KR20190067104A - 증착 장치, 증착 방법 및 제어판 - Google Patents

증착 장치, 증착 방법 및 제어판 Download PDF

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카즈요시 야마시타
신고 스에나가
노리아키 하마나가
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쵸슈 산교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 막 두께 균일성이 높고, 또한 섀도우가 적은 증착막이 형성되도록, 설계되고, 대형의 기판에 대해서도 양호한 증착을 행할 수 있는 증착 장치, 이러한 증착 장치를 사용한 증착 방법, 및 이러한 증착을 가능하게 하는 제어판을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명은 직선 형상으로 배치되어, 증착재를 분사하는 복수의 분사 노즐을 갖는 증착원을 구비하고, 상기 복수의 분사 노즐이 대향하는 방향으로 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 내측 분사 노즐, 및 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 외측에 각각 배치되고, 외측을 향하여 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 외측 분사 노즐을 포함하고, 상기 증착원이 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐 사이에 배치되어, 분사되는 증착재의 분포를 제어하는 제어판을 더 갖는 증착 장치이다.

Description

증착 장치, 증착 방법 및 제어판{DEPOSITION APPARATUS, DEPOSITION METHOD AND CONTROL PLATE}
본 발명은 증착 장치, 증착 방법 및 제어판에 관한 것이다.
디스플레이 패널이나 태양전지 등의 금속 전극 배선, 유기 EL층, 반도체층, 그 밖의 유기 재료 박막이나 무기 재료 박막 등은 진공 증착법 등의 증착에 의해 형성되는 경우가 있다. 증착은, 통상, 도가니 내의 증착재를 가열함으로써, 증착재를 기화시키고, 기화한 증착재를 기판 표면을 향하여 분사하고, 이 기판 표면에 증착재를 퇴적시킴으로써 행해진다. 기판 표면에 퇴적된 증착재가 박막을 형성한다. 또한 증착 시에는, 소정 형상을 갖는 마스크에 의해 기재 표면을 피복해 둠으로써 패터닝된 증착막을 형성할 수 있다. 이러한 증착을 행하는 증착 장치는, 통상, 증착재를 수용하는 도가니 등이 내부에 배치되고, 기화한 증착재를 분사하는 분사 노즐을 갖는 증착원과, 기판을 고정하는 기판 고정부를 구비한다.
여기에서, 대형의 기판에 대응한 증착을 행하기 위해서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 사용하는 분사 노즐(31)의 수를 늘리는 것을 생각할 수 있다. 분사 노즐(31)의 수를 늘림으로써 대형의 기판(X)에 대해서도, 막 두께 균일성이 높은 증착막을 형성할 수 있다. 또한, 도 6 중에 모식적으로 나타내는 곡선(P)은 각 분사 노즐(31)에 의한 증착량의 분포를 나타내는 곡선이다. 그러나, 복수의 분사 노즐(31)을 갖는 증착 장치(30)를 사용한 경우, 특히 기판(X)의 단부에 있어서, 떨어진 위치의 분사 노즐(31)로부터 분사되는 증착재가 기판 표면에 대하여 작은 각도로 도달하게 된다. 이러한 부분에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 마스크(Y)로 피복된 부분까지 증착재가 진입하기 쉬워진다. 이러한 경우, 증착막(Z)에 있어서, 섀도우(S)라고 하는 증착재가 얇게 적층된 영역이 커진다. 이 때문에, 이러한 종래의 증착 장치(30)의 경우, 미세한 성막 패턴을 얻는 것이 곤란하다. 이에 대하여 분사 노즐을 적게 하고, 또한 분사 노즐을 끝에 배치하지 않는 구성으로 함으로써, 증착재가 기판 표면에 대하여 도달하는 각도를 크게 할 수 있다. 그러나 이 경우, 대형의 기판에 대하여, 막 두께 균일성이 높은 증착막을 형성하는 것이 곤란해진다.
이러한 중에, 얻어지는 증착막의 막 두께 균일성을 높이고, 또한 섀도우를 적게 하기 위하여, 경사진 분사 노즐을 갖는 증착 장치나, 이러한 증착 장치를 사용하는 증착 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2 참조). 또한 분사되는 증착재의 기재에 도달하는 각도를 제한하는 제한판을 설치한 증착 장치도 제안되어 있다(특허문헌 3, 4 참조).
