KR20140060236A - Film forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 다양한 측면 및 실시예는 성막 장치에 관한 것이다.Various aspects and embodiments of the present invention are directed to a deposition apparatus.
최근, 유기 EL(Electro-Luminescence) 소자를 이용한 유기 EL 디스플레이가 주목받고 있다. 유기 EL 디스플레이에 이용되는 유기 EL 소자는 자발광하고, 반응 속도가 빠르며, 소비 전력이 낮다는 등의 특징을 가지고 있기 때문에, 백 라이트를 필요로 하지 않고, 예를 들면 휴대형 기기의 표시부 등에의 응용이 기대되고 있다.Recently, organic EL displays using organic EL (Electro-Luminescence) elements are attracting attention. Since the organic EL element used in the organic EL display has characteristics such as self-luminescence, fast reaction speed, low power consumption, etc., it is possible to provide an organic EL display which does not require a backlight, Is expected.
유기 EL 소자의 성막에는, 기화된 증착 재료의 증기를 공급하여 기판 상에 증착막을 성막하는 성막 장치가 이용되는 경우가 있다. 여기서, 증착 재료는 예를 들면 유기 EL 소자 등의 유기 재료이다. 성막 장치는, 예를 들면 기판을 처리하기 위한 처리실을 구획 형성하는 처리 용기, 처리실에서 기판을 반송하는 반송 기구, 및 기판의 반송 방향을 따라 배치되고, 기판의 피성막면을 향해 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 차례로 분사하는 복수의 증착 헤드 등을 구비한다. 또한, 성막 장치는 처리실을 감압하기 위한 배기 기구 등을 구비한다.A film forming apparatus for forming a vapor deposition film on a substrate by supplying vapor of a vaporized vapor deposition material may be used for forming the organic EL element. Here, the evaporation material is, for example, an organic material such as an organic EL element. The film forming apparatus includes, for example, a processing vessel for partitioning a processing chamber for processing a substrate, a transport mechanism for transporting the substrate in the processing chamber, and a vaporizer for vaporizing the evaporation material toward the film- And a plurality of deposition heads for sequentially injecting a gas including the gas. Further, the film forming apparatus is provided with an exhaust mechanism or the like for decompressing the processing chamber.
그런데 이러한 성막 장치에서는, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입을 회피하기 위하여, 증착 헤드 간을 격리하는 것이 요구된다. 이 점, 특허문헌 1에는, 소정의 높이를 가지는 구획 벽을 증착 헤드 사이에 설치하고, 이 구획 벽에 의해 인접하는 증착 헤드로부터의 증기를 차폐하는 것이 개시되어 있다.However, in this film formation apparatus, it is required to isolate the deposition heads from each other in order to avoid mixing of vapor between adjacent deposition heads. In this regard,
그러나 종래 기술에서는, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입을 회피하면서 배기 효율의 저하를 억제하는 것까지는 고려되어 있지 않다.However, in the prior art, it is not considered to suppress the deterioration of the exhaust efficiency while avoiding mixing of the vapor between the adjacent deposition heads.
즉, 종래 기술과 같이 소정의 높이를 가지는 구획 벽을 증착 헤드 사이에 설치하는 것만으로는, 구획 벽을 넘어 흐르는 증기를 차폐하는 것이 곤란하기 때문에, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입이 발생할 우려가 있다. 또한 종래 기술에서는, 구획 벽에 의해 배기 기구를 향하는 기체의 흐름이 방해되기 때문에, 증착 헤드의 주위의 배기 효율이 저하될 우려가 있다.In other words, it is difficult to shield the steam flowing over the partition wall only by providing the partition walls having the predetermined height between the deposition heads as in the prior art, so that there is a possibility that the vapor deposition of the adjacent deposition heads may occur . Further, in the prior art, since the flow of gas toward the exhaust mechanism is interrupted by the partition walls, there is a fear that the exhaust efficiency around the deposition head is lowered.
본 발명의 일측면에 따른 성막 장치는, 처리 용기와 반송 기구와 복수의 증착 헤드와 구획 벽과 배기 기구를 구비했다. 처리 용기는, 기판을 처리하기 위한 처리실을 구획 형성한다. 반송 기구는, 상기 처리실에서 소정 방향으로 연장되는 반송 경로 상에서 상기 기판을 반송한다. 복수의 증착 헤드는, 상기 소정 방향을 따라 상기 처리실에 배치되고, 상기 반송 기구에 의해 상기 반송 경로 상에서 반송되는 상기 기판의 성막면을 향해 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 분사한다. 배기 기구는, 각 상기 수용실에 형성된 배기구를 개재하여 각 상기 수용실에 접속되고, 상기 증착 헤드의 주위를 배기한다.A film forming apparatus according to one aspect of the present invention includes a processing vessel, a transport mechanism, a plurality of deposition heads, a partition wall, and an exhaust mechanism. The processing vessel defines a processing chamber for processing the substrate. The transport mechanism transports the substrate on a transport path extending in a predetermined direction in the processing chamber. The plurality of deposition heads are disposed in the processing chamber along the predetermined direction and inject gas containing the vapor of the evaporation material toward the deposition surface of the substrate conveyed on the conveyance path by the conveyance mechanism. An exhaust mechanism is connected to each of the accommodating chambers via an exhaust port formed in each of the accommodating chambers, and exhausts the periphery of the evaporation head.
본 발명의 다양한 측면 및 실시예에 의하면, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입을 회피하면서 배기 효율의 저하를 억제할 수 있는 성막 장치가 실현된다.According to various aspects and embodiments of the present invention, a film forming apparatus capable of suppressing a decrease in exhaust efficiency while avoiding mixing of vapor between adjacent deposition heads is realized.
도 1은 일실시예에 따른 성막 장치를 모식적으로 도시한 도이다.
도 2는 도 1에 도시한 성막 장치의 P-P 선에서의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 성막 장치의 Q-Q 선에서의 단면도이다.
도 4는 진공 펌프에 의한 배기가 정지된 경우의 수용실의 압력의 시간 변동을 나타낸 설명도이다.
도 5는 수용실의 압력과 증착 재료의 성막 레이트와의 대응 관계를 나타낸 도이다.
도 6은 기판을 지지한 스테이지가 정지한 경우의 수용실의 압력과 증착막의 막 두께 분포와의 대응 관계를 나타낸 도이다.
도 7은 수용실의 압력과 증착막의 균일성과의 대응 관계를 나타낸 도이다.
도 8은 수용실의 압력과 수용실에 포함되는 각 성분의 분압과의 대응 관계를 나타낸 도이다.
도 9는 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압과 증착막의 순도와의 대응 관계를 나타낸 도이다.
도 10은 일실시예에 따른 증착 헤드를 도시한 사시도이다.
도 11은 일실시예에 따른 가스 공급원을 모식적으로 도시한 도이다.
도 12는 일실시예에 따른 성막 장치를 이용하여 제조될 수 있는 유기 EL 소자의 완성 상태의 일례를 도시한 도이다.
도 13a는 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다.
도 13b는 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다.
도 13c는 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다.
도 14는 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 수용실에 포함되는 수분의 분압의 변화를 나타낸 도이다.
도 15는 일실시예에 따른 성막 장치를 이용하여 제조된 유기 EL 소자의 디바이스 특성을 설명하기 위한 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus according to an embodiment. FIG.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the film forming apparatus shown in Fig. 1 on the PP line.
3 is a cross-sectional view of the film forming apparatus shown in Fig. 1 taken along the line QQ.
Fig. 4 is an explanatory view showing the time variation of the pressure in the storage chamber when the exhaust of the vacuum pump is stopped. Fig.
5 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure in the storage chamber and the deposition rate of the evaporation material.
6 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure of the chamber and the film thickness distribution of the vapor deposition film when the stage supporting the substrate is stopped.
7 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure in the storage chamber and the uniformity of the vapor deposition film.
8 is a diagram showing a correspondence relationship between the pressure of the storage chamber and the partial pressure of each component contained in the storage chamber.
9 is a diagram showing a correspondence relationship between the partial pressure of water (H 2 O) contained in the storage chamber and the purity of the deposited film.
10 is a perspective view showing a deposition head according to an embodiment.
11 is a view schematically showing a gas supply source according to an embodiment.
12 is a view showing an example of a completed state of an organic EL device which can be manufactured using a film forming apparatus according to an embodiment.
13A is a diagram showing the uniformity of a deposited film when a film is formed on a substrate by a film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 13B is a diagram showing the uniformity of a deposited film when the film forming process is performed on a substrate by the film forming apparatus according to an embodiment.
13C is a diagram showing the uniformity of a deposited film when the film forming process is performed on a substrate by the film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 14 is a graph showing a change in partial pressure of water contained in a storage chamber when a film is formed on a substrate by a film forming apparatus according to an embodiment. FIG.
15 is an explanatory view for explaining device characteristics of an organic EL device manufactured using a film forming apparatus according to an embodiment.
이하에, 도면을 참조하여 다양한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당의 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.
본 실시예에 따른 성막 장치는, 하나의 실시예에서, 기판을 처리하기 위한 처리실을 구획 형성하는 처리 용기와, 처리실에서 소정 방향으로 연장되는 반송 경로 상에서 기판을 반송하는 반송 기구와, 소정 방향을 따라 처리실에 배치되고, 반송 기구에 의해 반송 경로 상에서 반송되는 기판의 성막면을 향해 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 분사하는 복수의 증착 헤드와, 각 증착 헤드를 격리하도록 처리실에 세워 설치되고, 반송 경로를 삽입 관통시키면서, 처리실을 각 증착 헤드를 수용하는 복수의 수용실로 구획하는 구획 벽과, 각 수용실에 형성된 배기구를 개재하여 각 수용실에 접속되고, 증착 헤드의 주위를 배기하는 배기 기구를 구비했다.The film forming apparatus according to this embodiment is a film forming apparatus according to one embodiment of the present invention which includes a processing chamber for partitioning a processing chamber for processing a substrate, a transport mechanism for transporting the substrate on a transport path extending in a predetermined direction in the processing chamber, A plurality of deposition heads arranged in the process chamber for spraying a gas containing vapor of an evaporation material toward a film formation surface of a substrate conveyed on a conveyance path by a conveyance mechanism; A partition wall for partitioning the process chamber into a plurality of containing chambers for accommodating the respective deposition heads while inserting the transfer path therethrough; an exhaust mechanism connected to each of the containing chambers via an exhaust port formed in each of the containing chambers, Respectively.
