KR20130111272A - Evaporation source and vacuum deposition device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
진공하에서 증착 재료를 가열해서 증착 입자를 발생시켜, 기판 상에 증착 재료의 막을 형성하는 진공 증착 장치에 관한 것이다.The vacuum vapor deposition apparatus which heats a vapor deposition material under vacuum, produces | generates a vapor deposition particle, and forms the film of vapor deposition material on a board | substrate.
일반적인 유기 일렉트로 루미네센스 소자(이하, "유기 EL 소자"라 함)를 간단히 설명한다.A general organic electroluminescent element (hereinafter referred to as "organic EL element") will be briefly described.
유기 EL 소자는 기판 상에 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극의 순으로 막을 형성하고, 양극과 음극 사이에 전류를 흐르게 하여 발광하는 것이다.An organic EL element forms a film in order of an anode, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, an electron injection layer, and a cathode, and emits light by flowing a current between the anode and the cathode.
특히, 정공 수송층으로부터 전자 주입층에 대해서는, 유기 화합물 또는 무기 화합물을 진공 증착 또는 인쇄 또는 도포하여 형성하고, 양극 상에 적층 구조체를 형성한다. 또한, 마그네슘·은이나 알루미늄 등의 금속막을 진공 증착 또는 스퍼터로 적층 구조체상에 형성하고, 음극을 형성하는 것이다. 이렇게 하여 유기 EL 소자는 형성된다.In particular, an organic compound or an inorganic compound is formed by vacuum vapor deposition, printing, or coating from the hole transport layer to the electron injection layer, and a laminated structure is formed on the anode. In addition, a metal film such as magnesium silver or aluminum is formed on the laminated structure by vacuum deposition or sputtering to form a cathode. In this way, an organic EL element is formed.
일반적인 진공 증착 방법의 예를 도 2를 사용해서 설명한다.An example of a general vacuum deposition method is explained using FIG.
도 2에 있어서, 진공 증착 장치(1)는 진공 챔버(2)와, 진공 펌프(3) 및 증발원(4)을 구비하고 있다. 진공 챔버(2)는 밀폐 용기로 되어 있고, 그 내부에는 증발원(4)과 증착 대상의 기판(5)이 배치되어 있다. 또한, 진공 챔버(2)의 내부는, 기판(5)에 대하여 성막할 때는, 10-3~10-6Pa의 진공도를 유지할 필요가 있기 때문에, 진공 펌프(3)에 의해 진공배기된다. 증발원(4)에서는 증착 재료를 가열해서 기화시키고, 기판(5)에 대하여 분사하여 성막하도록 되어 있다. 그 때, 기판(5)의 대형화에 대해서는, 기판(5)을 회전시키는, 또는 기판(5) 또는 증발원(4) 중 어느 하나를 이동시켜서 성막을 행하도록 되어 있다.In FIG. 2, the vacuum
일반적인 증발원 구조의 예를 간단히 설명하면, 증착 재료를 내부에 봉입한 도가니는 히터에 의해 가열된다. 이에 의해, 증착 재료는 기화하고, 도가니의 덮개에 설치한 개구로부터 증착 재료의 가스가 기판을 향해서 상방으로 방출하도록 되어 있다.Briefly explaining an example of a general evaporation source structure, the crucible enclosed with the vapor deposition material is heated by a heater. Thereby, vapor deposition material is vaporized and gas of vapor deposition material is discharge | released upward toward a board | substrate from the opening provided in the lid | cover of a crucible.
전술한 도가니는 도가니 본체 및 상부 덮개와 중간 덮개로 구성되어 있다. 도가니 본체는 구조체에 의해 지지되어 있고, 가열 수단인 히터에 의해 복사 가열되어서 증착 재료가 증발하도록 되어 있다.The crucible described above is composed of a crucible body, an upper cover and an intermediate cover. The crucible body is supported by the structure and radiated by a heater which is a heating means to evaporate the deposition material.
이에 의해, 도가니의 상방에 배치한 기판에 막이 형성된다. 히터의 출력을 제어하기 위해서, 열전대에 의해 도가니의 바닥부 온도를 측정하도록 되어 있다. 또한, 히터의 외주부에는 리플렉터가 설치되고, 히터로부터의 복사열이 도가니 내에 집중하도록 구성되어 있다.Thereby, a film is formed in the board | substrate arrange | positioned above the crucible. In order to control the output of the heater, the bottom temperature of the crucible is measured by a thermocouple. Moreover, a reflector is provided in the outer peripheral part of a heater, and it is comprised so that the radiant heat from a heater may concentrate in a crucible.
상기 종래 기술에서는, 도가니의 노즐로부터 방출된 증착 재료의 증기의 대다수는 기판의 방향을 향해서 이동한다. 그러나, 중앙에는 증발원의 내부를 향해서 들어가는 증기의 입자, 또는 도가니 본체와 상부 덮개와의 간극으로부터 누출되는 일이 발생한다.In this prior art, the majority of the vapor of the deposition material released from the nozzle of the crucible moves towards the direction of the substrate. However, at the center, leakage occurs from the particles of steam entering toward the inside of the evaporation source or from the gap between the crucible body and the upper lid.
증발원의 내부에 들어간 증착 재료의 증기의 입자는, 리플렉터의 외부와 접속하는 부재, 예를 들면 구조 부재나 히터의 단자 및 열전대 등에 대하여, 증발원 내부의 저온의 부재에 집중해서 응축해 석출되어 버린다.Particles of vapor of the vapor deposition material that enter the inside of the evaporation source are concentrated and condensed and precipitated on a member connected to the outside of the reflector, for example, a structural member, a terminal of a heater, a thermocouple, and the like, inside the evaporation source.
