WO2006001205A1 - 蒸発装置、蒸着装置および蒸着装置における蒸発装置の切替方法 - Google Patents

蒸発装置、蒸着装置および蒸着装置における蒸発装置の切替方法 Download PDF

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Yoshiyasu Maeba
Kazuhito Suzuki
Tetsuya Inoue
Hiroyuki Daiku
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Hitachi Zosen Corporation
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    • F04D17/168—Pumps specially adapted to produce a vacuum

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition apparatus for vapor-depositing a predetermined material on a substrate disposed in a vacuum vessel, an evaporation apparatus for evaporating the predetermined material, and a method for switching an evaporation apparatus used in the vapor deposition apparatus.
  • a vapor deposition apparatus that forms a thin film by depositing a predetermined material on the surface of a substrate placed under vacuum, the material is evaporated by heating an evaporation source of the material placed under vacuum. A thin film is formed by adhering the evaporated evaporation material to the surface of a substrate which is also placed under a vacuum.
  • a thin film is formed using an evaporation material having one evaporation chamber force.
  • an evaporation source containing the material is placed in the other evaporation chamber and heated, and the evaporation chamber is kept in a vacuum state, and one evaporation is performed during the replacement.
  • the vacuum valve on the other evaporation chamber side was opened, and the evaporating material was introduced into the vacuum vessel, so that no loss of work time during material replacement occurred.
  • two evaporation chambers are connected to one vacuum vessel, that is, an evaporation material discharge pipe.
  • one vacuum vessel that is, an evaporation material discharge pipe.
  • the material evaporation source
  • the material runs out in the middle of the film formation, and the evaporation material from the other evaporation chamber is led to vapor deposition.
  • the quality of the thin film formed on the substrate surface varies due to the difference between the previous deposition conditions and the current deposition conditions.
  • traps that can be partially recovered are provided, but it is not the first time that materials that have been heated and cooled can be reused for the first time because they are not necessarily of the same quality as materials that are heated and evaporated.
  • the materials used may be limited, and additional equipment will be added, such as the trap requiring a heating device.
  • the present invention uses an evaporation apparatus that can prevent a decrease in the efficiency of use of the material to be deposited, and changes the deposition conditions when the evaporation material is introduced from a plurality of locations to the deposition chamber. It is an object of the present invention to provide a vapor deposition apparatus that does not cause the vapor deposition, and a method for switching an evaporation apparatus in the vapor deposition apparatus. Means for solving the problem
  • an evaporation apparatus is an evaporation apparatus that evaporates a predetermined material under a predetermined vacuum degree, and is an evaporation material that is connected to an exhaust device and evaporated at the top.
  • An evaporation container provided with a material discharge hole capable of discharging a material, and a mounting table provided in the evaporation container so as to be movable up and down by a lifting device and capable of mounting a material storage container storing the material.
  • a cylinder that prevents the evaporation material from being released into the evaporation container by covering the outer periphery of the evaporation container around the material discharge hole when the material storage container is lifted through the mounting table.
  • a partition wall member is provided,
  • a heating device for heating the material container is provided on the mounting table and the partition member,
  • a contact portion is provided on the mounting table side that can contact the lower end of the partition wall member and prevent the evaporation material from being discharged in the partition wall member when the mounting table is raised by the lifting device. Is.
  • the vapor deposition apparatus of the present invention includes at least two evaporation apparatuses according to the above invention, one vapor deposition container for vaporizing an evaporation material on a vapor deposition member under a predetermined degree of vacuum, and the vapor deposition apparatus.
  • a vapor deposition apparatus provided with a material transfer passage provided between the container and a material discharge hole of each of the evaporation apparatuses,
  • One end side of the material transfer passage is connected to the vapor deposition container side, and the other end side is branched and connected to the material discharge holes of the respective evaporators,
  • an on-off valve is arranged in the middle of each branched material transfer passage.
  • the evaporation apparatus switching method in the evaporation apparatus of the present invention performs evaporation by supplying an evaporation material to one evaporation container using at least two evaporation apparatuses.
  • a preheating step in which the material storage container of the other evaporator is raised into the partition member and heated to a predetermined temperature lower than the evaporation temperature of the material by the heating device before the material of one evaporator becomes insufficient. , The material storage container heated to a predetermined temperature is also lowered, and the impurity discharging step of discharging the vaporized impurities in the material storage container to the outside by the exhaust device, and again after the impurities are discharged, A main heating step in which the material container is raised and heated to the evaporation temperature of the material;
  • the inside of the evaporation container is kept clean by the exhaust apparatus, and the material storage container is raised in the partition member communicated with the material discharge hole and heated by the heating apparatus. Therefore, most of the evaporating material can be guided to the material discharge hole, and hence the discharge of the evaporating material by the exhaust device can be minimized, so that the material can be used effectively. That is, it is possible to prevent the use efficiency of the material from being lowered.