또한 본 실시예에 따른 성막 장치는, 하나의 실시예에서, 배기구는 각 수용실에서 반송 경로에 수직인 방향에서 봤을 때 반송 경로와 중첩되지 않는 위치에 형성되었다.Further, in the film forming apparatus according to this embodiment, in one embodiment, the exhaust port is formed in a position not overlapping with the conveying path when viewed in a direction perpendicular to the conveying path in each containing room.
또한 본 실시예에 따른 성막 장치는, 하나의 실시예에서, 배기구는 각 수용실에서 반송 경로에 수직인 방향에서 봤을 때 소정 방향에 교차하는 방향을 따라 증착 헤드를 사이에 두는 위치에 형성되었다.Further, in the film forming apparatus according to the present embodiment, in one embodiment, the exhaust ports are formed in positions in the respective containing chambers that sandwich the deposition head in a direction crossing a predetermined direction when viewed in a direction perpendicular to the conveying path.
또한 본 실시예에 따른 성막 장치는, 하나의 실시예에서, 증착 헤드로부터 증착 재료의 증기를 포함하는 가스가 분사된 상태에서, 각 수용실의 압력이 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위로 설정된다.Further, in the film forming apparatus according to this embodiment, in a state in which gas containing vapor of the evaporation material is ejected from the evaporation head in one embodiment, the pressure in each containing chamber is changed in the pressure range corresponding to the molecular flow or in the middle stream Is set to a corresponding pressure range.
또한 본 실시예에 따른 성막 장치는, 하나의 실시예에서, 증착 헤드로부터 증착 재료의 증기를 포함하는 가스가 분사된 상태에서, 각 수용실의 압력이 3 × 10-3 Pa 이하로 설정된다.Further, in the film forming apparatus according to this embodiment, in one embodiment, the pressure of each containing chamber is set to 3 x 10 < -3 > Pa or less, with the gas containing the vapor of the evaporation material being ejected from the vapor deposition head.
도 1은, 일실시예에 따른 성막 장치를 모식적으로 도시한 도이다. 도 2는, 도 1에 도시한 성막 장치의 P-P 선에서의 단면도이다. 도 3은, 도 1에 도시한 성막 장치의 Q-Q 선에서의 단면도이다. 도 1 ~ 도 3에는, XYZ 직교 좌표계가 나타나 있다. 도 1 ~ 도 3에 도시한 성막 장치(10)는, 기판(S)을 처리하기 위한 처리실(12)을 구획 형성하는 처리 용기(11)와, 기판(S)을 지지하는 스테이지(14)를 구비한다. 기판(S)의 일방의 면(성막면)은 예를 들면 수직 방향(Z 방향)에서 아래를 향하고 있다. 즉, 성막 장치(10)는 페이스 다운형의 성막 장치이다. 스테이지(14)는 기판(S)을 흡착하는 정전 척을 내장해도 된다. 또한 다른 실시예에서는, 성막 장치는 위를 향한 성막면에 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 분사하는 형태, 즉 페이스 업형의 성막 장치여도 된다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line P-P of the film forming apparatus shown in Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line Q-Q of the film forming apparatus shown in Fig. In Figs. 1 to 3, an XYZ orthogonal coordinate system is shown. The
성막 장치(10)는, 증착 재료의 증기를 포함하는 가스(G)를 기판(S)에 분사하는 노즐(18b)을 가지는 증착 헤드(16b)를 구비한다. 성막 장치(10)는 또한 노즐(18b)과 동일한 구조를 가지는 노즐(18a, 18c, 18d)을 각각 가지는 증착 헤드(16a, 16c, 16d)를 구비해도 된다. 노즐(18a, 18c, 18d)로부터는, 노즐(18b)로부터 분출되는 증착 재료와는 다른 증착 재료로서, 또한 서로 상이한 증착 재료를 분출해도 된다. 이에 의해, 기판(S) 상에 복수 종류의 막을 연속적으로 증착시킬 수 있다. 증착 헤드(16a ~ 16d)는 X 방향을 따라 처리실(12)에 나란히 배치되어 있다. 즉 X 방향이 증착 헤드(16a ~ 16d)의 병설 방향이 된다. 증착 헤드(16a ~ 16d)는, 후술하는 구동 장치(22)에 의해 반송 경로 상에서 반송되는 기판(S)의 성막면을 향해 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 순차적으로 분사한다.The
각 증착 헤드(16a ~ 16d)는, 분사 방향으로 개구(41a ~ 41d)를 가지는 상자 형상의 설치실(40a ~ 40d)에 각각 설치되어 있다. 각 설치실(40a ~ 40d)은 개구(41a ~ 41d)를 개재하여 처리실(12)과 연통되어 있다.Each of the
증착 헤드(16a ~ 16d)에는, 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급원(20a ~ 20d)이 각각 접속되어 있다. 예를 들면, 가스 공급원(20b)으로부터는 가스(G)가 증착 헤드(16b)로 공급된다. 노즐(18a ~ 18d)의 선단에는 예를 들면 원형의 분사구가 형성되어 있다. 당해 분사구로부터 증착 재료를 포함하는 가스가 분사된다. 여기서, 가스 공급원(20a ~ 20d)이 각각 상자 형상의 설치실(40a ~ 40d)에 각각 설치되어 있어도 된다.The deposition heads 16a to 16d are connected to
성막 장치(10)는, Y 방향과 교차하는 X 방향으로 스테이지(14)를 구동하는 구동 장치(22)를 구비한다. 또한, 성막 장치(10)는 복수의 롤러(24)를 더 구비할 수 있다. 롤러(24)는, 처리 용기(11)의 내벽에 회전 가능하게 장착되어 있고, 구동 장치(22)에 의해 회전 구동된다. 스테이지(14)는 롤러(24) 상에 재치(載置)된다. 스테이지(14)는 롤러(24)의 회전에 의해 롤러(24) 상을 이동한다. 이에 의해, 노즐(18a ~ 18d)에 대하여 상대적으로 기판(S)이 X 방향으로 이동한다. 즉, 스테이지(14), 구동 장치(22) 및 롤러(24)는 처리실(12)에서 X 방향으로 연장되는 반송 경로(C) 상에서 기판(S)을 반송한다. 스테이지(14), 구동 장치(22) 및 롤러(24)는 반송 기구의 일례이다. 기판(S)은, X 방향으로 이동함으로써 노즐(18a ~ 18d)의 개구에 차례로 대면 배치되게 된다. 도 1에서의 화살표(A)는 스테이지(14)의 이동 방향을 나타내고 있다. 또한, 성막 장치(10)의 처리 용기(11)는 게이트 밸브(26a 및 26b)를 가지고 있다. 기판(S)은, 처리 용기(11)에 형성된 게이트 밸브(26a)를 통하여 처리실(12) 내로 도입 가능하며, 처리 용기(11)에 형성된 게이트 밸브(26b)를 통하여 처리실(12) 밖으로 반출 가능하다.The
성막 장치(10)는 진공 펌프(27c) 및 진공 펌프(27d)를 구비한다. 진공 펌프(27c)는 증착 헤드(16a ~ 16c)를 수용하는 설치실(40a ~ 40c)에 관(12c)을 개재하여 접속되어 있다. 즉, 진공 펌프(27c)는 복수의 설치실에 접속될 수 있다. 설치실(40a)의 저부(底部)에는 개구(50a)가 형성되어 있고, 관(12c)이 접속되어 있다. 마찬가지로, 설치실(40b, 40c)의 저부에는 개구(50b, 50c)가 형성되어 있고, 관(12c)이 접속되어 있다. 즉, 진공 펌프(27c)는 각 설치실(40a ~ 40c)을 감압하는 구성으로 되어 있다. 진공 펌프(27d)는, 증착 헤드(16d)를 설치하는 설치실(40d)에 관(12d)을 개재하여 접속되어 있다. 즉, 진공 펌프(27d)는 단일의 설치실에 접속될 수 있다. 설치실(40d)의 저부에는 개구(50d)가 형성되어 있고, 관(12d)이 접속되어 있다. 즉, 진공 펌프(27d)는 설치실(40d)을 감압하는 구성으로 되어 있다.The
각 설치실(40a ~ 40d)은 개구(41a ~ 41d)를 개재하여 처리실(12)과 연통되어 있다. 즉, 진공 펌프(27c)는 개구(41a), 개구(41b), 개구(41c)를 개재하여 처리실(12)과 연통되어 있다. 진공 펌프(27d)는 개구(41d)를 개재하여 처리실(12)과 연통되어 있다. 개구(41a ~ 41d)는 처리실(12)의 내벽으로서, 기판(S)의 성막면과 증착 헤드(16a ~ 16d)와의 사이의 공간(증착 공간)에 노출되도록 형성되어 있다. 배기구(50a ~ 50d)는 성막면으로부터 증착 헤드(16a ~ 16d)의 배치 위치 방향(-Z 방향)으로 봤을 때 반송 경로(C)와 중첩되는 위치가 되는 처리실(12)의 내벽에 형성되어 있다. 여기서, 가스 공급원(20a ~ 20d)은 각각 상자 형상의 설치실(40a ~ 40d)에 각각 수용되어 있어도 된다.Each of the
또한 본 실시예에서는, 처리실(12)에는 각 증착 헤드(16a ~ 16d)를 격리하도록 구획 벽(17)이 세워 설치되어 있다. 구획 벽(17)은 기판(S) 및 스테이지(14)에 대응하는 형상으로 형성된 개구(17a)를 가진다. 구획 벽(17)은 개구(17a)로부터 반송 경로(C)를 삽입 관통시키면서, 처리실(12)을 각 증착 헤드(16a ~ 16d)를 수용하는 복수의 수용실(12a ~ 12d)로 구획하고 있다. 각 수용실(12a ~ 12d)에는 배기구(51a ~ 51d)가 각각 형성되어 있다. 배기구(51a ~ 51d)의 설치 위치의 상세에 대해서는 후술한다.In this embodiment,
각 수용실(12a ~ 12d)에는 배기구(51a ~ 51d)를 개재하여 진공 펌프(60a ~ 60d)가 접속되어 있다. 즉, 수용실(12a)에는 배기구(51a)를 개재하여 진공 펌프(60a)가 접속되어 있고, 진공 펌프(60a)는 수용실(12a)에 수용된 증착 헤드(16a)의 주위를 배기구(51a)로부터 배기한다. 또한, 수용실(12b)에는 배기구(51b)를 개재하여 진공 펌프(60b)가 접속되어 있고, 진공 펌프(60b)는 수용실(12b)에 수용된 증착 헤드(16b)의 주위를 배기구(51b)로부터 배기한다. 또한, 수용실(12c)에는 배기구(51c)를 개재하여 진공 펌프(60c)가 접속되어 있고, 진공 펌프(60c)는 수용실(12c)에 수용된 증착 헤드(16c)의 주위를 배기구(51c)로부터 배기한다. 또한, 수용실(12d)에는 배기구(51d)를 개재하여 진공 펌프(60d)가 접속되어 있고, 진공 펌프(60d)는 수용실(12d)에 수용된 증착 헤드(16d)의 주위를 배기구(51d)로부터 배기한다. 즉, 진공 펌프(60a ~ 60d)의 작동에 의해, 수용실(12a ~ 12d)의 내부는 개별적으로 소정의 압력으로 감압된다. 진공 펌프(60a ~ 60d)는 배기 기구의 일례이다.