일본 특개 2014-77193호 공보 일본 특개 2016-125091호 공보 일본 특개 2017-14616호 공보 국제공개 제2014/119452호
그러나, 상기 종래의 경사진 분사 노즐이나 제한판을 갖는 증착 장치나 이것을 사용한 증착 방법에서도, 얻어지는 증착막의 막 두께 균일성 및 섀도우에 관하여 충분히 개선되어 있다고는 할 수 없어, 대형의 기판에 대하여 양호한 증착을 행할 수 없다.
본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 막 두께 균일성이 높고, 또한 섀도우가 적은 증착막이 형성되도록 설계되어, 대형의 기판에 대해서도 양호한 증착을 행할 수 있는 증착 장치, 이러한 증착 장치를 사용한 증착 방법, 및 이러한 증착을 가능하게 하는 제어판을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 행해진 본 발명은 직선 형상으로 배치되고, 증착재를 분사하는 복수의 분사 노즐을 갖는 증착원을 구비하고, 상기 복수의 분사 노즐이 대향하는 방향으로 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 내측 분사 노즐, 및 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 외측에 각각 배치되고, 외측을 향하여 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 외측 분사 노즐을 포함하고, 상기 증착원이 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐 사이에 배치되고, 분사되는 증착재의 분포를 제어하는 제어판을 더 갖는 증착 장치이다.
상기 제어판의 상기 복수의 분사 노즐의 각 개구면의 법선을 포함하는 절단면에 있어서의 단면 형상이 Y자 모양 또는 T자 모양인 것이 바람직하다.
상기 제어판이 상기 분사되는 증착재의 분포를 조정 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 개구면의 중심점 사이의 거리(L1)가 300mm 이상 400mm 이하, 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐 중 일방의 개구면의 중심과, 이 내측 분사 노즐의 외측에 배치되는 외측 분사 노즐의 개구면의 중심 사이의 거리(L2)가 40mm 이상 120mm 이하, 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 개구면의 경사각(θ1)이 30° 이상 45° 이하, 상기 한 쌍의 외측 분사 노즐의 개구면의 경사각(θ2)이 50° 이상 70° 이하인 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위해 행해진 다른 본 발명은 당해 증착 장치를 사용하여 증착을 행하는 공정을 구비하는 증착 방법이다.
상기 과제를 해결하기 위해 행해진 다른 본 발명은 증착 장치의 분사 노즐로부터 분사되는 증착재의 분포를 제어하는 제어판으로서, 단면 형상이 Y자 모양 또는 T자 모양인 제어판이다.
본 발명에 의하면 막 두께 균일성이 높고, 또한 섀도우가 적은 증착막이 형성되도록 설계되고, 대형의 기판에 대해서도 양호한 증착을 행할 수 있는 증착 장치, 이러한 증착 장치를 사용한 증착 방법, 및 이러한 증착을 가능하게 하는 제어판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1 실시형태에 따른 증착 장치를 도시하는 모식적 측면도이다.
도 2는 도 1의 증착 장치의 증착원을 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 3(a)는 도 1의 증착 장치에 구비되는 제어판을 도시하는 모식적 측면도이며, 도 3(b)는 그 모식적 평면도이다.
도 4는 도 3의 제어판과는 상이한 실시형태에 따른 제어판을 나타내는 모식적 측면도이다.
도 5는 실시예에서의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래의 증착 장치의 1 예를 도시하는 모식도이다.
도 7은 종래의 증착 장치를 사용한 경우의 증착막의 상태를 도시하는 모식도이다.
이하, 적당히 도면을 참조로 하면서, 본 발명의 1 실시형태에 따른 증착 장치 및 증착 방법에 대해 상세히 설명한다.
<증착 장치>
도 1의 증착 장치(10)는 증착원(11) 및 기판 고정부(12)를 구비한다. 또한, 증착 장치(10)는 적절한 진공도가 유지되는 진공 챔버(도시하지 않음) 내에 배치된다. 진공 챔버에는, 진공 챔버 내의 기체를 배출시켜, 진공 챔버 내의 압력을 저하시키는 진공 펌프, 진공 챔버 내에 일정한 기체를 주입하고, 진공 챔버 내의 압력을 상승시키는 벤팅 수단 등이 구비되어 있어도 된다.
