
１７ｂ、１７ｃ 各外側噴射ノズルの先端部分における軸
Ｘ 基板
Ｙ マスク
Ｚ 蒸着膜
Ｍ 複数の噴射ノズルにおける各開口面の中心を結ぶ直線
Ｎ 交点
Ｐ 噴射ノズルの蒸着量の分布を表す曲線
Ｑ 基板表面における、中央噴射ノズルの開口面の中心の対向位置（基板表面の中心）
Ｒ 基板表面における、左側の外側噴射ノズルの開口面の中心の対向位置
Ｓ シャドー
Ｌ１ 複数の噴射ノズルと基板との距離
Ｌ２ 中央噴射ノズルと外側噴射ノズルとの距離
θ 基板の表面と外側噴射ノズルの開口面とがなす角の角度 10 Thin-film deposition equipment 11 Deposition source 12 Substrate fixing part 13 Injection nozzle 13a Central injection nozzle 13b, 13c Outer injection nozzle 14 Deposited material storage chamber 15 Diffusion chamber 15A Upper surface of diffusion chamber 16 (16a, 16b, 16c) Opening surface 17a Central injection nozzle Axis 17b, 17c Axis at the tip of each outer injection nozzle X Substrate Y Mask Z Deposited film M Straight line connecting the centers of each opening surface in multiple injection nozzles N Intersection P Curve showing distribution of vapor deposition amount of injection nozzle Q Substrate Opposite position of the center of the opening surface of the central injection nozzle on the surface (center of the substrate surface)
R Opposite position of the center of the opening surface of the outer injection nozzle on the left side on the substrate surface S Shadow L 1 Distance between multiple injection nozzles and the substrate L 2 Distance between the central injection nozzle and the outer injection nozzle θ The surface of the substrate and the outer injection Angle of angle between the nozzle opening surface

Claims (3)

直線状に配置され、蒸着材を噴射する複数の噴射ノズルを有する蒸着源、及び
上記複数の噴射ノズルと平行に基板を固定する基板固定部
を備え、
上記複数の噴射ノズルが、
上記基板に平行な開口面を有する中央噴射ノズル、及び
上記中央噴射ノズルに対して左右対称に配置され、外側に向かって傾斜している開口面を有する一対の外側噴射ノズル
からなり、
下記式（１）及び式（２）を満たす蒸着装置。
Ｌ１／２Ｌ２≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１）
６０°≦θ≦７０° ・・・（２）
（上記式（１）及び（２）中、Ｌ１は、上記基板固定部に上記基板を固定したときの上記複数の噴射ノズルと上記基板との距離（ｍｍ）である。Ｌ２は、上記中央噴射ノズルと上記外側噴射ノズルとの距離（ｍｍ）である。θは、上記基板固定部に上記基板を固定したときの上記基板の表面と上記外側噴射ノズルの開口面とがなす角の角度（°）である。） It is provided with a thin-film deposition source which is arranged in a straight line and has a plurality of injection nozzles for injecting a vapor-deposited material, and a substrate fixing portion for fixing the substrate in parallel with the plurality of injection nozzles.
The multiple injection nozzles mentioned above
A central injection nozzle having an opening surface parallel to the substrate, and a pair of outer injection nozzles having an opening surface symmetrically arranged with respect to the central injection nozzle and inclined toward the outside.
Consists of
A thin-film deposition apparatus that satisfies the following formulas (1) and (2).
L 1 / 2L 2 ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1)
60 ° ≤ θ ≤ 70 ° ・ ・ ・ (2)
(In the above formulas (1) and (2), L 1 is the distance (mm) between the plurality of injection nozzles and the substrate when the substrate is fixed to the substrate fixing portion. L 2 is the distance (mm) between the plurality of injection nozzles and the substrate. The distance (mm) between the central injection nozzle and the outer injection nozzle. θ is the angle between the surface of the substrate and the opening surface of the outer injection nozzle when the substrate is fixed to the substrate fixing portion. (°).) 式（１’）をさらに満たす請求項１に記載の蒸着装置。
Ｌ１／（Ｌ２＋８７）≦ｔａｎθ≦Ｌ１／Ｌ２ ・・・（１’） The vapor deposition apparatus according to claim 1, further satisfying the formula (1').
L 1 / (L 2 +87) ≤ tan θ ≤ L 1 / L 2 ... (1') 請求項１又は請求項２に記載の蒸着装置を用いて蒸着を行う工程を備える蒸着方法。
A thin-film deposition method comprising a step of performing thin-film deposition using the thin-film deposition apparatus according to claim 1 or 2.
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