여기서, 증착 헤드(16a ~ 16d)로부터 증착 재료의 증기를 포함하는 가스(이하, ‘증착 재료 가스’라고 함)가 분사된 상태에서, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력은 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위, 바람직하게는 3 × 10-3 Pa 이하로 설정된다. 즉, 진공 펌프(60a ~ 60d)는 증착 헤드(16a ~ 16d)로부터 증착 재료 가스가 분사된 상태에서, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력이 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위, 바람직하게는 3 × 10-3 Pa 이하가 되도록 증착 헤드(16a ~ 16d)의 주위를 배기한다.Here, the pressure of each of the containing
도 4는, 진공 펌프에 의한 배기가 정지된 경우의 수용실의 압력의 시간 변동을 나타낸 설명도이다. 도 4의 예에서는, 진공 펌프(60a ~ 60d)에 의한 배기가 정지되어 있을 경우의 수용실(12b)의 압력의 시간 변동을 나타낸다. 도 4에서 횡축은 시각을 나타내고 있고, 종축은 수용실(12b)의 압력[Pa]을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 진공 펌프(60a ~ 60d)에 의한 배기가 정지되어 있을 경우에는, 기판(S)의 수용실(12b)에의 침입이 개시되고 나서 기판(S)의 수용실(12b)에의 침입이 완료될 때까지의 시간에서 수용실(12b)의 압력이 상승한다. 또한, 기판(S)의 수용실(12b)에의 퇴출이 개시되기 직전에서 수용실(12b)의 압력이 상승한다. 이유는, 기판(S)이 개구(50b)로부터의 배기, 개구(17a)로부터의 배기 등을 방해하기 때문에 수용실(12b)의 압력이 상승한다. 즉, 기판(S)의 위치에 의해 수용실(12b)의 컨덕턴스가 변동하고, 수용실(12b) 내의 압력도 변동한다. 이와 같이 하여 수용실의 압력이 과잉으로 상승한 경우에는, 수용실의 압력이, 분자류에 대응하는 압력 범위 및 중간류에 대응하는 압력 범위를 초과하여 점성류에 대응하는 압력 범위까지 상승하는 경우가 있다. 수용실의 압력이 점성류에 대응하는 압력 범위까지 상승하면, 이하의 문제점((1) 및 (2))이 발생한다. 즉, (1) 수용실에 수용되는 증착 헤드로부터 증착 재료 가스가 분출되기 어려워지기 때문에, 증착 특성(증착 재료의 성막 레이트 및 증착막의 균일성)이 저하된다. 또한, (2) 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압이 상승하기 때문에, 수분에 의한 증착 재료의 분해가 가속되어 증착막의 순도가 저하된다.Fig. 4 is an explanatory diagram showing the time variation of the pressure in the storage chamber when the exhaust of the vacuum pump is stopped. Fig. In the example of Fig. 4, the time variation of the pressure in the
상기한 문제점(1)에 대하여 설명한다. 도 5는, 수용실의 압력과 증착 재료의 성막 레이트와의 대응 관계를 나타낸 도이다. 도 5에서 횡축은 챔버 압력[Pa]을 나타내고, 종축은 증착 재료의 성막 레이트[nm/s]를 나타내고 있다. 챔버 압력이란, 수용실의 압력을 가리킨다. 또한 도 5에서는, 증착 재료로서 α-NPD가 이용되고, 수용실의 온도가 280℃로 설정되고, 증착 재료 가스의 유량이 30 sccm인 것으로 한다. 또한 도 5에서는, 일례로서 수용실(12a)의 챔버 압력과 수용실(12b)의 챔버 압력이 나타나 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 챔버 압력이 상승할수록, 증착 재료의 성막 레이트가 저하되는 것을 알 수 있다. 수용실의 압력이 과잉으로 상승한 경우에는, 수용실의 압력이 점성류에 대응하는 압력 범위까지 상승한다. 그 결과, 노즐(18a)로부터 나온 증착 재료의 분자가 기판(S)에 도달하는 동안에, 도중에 충돌하게 되어, 기판(S)에 도달하는 증착 재료의 분자의 양이 감소한다. 또한, 점성류가 된 분자는 압력 변동의 영향을 받기 쉬워져 증착막의 균일성도 열화된다.The above problem (1) will be described. Fig. 5 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure in the containing chamber and the deposition rate of the evaporation material. Fig. 5, the axis of abscissas indicates the chamber pressure [Pa], and the axis of ordinates indicates the deposition rate [nm / s] of the evaporation material. The chamber pressure refers to the pressure in the containing chamber. 5, it is assumed that? -NPD is used as the evaporation material, the temperature of the storage chamber is set to 280 占 폚, and the flow rate of the evaporation material gas is 30 sccm. In Fig. 5, as an example, the chamber pressure of the
도 6은, 수용실의 압력과 기판을 정지시킨 경우의 증착막의 막 두께 분포와의 대응 관계를 나타낸 도이다. 도 7은, 수용실의 압력과 증착막의 균일성과의 대응 관계를 나타낸 도이다. 도 6 및 도 7의 상측에서, 종축은 기판(S) 상의 증착막의 막 두께[a.u.]를 나타내고 있다. 또한 도 6에서, 횡축은 증착 헤드의 노즐의 중심 위치로부터의 거리[mm]를 나타내고 있다. 즉 도 6은, 증착 헤드의 노즐의 중심 위치를 ‘0’으로 하여, 증착 헤드의 ‘-150(mm)’의 위치로부터 ‘+150(nm)’의 위치까지의 증착막의 막 두께를 나타낸 것이다. 또한 도 7의 상측에서, 횡축은 기판(S)의 폭 방향(Y 방향)의 위치를 나타내고 있다. 즉, 도 7의 상측은 기판(S)의 중심 위치를 ‘0’으로 하여, 기판(S)의 ‘-500(mm)’의 위치로부터 ‘+500(mm)’의 위치까지의 증착막의 막 두께를 나타낸 것이다. 또한, 도 7의 하측에서는 챔버 압력[Pa]에 대응시켜 증착막의 균일성[%]를 나타냈다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 증착 헤드의 노즐의 중심 위치로부터 먼 위치에서의 증착막의 막 두께가, 챔버 압력이 상승할수록 두꺼워진다. 즉, 챔버 압력이 상승할수록, 상술한 바와 같이 증착 재료의 분자의 충돌이 증가하기 때문에, 증착 헤드의 노즐의 중심 위치로부터 중심 위치 이외의 위치에 비산하는 증착 재료의 양이 증대한다. 그러면, 도 7의 상측에 나타낸 바와 같이, 기판(S)의 중앙부에서의 증착막의 막 두께는, 기판(S)의 주연부에서의 증착막의 막 두께와 비교하여 두꺼워진다. 즉, 챔버 압력이 상승할수록, 기판(S)의 중앙부에서의 증착막의 막 두께와 기판(S)의 주연부에서의 증착막의 막 두께의 차가 증대한다. 즉 도 7의 하측에 나타낸 바와 같이, 챔버 압력이 상승할수록, 증착막의 균일성이 열화된다. 수용실의 압력이 과잉으로 상승한 경우에는, 수용실의 압력이 점성류에 대응하는 압력 범위까지 상승한다. 그 결과, 점성류가 된 분자는 압력 변동의 영향을 받기 쉬워져 증착막의 균일성도 열화 된다.6 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure in the containing chamber and the film thickness distribution of the vapor deposition film when the substrate is stopped. 7 is a diagram showing the correspondence relationship between the pressure in the containing chamber and the uniformity of the deposited film. 6 and Fig. 7, the vertical axis indicates the film thickness [au] of the vapor deposition film on the substrate S. In Fig. 6, the abscissa indicates the distance [mm] from the center position of the nozzle of the deposition head. That is, FIG. 6 shows the film thickness of the deposition film from the position of -150 (mm) to the position of +150 (nm) of the deposition head with the center position of the nozzle of the deposition head as '0'. 7, the horizontal axis indicates the position in the width direction (Y direction) of the substrate S. 7, the center position of the substrate S is set to '0', and the thickness of the deposited film from the position of -500 (mm) to the position of +500 (mm) . In the lower part of Fig. 7, the uniformity [%] of the deposited film was shown in correspondence with the chamber pressure [Pa]. As shown in Fig. 6, the film thickness of the vapor deposition film at a position far from the center position of the nozzle of the vapor deposition head becomes thicker as the chamber pressure increases. That is, as the chamber pressure is increased, the collision of molecules of the evaporation material increases as described above, so that the amount of the evaporation material scattering from the center position of the nozzle of the deposition head to the position other than the center position increases. 7, the film thickness of the vapor deposition film at the central portion of the substrate S becomes thicker than the film thickness of the vapor deposition film at the peripheral portion of the substrate S, as shown in the upper side of Fig. That is, as the chamber pressure rises, the difference between the film thickness of the deposition film at the central portion of the substrate S and the film thickness of the deposition film at the peripheral portion of the substrate S increases. That is, as shown in the lower part of FIG. 7, as the chamber pressure increases, the uniformity of the deposited film deteriorates. When the pressure in the containing chamber rises excessively, the pressure in the containing chamber rises to the pressure range corresponding to the viscous flow. As a result, the molecules which become viscous flows are easily affected by the pressure fluctuation, and the uniformity of the deposited film is also deteriorated.