증착원(11)은 기화한 증착재를 분사하는 복수의 분사 노즐(13(13a∼13d))을 갖는다. 증착원(11)은 고체 형상의 증착재를 수용하고, 가열에 의해 증착재를 기화시키고, 기화한 증착재를 복수의 분사 노즐(13)로부터 분사하도록 구성되어 있다. 증착원(11)은, 예를 들면, 증착재 수용실(14)과 확산실(15)이 연이어 설치된 구성으로 할 수 있다. 확산실(15)의 상면(15A)에 복수의 분사 노즐(13)이 배치된다. 또한, 통상, 확산실(15)의 상면(15A)이 수평하게 되도록, 확산실(15)은 배치된다.
증착재 수용실(14) 내에는 도가니(도시하지 않음)가 배치되고, 이 도가니 내에 고체 형상의 증착재가 수납된다. 기화한 도가니 내의 증착재는 증착재 수용실(14)로부터 확산실(15)로 이동한다. 도가니에는, 기화 효율을 고려하여, 증착재와 함께, 열적 및 화학적으로 안정되어 있고, 또한 증착재보다도 열전도율이 높은 입자 형상의 전열 매체가 수납되어 있어도 된다. 또는, 입자 형상의 전열 매체와, 이 전열 매체를 피복하는 증착재로 구성되는 복합재를 도가니에 수납해도 된다. 또한 도가니의 주위에는, 가열 수단으로서의 히터 등(도시하지 않음)이 배치된다. 가열 수단에 의해 도가니 중의 증착재가 가열되어, 증착재가 기화한다.
또한, 증착원(11)에서는, 가열 수단이나, 도시하지 않은 증착재의 유로에 설치된 밸브 등에 의해, 증착재의 방출량을 제어 가능하게 구성되어 있다.
기판 고정부(12)는 복수의 분사 노즐(13)에 평행한 방향으로, 기판(X)을 고정한다. 즉, 기판 고정부(12)는 복수의 분사 노즐(13)과 대향하도록 기판(X)을 고정한다. 기판 고정부(12)는 기판(X)을 착탈 가능하게 고정한다. 기판 고정부(12)는 기판(X)을 이동 가능하게 고정해도 된다. 기판 고정부(12)는 종래 공지의 증착 장치에 구비되는 기판 고정부와 동일한 것으로 할 수 있다. 또한, 기판(X)에 있어서, 복수의 분사 노즐(13)과 대향하는 측의 면(도 1에 있어서의 하면)에는, 소정 형상의 패턴을 갖는 증착용의 마스크(도시하지 않음)가 설치된다.
기판(X)과 복수의 분사 노즐(13)이 평행하다는 것은 기판(X)과, 복수의 분사 노즐(13)이 배치된 면(15A)(확산실(15)의 상면(15A))이 평행한 상태이면 된다. 또는, 기판(X)과, 복수의 분사 노즐(13)에 있어서의 각 개구면(16a∼16d)의 중심을 연결하는 직선(도 1에 있어서의 직선(M))이 평행한 상태이면 된다.
또한, 기판(X)의 복수의 분사 노즐(13)로부터의 거리의 하한으로서는 400mm가 바람직하고, 450mm가 보다 바람직하다. 이 거리를 상기 하한 이상으로 함으로써 증착 영역을 충분히 넓힐 수 있다. 한편, 이 거리의 상한으로서는 600mm가 바람직하고, 550mm가 보다 바람직하다. 이 거리를 상기 상한 이하로 함으로써 증착재의 이용 효율을 높일 수 있다. 또한, 이 거리는 각 분사 노즐(13)의 개구면(16a∼16d)의 중심을 연결하는 직선(M)과, 기판(X)에 있어서의 증착면(도 1에 있어서의 하측의 면)과의 사이의 거리로 할 수 있다.
증착원(11)과 기판(X)은 서로 상대적으로 이동하면서 증착을 행할 수 있다. 예를 들면, 기판(X)이 고정된 경우, 증착원(11)이 도 1에 있어서의 지면의 법선 방향으로 이동하도록 구성된다. 또한 증착원(11)이 고정된 경우, 기판(X)이 도 1에 있어서의 지면의 법선 방향으로 이동하도록 구성된다.
복수의 분사 노즐(13)(13a∼13d)은 직선 형상(직선 상)으로 배치되어 있다. 즉, 기판(X) 및 확산실(15)의 상면(15A)의 법선 방향시에서, 복수의 분사 노즐(13(13a∼13d))은 직선 상에 위치하고 있다(도 2 참조). 복수의 분사 노즐(13)은 확산실(15)의 상면(15A)에 각각 상향으로 설치된다. 복수의 분사 노즐(13)은 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b) 및 한 쌍의 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 4개의 분사 노즐로 구성된다.