유기 화합물의 증착 재료가 석출되어 버리면, 유기 증착에서는, 장시간 히터의 열을 받음으로써 분해되고, 막질에 영향을 미치는 불순물이 생긴다. 또한, 무기 화합물의 증착 재료의 경우에는, 증착 재료가 부착된 부재가 접착되어, 메인터넌스시에 각 부재를 분해할 수 없게 되는 경우도 있다. 특히, 금속 재료를 증착 재료로 하면, 히터의 단자 사이 등에서 단락이 발생할 가능성도 있다. 이들의 문제점은 종래 기술의 증발원에서는 해결되지 않았다.When the deposition material of the organic compound is precipitated, in organic deposition, it decomposes by receiving the heat of the heater for a long time, and impurities which affect the film quality are generated. Moreover, in the case of the vapor deposition material of an inorganic compound, the member with a vapor deposition material adhere | attaches, and it may become impossible to disassemble each member at the time of maintenance. In particular, when the metal material is a vapor deposition material, a short circuit may occur between the terminals of the heater. These problems have not been solved in the evaporation source of the prior art.
이것에 대하여 특허문헌 1에 개시된 증발원에는, 상기에 나타낸 증발원 내부에서 증착 재료가 석출되는 문제에 관한 해결책에 대해서는 개시되어 있지 않다.On the other hand, the evaporation source disclosed in
본 발명의 목적은, 증착 재료가 증발원 내부에 들어가도, 막질의 열화를 방지하고, 연속 운전이나 메인터넌스에 지장이 생기지 않도록 하는 증발원, 및 진공 증착 장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide an evaporation source and a vacuum evaporation apparatus which prevent deterioration of film quality even when the evaporation material enters the evaporation source and do not interfere with continuous operation or maintenance.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 봉입된 증착 재료를 가열해서 증발한 증착 재료를 방출하기 위한 노즐을 갖는 도가니와, 이 도가니를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 도가니와 상기 가열 수단의 주변에 배치한 단열 수단(제1 단열 수단)에 의해 구성된 증발원에 있어서, 상기 단열 수단과 도가니 또는 가열 수단의 사이에 이 가열 수단보다 저온으로 유지된 부유 증착물 회수 수단을 설치하는 동시에, 이 부유 증착물 회수 수단과 상기 도가니 및 상기 가열 수단과의 사이에 단열 수단(제2 단열 수단)을 설치한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a crucible having a nozzle for heating the enclosed deposition material to release the vaporized deposition material, a heating means for heating the crucible, and a vicinity of the crucible and the heating means. In the evaporation source constituted by the heat insulation means (the 1st heat insulation means) arrange | positioned, the floating deposit recovery means maintained at a lower temperature than this heating means is provided between the said heat insulation means and a crucible or a heating means, and this floating deposit recovery means And heat insulating means (second heat insulating means) are provided between the crucible and the heating means.
상기 가열 수단은 상기 도가니와 일체, 또는 도가니의 내부에 설치되어 있어도 좋다.The heating means may be provided integrally with the crucible or inside the crucible.
상기 가열 수단은 저항 가열을 이용해서 발열하는 것이어도 좋다.The heating means may generate heat using resistance heating.
상기 가열 수단은 상기 도가니의 외부에 배치되고, 또한 저항 가열, 유도 가열, 적외선 가열 중 어느 하나의 가열 수단을 이용하는 것이어도 좋다.The heating means may be disposed outside the crucible and may use any one of resistance heating, induction heating, and infrared heating.
상기 제1 단열 수단은 상기 도가니 및 가열 수단에 대한 상기 부유 증착물 회수 수단의 대향면을 적어도 덮는 형상이여도 좋다.The first heat insulating means may be shaped to at least cover an opposing surface of the suspended deposit recovery means with respect to the crucible and heating means.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 단열 수단은 단수 또는 복수의 판을 적층한 구조면 좋다.Moreover, in order to achieve the said objective, this invention becomes like this. Preferably, the said 1st heat insulation means should just be a structure which laminated | stacked the single number or the several plate.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 단열 수단은 카본·금속·세라믹 중 어느 하나 또는 복수로 형성된 판을 이용하면 좋다.In order to achieve the above object, the present invention preferably uses a plate formed of any one or a plurality of carbon, metal, and ceramics as the first heat insulating means.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 제2 단열 수단은 단수 또는 복수의 판을 적층한 구조면 좋다.Moreover, in order to achieve the said objective, this invention becomes like this. Preferably, the said 2nd heat insulation means should just be a structure which laminated | stacked the single number or the several plate.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 제2 단열 수단은 카본·금속·세라믹 중 어느 하나 또는 복수로 형성된 판을 이용하면 좋다.In order to achieve the above object, the present invention preferably uses a plate formed of any one or a plurality of carbon, metal, and ceramics as the second heat insulating means.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 부유 증착물 회수 수단의 주위에 착탈가능한 커버를 설치하고, 이 커버는 냉각 수단과 적어도 부분적으로 접촉해서 냉각되면 좋다.Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is preferably provided with a removable cover around the suspended deposit recovery means, and the cover may be cooled by at least partially contacting the cooling means.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 부유 증착물 회수 수단을 상기 도가니의 노즐을 갖는 면 이외에 설치하면 좋다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention is preferably such that the suspended deposit recovery means is provided in addition to the surface having the nozzle of the crucible.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 부유 증착물 회수 장치는 순환하는 냉각 매체에 의해 냉각되면 좋다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention preferably, the suspended deposit recovery apparatus may be cooled by a circulating cooling medium.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 바람직하게는, 상기 냉각 매체는 하우징의 벽 자체를 순환하는 동시에, 상기 하우징과 상기 부유 증착물 회수 수단은 열적으로 접촉하면 좋다.In order to achieve the above object, the present invention preferably provides that the cooling medium circulates through the wall of the housing itself, while the housing and the suspended deposit recovery means are in thermal contact.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 상기 증발원 중 어느 하나를 이용한 진공 증착 장치이다.In addition, the configuration of the present invention for achieving the above object is a vacuum deposition apparatus using any one of the evaporation source.