상기한 문제점(2)에 대하여 설명한다. 도 8은, 수용실의 압력과 수용실에 포함되는 각 성분의 분압과의 대응 관계를 나타낸 도이다. 도 8에서 횡축은 수용실의 압력, 즉 챔버 압력[Pa]을 나타내고 있고, 종축은 수용실에 포함되는 각 성분의 분압[Pa]을 나타내고 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 챔버 압력이 상승할수록, 수용실에 포함되는 각 성분의 분압도 상승하는 것을 알 수 있다. 보다 상세하게는, 챔버 압력이 3 × 10-3 Pa를 초과한 경우, 수용실에 포함되는 각 성분의 분압의 상승률이, 챔버 압력이 3 × 10-3 Pa 이하일 경우와 비교하여 커진다. 특히, 챔버 압력이 3 × 10-3 Pa를 초과한 경우, 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압의 상승률이, 챔버 압력이 3 × 10-3 Pa 이하일 경우와 비교하여 커진다. 수용실에 포함되는 H2O의 분압의 상승은 기판(S) 상의 증착막의 순도를 저하시키는 요인이 된다.The above problem (2) will be described. 8 is a diagram showing a correspondence relationship between the pressure in the containing chamber and the partial pressures of the respective components contained in the containing chamber. 8, the abscissa axis represents the pressure of the chamber, that is, the chamber pressure Pa, and the ordinate axis represents the partial pressure Pa of each component contained in the chamber. As shown in Fig. 8, it can be seen that as the chamber pressure rises, the partial pressures of the respective components contained in the containing chamber also increase. More specifically, when the chamber pressure exceeds 3 × 10 -3 Pa, the rate of increase of the partial pressure of each component contained in the chamber becomes larger than when the chamber pressure is 3 × 10 -3 Pa or less. Particularly, when the chamber pressure exceeds 3 × 10 -3 Pa, the rate of increase of the partial pressure of water (H 2 O) contained in the chamber becomes larger than when the chamber pressure is 3 × 10 -3 Pa or less. The increase in the partial pressure of H 2 O contained in the accommodation chamber causes a decrease in the purity of the vapor deposition film on the substrate S.
도 9는, 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압과 증착막의 순도와의 대응 관계를 나타낸 도이다. 도 9에서 종축은 기판(S) 상의 증착막의 순도[%]를 나타내고, 횡축은 수용실에 포함되는 H2O의 분압[Pa]을 나타내고 있다. 증착막의 순도란, 증착막 전체에 대한 증착 재료의 비율을 나타낸다. 도 9에 나타낸 예에서는, 증착 재료로서 HAT-CN가 이용된 것으로 한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 수용실에 포함되는 H2O의 분압이 상승할수록, 기판(S) 상의 증착막의 순도가 저하되는 것을 알 수 있다. 이는, 수용실에 포함되는 H2O의 증가에 수반하여 H2O에 의한 증착 재료의 분해가 가속되기 때문이라고 상정된다.9 is a diagram showing the correspondence relationship between the partial pressure of water (H 2 O) contained in the storage chamber and the purity of the vapor deposition film. In Fig. 9, the vertical axis indicates the purity [%] of the evaporated film on the substrate S, and the horizontal axis indicates the partial pressure Pa of H 2 O contained in the containing chamber. The purity of the vapor-deposited film indicates the ratio of the vapor-deposited material to the entire vapor-deposited film. In the example shown in Fig. 9, it is assumed that HAT-CN is used as an evaporation material. As shown in Fig. 9, it can be seen that as the partial pressure of H 2 O contained in the storage chamber increases, the purity of the vapor deposition film on the substrate S decreases. It is assumed that the decomposition of the evaporation material by H 2 O accelerates with the increase of H 2 O contained in the storage chamber.
이에 대하여, 본 실시예에서는, 구획 벽(17)으로 구획된 각 수용실(12a ~ 12d)에 배기구(51a ~ 51d)를 형성하고, 배기구(51a ~ 51d)를 개재하여 각 수용실(12a ~ 12d)에 진공 펌프(60a ~ 60d)를 접속함으로써, 증착 헤드 간을 격리하면서 배기를 행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 인접하는 증착 헤드로부터의 증기를 차폐하면서, 각 수용실을 효율 좋게 감압하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 실시예에 의하면, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입을 회피하면서 각 수용실의 배기 효율의 저하를 억제할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the
또한 본 실시예에서는, 증착 재료 가스가 분사된 상태에서, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위, 바람직하게는 3 × 10-3 Pa 이하로 설정함으로써 증착 재료 가스의 분사를 원활화하고, 또한 수용실에 포함되는 H2O의 분압의 상승을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 각 수용실의 배기 효율의 저하를 한층 더 억제할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여, 보다 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.Further, in this embodiment, the pressure of each of the containing
도 1 ~ 도 3의 설명으로 돌아와, 배기구(51a ~ 51d)의 설치 위치의 상세에 대하여 설명한다. 배기구(51a ~ 51d)는, 각 수용실(12a ~ 12d)에서 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향(도 2에 나타낸 Z 방향)에서 봤을 때 반송 경로(C)와 중첩되지 않는 위치에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 배기구(51a)는 수용실(12a)에서 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향(도 2에 나타낸 Z 방향)에서 봤을 때 기판(S)의 이동 방향(X 방향)에 교차하는 방향(Y 방향)을 따라 증착 헤드(16a)를 사이에 두는 위치에 형성되어 있다. 배기구(51b)는, 수용실(12b)에서 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향(도 2에 나타낸 Z 방향)에서 봤을 때 기판(S)의 이동 방향(X 방향)에 교차하는 방향(Y 방향)을 따라 증착 헤드(16b)를 사이에 두는 위치에 형성되어 있다. 배기구(51c)는, 수용실(12c)에서 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향(도 2에 나타낸 Z 방향)에서 봤을 때 기판(S)의 이동 방향(X 방향)에 교차하는 방향(Y 방향)을 따라 증착 헤드(16c)를 사이에 두는 위치에 형성되어 있다. 배기구(51d)는, 수용실(12d)에서 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향(도 2에 나타내는 Z 방향)에서 봤을 때 기판(S)의 이동 방향(X 방향)에 교차하는 방향(Y 방향)을 따라 증착 헤드(16d)를 사이에 두는 위치에 형성되어 있다.Returning to the description of Figs. 1 to 3, details of the installation positions of the
본 실시예와 같이 배기구(51a ~ 51d)를 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향에서 봤을 때 반송 경로(C)와 중첩되지 않는 위치에 형성함으로써, 배기구(51a ~ 51d)에의 배기가 반송 중의 기판(S)에 의해 방해되는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 본 실시예에 의하면 배기구(51a ~ 51d)가 형성된 수용실(12a ~ 12d)의 내부를 효율 좋게 감압할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여 한층 더 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.The
이어서, 증착 헤드(16a ~ 16d)의 상세에 대하여 설명한다. 도 10은, 일실시예에 따른 증착 헤드를 도시한 사시도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 증착 헤드(16b)는 일실시예에서는 복수의 분사구(14b)를 가질 수 있다. 복수의 분사구(14b)로부터는 가스 공급원(20b)에 의해 공급된 가스가 Z 방향의 축선 중심으로 분사된다. 이들 분사구(14b)는 스테이지(14)의 이동 방향(X 방향)에 교차하는 방향(Y 방향)으로 배열될 수 있다.Next, the details of the deposition heads 16a to 16d will be described. 10 is a perspective view showing a deposition head according to an embodiment. As shown in Fig. 10, the
또한, 증착 헤드(16b)에는 히터(15)가 내장될 수 있다. 일실시예에서는, 히터(15)는 증착 헤드(16b)에 증기로서 공급된 증착 재료가 석출되지 않는 온도까지 증착 헤드(16b)를 가열한다.Further, a