  • vapor deposition in the material transfer passage for guiding the vaporized material from each vaporizer to the vapor deposition container Since the connection portion on the chamber side is made one place, the deposition conditions do not change, and therefore, it is possible to prevent the quality of the thin film formed on the deposition target member from being varied.
  • the material storage container and impurities contained in the material are vaporized, and the material storage container is lowered and lowered from the partition wall member to exhaust the exhaust device. Therefore, when switching between at least two evaporators used for continuous vapor deposition, the quality of the thin film formed on the vapor deposition member can be prevented from being deteriorated. it can.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of an evaporation apparatus in the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a vapor deposition operation in the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 4 A cross-sectional view illustrating the vapor deposition operation in the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a vapor deposition operation in the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a vapor deposition operation in the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the principal part showing a modification of the evaporation apparatus in the vapor deposition apparatus.
  • this vapor deposition apparatus is roughly divided into a glass substrate 1 as a member to be vapor-deposited and inserted in a horizontal direction so that the vapor deposition surface is downward and held by a holder 2.
  • Vapor deposition container constructed (the inside of the container is called the vapor deposition chamber 3a, and although not shown, a glass substrate loading / unloading opening is provided in the side wall of the container, and other exhaust such as a vacuum pump is provided.
  • a predetermined material in the case of an organic EL screen, an organic material is used
  • a predetermined material Is called the evaporation material (A)
  • the evaporated material is the evaporation material (B) t ⁇ ⁇ )
  • Two evaporation devices 4 (4A, 4B), each of these evaporation devices 4 and the evaporation container 3
  • a material transfer pipe 5 which is a material transfer passage for transferring the evaporated material to the vapor deposition chamber 3a. It consists of
  • Each of the evaporation devices 4 is connected to an evaporation container 11 having an evaporation chamber 11a therein, and a wall portion of the evaporation container 11, and the evaporation chamber 11a has a predetermined degree of vacuum (for example, l X 10 " 4 Pa)) and a vacuum pump 12 as an exhaust device for maintaining the degree of vacuum, and an elevating cylinder device 13 as an elevating device in the evaporating chamber 11a.
  • a cylindrical material storage container (also referred to as a crucible) 14 that stores a vapor deposition material and has an open upper surface can be mounted on a disk-shaped mounting table 15.
  • a loading / unloading opening 1lb for loading / unloading the material storage container 14 and an opening / closing door 16 for opening / closing the loading / unloading opening 1lb are provided.
  • each of the evaporation containers 11 is a material for releasing the evaporation material.
  • a discharge hole 17 is formed, and in the middle of the material discharge hole 17, a dollar valve 18 is provided as an open / close valve capable of opening / closing the discharge hole 17 or adjusting its opening area.
  • the lower surface of the material discharge hole 17 of the upper wall portion 11c of the evaporation container 11 covers the periphery of the material storage container 14 raised through the mounting table 15.
  • a cylindrical partition wall member 19 is provided to hang down as much as possible to suppress (suppress) the evaporation material released from the material storage container 14 from moving to the evaporation chamber 11a side.
  • An annular contact portion (contact portion) 15a is formed such that at least the peripheral edge portion of the upper surface thereof contacts the lower end portion of the partition wall member 19 when being raised, and no gap is formed. In terms of dimensions, the gap between the partition member 19 and the material storage container 14 is made as small as possible.
  • a heating device 20 such as an electric heater, is provided inside the mounting table 15 and the outer peripheral surface of the partition member 19. 2 1 is provided.
  • the material transfer pipe 5 is for connecting two evaporators 4 to one vapor deposition vessel 3, and its upper end 5a is provided at one location on the bottom wall 3b of the vapor deposition vessel 3.
  • the lower end of the branch is branched into two to form a Y-shaped passage, and the lower ends 5b and 5c of the branches are connected to the material discharge holes 17 of the respective evaporation containers 11 ( Communicating)
  • a heating device such as an electric heater, and the evaporation temperature is maintained.
  • a material transfer passage is configured by the material transfer pipe 5 and the material discharge hole 17 provided on the evaporation container 11 side.