한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)은 선대칭으로 배치되어 있다. 각 내측 분사 노즐(13a, 13b)은 대향하는 방향으로 경사져 있는 개구면(16a, 16b)을 갖는다. 즉, 이들 개구면(16a, 16b)은 내측을 향하여 경사져 있다. 도 1에서 좌측에 배치되어 있는 내측 분사 노즐(13a)의 개구면(16a)은 우측을 향하도록 경사져 있다. 한편, 도 1에서 우측에 배치되어 있는 내측 분사 노즐(13b)의 개구면(16b)은 좌측을 향하도록 경사져 있다. 각 내측 분사 노즐(13a, 13b)은 원기둥 형상의 도중이 꺾인, 측면시로 대략 L자 모양의 형상을 갖는다. 단, 예를 들면, 내측 분사 노즐(13a, 13b)로서, 원기둥 형상의 노즐을 비스듬히 설치해도 된다.
내측 분사 노즐(13a, 13b)의 개구면(16a, 16b)은 원 형상을 갖는다. 개구면(16a, 16b)은 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 선단 부분(출구측 부분)에서의 축(내측 분사 노즐(13b)의 선단 부분의 축(17b)만 도시)에 대하여 수직으로 형성되어 있다.
한 쌍의 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 외측에 각각 배치되어 있다. 즉, 도 1에 있어서 좌측의 외측 분사 노즐(13c)은 좌측의 내측 분사 노즐(13a)의 더욱 좌측에 배치되어 있다. 한편, 우측의 외측 분사 노즐(13d)은 우측의 내측 분사 노즐(13b)의 더욱 우측에 배치되어 있다. 한 쌍의 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 선대칭으로 배치되어 있다. 각 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 외측을 향하여 경사져 있는 개구면(16c, 16d)을 갖는다. 도 1에 있어서 좌측에 배치되어 있는 외측 분사 노즐(13c)의 개구면(16c)은 좌측을 향하도록 경사져 있다. 한편, 도 1에 있어서 우측에 배치되어 있는 외측 분사 노즐(13d)의 개구면(16d)은 우측을 향하도록 경사져 있다. 각 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 원기둥 형상의 도중이 꺾인, 측면시로 대략 L자 모양의 형상을 갖는다. 단, 예를 들면, 외측 분사 노즐(13c, 13d)로서, 원기둥 형상의 노즐을 비스듬히 형성해도 된다.
외측 분사 노즐(13c, 13d)의 개구면(16c, 16d)은 원 형상을 갖는다. 개구면(16c, 16d)은 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 선단 부분(출구측 부분)에서의 축(외측 분사 노즐(13d)의 선단 부분의 축(17d)만 도시)에 대하여 수직으로 형성되어 있다. 또한, 각 분사 노즐(13(13a∼13d))의 개구면(16a∼16d)의 중심은 직선(M) 위에 있는 것으로 한다.
한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 개구면(16a, 16b)의 중심점 사이의 거리(L1)로서는 특별히 한정되지 않지만, 300mm 이상 400mm 이하가 바람직하다.
한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b) 중의 한편의 개구면(16a, 16b)의 중심과, 이 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 외측에 배치되는 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 개구면(16c, 16d)의 중심과의 사이의 거리(L2)로서는 특별히 한정되지 않지만, 40mm 이상 120mm 이하가 바람직하다. 또한, 이 거리(L2)는, 구체적으로는, 좌측의 내측 분사 노즐(13a)의 개구면(16a)의 중심과 좌측의 외측 분사 노즐(13c)의 개구면(16c)의 중심과의 사이의 거리, 및 우측의 내측 분사 노즐(13b)의 개구면(16b)의 중심과 우측의 외측 분사 노즐(13d)의 개구면(16d)의 중심과의 사이의 거리이다.
각 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 개구면(16a, 16b)의 경사각(θ1)으로서는 특별히 한정되지 않고, 0° 초과 90° 미만의 범위에서 적당히 설정되지만, 30° 이상 45° 이하가 바람직하다. 또한 각 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 개구면(16c, 16d)의 경사각(θ2)도 특별히 한정되지 않고, 0° 초과 90° 미만의 범위에서 적당히 설정되지만, 50° 이상 70° 이하인 것이 바람직하다.