이어서, 가스 공급원(20a ~ 20d)의 상세에 대하여 설명한다. 또한, 가스 공급원(20a ~ 20d)은 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 이하의 설명에서는 가스 공급원(20c)에 대하여 설명하고, 다른 가스 공급원에 대한 설명을 생략한다. 도 11은, 일실시예에 따른 가스 공급원을 모식적으로 도시한 도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 가스 공급원(20c)은 수송관(L11, L21, L31)과 수송관(개별 수송관)(L12, L22, L32)과 수송관(공통 수송관)(L40)과 제 1 증기 발생부(101)와 제 2 증기 발생부(201)와 제 3 증기 발생부(301)와 제 1 수용 용기(120)와 제 2 수용 용기(220)와 제 3 수용 용기(320)를 구비한다.Next, details of the
제 1 증기 발생부(101)는 제 1 수용 용기(120)에 의해 구획 형성되는 수용실(R1) 내에 수용된다. 마찬가지로 제 2, 제 3 증기 발생부(201, 301)는, 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320)에 의해 구획 형성되는 수용실(R2, R3)에 각각 수용된다. 즉, 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101 ~ 301)는 수용실(R1 ~ R3) 내에 각각 독립하여 수용된다.The first
제 1 증기 발생부(101)는 격벽(102)에 의해 구획 형성되는 증기 발생실(103)을 구비한다. 증기 발생실(103) 내에는 증착 재료(X)가 넣어진 용기(104)가 배치된다. 제 1 증기 발생부(101)에는 히터(105)가 설치되어 있다. 히터(105)는 용기(104)에 넣어진 증착 재료(X)를 가열한다. 이에 의해, 제 1 증기 발생부(101) 내에서 증착 재료(X)로부터 당해 증착 재료(X)를 포함하는 증기가 발생한다. 용기(104)는, 격벽(102) 및 제 1 수용 용기(120)에 각각 형성된 취출구를 거쳐, 제 1 수용 용기(120) 밖으로부터 증기 발생실(103) 내로의 반입, 및 증기 발생실(103) 내로부터 제 1 수용 용기(120) 밖으로의 반출이 가능하게 되어 있다.The first
제 2, 제 3 증기 발생부(201, 301)도, 제 1 증기 발생부(101)와 마찬가지로 격벽(202, 302)에 의해 구획 형성되는 증기 발생실(203, 303)과 히터(205, 305)를 각각 구비한다. 또한, 제 2, 제 3 증기 발생부(201, 301) 내에도 증착 재료(X)가 넣어진 용기(204, 304)가 배치된다. 제 2, 제 3 증기 발생부(201, 301) 내에서도, 증착 재료(X)로부터 당해 증착 재료(X)를 포함하는 증기가 발생한다. 용기(204, 304)는, 용기(104)와 마찬가지로 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320) 밖으로부터 증기 발생실(203, 303) 내로의 반입, 및 증기 발생실(203, 303) 내로부터 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320) 밖으로의 반출이 각각 가능하게 되어 있다. 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301) 내에 각각 배치되는 증착 재료(X)는 동종의 증착 재료일 수 있다.The second and
제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301)에는 수송관(L11, L21, L31)이 각각 접속되어 있다. 수송관(L11, L21, L31)은, 캐리어 가스로서 아르곤 가스를 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301)의 증기 발생실(103, 203, 303) 내로 각각 수송한다. 또한, 아르곤 가스 대신에 다른 불활성 가스를 이용할 수도 있다. 또한, 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301)에는 수송관 L12의 일단, L22의 일단, L32의 일단이 각각 접속되어 있다. 수송관 L12의 타단, L22의 타단, L32의 타단은 수송관(L40)에 접속되어 있다. 수송관(L12, L22, L32)은, 증기 발생실(103, 203, 303) 내로 도입된 아르곤 가스 및 증착 재료(X)의 증기를 처리실(12) 내로 수송한다. 수송관(L40)은 수송관(L12, 22, 32)에 의해 처리실(12) 내로 수송된 아르곤 가스 및 증착 재료(X)의 증기를 증착 헤드(16c)로 수송한다. 즉, 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301)에서 발생한 증착 재료(X)의 증기는, 증기 발생실(103, 203, 303) 내로 도입된 아르곤 가스와 함께 증착 헤드(16c)로 수송된다.L21, L21 and L31 are connected to the first to
수송관(L11)에는, 제 1 증기 발생부(101)에 가까운 측으로부터 차례로 밸브(V102), 단열 수송관(140), 밸브(V103), 제 1 MFC(매스 플로우 컨트롤러)(110) 및 밸브(V104)가 설치되어 있다. 밸브(V102, V103, V104)는 수송관(L11) 내의 아르곤 가스의 흐름을 선택적으로 차단하기 위하여 이용된다. 제 1 MFC(110)는 수송관(L11) 내를 흐르는 아르곤 가스의 유량을 제어한다.The
밸브(V102) 및 단열 수송관(140)은 제 1 수용 용기(120) 내에서의 수송관(L11)에 설치되어 있다. 단열 수송관(140)과 밸브(V102)의 사이의 수송관(L11), 밸브(V102), 및, 밸브(V102)와 제 1 증기 발생부(101)의 사이의 수송관(L11)에는 각각 히터(115a, 115b 및 115c)가 장착되어 있다. 히터(115a, 115b 및 115c)에 의해 이들 히터가 장착된 부분의 온도를 개별적으로 제어하는 것이 가능하다. 또한, 이들 히터에 의해 아르곤 가스가 증착 재료(X)의 기화 온도에 대응하는 온도가 되도록, 수용실(R1) 내에서 수송관(L11) 및 밸브(V102)를 가열할 수 있다.The valve V102 and the heat insulating
또한, 단열 수송관(140)은 제 1 수용 용기(120) 밖의 수송관(L11)과 제 1 수용 용기(120) 내의 수송관(L11)과의 사이에서의 열 교환을 억제할 수 있다. 이 때문에, 단열 수송관(140)은 수송관(L11)의 열 전도율보다 낮은 열 전도율을 가지고 있다. 예를 들면, 수송관(L11)은 스테인리스제이며, 단열 수송관(140)은 석영제일 수 있다.The
수송관(L12)에는, 제 1 증기 발생부(101)에 가까운 측으로부터 차례로 단열 수송관(141) 및 밸브(V101)가 설치되어 있다. 밸브(V101)는 처리실(12) 내에서 수송관(L12)에 설치되어 있다. 밸브(V101)는 수송관(L12)으로부터 수송관(L40)으로의 아르곤 가스 및 증착 재료(X)의 증기의 공급을 선택적으로 차단하기 위하여 이용된다. 제 1 증기 발생부(101)와 단열 수송관(141)의 사이의 수송관(L12), 및 단열 수송관(141)과 밸브(V101)의 사이의 수송관(L12)에는 각각 히터(가열부)(125a) 및 히터(가열부)(125b)가 장착되어 있다. 히터(125a) 및 히터(125b)에 의해 이들 히터가 장착된 부분의 온도를 개별적으로 제어하는 것이 가능하다. 또한, 이들 히터에 의해 증착 재료(X)가 석출되지 않는 온도까지 수송관(L12)을 가열할 수 있다.The
또한, 단열 수송관(141)은 제 1 수용 용기(120) 내에서 수송관(L12)에 설치되어 있다. 단열 수송관(141)은, 제 1 수용 용기(120) 밖의 수송관(L12)과 제 1 수용 용기(120) 내의 수송관(L12)과의 사이에서의 열 교환을 억제할 수 있다. 이 때문에, 단열 수송관(141)은 수송관(L12)의 열 전도율보다 낮은 열 전도율을 가지고 있다. 예를 들면, 수송관(L12)은 스테인리스제이며, 단열 수송관(141)은 석영제일 수 있다.The
또한, 수송관(L21)에도 수송관(L11)과 마찬가지로 제 2 증기 발생부(201)에 가까운 측으로부터 차례로 밸브(V202), 단열 수송관(240), 밸브(V203), 제 2 MFC(210) 및 밸브(V204)가 설치되어 있다. 또한, 단열 수송관(240)과 밸브(V202)의 사이의 수송관(L21), 밸브(V202), 및 밸브(V202)와 제 2 증기 발생부(201)의 사이의 수송관(L21)에는 히터(215a), 히터(215b), 히터(215c)가 각각 설치되어 있다. 밸브(V202), 단열 수송관(240), 밸브(V203), 제 2 MFC(210), 밸브(V204), 히터(215a), 히터(215b), 히터(215c)의 구성 및 기능은 밸브(V102), 단열 수송관(140), 밸브(V103), 제 1 MFC(110), 밸브(V104), 히터(115a), 히터(115b), 히터(115c)의 기능 및 구성과 각각 동일하다.Also in the transport pipe L21, the valve V202, the heat insulating
또한, 수송관(L22)에도 수송관(L12)과 마찬가지로 제 2 증기 발생부(201)에 가까운 측으로부터 차례로 단열 수송관(241) 및 밸브(V201)가 설치되어 있다. 또한, 제 2 증기 발생부(201)와 단열 수송관(241)의 사이의 수송관(L22), 및 단열 수송관(241)과 밸브(V201)의 사이의 수송관(L22)에는 히터(가열부)(225a) 및 히터(가열부)(225b)가 각각 설치되어 있다. 단열 수송관(241), 밸브(V201), 히터(225a), 히터(225b)의 구성 및 기능은 단열 수송관(141), 밸브(V101), 히터(125a), 히터(125b)의 구성 및 기능과 각각 동일하다.Also in the transport pipe L22, similarly to the transport pipe L12, the
또한 수송관(L31)에도, 수송관(L11)과 마찬가지로 제 3 증기 발생부(301)에 가까운 측으로부터 차례로 밸브(V302), 단열 수송관(340), 밸브(V303), 제 3 MFC(310) 및 밸브(V304)가 설치되어 있다. 또한, 단열 수송관(340)과 밸브(V302)의 사이의 수송관(L31), 밸브(V302), 및 밸브(V302)와 제 3 증기 발생부(301)의 사이의 수송관(L31)에는 히터(315a), 히터(315b), 히터(315c)가 각각 설치되어 있다. 밸브(V302), 단열 수송관(340), 밸브(V303), 제 3 MFC(310), 밸브(V304), 히터(315a), 히터(315b), 히터(315c)의 구성 및 기능은 밸브(V102), 단열 수송관(140), 밸브(V103), 제 1 MFC(110), 밸브(V104), 히터(115a), 히터(115b), 히터(115c)의 기능 및 구성과 각각 동일하다.In addition, in the transport pipe L31, the valve V302, the heat insulating
또한 수송관(L32)에도, 수송관(L12)과 마찬가지로 제 3 증기 발생부(301)에 가까운 측으로부터 차례로 단열 수송관(341) 및 밸브(V301)가 설치되어 있다. 또한, 제 3 증기 발생부(301)와 단열 수송관(341)의 사이의 수송관(L32), 및 단열 수송관(341)과 밸브(V301)의 사이의 수송관(L32)에는 히터(가열부)(325a) 및 히터(가열부)(325b)가 각각 설치되어 있다. 단열 수송관(341), 밸브(V301), 히터(325a), 히터(325b)의 구성 및 기능은 단열 수송관(141), 밸브(V101), 히터(125a), 히터(125b)의 구성 및 기능과 각각 동일하다.Also in the transport pipe L32, the heat insulating
수송관(L40)에는 당해 수송관(L40)을 가열하는 히터(가열부)(415)가 설치되어 있다. 히터(415)는 증기가 된 증착 재료(X)가 석출되지 않는 온도까지 수송관(L40)을 가열한다. 히터(125a ~ 125b, 225a ~ 225b, 325a ~ 325b, 415)는 서로 독립하여 온도 제어가 가능하게 되어 있다.The transport pipe L40 is provided with a heater (heating unit) 415 for heating the transport pipe L40. The