  • the vacuum pump 12 is operated to perform a predetermined vacuum. Maintain the degree of vacuum. While vapor deposition is performed, for example, the evaporation device 4A The vacuum pump 12 is continuously operated in order to discharge air that enters from the connection parts in each component device, and impurities (impure gas components) released from the component devices themselves.
  • the heating container 20, 21 is used to hold the material storage container 14 in a predetermined state.
  • the needle valve 18 is opened, the evaporated evaporation material (B) is led from the material discharge hole 17 to the vapor deposition chamber 3a of the vapor deposition container 3 through the material transfer pipe 5, and adheres to the surface of the glass substrate 1. A thin film is formed.
  • the material transfer passage is heated so that the evaporation material does not adhere to the surface.
  • preheating is performed in the other evaporation device 4B, and impurities such as moisture (as gas components) are discharged, followed by heating at the original evaporation temperature (hereinafter referred to as main heating).
  • the evaporation temperature the temperature in the main heating
  • the preheating temperature which is the temperature at which the material does not evaporate
  • a lower temperature for example, 150 ° C. It can be arbitrarily set within a range of several degrees to several ten degrees lower than the main heating.
  • the transition time until evaporation can be shortened.
  • the material storage placed on the mounting table 15 of the other evaporation device 4B is stored.
  • the container 14 is raised into the partition member 19 by the lifting cylinder device 13 and is lower than the evaporation temperature of the vapor deposition material by the heating devices 20 and 21 provided on the outer periphery of the mounting table 15 and the partition member 19. Heated to a predetermined temperature. Naturally, even during this preheating, the vacuum pump 12 exhausts air (preheating step).
  • impurities such as moisture existing in the partition wall member 19 are discharged to the outside by the vacuum pump 12 through the evaporation chamber 1 la (impurity discharging step).
  • the mounting table 15 When the impurities are discharged, as shown in FIG. 5, the mounting table 15 is raised again to raise (move) the material storage container 14 to the heating position in the partition wall member 19. At this time, since the annular contact portion 15a provided on the mounting table 15 side contacts the lower end portion of the partition wall member 19, the evaporated material (B) evaporated in the partition wall member 19 is drawn out and discharged to the outside. None happen. In other words, since the vacuum pump 12 that is always operated to discharge impurities is prevented from discharging the evaporated material to the outside, it is possible to prevent the use efficiency of the vapor deposition material from decreasing. Monkey.
  • the material storage container 14 is heated to the evaporation temperature by the heating devices 20 and 21, and evaporation is performed.
  • the main heating step as shown in FIG. 6, when the one dollar valve 18 provided in one evaporator 4A is closed and the other one dollar valve 18 provided in the other evaporator 4B is opened,
  • the evaporation material (B) evaporated in the other evaporation device 4B is introduced into the vapor deposition chamber 3a through the material transfer pipe 5 and is subsequently attached to the glass substrate 1.
  • the material storage container 14 of one evaporator 4A is lowered, the door 16 is opened and taken out, and replaced with a new one.
  • the main heating in the other evaporator 4B can be shortened to several minutes by starting the material usage status of the evaporator 4A at an appropriate time.
  • this switching method is a method of switching an evaporation device to be used when vapor deposition is performed by supplying an evaporation material to one evaporation container using at least two evaporation devices.
  • An impurity discharging step of lowering the material storage container heated to a predetermined temperature from the partition member and discharging impurities evaporated in the material storage container to the outside with a vacuum pump, and again after the impurities are discharged,
  • a material transfer passage switching step for closing the needle valve provided in the middle of the material discharge hole and opening the one-dollar valve provided in the middle of the material discharge hole of the other e
  • the two evaporation devices 4 are connected to the vapor deposition vessel 3 via the material transfer pipe 5, and the evaporation device 4 used for vapor deposition is switched by opening and closing the needle valve 18. Since vapor deposition can be performed continuously and there is only one supply point (introduction point) to the vapor deposition chamber 3a, for example, two vaporizers are connected to vapor deposition containers using separate material transfer pipes. Compared to the one (with different supply locations), the deposition conditions do not change when the evaporation apparatus is switched, so that the quality of the thin film formed on the glass substrate 1 can be prevented from varying.
  • the material storage container 14 is raised into the partition wall member 19 and is almost sealed by the mounting table 15, so that the component equipment system of the evaporator 4 Even when the vacuum pump 12 is driven to discharge intruding air, impurities, etc., it is possible to prevent (suppress) the evaporation material discharged from the material storage container 14 from being discharged to the outside. Therefore, it is possible to prevent the use efficiency of the evaporation material from being lowered.