또한, 분사 노즐(13a∼13d)의 개구면(16a∼16d)의 경사각(θ1, θ2)은 수평면(예를 들면, 확산실(15)의 상면(15A), 또는 기판(X)의 증착면)을 기준으로 한 각 개구면(16a∼16d)의 각도를 말한다. 단, 본 실시형태의 증착 장치(10)에서는, 연직 방향(예를 들면, 확산실(15A)의 상면(15A), 또는 기판(X)의 증착면의 법선 방향)에 대한 분사 노즐(13a∼13d)의 선단 부분의 축(도 1에서는, 축(17b, 17d)만 도시)의 경사 각도(θ1', θ2')와 일치한다.
상기 거리(L1, L2) 및 경사각(θ1, θ2)을 상기 범위로 함으로써 형성되는 증착막의 막 균일성을 보다 높이고, 또한 섀도우를 보다 적게 할 수 있다. 또한, 증착재의 이용 효율을 높일 수도 있다.
각 개구면(16a∼16d)의 크기로서는 특별히 한정되지 않고, 모두 동일하여도 되고, 상이하여도 된다. 단, 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 개구면(16a, 16b)의 크기가 동일한 것이 바람직하고, 또한 한 쌍의 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 개구면(16c, 16d)의 크기가 동일한 것이 바람직하다.
증착원(11)은 확산실(15)의 상면(15A) 위에 배치되는 제어판(18)을 또한 갖는다. 제어판(18)은 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b) 사이에 배치되어, 분사되는 증착재의 분포를 제어한다. 구체적으로는, 제어판(18)은 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 중간 위치에 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 내측 분사 노즐(13a, 13b)은 제어판(18)을 기준으로 하여 대칭으로 배치되어 있다. 마찬가지로, 한 쌍의 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 제어판(18)을 기준으로 하여 대칭으로 배치되어 있다.
제어판(18)의 단면 형상은 Y자 형상이다. 또한, 이 단면은 복수의 분사 노즐(13)의 각 개구면(16a∼16d)의 법선을 포함하는 절단면에서의 단면이다. 즉, 도 2에 있어서의 화살표 방향의 단면이다. 또한 이 단면 형상은 도 3(a)에 도시한 제어판(18)의 측면 형상과 일치한다. 제어판(18)의 단면 형상은 좌우 대칭의 형상을 갖는다.
제어판(18)은 확산실(15)의 상면(15A)에 대하여 수직으로 세워 설치하는 수직부(18a)와, 이 수직부(18a)의 선단으로부터, 2개로 나누어지고, 각 내측 분사 노즐(13a, 13b)측에 경사져서 각각 연장되는 한 쌍의 경사부(18b)를 갖는다(도 3(a) 참조). 수직부(18a)는 평평하다. 또한 2개의 경사부(18b)도 각각 평평하다. 각 경사부(18b)의 경사각은 조정 가능하게 구성되어 있어도 된다. 또한 제어판(18)은 평면시에서 장방 형상을 갖는다(도 3(b) 참조).
제어판(18)의 사이즈로서는 특별히 한정되지 않고, 각 분사 노즐의 간격 등에 따라 적당히 설정된다. 예를 들면, 제어판(18)의 높이(h)로서는 50mm 이상 200mm 이하로 할 수 있다. 또한 제어판(18)의 폭(W)으로서는 50mm 이상 200mm 이하로 할 수 있다. 제어판(18)의 길이(L)로서는 100mm 이상 500mm 이하로 할 수 있다.