또한, 가스 공급원(20c)에는 수용실(R1 ~ R3)을 감압하는 감압 기구(500)가 구비되어 있다. 보다 상세하게는, 감압 기구(500)는 감압 배관(L501, L511, L521, L531), 밸브(V107, V207, V307), 터보 분자 펌프(TMP)(501) 및 드라이 펌프(DP)(502)를 구비한다.The
감압 배관(L511)의 일단은, 수용실(R1)과 연통하도록 제 1 수용 용기(120)에 접속된다. 마찬가지로, 감압 배관 L521의 일단, L531의 일단은 수용실(R2, R3)과 연통하도록 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320)에 각각 접속된다. 감압 배관(L511, L521 및 L531)의 각각의 타단은 감압 배관(L501)에 접속된다. 이 감압 배관(L501)은 터보 분자 펌프(501) 및 드라이 펌프(502)에 접속되어 있다. 터보 분자 펌프(501) 및 드라이 펌프(502)의 흡인 작용에 의해, 감압 배관(L501, L511)을 개재하여 수용실(R1)이 감압되고, 감압 배관(L501, L521)을 개재하여 수용실(R2)이 감압되고, 감압 배관(L501, L531)을 개재하여 수용실(R3)이 감압된다.One end of the pressure reducing pipe L511 is connected to the
밸브(V107, V207, V307)는 감압 배관(L511, L521, L531)에 각각 설치된다. 밸브(V107, V207, V307)의 개폐에 의해 수용실(R1 ~ R3)을 독립하여 선택적으로 감압하는 것이 가능하다. 수용실(R1 ~ R3) 내를 감압함으로써, 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301) 내의 증착 재료(X)에 수분 등이 부착하는 것이 억제될 수 있다. 또한, 수용실(R1 ~ R3)의 단열 효과가 향상된다.The valves V107, V207 and V307 are respectively installed in the pressure reducing pipes L511, L521 and L531. It is possible to selectively depressurize the accommodating chambers R1 to R3 independently by opening and closing the valves V107, V207 and V307. It is possible to suppress adhesion of moisture and the like to the evaporation material X in the first to
일실시예에서는, 성막 장치(10)는 QCM(Quartz Crystal Microbalance) 센서(30)를 더 구비할 수 있다. QCM 센서(30)는 처리실(12) 내에 배치되는 기판(S)의 근방에 설치될 수 있다. QCM 센서(30)는 증착 헤드(16c)로부터 분출된 증착 재료(X)의 양을 측정한다.In one embodiment, the
또한 일실시예에서는, 성막 장치(10)는 가스 배출 계통(배출관)(600)을 더 구비할 수 있다. 가스 배출 계통(600)은 제 1 ~ 제 3 증기 발생부(101, 201, 301)로부터의 가스를 개별적으로 또한 선택적으로 증착 헤드(16c)가 아닌 외부로 배출한다. 구체적으로, 가스 배출 계통(600)은 배출 배관(L601, L611, L621, L631), 밸브(V105, V205, V305), 단열 배관(142, 242, 342) 및 히터(155a ~ 155c, 255a ~ 255c, 355a ~ 355c)를 구비한다.In addition, in one embodiment, the
배출 배관(L611)은, 단열 수송관(141)과 제 1 증기 발생부(101)의 사이에서 수송관(L12)으로부터 분기되어 있다. 배출 배관(L611)은, 수송관(L12) 내를 흐르는 아르곤 가스 또는 증착 재료(X)의 증기를, 증착 헤드(16c)가 아닌 제 1 수용 용기(120) 밖으로 유도한다. 배출 배관(L611)과 마찬가지로, 배출 배관(L621, L631)은 수송관(L22, L32)으로부터 각각 분기되어 있다. 배출 배관(L621, L631)은 수송관(L22, L32) 내를 흐르는 아르곤 가스 또는 증착 재료(X)의 증기를, 증착 헤드(16c)가 아닌 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320) 밖으로 각각 유도한다.The discharge pipe L611 is branched from the transport pipe L12 between the
배출 배관(L611)은, 제 1 수용 용기(120) 밖에서 배출 배관(L601)에 접속되어 있다. 마찬가지로 배출 배관(L621)은, 제 2 수용 용기(220) 밖에서 배출 배관(L601)에 접속되어 있다. 또한 마찬가지로 배출 배관(L631)은, 제 3 수용 용기(320) 밖에서 배출 배관(L601)에 접속되어 있다. 배출 배관(L601)은, 제 1 ~ 제 3 수용 용기(120, 220, 320) 밖으로 유도된 아르곤 가스 또는 증착 재료(X)의 증기를, 증착 헤드(16c)가 아닌 성막 장치(10)의 외부로 배출한다.The discharge pipe L611 is connected to the discharge pipe L601 outside the
배출 배관(L611, L621, L631)에는 밸브(V105, V205, V305)가 각각 설치되어 있다. 밸브(V105)의 개폐에 의해 제 1 증기 발생부(101)로부터의 가스를, 선택적으로 수송관(L12 및 L40)을 거쳐 증착 헤드(16c)로 공급하고, 또는 배출 배관(L611 및 L601)을 거쳐 배출할 수 있다. 마찬가지로, 밸브(V205)의 개폐에 의해 제 2 증기 발생부(201)로부터의 가스를, 선택적으로 수송관(L22 및 L40)을 거쳐 증착 헤드(16c)로 공급하고, 또는 배출 배관(L621 및 L601)을 거쳐 배출할 수 있다. 또한 마찬가지로 제 3 증기 발생부(301)로부터의 가스를, 선택적으로 수송관(L32 및 L40)을 거쳐 증착 헤드(16c)로 공급하고, 또는 배출 배관(L631 및 L601)을 거쳐 배출할 수 있다.Valves V105, V205, and V305 are installed in the discharge pipes L611, L621, and L631, respectively. The gas from the first
성막 장치(10)에서는, 수송관(L12)과 밸브(V105)의 사이의 배출 배관(L611), 밸브(V105) 및 밸브(V105)와 단열 배관(142)의 사이의 배출 배관(L611)에 히터(155a, 155b 및 155c)가 각각 설치되어 있다. 마찬가지로, 수송관(L22)과 밸브(V205)의 사이의 배출 배관(L621), 밸브(V205), 및 밸브(V205)와 단열 배관(242)의 사이의 배출 배관(L621)에 히터(255a, 255b 및 255c)가 각각 설치되어 있다. 또한, 마찬가지로 수송관(L32)과 밸브(V305)의 사이의 배출 배관(L631), 밸브(V305), 및 밸브(V305)와 단열 배관(342)의 사이의 배출 배관(L631)에 히터(355a, 355b 및 355c)가 각각 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해 수용실(R1, R2, R3)에서 배출 배관(L611, L621, L631)의 내부 각각에 증착 재료(X)가 석출되는 것을 억제할 수 있다.In the
또한, 제 1 수용 용기(120) 밖의 배출 배관(L611)과 제 1 수용 용기(120) 내의 배출 배관(L611)과의 사이에는 단열 배관(142)이 설치되어 있다. 단열 배관(142)은, 제 1 수용 용기(120) 밖의 배출 배관(L611)과 제 1 수용 용기(120) 내의 배출 배관(L611)과의 사이에서의 열 교환을 억제한다. 마찬가지로, 제 2 수용 용기(220) 밖의 배출 배관(L621)과 제 2 수용 용기(220) 내의 배출 배관(L621)과의 사이에는 단열 배관(242)이 설치되어 있고, 당해 단열 배관(242)은, 제 2 수용 용기(220) 밖의 배출 배관(L621)과 제 2 수용 용기(220) 내의 배출 배관(L621)과의 사이에서의 열 교환을 억제한다. 마찬가지로, 제 3 수용 용기(320) 밖의 배출 배관(L631)과 제 3 수용 용기(320) 내의 배출 배관(L631)과의 사이에는 단열 배관(342)이 설치되어 있고, 당해 단열 배관(342)은 제 3 수용 용기(320) 밖의 배출 배관(L631)과 제 3 수용 용기(320) 내의 배출 배관(L631)과의 사이에서의 열 교환을 억제한다. 예를 들면, 배출 배관(L611, L621 및 L631)은 스테인리스제이며, 단열 배관(142, 242, 342)은 석영제일 수 있다.A
또한 일실시예에서는, 성막 장치(10)는 수용실(R1 ~ R3) 내로 퍼지 가스를 도입하는 가스 도입 계통(가스 도입로)(700)을 더 구비할 수 있다. 이 가스 도입 계통(700)은 도입 배관(L701, L711, L721, L731) 및 밸브(V106, V206, V306)를 구비한다. 도입 배관(L701)에는 질소 가스(퍼지 가스)가 도입될 수 있다. 또한, 질소 가스 대신에 다른 가스를 이용할 수도 있다. 도입 배관(L711)의 일단은 수용실(R1)과 연통하도록 제 1 수용 용기(120)에 접속된다. 도입 배관(L711)의 타단은 도입 배관(L701)에 접속된다. 마찬가지로, 도입 배관(L721, L731)의 일단은 수용실(R2, R3)과 연통하도록 제 2, 제 3 수용 용기(220, 320)에 각각 접속된다. 도입 배관(L721, L731)의 타단은 도입 배관(L701)에 접속된다.In addition, in one embodiment, the
도입 배관(L711, L721, L731)은 도입 배관(L701)을 흐르는 질소 가스를 수용실(R1 ~ R3) 내로 각각 유도한다. 밸브(V106, V206, V306)는 도입 배관(L711, L721, L731)에 각각 설치된다. 밸브(V106)의 개폐에 의해, 도입 배관(L701)을 흐르는 질소 가스를, 선택적으로 도입 배관(L711)을 거쳐 수용실(R1) 내로 도입하거나 또는 차단할 수 있다. 마찬가지로 밸브(V206)의 개폐에 의해, 도입 배관(L701)을 흐르는 질소 가스를, 선택적으로 도입 배관(L721)을 거쳐 수용실(R2) 내로 도입하거나 또는 차단할 수 있다. 마찬가지로 밸브(V306)의 개폐에 의해, 도입 배관(L701)을 흐르는 질소 가스를, 선택적으로 도입 배관(L731)을 거쳐 수용실(R3) 내로 도입하거나 또는 차단할 수 있다.The introduction pipes L711, L721 and L731 guide the nitrogen gas flowing through the introduction pipe L701 into the containing chambers R1 to R3, respectively. The valves V106, V206, and V306 are installed in the inlet pipes L711, L721, and L731, respectively. The nitrogen gas flowing through the introduction pipe L701 can be selectively introduced into or shut off into the containing chamber R1 via the introduction pipe L711 by opening and closing the valve V106. Similarly, by opening and closing the valve V206, the nitrogen gas flowing through the introduction pipe L701 can be selectively introduced into the containing chamber R2 via the introduction pipe L721 or shut off. Similarly, by opening and closing the valve V306, the nitrogen gas flowing through the introduction pipe L701 can be selectively introduced into the storage chamber R3 via the introduction pipe L731 or shut off.