본 발명에 따르면, 증착 재료가 증발원 내부에 들어가도, 막질의 열화를 방지하고, 연속 운전이나 메인터넌스에 지장이 생기지 않도록 하는 진공 증착 장치 및 증발원을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a vacuum vapor deposition apparatus and an evaporation source which prevent the deterioration of film quality even when the evaporation material enters the evaporation source and do not interfere with continuous operation or maintenance.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 진공 증착 장치의 기본 구성의 개략도이다.
도 2는 일반적인 진공 증착에 의한 성막 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 진공 증착 장치의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 관한 유기 EL 디바이스 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 증발원의 냉각 수단을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 증발원의 냉각 수단을 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram of a basic configuration of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus by general vacuum deposition.
3 is a schematic configuration diagram of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of an organic EL device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a cooling means of an evaporation source according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a cooling means of an evaporation source according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[실시예 1]Example 1
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초해서 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention The best mode for carrying out the present invention will be described based on the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 진공 증착 장치의 기본 구성의 개략도이다. 도 1을 이용하여 본 발명의 실시예에 관한 진공 증착 장치의 개요를 설명한다.1 is a schematic diagram of a basic configuration of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. The outline | summary of the vacuum vapor deposition apparatus which concerns on Example of this invention is demonstrated using FIG.
도 1에 있어서, 진공 증착 장치(1)는 진공 용기인 챔버(2)를 갖고, 그 내부에 증착 재료(21)의 증기를 방출하는 증발원(4)과 피증착물인 기판(5)이 배치되어 있다. 증착시에는 챔버(2) 내부를 10-3Pa보다도 높은 진공도로 하기 위해서, 챔버(2)에 접속한 진공 펌프(3)에 의해 항상 진공 배기되어 있다. 여기서, 기판(5)은 진공 증착 장치(1)를 구성하는 것이 아니라, 진공 증착 장치(1)에 의해 성막되는 것이다.1, the vacuum
감압을 개시하고 나서, 증발원(4)의 가열 수단(44)에 의해 도가니(22)가 가열된다. 이 가열에 의해 증착 재료(21)는 증발 또는 승화되어서 증착 재료(21)의 증기가 발생해서 기판(5)에 성막한다. 여기에서 이용하는 기판(5)은 글래스, 세라믹, 금속, 유기물 중 어느 하나의 평판을 이용한다. 예를 들면, 유기 EL 소자를 형성할 때, 기판(5)의 증착면에는, 미리 양극을 형성해 둔다.After starting pressure reduction, the
유기 EL 소자의 각층은 다음과 같은 재료가 이용된다. 양극은, 예를 들면 ITO, 금, 요오드화 구리, 산화 주석 등 정공 주입 능력이 높은, 일 함수가 큰 금속이나 합금의 전기 전도성 화합물이 바람직하다.The following materials are used for each layer of organic electroluminescent element. The anode is preferably an electrically conductive compound of a metal or alloy having a high work function, having high hole injection capability such as ITO, gold, copper iodide, tin oxide, and the like.