  • An annular projecting portion (another example of the position restricting portion) 15b is provided so that it can be accurately moved (in the plan) to the inside position of the partition member 19 of the abutment portion 15a. It may be formed. Also in this case, the gap between the partition member 19 and the material storage container 14 is made as small as possible.
  • an opening / closing valve such as a one-dollar valve may be further provided at the branch lower end portions 5b, 5c of the material transfer pipe 5.
  • the present invention is provided with a plurality of evaporation devices, and is provided in the material transfer passage when the evaporation material evaporated by these evaporation devices is led continuously or by changing the type thereof to the vapor deposition chamber.
  • the open / close valve By operating the open / close valve, it is possible to deposit the evaporation material without waste and without changing the deposition conditions, so that it is optimal for use when, for example, the organic EL material is deposited on the substrate.
  • it can be effectively used for vapor deposition of various vapor deposition materials.

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Abstract

　所定の真空度下で所定の材料を蒸発させる蒸発装置４であって、真空ポンプ12に接続されるとともに上壁部11ｃに蒸発された蒸発材料（Ｂ）を放出し得る材料放出穴17が設けられた蒸発用容器11と、この蒸発用容器11内に昇降用シリンダ装置13により昇降自在に設けられるとともに蒸着材料（Ａ）を収納した材料収納容器14を載置し得る載置台15とを具備し、上記蒸発用容器14の材料放出穴17の周囲に、材料収納容器14が載置台15を介して上昇された際にその外周を覆うことにより蒸発材料の当該蒸発用容器11内への放出を抑制する筒状の隔壁部材19を設け、且つ上記載置台15および隔壁部材16に材料収納容器14を加熱する加熱装置21を設けたものである。  

Description

明 細 書
蒸発装置、蒸着装置および蒸着装置における蒸発装置の切替方法 技術分野
[0001] 本発明は、真空容器内に配置された基板に所定の材料を蒸着させる蒸着装置お よび所定の材料を蒸発させる蒸発装置、並びに蒸着装置にて使用する蒸発装置の 切替方法に関する。
背景技術
[0002] 真空下に置かれた基板の表面に、所定の材料を蒸着させて薄膜を形成する蒸着 装置においては、真空下に配置された材料の蒸発源を加熱して材料を蒸発させると ともに、この蒸発した蒸発材料を、同じく真空下に置かれた基板の表面に付着させる ことにより薄膜が形成されている。
[0003] ところで、真空下すなわち真空容器内に基板および蒸発源が配置された蒸着装置 において、蒸発源を追加しまたは交換する際に、真空容器内を大気に戻した後、再 び、真空容器内を真空にする必要があり、時間のロスが発生する。
[0004] この時間のロスを解消する蒸着装置が、既に、提案されている（例えば、特開 2003
297565号公報参照)。
[0005] この蒸着装置は、真空容器の下部に、真空弁がそれぞれ設けられた有機 EL材料 の材料放出口が 2個配置されるとともに、これら各放出口に、材料の蒸発源が配置さ れた蒸発室が接続されたものである。
[0006] この構成により、例えば一方の蒸発室力 の蒸発材料により薄膜の形成が行われ ている。例えば、材料を交換する場合には、他方の蒸発室に材料が入った蒸発源を 配置して加熱しそして当該蒸発室を真空にした状態で待機させておき、その交換時 に、一方の蒸発室側の真空弁を閉じた後、他方の蒸発室側の真空弁を開き、蒸発材 料を真空容器内に導くことにより、材料交換時における作業時間のロスが発生しない ようにされていた。