도 12는, 일실시예에 따른 성막 장치를 이용하여 제조될 수 있는 유기 EL 소자의 완성 상태의 일례를 도시한 도이다. 도 12에 도시한 유기 EL 소자(D)는 기판(S), 제 1 층(D1), 제 2 층(D2), 제 3 층(D3), 제 4 층(D4), 제 5 층(D5) 및 제 6 층(D6)을 구비할 수 있다. 기판(S)은 글라스 기판과 같은 광학적으로 투명한 기판이다.12 is a diagram showing an example of a completed state of an organic EL device that can be manufactured using a film forming apparatus according to an embodiment. The organic EL element D shown in Fig. 12 includes a substrate S, a first layer D1, a second layer D2, a third layer D3, a fourth layer D4, a fifth layer D5 And a sixth layer D6. The substrate S is an optically transparent substrate such as a glass substrate.
기판(S)의 일 주면(主面) 상에는 제 1 층(D1)이 형성되어 있다. 제 1 층(D1)은 양극층으로서 이용될 수 있다. 이 제 1 층(D1)은 광학적으로 투명한 전극층이며, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 도전성 재료에 의해 구성될 수 있다. 제 1 층(D1)은 예를 들면 스퍼터링법에 의해 형성된다.On the main surface of the substrate S, a first layer D1 is formed. The first layer (D1) can be used as the anode layer. The first layer D1 is an optically transparent electrode layer, and may be formed of a conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). The first layer D1 is formed by, for example, a sputtering method.
제 1 층(D1) 상에는 제 2 층(D2), 제 3 층(D3), 제 4 층(D4) 및 제 5 층(D5)이 차례로 적층되어 있다. 제 2 층(D2), 제 3 층(D3), 제 4 층(D4) 및 제 5 층(D5)은 유기층이다. 제 2 층(D2)은 홀 주입층일 수 있다. 제 3 층(D3)은 예를 들면 비발광층(D3a), 비발광층(D3b)을 포함할 수 있다. 또한, 제 4 층(D4)은 발광층일 수 있다. 제 5 층(D5)은 전자 수송층일 수 있다. 유기층인 제 2 층(D2), 제 3 층(D3), 제 4 층(D4) 및 제 5 층(D5)을 성막 장치(10)를 이용하여 형성할 수 있다.The second layer D2, the third layer D3, the fourth layer D4 and the fifth layer D5 are stacked in this order on the first layer D1. The second layer D2, the third layer D3, the fourth layer D4 and the fifth layer D5 are organic layers. The second layer D2 may be a hole injection layer. The third layer D3 may include, for example, a non-light-emitting layer D3a and a non-light-emitting layer D3b. The fourth layer D4 may be a light emitting layer. The fifth layer D5 may be an electron transporting layer. The second layer D2, the third layer D3, the fourth layer D4 and the fifth layer D5 which are organic layers can be formed by using the
제 5 층(D5) 상에는 제 6 층(D6)이 형성되어 있다. 제 6 층(D6)은 음극층이며, 예를 들면 Ag, Al 등에 의해 구성될 수 있다. 제 6 층(D6)은 스퍼터링법 등에 의해 형성될 수 있다. 이러한 구성의 소자(D)는 또한 마이크로파 플라즈마 CVD 등에 의해 형성되는 SiN와 같은 재료의 절연성의 밀봉막에 의해 밀봉될 수 있다.A sixth layer D6 is formed on the fifth layer D5. The sixth layer D6 is a cathode layer, and may be composed of, for example, Ag, Al or the like. The sixth layer D6 may be formed by sputtering or the like. The element D having such a configuration can also be sealed by an insulating sealing film of a material such as SiN formed by microwave plasma CVD or the like.
이어서, 일실시예에 따른 성막 장치에 의한 효과(증착막의 균일성)에 대하여 설명한다. 도 13a ~ 도 13c는, 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판(S)에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다. 도 13a ~ 도 13c에서 왼쪽 상측의 도면은 기판(S)에 성막된 증착막의 확대 사시도를 나타내고, 오른쪽 상측의 도면은 기판(S)에 성막된 증착막의 확대 상면도를 나타내고 있다. 또한 도 13a ~ 도 13c에서 하측의 도면은, 챔버 압력[Pa]과 기판(S)에 성막된 증착막의 균일성[%]과의 대응 관계를 나타낸 것이다. 또한 도 13a는, 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 1.92 × 10-2 Pa로 설정한 경우(비교예 1)의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다. 또한 도 13b는, 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 5.56 × 10-3 Pa로 설정한 경우(비교예 2)의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다. 또한 도 13c는, 본 실시예의 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 경우의 증착막의 균일성을 나타낸 도이다.Next, the effect (uniformity of the deposited film) of the film forming apparatus according to one embodiment will be described. 13A to 13C are diagrams showing the uniformity of the deposited film when the film formation process is performed on the substrate S by the film deposition apparatus according to one embodiment. 13A to 13C, an upper left drawing shows an enlarged perspective view of a vapor deposition film formed on a substrate S, and a right upper view shows an enlarged top view of a vapor deposition film formed on a substrate S. 13A to 13C show the corresponding relationship between the chamber pressure [Pa] and the uniformity [%] of the deposited film formed on the substrate S. [ Figure 13a also, the uniform deposition layer of the respective accommodation chamber (12a ~ 12d) is set to a pressure of 3 × 10 -3 × 10 -2 Pa than large 1.92 Pa (Comparative Example 1) by the
도 13a에 나타낸 바와 같이, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 1.92 × 10-2 Pa로 설정한 비교예 1에서는, 기판(S)의 중앙부와 기판(S)의 주연부의 증착막의 막 두께의 차가 비교적 크고, 결과로서 증착막의 균일성은 ±3.0%가 되었다. 또한, 도 13b에 나타낸 바와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 5.56 × 10-3 Pa로 설정한 비교예 2에서는, 비교예 1과 마찬가지로 기판(S)의 중앙부와 기판(S)의 주연부의 증착막의 막 두께의 차가 비교적 크고, 증착막의 균일성은±2.5%가 되었다. 이들 비교예 1 및 2의 증착막의 균일성은, 미리 정해진 허용 스펙을 충족시키는 것은 아니었다.As it is shown in Figure 13a, each accommodation chamber (12a ~ 12d) the
이에 대하여, 도 13c에 나타낸 바와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 본 실시예에서는, 기판(S)의 중앙부와 기판(S)의 주연부의 증착막의 막 두께의 차가 비교예 1 및 2와 비교하여 작고, 결과로서 증착막의 균일성은 ±1.8%가 되었다. 즉, 본 실시예와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정함으로써, 증착막의 균일성은 미리 정해진 허용 스펙를 충족시키는 것이 되었다.13C, in the present embodiment in which the pressure in each of the containing
이어서, 일실시예에 따른 성막 장치에 의한 효과(수용실에 포함되는 수분의 분압의 변화)에 대하여 설명한다. 도 14는, 일실시예에 따른 성막 장치에 의해 기판(S)에 대하여 성막 처리를 행한 경우의 수용실에 포함되는 수분의 분압의 변화를 나타낸 도이다. 도 14에서, 횡축은 캐리어 가스인 Ar의 유량[sccm]을 나타내고, 종축은 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압[Pa]을 나타내고 있다.Next, the effect of the film forming apparatus according to one embodiment (change in the partial pressure of water contained in the storage chamber) will be described. Fig. 14 is a diagram showing a change in the partial pressure of water contained in the storage chamber when the film formation process is performed on the substrate S by the film formation apparatus according to the embodiment. 14, the horizontal axis represents the flow rate [sccm] of the carrier gas, Ar, and the ordinate axis represents the partial pressure [Pa] of the water (H 2 O) contained in the storage chamber.