정공 주입층으로서는, 예를 들면 CuPc나 m-MTDATA가 이용된다. 정공 수송층으로서는, 예를 들면 α-NPD, TPD, PDA가 이용된다. 발광층으로서는, 예를 들면 호스트 재료에 루브렌, CBP, CDBP, Alq3, 도펀트 재료에 쿠마린6, Ir(ppy)3, FIrpic 등이 이용된다. 전자 수송층으로서는, 예를 들면 Alq3, PBD, TAZ, BND, OXD 등이 사용된다. 전자 주입층으로서는, 예를 들면 LiF, BCP, 스트론튬 등이 이용된다. 음극으로서는 Mg-Ag 공증착막, Al 등이 이용된다.As the hole injection layer, for example, CuPc or m-MTDATA is used. As the hole transport layer, for example, α-NPD, TPD, and PDA are used. As the light emitting layer, for example, rubrene, CBP, CDBP, Alq3 as the host material,
증착은 도가니(22), 가열 수단(44), 단열 수단(43)에 의해 구성되는 증발원(4)을 이용해서 증착을 행한다. 증착 재료(21)를 봉입한 도가니(22)를 가열 수단(44)에 의해 가열하고, 증착 재료(21)의 증기를 발생시킨다. 그리고, 도가니(22)에 설치한 노즐(34)로부터 기판(5)을 향해서 방출함으로써 성막을 행한다. 이들 도가니(22)나 가열 수단(44)이나 단열 수단(43) 등은 하우징(27)에 수납되어 있다. 또한, 가열 수단(44)은 도가니 내부의 증착 재료를 가열할 수 있으면 좋으므로, 도가니의 내부에 있어도 상관없다. 이하의 실시예 2~3에서도 마찬가지로 가열 수단(44)의 위치는 도가니의 내외를 막론하고 설치 가능하다.Vapor deposition is carried out using the
증발원(4)의 제어는, 증발원(4) 내부에 열전대를 설치하고, 도가니(22)나 그 분위기 온도를 소정의 온도로 되도록 가열 수단(44)에의 투입 전력을 조정하는 것이다. 또는, 증발원(4)과 기판과의 사이에 형성된 공간에 레이트 센서(26)를 설치하고, 이 레이트 센서(26)에의 단위 시간당의 증착 레이트가 소정의 값으로 되도록, 가열 수단(44)의 투입 전력을 조정해도 좋다. 25는 열전대이다. 50은 단자이다.The control of the
기판(5)을 대형화하기 위해서는 기판(5)을 회전시켜, 회전축으로부터 증발원(4)을 어긋나게 한 상태에서 고정하거나, 기판(5) 또는 증발원(4) 중 어느 하나를 증기 분출 방향과 수직 방향으로 이동시킨다. 특히, 후자의 경우에는 노즐(34)을 기판의 폭 방향으로 정렬시키고, 정렬 방향과 직각 방향으로 기판(5) 또는 증발원(4)을 이동시키면 된다.In order to increase the size of the
연속해서 다른 기판(5)에 증착을 행하기 위해서는, 챔버(2)에 게이트 밸브(6)를 설치하고, 처리가 끝난 기판(5)을 진공이 유지된 상태인 채로 별도의 챔버(2)로 이동시키고, 동일하게 진공도를 유지한 채 미처리의 기판(5)을 반입하면 된다.In order to continuously deposit on another
이렇게 하여 증착 장치 및 증발원의 운용은 도모되고 있다. 본 발명의 증발원(4)도 상기와 같은 운용이 가능하다.In this way, operation of a vapor deposition apparatus and an evaporation source is aimed at.
이하, 본 발명의 증발원에 대해서 도 1을 이용하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the evaporation source of this invention is demonstrated using FIG.
또한, 본 실시예에서 도시하는 도면은 모두 기판(5)의 성막면을 아래로 향해서 처리하는 형태의 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 성막면의 방향에 상관없이 적용 가능하다.In addition, although the figure shown in the present Example all shows the example of the form which processes the film-forming surface of the board |
도 1에 있어서, 증발원(4)은 증착 재료(21)를 봉입하고, 또한 증착 재료(21)를 방출하기 위한 노즐(34)을 갖는 도가니(22)와, 도가니(22)의 외부에 있어서, 도가니(22)를 가열하기 위한 가열 수단(44), 도가니(22) 및 가열 수단(44)의 주변에 배치한 단열 수단(제1 단열 수단)(43)에 의해 구성된다. 또한, 단열 수단(43)과 도가니(22) 또는 가열 수단(44)과의 사이에는 냉각 수단(45)(부유 증착물 회수 수단)이 설치되어 있다.In FIG. 1, the
이 냉각 수단(45)에 의해, 증발원(4)내에 입사한 재료 증기의 입자를 트랩하고, 선택적으로 석출시킬 수 있다. 이에 의해, 주위의 부재에의 석출을 최소한으로 저감시키는 것이다. 이 냉각 수단(45)의 온도는 증착 재료가 증발하는 온도에 비해 충분히 낮은 온도, 예를 들면 승화하는 증착 재료이면 승화점 이하, 증발하는 재료이면, 융점 이하의 온도로 유지하는 것이 바람직하다.By this cooling means 45, the particle | grains of the material vapor which entered the
한편, 냉각 수단(45)을 상기의 위치에 설치하는 경우, 현저하게 도가니(22) 또는 가열 수단(44)의 복사열을 흡수하기 때문에, 도가니 내의 증착 재료의 온도가 내려가고, 증착 자체에 지장이 생긴다. 이것을 방지하기 위해서, 도가니(22) 및 가열 수단(44)이 냉각 수단(45)을 직시할 수 없도록 열복사 단열 수단(제2 단열 수단)(46)이 설치되어 있다.On the other hand, in the case where the cooling means 45 is provided at the above position, since the radiant heat of the
이 열복사 단열 수단(46)은 냉각 수단(45)에 밀착하고 있어도 밀착하지 않아도 어느 쪽이라도 상관없다. 가열 수단(44) 또는 도가니(22)에 면하는 최(最)표면의 온도가 냉각 수단(45)의 온도보다도 충분히 높고, 도가니(22) 내의 증착 재료(21)의 증발에 영향을 주지 않으면 된다. 또한, 냉각 수단(45)의 일부가 단열 수단(43)으로 둘러싼 영역 내부에 노출되어 있는 구조이면 된다.Even if the heat
도 3의 (A)에 저항 가열식의 가열 수단(44)[히터(23)]으로서 이용한 예를 나타낸다.The example used for FIG. 3A as a heating means 44 (heater 23) of resistance heating type | mold is shown.