이하, 이 제어판(18)의 역할에 대하여, 각 분사 노즐(13)의 증착 영역과 함께 설명한다. 각 분사 노즐(13)에 있어서, 증착재는 개구면(16(16a∼16d))에 대하여 수직 방향(분사 노즐(13)의 축 방향)으로 주로 방사되고, 실질적으로 개구면(16)의 바로 옆보다도 전방으로 분사된다. 내측 분사 노즐(13a, 13b)은 내측을 향하여 경사져 있고, 가장 분사량이 많은 정면 방향에는, 제어판(18)이 배치되어 있다. 그 때문에 내측 분사 노즐(13a, 13b)로부터 분사되는 증착재의 대부분은 제어판(18)에 의해 차단된다. 또한 본 실시형태에서는, 측면시(도 1의 상태)에 있어서, 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 개구면(16a, 16b)의 중심과, 제어판(18)의 선단을 통과하는 직선(19a, 19b) 위에, 실질적으로 기판(X)의 중심(Q)이 위치하도록 기판(X)의 위치 등이 조정되어 있다. 또한, 상기 중심(Q)은 측면시에 있어서의 기판(X)의 중심, 즉 기판(X)의 중심선이다. 그 때문에 좌측의 내측 분사 노즐(13a)에 의한 기판(X)의 표면에서의 증착 영역은 기판(X)의 중심(Q)보다 좌측의 영역(Ra)이 된다. 한편, 우측의 내측 분사 노즐(13b)에 의한 기판(X)의 표면에서의 증착 영역은 기판(X)의 중심(Q)보다 우측의 영역(Rb)이 된다. 또한 이들 내측 분사 노즐(13a, 13b)에 의한 기판(X) 표면으로의 증착재의 도달량(증착량)의 분포는 기판(X)의 중심(Q)에 근접할수록 많아지고, 끝으로 감에 따라 적어진다. 또한, 도 1에 있어서의 곡선(Pa∼Pd)은 각 분사 노즐(13a∼13d)의 증착량의 분포를 모식적으로 나타내는 곡선이다.
한편, 외측 분사 노즐(13c, 13d)은 외측을 향하여 경사져 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 외측 분사 노즐(13c, 13d)의 개구면(16c, 16d)을 연장한 직선 위에, 실질적으로 기판(X)의 중심(Q)이 위치하도록 기판(X)의 위치 등이 조정되어 있다. 그 때문에 좌측의 외측 분사 노즐(13c)에 의한 기판(X)의 표면에서의 증착 영역은 기판(X)의 중심(Q)보다 좌측의 영역(Rc)이 된다. 한편, 우측의 외측 분사 노즐(13d)에 의한 기판(X)의 표면에서의 증착 영역은 기판(X)의 중심(Q)보다 우측의 영역(Rd)이 된다. 또한 이들 외측 분사 노즐(13c, 13d)에 의한 기판(X) 표면에의 증착재의 도달량(증착량)의 분포는 기판(X)의 중심(Q)에 근접할수록 적어져, 비교적 외측에 분포한 피크를 갖게 된다.
이와 같이, 기판(X)의 중심(Q)을 기준으로 한 우측 및 좌측의 영역 각각에 있어서, 내측 분사 노즐(13a, 13b)에 의한 증착량의 분포는 중심(Q)측에 피크를 갖고, 외측 분사 노즐(13c, 13d)에 의한 증착량의 분포는 비교적 외측에 피크를 갖게 된다. 따라서, 당해 증착 장치(10)에 의하면, 이들 4개의 분사 노즐(13a∼13d)에 의해, 기판(X) 표면에, 넓은 범위에 걸쳐 막 두께 균일성이 높은 증착막을 형성할 수 있다.
또한, 당해 증착 장치(10)에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 분사 노즐(13a∼13d)의 각각의 증착 영역은 바람직하게는 실질적으로 기판(X)의 중심(Q)에 걸치지 않도록 구성되어 있다. 즉, 좌측의 내측 분사 노즐(13a) 및 외측 분사 노즐(13c)로부터 분사되는 증착재는 기판(X)의 우측 단부까지 도달하기 어려운 구성으로 되어 있다. 마찬가지로, 우측의 내측 분사 노즐(13b) 및 외측 분사 노즐(13d)로부터 분사되는 증착재는 기판(X)의 좌측 단부까지 도달하기 어려운 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 당해 증착 장치(10)에서는, 각 분사 노즐(13a∼13d)의 개구면(16a∼16d)을 소정 방향으로 경사지게 하고, 또한 제어판을 설치함으로써, 각 분사 노즐(13a∼13d)로부터 분사되는 증착재가 기판(X) 표면에 대하여 작은 각도로 도달하기 어렵게 되어 있다. 따라서, 당해 증착 장치(10)에 의하면, 형성되는 증착막의 섀도우를 적게 할 수 있다.