또한 도 14에서 그래프(502)는, 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 값으로 설정한 경우(비교예)의, 수용실에 포함되는 H2O의 분압을 나타내고 있다. 한편 그래프(504)는, 본 실시예의 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 경우의, 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압을 나타내고 있다.14, the
우선, 그래프(502)에 나타낸 바와 같이, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 값으로 설정한 비교예에서는, Ar의 유량의 증가에 수반하여 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압이 커졌다. 이는, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 값으로 설정한 경우에는 수용실 내의 흐름이 점성류가 되어 배기가 정체되기 때문에, 배기되지 않고 남은 수분의 분압이 비교적으로 커졌기 때문이라고 상정된다.First, as shown in the
한편 그래프(504)에 나타낸 바와 같이, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 본 실시예에서는, Ar의 유량을 증가시킨 경우라도, 수용실에 포함되는 수분(H2O)의 분압을 비교예와 비교하여 작은 값으로 유지할 수 있었다. 즉, 본 실시예와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정함으로써, 수분에 의한 증착 재료의 분해가 억제되어 증착막의 순도의 저하가 억제되는 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in the
이어서, 일실시예에 따른 성막 장치에 의한 효과(디바이스 특성)에 대하여 설명한다. 도 15는, 일실시예에 따른 성막 장치를 이용하여 제조된 유기 EL 소자의 디바이스 특성을 설명하기 위한 설명도이다. 도 15에서, 횡축은 성막 장치(10)를 이용하여 제조된 유기 EL 소자(D)의 제 1 층(D1)(양극층)과 제 6 층(D6)(음극층)의 사이의 구동 전압[V]을 나타내고, 종축은 제 1 층(D1)(양극층)과 제 6 층(D6)(음극층)의 사이의 전류 밀도[mA/cm2]를 나타내고 있다. 구동 전압은 유기 EL 소자의 디바이스 특성의 일례이다.Next, effects (device characteristics) of the film forming apparatus according to one embodiment will be described. 15 is an explanatory view for explaining device characteristics of an organic EL device manufactured using a film forming apparatus according to an embodiment. 15, the axis of abscissa indicates the driving voltage (voltage) between the first layer D1 (anode layer) and the sixth layer D6 (cathode layer) of the organic EL device D manufactured using the film forming apparatus 10 V] and the vertical axis represents the current density [mA / cm 2 ] between the first layer D1 (anode layer) and the sixth layer D6 (cathode layer). The driving voltage is an example of the device characteristics of the organic EL element.
또한 도 15에서 그래프(602)는, 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa보다 큰 값으로 설정한 경우(비교예)의 유기 EL 소자(D)의 구동 전압을 나타내고 있다. 한편 그래프(604)는, 본 실시예의 성막 장치(10)에 의해 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 경우의 유기 EL 소자(D)의 구동 전압을 나타내고 있다.The
그래프(602)와 그래프(604)는 비교 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정한 경우에는, 소정의 전류 밀도를 얻기 위한 유기 EL 소자(D)의 구동 전압이 비교예와 비교하여 작아졌다. 예를 들면 비교예에서는, 전류 밀도로서 100 mA/cm2를 얻기 위한 유기 EL 소자(D)의 구동 전압이 2.9 V였다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 전류 밀도로서 100 mA/cm2를 얻기 위한 유기 EL 소자(D)의 구동 전압이 2.7 V였다. 즉, 본 실시예와 같이 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 3 × 10-3 Pa 이하로 설정함으로써, 수분에 의한 증착 재료의 분해가 억제되어 증착막의 순도의 저하가 억제된 것을 알 수 있다.As can be seen from the comparison results, when the pressure of each of the
이상 본 실시예의 성막 장치에 의하면, 구획 벽(17)으로 구획된 각 수용실(12a ~ 12d)에 배기구(51a ~ 51d)를 형성하고, 배기구(51a ~ 51d)를 개재하여 각 수용실(12a ~ 12d)에 진공 펌프(60a ~ 60d)를 접속함으로써, 증착 헤드 간을 격리하면서 배기를 행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 인접하는 증착 헤드로부터의 증기를 차폐하면서, 각 수용실을 효율 좋게 감압하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 실시예에 의하면, 인접하는 증착 헤드끼리의 증기의 혼입을 회피하면서 각 수용실의 배기 효율의 저하를 억제할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.As described above, according to the film forming apparatus of this embodiment, the
또한 본 실시예에서는, 증착 재료 가스가 분사된 상태에서, 각 수용실(12a ~ 12d)의 압력을 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위, 바람직하게는 3 × 10-3 Pa 이하로 설정함으로써 증착 재료 가스의 분사를 원활화하고, 또한 수용실에 포함되는 H2O의 분압의 상승을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 각 수용실의 배기 효율의 저하를 한층 더 억제할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여 보다 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.Further, in this embodiment, the pressure of each of the containing
또한 본 실시예에서는, 배기구(51a ~ 51d)를 기판(S)의 반송 경로(C)에 수직인 방향에서 봤을 때 반송 경로(C)와 중첩되지 않는 위치에 형성함으로써, 배기구(51a ~ 51d)에의 배기가 반송 중의 기판에 의해 방해되는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 본 실시예에 의하면, 배기구(51a ~ 51d)가 형성된 수용실(12a ~ 12d)의 내부를 효율 좋게 감압할 수 있으므로, 기판(S)의 성막면에 대하여 한층 더 고순도 또한 균일한 성막 처리를 행할 수 있다.In this embodiment, the
10 : 성막 장치
11 : 처리 용기
12 : 처리실
12a ~ 12d : 수용실
14 : 스테이지(반송 기구)
16a ~ 16d : 증착 헤드
17 : 구획 벽
22 : 구동 장치(반송 기구)
24 : 롤러(반송 기구)
51a ~ 51d : 배기구
60a ~ 60d : 진공 펌프(배기 기구)
C : 반송 경로
S : 기판10: Deposition device
11: Processing vessel
12: Treatment room
12a to 12d:
14: stage (transport mechanism)
16a to 16d: deposition heads
17: compartment wall
22: Driving device (transport mechanism)
24: Roller (conveying mechanism)
51a to 51d:
60a to 60d: Vacuum pump (exhaust mechanism)
C: Return path
S: substrate
Claims (5)
상기 처리실에서 소정 방향으로 연장되는 반송 경로 상에서 상기 기판을 반송하는 반송 기구와,
상기 소정 방향을 따라 상기 처리실에 배치되고, 상기 반송 기구에 의해 상기 반송 경로 상에서 반송되는 상기 기판의 성막면을 향해 증착 재료의 증기를 포함하는 가스를 분사하는 복수의 증착 헤드와,
각 상기 증착 헤드를 격리하도록 상기 처리실에 세워 설치되고, 상기 반송 경로를 삽입 관통시키면서, 상기 처리실을 각 상기 증착 헤드를 수용하는 복수의 수용실로 구획하는 구획 벽과,
각 상기 수용실에 형성된 배기구를 개재하여 각 상기 수용실에 접속되고, 상기 증착 헤드의 주위를 배기하는 배기 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.A processing chamber for partitioning a processing chamber for processing the substrate;
A transport mechanism for transporting the substrate on a transport path extending in a predetermined direction in the processing chamber,
A plurality of deposition heads arranged in the processing chamber along the predetermined direction and configured to inject gas containing vapor of an evaporation material toward the film formation surface of the substrate carried on the transport path by the transport mechanism,
A partition wall which is installed in the processing chamber so as to isolate each of the deposition heads and which divides the processing chamber into a plurality of containing chambers accommodating the deposition heads while inserting the transfer path therethrough;
And an exhaust mechanism connected to each of the accommodating chambers via an exhaust port formed in each of the accommodating chambers and exhausting the periphery of the deposition head.
상기 배기구는, 각 상기 수용실에서 상기 반송 경로에 수직인 방향에서 봤을 때 상기 반송 경로와 중첩되지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 성막 장치.The method according to claim 1,
Wherein the exhaust port is formed at a position that does not overlap with the conveyance path when viewed in a direction perpendicular to the conveyance path in each of the accommodating chambers.
상기 배기구는, 각 상기 수용실에서 상기 반송 경로에 수직인 방향에서 봤을 때 상기 소정 방향에 교차하는 방향을 따라 상기 증착 헤드를 사이에 두는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 성막 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the exhaust port is formed at a position where the deposition head is disposed along a direction crossing the predetermined direction when viewed in a direction perpendicular to the conveyance path in each of the accommodating chambers.
상기 증착 헤드로부터 증착 재료의 증기를 포함하는 가스가 분사된 상태에서, 각 상기 수용실의 압력이 분자류에 대응하는 압력 범위 또는 중간류에 대응하는 압력 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the pressure in each of the containing chambers is set to a pressure range corresponding to the molecular flow or a pressure range corresponding to the intermediate flow in a state in which the gas containing the vapor of the evaporation material is ejected from the deposition head.
상기 증착 헤드로부터 증착 재료의 증기를 포함하는 가스가 분사된 상태에서, 각 상기 수용실의 압력이 3 × 10-3 Pa 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a pressure of each of said containing chambers is set to 3 x 10 < -3 > Pa or less in a state where a gas containing vapor of an evaporation material is ejected from said evaporation head.
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