도 3의 (A)에 있어서, 히터(23)의 발열체가 700℃ 이하이면, 주위와의 절연 대책이 간편하기 때문에 시스 히터를 이용한 쪽이 관리가 용이해지므로 바람직하다. 700℃를 초과할 경우, 특히 1000℃ 이상에서는 Mo, Ta, W 등의 금속 또는 그 합금의 와이어를 세라믹 프레임에 둘러감아서 히터를 구성하면 된다. 세라믹 프레임의 재질로서는, 알루미나, SiC, 질화 붕소, 질화 알루미늄 등의 높은 온도에서 절연성이 우수한 재질이 바람직하다. 히터(23)는 도넛 형상으로 구성해도, 상하 또는 좌우 등에는 2분할 또는 그 이상으로 분할해도 상관없다. 도가니(22) 및 증착 재료(21)를 골고루 가열할 수 있으면 히터(23)를 어떻게 구성해도 좋다. 가열 수단(44)으로서는, 저항 가열의 이외에 유도 가열이나 적외선 가열을 이용해도 된다.In FIG. 3A, when the heating element of the
히터(23)로 둘러싼 영역 가운데 도가니(22)가 수납되어 있다. 도 3에서는 도가니(22)와 히터(23)는 비접촉으로 되어 있지만, 도가니(22)와 히터(23)의 직접 또는 간접적인 접촉에 의해 단락, 지락이 발생하지 않으면 접촉시켜도 상관없다.The
도가니(22)의 재질로서는 금속 재료로서는 Mo, Ta, W 등의 금속 또는 그것들을 포함한 합금이 바람직하다. 세라믹 재료로서는, 알루미나, SiC, 질화 붕소, 질화 알루미늄 등이 바람직하며, 그 외에 카본 그래파이트 등의 재질도 사용 가능하다.As a material of the
도 3에서는, 도 1, 도 2에 나타낸 단열 수단(43)을 대신하는 것으로서, 복수개의 반사판(48)을 각각 이격시킨, 소위 리플렉터(24)를 나타내고 있다. 이 반사판(48)은 700℃ 이하에서는 스테인레스재나 티타늄재가 사용 가능하다. 그 이상의 온도 대역에서는, Au, Cu, Mo, Ta, W 등의 금속 재료 및 그 합금, 카본, 알루미나, SiC, BN, AlN 등의 세라믹재를 사용할 수 있다. 열복사를 전파하는 적외선 등의 전자파를 반사하는 기능을 유지할 수 있으면 좋다. 그 때문에, 적외선 대역의 반사율을 향상시키는데, 반사판(48)의 표면을 경면 가공하는 것이 바람직하며, 또한 Ag, Au, Cu, Al 등의 금속을 도금해도 좋다.In FIG. 3, what is called the
리플렉터(24) 대신에 열전도가 작고 내열 온도가 높은 세라믹판, 또는 세라믹의 섬유로 만들어진 시트를 적어도 1매 이상 깔아도 좋다. 세라믹판을 사용하는 경우는, 진공배기를 고려하여, 기공율이 작은 것을 이용하면 좋다. 또한, 도 3에 나타낸 리플렉터(24)와 단열재 등을 병용해도 상관없다.Instead of the
도 3의 (B)는 히터(23)의 형상을 나타낸 것이다.3B illustrates the shape of the
도 3의 (B)에 있어서, (1)에 나타낸 히터(23a)는 일체로 형성한 것이며, (2)에 나타낸 히터(23b)는 2분할한 것이다. 이들 히터의 용도는 하우징(27)의 크기나 기판(5)의 크기에 맞춰서 선택하게 된다.In FIG. 3B, the
여기에서 유기 EL 디바이스 제조의 라인 구성을 도 4를 이용해서 간단히 설명한다.Here, the line structure of organic electroluminescent device manufacture is demonstrated using FIG.
도 4는 본 발명의 실시예에 관한 유기 EL 디바이스 제조 장치의 개략 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of an organic EL device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 있어서, 본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는 얼라인먼트와 증착을 동일한 진공 증착 챔버(16)에서 행할 수 있도록 구성되어 있다. 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는 중심부에 진공 반송 로봇(9)을 갖는 다각형의 진공 반송실(7)과, 그 주변부에 방사상으로 기판 스토커실(8)이나 성막실인 진공 증착 챔버(16)를 배치한 클러스터형의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)의 구성으로 되어 있다. 각 진공 증착 챔버(16)는 기판(10)을 유지하는 기판 유지부(13)와 마스크(12)를 갖는다. 또한, 진공 증착 챔버(16) 및 기판 스토커실(8)과 진공 반송 실(7)과의 사이에는 서로의 진공을 격리하는 게이트 밸브(14)가 설치되어 있다. 증발원(11)에는 도 1 또는 도 3에 나타내는 증발원(4)이 이용된다.In FIG. 4, the organic electroluminescent
이러한 구성에 의해, 진공 반송 로봇(9)은 기판 스토커실(8)로부터 기판(10)을 취출하고, 진공 증착 챔버(16)의 기판 유지부(13)에 반입한다. 그리고, 진공 증착 챔버(16)에서는, 반입된 기판(10)을 기판 선회 수단(도시 생략)에 의해 마스크(12)에 정대(正對)시키고, 얼라인먼트(기판과 마스크의 위치 정렬을 하는 것)하고, 증발원(11)을 오르내리게하여 기판(10)에 증착한다. 증착후, 기판(10)을 수평 상태로 되돌린다. 그 후, 진공 반송 로봇(9)에 의해 기판(10)을 진공 증착 챔버(16)로부터 반출하고, 다른 진공 증착 챔버(16)에 반입 또는 기판 스토커실(8)로 되돌린다.By this structure, the vacuum transfer robot 9 takes out the board |
이러한 처리에 있어서의 기판(10)의 반출입에 있어서, 각 진공 증착 챔버(16)의 처리에 영향을 주지 않도록 관련되는 게이트 밸브(14)가 제어된다.In carrying in and out of the board |
이상과 같이, 본 실시예에서는 냉각 수단(45)을 도가니(22) 및 가열 수단(44)[히터(23)]의 외부에 설치한 것이며, 또한 단열 수단(44)[리플렉터(24)]으로 둘러싼 영역의 내측에 설치한 것이다. 이에 의해, 부유하는 누설 증기를 냉각 수단(45)에 집중적으로 부착시킬 수 있기 때문에 여분의 개소에의 상기 부착을 방지할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the cooling means 45 is provided outside the
또한, 냉각 수단(45)에 대한 히터(23)로부터의 열은 복사열 단열 수단(46)[리플렉터(24)]에 의해 차단되기 때문에 냉각 수단(45)이 가열되지는 않는다. 따라서, 안정된 누설 증기의 포집이 가능하게 된다.In addition, since the heat from the
[실시예 2][Example 2]
도 5에 냉각 수단의 상세를 나타낸다.The detail of a cooling means is shown in FIG.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 증발원의 냉각 수단을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a cooling means of an evaporation source according to another embodiment of the present invention.