또한, 제어판(18)은 분사되는 증착재의 분포를 조정 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 이 제어판(18)에 의해, 내측 분사 노즐(13a, 13b)로부터 분사되는 증착재의 일부를 차단하여, 기판(X)의 중심(Q) 근방에서의 증착량의 분포를 제어하고 있다. 그러나, 기판(X)의 중심(Q) 근방에서, 좌측의 내측 분사 노즐(13a)에 의해 형성되는 좌측의 증착막의 막 두께와, 우측의 내측 분사 노즐(13b)에 의해 형성되는 우측의 증착막의 막 두께에 어긋남이 생기는 경우가 있다. 또한, 좌측의 내측 분사 노즐(13a)에 의해 형성되는 좌측의 증착막과, 우측의 내측 분사 노즐(13b)에 의해 형성되는 우측의 증착막이 겹치는 경우나, 반대로 좌측의 증착막과 우측의 증착막 사이에 간극이 생기는 경우도 생각할 수 있다. 이러한 경우, 미리, 제어판(18)의 조정에 의해, 각 내측 분사 노즐(13a, 13b)의 증착 영역이나 중심(Q) 근방의 증착량을 조정함으로써 얻어지는 증착막의 막 두께 균일성을 높일 수 있다.
또한, 증착재의 분포를 조정 가능하게 구성된 제어판(18)으로서는, 예를 들면, 제어판(18)의 좌우의 경사부(18b)의 경사 각도나 길이를 각각 조정할 수 있는 구성의 것을 들 수 있다. 또한, 좌우의 경사부(18b)의 선단 부분의 형상이나 면적이 가변으로 구성되어 있는 경우, 각 내측 분사 노즐(13a, 13b)에 의한 중심(Q) 근방의 증착량을 조정할 수 있다.
<증착 방법>
본 발명의 1 실시형태에 따른 증착 방법은 당해 증착 장치(10)를 사용하여 증착을 행하는 공정을 구비한다.
당해 증착 방법은 당해 증착 장치(10)를 사용하는 것 이외는 종래 공지의 증착 방법과 마찬가지로 행할 수 있다. 당해 증착 방법에 의하면, 막 두께 균일성이 높고, 또한 섀도우가 적은 증착막을 형성할 수 있어, 대형의 기판(X)에 대하여 양호한 증착을 행할 수 있다. 당해 증착 방법에 의하면, 예를 들면, 폭 900mm 이상, 보다 구체적으로는 925mm의 범위에 걸쳐, 막 두께 균일성이 높고, 또한 섀도우가 적은 증착막을 형성할 수 있다. 당해 증착 장치 및 당해 증착 방법에 의해 얻어지는 증착막의 막 두께의 변동폭은, 예를 들면, ±3% 이내, 더욱이 ±1% 이내이다.
<다른 실시형태>
본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 그 구성을 변경할 수도 있다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 제어판의 단면 형상은 Y자 모양으로 했지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 단면 형상이 T자 모양인 제어판(20)이어도 동일한 효과가 얻어진다. 제어판(20)은 수직부(20a)와, 이 수직부(20a)의 선단에 수평으로 설치되는 수평부(20b)를 갖는다. 수직부(20a) 및 수평부(20b)는 각각 평평하다. 그 외에, 제어판은 분사되는 증착재의 분포를 제어 가능하면 그 형상은 임의이며, 예를 들면, 평판 형상(I자 모양의 단면 형상)의 제어판을 배치해도 된다. 단, 단면 형상이 Y자 모양 또는 T자 모양의 제어판을 사용함으로써 제어판이 대형화하는 것을 억제하면서, 양호한 증착재의 분포 제어성을 발휘할 수 있다. 또한 경사부 또는 수평부의 각도가 가변으로 구성된, T자 모양 또는 Y자 모양으로 자유롭게 변경 가능한 제어판이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 복수의 분사 노즐이 2개의 내측 분사 노즐 및 2개의 외측 분사 노즐 합계 4개의 분사 노즐로 이루어지는 구성으로 했지만, 5개 이상의 분사 노즐을 갖는 것이어도 된다. 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같은, 2개의 내측 분사 노즐, 2개의 외측 분사 노즐 및 1개의 제어판의 조합을 횡으로 복수 나열한 구성을 갖는 증착 장치이어도 된다. 이러한 증착 장치에 의하면, 보다 대형의 기판으로의 증착도 가능하게 된다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어, 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 1에 기재한 구조를 갖는 증착 장치에 의해, 폭 925mm의 기판에 대하여 진공 증착을 행했다. 또한, L1=360mm, L2=60mm, θ1=35°, θ2=65°, 및 분사 노즐과 기판과의 거리 500mm로 했다. 또한, 제어판은 높이(h)가 120mm, 폭(W)이 120mm, 길이(L)가 297mm의 단면 형상이 Y자 모양의 것을 사용했다.