도 5에 있어서, 본 실시예에서는 냉각 수단(45)으로서, 예를 들면 스테인레스제의 블록(28)으로 하고, 리플렉터(24)의 외부로부터 쿨런트(52)(냉각 매체로서 오일 또는 물 등을 사용)를 순환시키는 구조로 한 것이다.In FIG. 5, in this embodiment, as the cooling means 45, it is set as the
즉, 챔버(2)와 하우징(27)을 관통하는 2개의 쿨런트 유통 구멍(52a)을 형성하고, 또한 냉각 블록(28)에서 2개의 쿨런트 유통 구멍(52a)이 합류하도록 유턴부(52b)가 설치되어 있다. 쿨런트 유통 구멍(52a)은 각각 연속된 유통 구멍으로 되도록 배관(51)에 접속되어 있다.That is, the
또한, 본 실시예에서는 챔버(2), 하우징(27), 냉각 블록(28)을 관통하는 쿨런트 유통 구멍(52a)으로 구성했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니며 U자 형상의 배관으로 구성해도 같은 효과가 얻어지는 것은 물론이다.In addition, in this embodiment, although it consists of the
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 쿨런트(52)를 냉각 블록(28)에 순환시킴으로써 냉각 블록(28)은 항상 저온 상태를 유지할 수 있기 때문에 누설 증기의 포집 효과를 높일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the
[실시예 3][Example 3]
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 증발원의 냉각 수단을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a cooling means of an evaporation source according to another embodiment of the present invention.
도 6에 있어서, 실시예 2에서는 냉각 블록(28)에 냉각 매체를 순환시키는 구성으로 했지만 본 실시예에서는 리플렉터(24)에 구멍을 뚫고, 외부의 하우징(27)과 접속 또는 일체화시킨 것이다. 또한, 하우징(27)과 접속 또는 일체 구조로 하는 경우는 하우징측만을 수냉해도 좋다.In FIG. 6, in the second embodiment, a cooling medium is circulated through the
즉, 냉각 블록(28)을 그대로 사용하면, 도가니(22) 또는 가열 수단(44)[히터(23)]의 열복사를 흡수해 버려, 증발원 내의 온도를 현저하게 저하시켜, 증착에 지장이 생긴다. 이 때문에, 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 냉각 블록(28) 내, 가열 수단(44) 또는 도가니(22)와 대치하는 면에, 복사열 차단 수단(46)을 설치한 것이다. 이 복사열 차단 수단(46)은 리플렉터(24) 또는 단열재 등의 어느 것이라도 상관없다.That is, if the
냉각 블록(28)의 온도는 증발원(4)의 리플렉터(24)의 내측에 있는 부재의 어느 것보다도 낮은 온도 설정이 바람직하다. 또한, 증착 재료(21)의 증발 온도보다도 충분히 낮은 온도, 예를 들면 증착 재료(21)가 용융계 재료인 경우에는 융점 부근, 승화계 재료의 경우에는 승화 개시 온도 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 노즐 근방으로부터 증발원(4) 속으로 침입해 온 증착 재료(21)의 입자는 증발원(4)의 구성 부재, 예를 들면 열전대나 리플렉터(24)에서는 아니고, 냉각 블록(28)에 집중해서 석출시킬 수 있다.The temperature of the
또한, 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 냉각 블록(28)에 방착판(29)을 부착해도 좋다. 방착판(29)은 냉각 블록(28)과 접촉하고, 열전도성이 좋은 재료로서 만들어져 있는 것이 바람직하다. 또한, 방착판(29)의 외측의 면은 샌드 블러스트 등으로 요철을 갖게 하고, 부착된 증착 재료가 탈락하지 않도록 하면 좋다. 또한, 방착판(29)을 용이하게 착탈할 수 있도록 함으로써, 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the
그런데, 실시예 2에서는 쿨런트 유통 구멍(52a)의 유턴부(52b)를 냉각 블록(28)에 설치했지만 본 실시예에서는 하우징(27)에 설치한 것이다. 이에 의해 냉각 블록(28)은 하우징(27)을 개재해서 간접적으로 냉각되기 때문에, 쿨런트 유통 구멍(52a)의 가공을 비교적 간단하게 행할 수 있고, 저코스트화를 도모할 수 있다.By the way, in Example 2, although the
또한, 전술한 바와 같이 본 실시예에 있어서도 챔버(2), 하우징(27)을 관통하는 쿨런트 유통 구멍(52a)으로 구성했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니며 U자 형상의 배관으로 구성해도 동일한 효과가 얻어지는 것은 물론이다.In addition, as mentioned above, although it comprised in the coolant flow-through
이상과 같이 본 발명에 따르면, 냉각 수단을 단열 수단으로 덮어져 있는 가운데에 마련하고, 증착 재료가 증발하는 온도에 비교해 충분히 낮은 온도 또는 증착 재료의 융점 이하로 되는 부분을 냉각 수단에 의해 국소적으로 만들어 내는 것에 의해, 도가니·가열 수단과 단열 수단의 사이에 들어간 증착 재료의 입자를 냉각 수단(45)에 집중해서 석출한다.As described above, according to the present invention, the cooling means is provided in the middle covered with the heat insulating means, and the cooling means is used locally to provide a portion at a temperature sufficiently lower than the temperature at which the vapor deposition material evaporates or below the melting point of the vapor deposition material. By producing | generating, the particle | grains of the vapor deposition material which entered between the crucible heating means and the heat insulation means concentrate on the cooling means 45, and precipitate.
또한, 냉각 수단이 가열 수단 또는 도가니에 면하는 부분에 단열 수단을 설치함으로써, 증착 프로세스의 영향을 억제하는 것이 가능하게 된다.Moreover, by providing the heat insulation means in the part which a cooling means faces a heating means or a crucible, it becomes possible to suppress the influence of a vapor deposition process.
또한, 가열 수단(히터)의 단자, 열전대, 도가니나 가열 수단을 지지하는 구조체에의 증착 재료의 부착을 최소한으로 하여, 종래 이들의 부재에의 증착 재료의 석출에 기인해서 발생하고 있었던 막질의 열화나 연속 운전 또는 메인터넌스에의 지장을 억제하는 것이 가능하게 된다.In addition, the deposition of the deposition material on the terminals of the heating means (heater), the thermocouple, the crucible or the structure supporting the heating means is minimized, and deterioration of the film quality which has conventionally been caused by deposition of the deposition material on these members. It is possible to suppress the disturbance to continuous operation or maintenance.
또한, 냉각 수단의 증착 재료가 석출되는 부분에서 분리 가능하고, 열전도성이 좋은 재질로 만들어진 방착판을 부착함으로써, 간단히 메인터넌스를 행할 수 있고, 성능을 유지할 수 있게 된다.In addition, by attaching a barrier plate made of a material which is separable from the deposition material of the cooling means and which has a good thermal conductivity, maintenance can be easily performed and performance can be maintained.
1 : 진공 증착 장치
2 : 챔버
3 : 진공 펌프
4 : 증발원
5 : 기판
6 : 게이트 밸브
7 : 진공 반송실
8 : 기판 스토커실
9 : 진공 반송 로봇
10 : 기판
11 : 증발원
12 : 마스크
13 : 기판 보유 지지부
14 : 게이트 밸브
16 : 진공 증착 챔버
21 : 증발 재료
22 : 도가니
25 : 열전대
24 : 리플렉터
26 : 레이트 센서
27 : 하우징
28 : 냉각 블록
34 : 노즐
43 : 단열 수단
44 : 가열 수단[히터(23)]
45 : 냉각 수단(부유 증착물 회수 수단)
46 : 열복사 단열 수단
50 : 단자
51 : 수냉 배관
52 : 쿨런트
52a : 쿨런트 유통 구멍
52b : 유턴부
100 : 유기 EL 디바이스 제조 장치.1: vacuum deposition apparatus
2: chamber
3: vacuum pump
4: evaporation source
5: substrate
6: gate valve
7: vacuum conveying chamber
8: substrate stocker room
9: vacuum transfer robot
10: substrate
11: evaporation source
12: mask
13: substrate holding part
14: gate valve
16: vacuum deposition chamber
21: evaporation material
22: Crucible
25: thermocouple
24: reflector
26: rate sensor
27: housing
28: cooling block
34: nozzle
43: heat insulation means
44: heating means [heater 23]
45 cooling means (floating deposit recovery means)
46 heat radiation insulation means
50: terminal
51: water cooling pipe
52: coolant
52a: coolant distribution hole
52b: U-turn part
100: organic EL device production apparatus.
Claims (20)
상기 제1 단열 수단과 도가니 또는 가열 수단의 사이에 이 가열 수단보다 저온으로 유지된 부유 증착물 회수 수단을 설치함과 함께,
이 부유 증착물 회수 수단과 상기 도가니 및 상기 가열 수단과의 사이에 제2 단열 수단을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원.An evaporation source constituted by a crucible having a nozzle for discharging the deposited evaporation material by heating the enclosed evaporation material, a heating means for heating the crucible, and a first heat insulating means disposed around the crucible and the heating means. As
Between the first heat insulating means and the crucible or the heating means, a floating deposit recovery means kept at a lower temperature than this heating means,
A second heat insulating means is provided between the suspended deposit recovery means, the crucible, and the heating means.
상기 가열 수단은 상기 도가니와 일체, 또는 도가니의 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 1,
The heating means is an evaporation source, characterized in that it is provided integrally with the crucible or inside the crucible.