[평가]
얻어진 증착막의 막 두께를 분광 엘립소미터(Horiba사의 「UVISEL M200-VIS-AG-200S」)를 사용하여 측정했다. 측정 결과를 나타낸 그래프를 도 3에 도시한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 실시예 1에 의하면, 기판 전체면에 걸쳐 막 두께 균일성이 높은 증착막을 형성할 수 있었다. 실시예 1에서 얻어진 증착막의 막 두께의 변동폭은 ±0.79%이었다. 또한, 섀도우도 충분하게 작은 것이었다.
본 발명의 증착 장치 및 증착 방법은 디스플레이 패널이나 태양전지 등의 금속 전극 배선, 반도체층, 유기 EL층, 그 밖의 유기 재료 박막이나 무기 재료 박막 등의 성막에 적합하게 사용할 수 있다.
10 증착 장치
11 증착원
12 기판 고정부
13 분사 노즐
13a, 13b 내측 분사 노즐
13c, 13d 외측 분사 노즐
14 증착재 수용실
15 확산실
15A 확산실의 상면
16(16a, 16b, 16c, 16d) 개구면
17b 내측 분사 노즐의 선단 부분에서의 축
17d 외측 분사 노즐의 선단 부분에서의 축
18 제어판
18a 수직부
18b 경사부
19a, 19b 내측 분사 노즐의 개구면의 중심과 제어판의 선단을 통과하는 직선
20 제어판
20a 수직부
20b 수평부
X 기판
Y 마스크
Z 증착막
M 복수의 분사 노즐에서의 각 개구면의 중심을 연결하는 직선
P, Pa, Pb, Pc, Pd 각 분사 노즐의 증착량의 분포를 나타내는 곡선
Q 기판 표면의 중심
Ra, Rb, Rc, Rd 각 분사 노즐의 증착 유역
S 섀도우
L1 한 쌍의 내측 분사 노즐의 개구면의 중심점 사이의 거리
L2 한 쌍의 내측 분사 노즐 중 일방의 개구면의 중심과, 이 내측 분사 노즐의 외측에 배치되는 외측 분사 노즐의 개구면의 중심과의 사이의 거리
θ1 내측 분사 노즐의 개구면의 경사각
θ2 외측 분사 노즐의 개구면의 경사각
θ1' 내측 분사 노즐의 선단 부분의 축의 경사각
θ2' 외측 분사 노즐의 선단 부분의 축의 경사각

Claims (6)

  1. 직선 형상으로 배치되어, 증착재를 분사하는 복수의 분사 노즐을 갖는 증착원을 구비하고,
    상기 복수의 분사 노즐이
    대향하는 방향으로 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 내측 분사 노즐, 및
    상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 외측에 각각 배치되고, 외측을 향하여 경사져 있는 개구면을 갖는 한 쌍의 외측 분사 노즐
    을 포함하고,
    상기 증착원이 상기 한 쌍의 내측 분사 노즐 사이에 배치되고, 분사되는 증착재의 분포를 제어하는 제어판을 더 갖는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어판의 상기 복수의 분사 노즐의 각 개구면의 법선을 포함하는 절단면에서의 단면 형상이 Y자 모양 또는 T자 모양인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어판이 상기 분사되는 증착재의 분포를 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 개구면의 중심점 사이의 거리(L1)가 300mm 이상 400mm 이하,
    상기 한 쌍의 내측 분사 노즐 중 일방의 개구면의 중심과, 이 내측 분사 노즐의 외측에 배치되는 외측 분사 노즐의 개구면의 중심과의 사이의 거리(L2)가 40mm 이상 120mm 이하,
    상기 한 쌍의 내측 분사 노즐의 개구면의 경사각(θ1)이 30° 이상 45° 이하,
    상기 한 쌍의 외측 분사 노즐의 개구면의 경사각(θ2)이 50° 이상 70° 이하인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 증착 장치를 사용하여 증착을 행하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
  6. 증착 장치의 분사 노즐로부터 분사되는 증착재의 분포를 제어하는 제어판으로서,
    단면 형상이 Y자 모양 또는 T자 모양인 것을 특징으로 하는 제어판.


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