상기 가열 수단은 저항 가열을 이용해서 발열하는 것을 특징으로 하는 증발원.3. The method of claim 2,
And the heating means generates heat using resistance heating.
상기 가열 수단은 상기 도가니의 외부에 배치되고, 또한 저항 가열, 유도 가열, 적외선 가열 중 어느 하나의 가열 수단을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 1,
The heating means is disposed outside the crucible and further uses any one of resistance heating, induction heating, and infrared heating.
상기 제1 단열 수단은 상기 도가니 및 가열 수단에 대한 상기 부유 증착물 회수 수단의 대향면을 적어도 덮는 형상인 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the first heat insulating means is shaped to at least cover an opposing surface of the suspended deposit recovery means with respect to the crucible and heating means.
상기 제1 단열 수단은 단수 또는 복수의 판을 적층한 구조인 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The said 1st heat insulation means is an evaporation source characterized by the structure which laminated | stacked the single number or the several plate.
상기 제1 단열 수단은 카본·금속·세라믹 중 어느 하나 또는 복수로 형성된 판을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The said 1st heat insulation means uses the board | substrate formed by any one or several of carbon, metal, and ceramics, The evaporation source characterized by the above-mentioned.
상기 제2 단열 수단은 단수 또는 복수의 판을 적층한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The second heat insulating means has a structure in which a single or a plurality of plates are laminated.
상기 제2 단열 수단은 카본·금속·세라믹 중 어느 하나 또는 복수로 형성된 판을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The said 2nd heat insulation means uses the board | substrate formed by any one or several of carbon, metal, and a ceramic, The evaporation source characterized by the above-mentioned.
상기 부유 증착물 회수 수단의 주위에 착탈가능한 커버를 설치하고, 이 커버는 냉각 수단과 적어도 부분적으로 접촉해서 냉각되어 있는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A removable cover is provided around said suspended deposit recovery means, said cover being cooled by at least partially contacting said cooling means.
상기 부유 증착물 회수 수단을 상기 도가니의 노즐을 갖는 면 이외에 설치하는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the suspended deposit recovery means is provided in addition to the surface having the nozzle of the crucible.
상기 부유 증착물 회수 장치는 순환하는 냉각 매체에 의해 냉각되어 있는 것을 특징으로 하는 증발원.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the suspended deposit recovery device is cooled by a circulating cooling medium.
상기 냉각 매체는 하우징의 벽 자체를 순환함과 함께,
상기 하우징과 상기 부유 증착물 회수 수단은 열적으로 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원.The method of claim 12,
The cooling medium circulates through the wall of the housing itself,
And the housing and the suspended deposit recovery means are in thermal contact with each other.
상기 증발원이, 봉입된 증착 재료를 가열해서 증발한 증착 재료를 방출하기 위한 노즐을 갖는 도가니와, 이 도가니를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 도가니와 상기 가열 수단의 주변에 배치한 제1 단열 수단에 의해 구성되고,
상기 제1 단열 수단과 도가니 또는 가열 수단의 사이에 이 가열 수단보다 저온으로 유지된 부유 증착물 회수 수단을 설치함과 함께,
이 부유 증착물 회수 수단과 상기 도가니 및 상기 가열 수단과의 사이에 제2 단열 수단을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.A vacuum evaporation apparatus comprising: an evaporation source for releasing vapor of vapor deposition material; and a vacuum chamber for holding a substrate formed by the evaporation source and the vapor discharged from the evaporation source in a reduced pressure atmosphere,
The evaporation source has a crucible having a nozzle for discharging the deposited vaporization material by heating the enclosed vapor deposition material, a heating means for heating the crucible, and first thermal insulation means disposed around the crucible and the heating means. Composed by
Between the first heat insulating means and the crucible or the heating means, a floating deposit recovery means kept at a lower temperature than this heating means,
A second vapor deposition means is provided between the suspended deposit recovery means, the crucible, and the heating means.
상기 제2 단열 수단은 단수 또는 복수의 판을 적층한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.15. The method of claim 14,
And said second heat insulating means has a structure in which one or more plates are stacked.
상기 제2 단열 수단은 카본·금속·세라믹 중 어느 하나 또는 복수로 형성된 판을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.15. The method of claim 14,
The said 2nd heat insulation means uses the board | substrate formed by any one or several of carbon, metal, and ceramics, The vacuum vapor deposition apparatus characterized by the above-mentioned.
상기 부유 증착물 회수 수단의 주위에 착탈가능한 커버를 설치하고, 이 커버는 냉각 수단과 적어도 부분적으로 접촉해서 냉각되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.15. The method of claim 14,
And a removable cover is provided around said suspended deposit recovery means, said cover being cooled by at least partially contacting said cooling means.
상기 부유 증착물 회수 수단을 상기 도가니의 노즐을 갖는 면 이외에 설치하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.15. The method of claim 14,
And the suspended deposit recovery means is provided in addition to the surface having the nozzle of the crucible.
상기 부유 증착물 회수 장치는 순환하는 냉각 매체에 의해 냉각되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.15. The method of claim 14,
And the suspended deposit recovery device is cooled by a circulating cooling medium.
상기 냉각 매체는 하우징의 벽 자체를 순환함과 함께,
상기 하우징과 상기 부유 증착물 회수 수단은 열적으로 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.20. The method of claim 19,
The cooling medium circulates through the wall of the housing itself,
And the housing and the suspended deposit recovery means are in thermal contact with each other.
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