[0007] ところで、このような蒸着装置の構成によると、蒸発源が 2個（2回分)までは問題は ないが、さらに連続して蒸着を行う場合には、下記のような構成にする必要がある。 [0008] すなわち、 2個の蒸発源を設けるとともに、これら各蒸発源にて蒸発された蒸発材 料を蒸着室に導く導入路をそれぞれ設け、さらに各導入路の途中に開閉弁を設けて おき、一方の蒸発源から蒸発材料を導入している間に、他方の導入路の開閉弁を閉 じておき、この状態で、他方の蒸発源を交換する必要がある（例えば、特許第 29127 56号に係る特許明細書参照)。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] しかし、上述したように、 2個の蒸発源を設けた場合には、 1個の真空容器に対して 、蒸発室が 2個接続されていることになり、すなわち蒸発材料の放出管が 2系統設け られるとともに真空容器内での接続位置が異なるため、例えば材料 (蒸発源)を交換 した場合、特に、成膜途中で材料切れとなり、他方の蒸発室からの蒸発材料を導い て蒸着を再開する場合には、前の蒸着条件と現在の蒸着条件とが異なり、基板表面 に形成された薄膜の品質にばらつきが生じるという問題がある。
[0010] また、このような高 、真空度を必要とする系にお 、ては、完全なシールを得ることが 困難となり、どうしても僅かではあるが外気が侵入して所定の真空度を維持することが できないこと、および容器等の加熱によりその構成材料内部カゝら不純成分ガスが発 生するということから、真空ポンプを常時作動させる必要があり、例えば上記特許明 細書に開示された構成においては、蒸発材料の一部が蒸発室に導かれる前に真空 ポンプにて外部に排出されてしまう可能性があり、材料の使用効率が低下するという 問題がある。
[0011] さらに、一部を回収可能なトラップが設けられているが、一度、加熱'冷却した材料 の再利用については、初めて、加熱 '蒸発させる材料と必ずしも同じ品質であるとは 言えないため、使用する際の材料が限られることもあり、またトラップには加熱装置を 必要とするなど、付帯設備も増えることになる。
[0012] そこで、本発明は、蒸着すべき材料の使用効率の低下を防止し得る蒸発装置およ びこの蒸発装置を用いるとともに複数箇所から蒸発材料を蒸着室に導く際に蒸着条 件を変化させることのない蒸着装置、並びに蒸着装置における蒸発装置の切替方法 を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0013] 上記課題を解決するため、本発明の蒸発装置は、所定の真空度下で所定の材料 を蒸発させる蒸発装置であって、排気装置に接続されるとともに上部に蒸発された蒸 発材料を放出し得る材料放出穴が設けられた蒸発用容器と、この蒸発用容器内に昇 降装置により昇降自在に設けられるとともに材料を収納した材料収納容器を載置し 得る載置台とが具備され、
上記蒸発用容器の材料放出穴の周囲に、上記材料収納容器が載置台を介して上 昇された際にその外周を覆うことにより蒸発材料の当該蒸発用容器内への放出を抑 制する筒状の隔壁部材が設けられ、
上記載置台および隔壁部材に上記材料収納容器を加熱する加熱装置が具備され たものであり、
また上記載置台側に、当該載置台が昇降装置により上昇された際に、隔壁部材の 下端部に当接して当該隔壁部材内の蒸発材料の排出を阻止し得る当接部が設けら れたものである。
[0014] また、本発明の蒸着装置は、少なくとも 2台の上記発明に係る蒸発装置と、所定の 真空度下で被蒸着部材に蒸発材料を蒸着させる 1個の蒸着用容器と、この蒸着用容 器と上記各蒸発装置の材料放出穴との間に亘つて設けられた材料移送通路とが具 備された蒸着装置であって、
上記材料移送通路の一端側が上記蒸着用容器側に接続され且つ他端側が分岐さ せられてそれぞれ上記各蒸発装置の材料放出穴に接続され、
さらにこれら分岐された各材料移送通路の途中に開閉弁がそれぞれ配置されたも のである。
[0015] さらに、本発明の蒸着装置における蒸発装置の切替方法は、少なくとも 2台の蒸発 装置を用いて 1個の蒸着用容器に蒸発材料を供給して蒸着を行うようにした上記発 明に係る蒸着装置において使用する蒸発装置を切り替える方法であって、
一方の蒸発装置において材料が不足状態になる前に、他方の蒸発装置の材料収 納容器を隔壁部材内に上昇させて、加熱装置で材料の蒸発温度より低い所定温度 に加熱する予備加熱ステップと、 所定温度に加熱された材料収納容器を隔壁部材カも下降させて、当該材料収納 容器内で気化した不純物を排気装置で外部に排出する不純物排出ステップと、 不純物の排出後に、再び隔壁部材内に材料収納容器を上昇させて材料の蒸発温 度に加熱する本加熱ステップと、
上記一方の蒸発装置の材料移送通路に設けられた開閉弁を閉鎖するとともに他方 の蒸発装置の材料移送通路に設けられた開閉弁を開放するステップとを具備した切 替方法である。
発明の効果
[0016] 上記蒸発装置によれば、排気装置にて蒸発用容器内を清浄に維持しつつ、材料 放出穴に連通された隔壁部材内に材料収納容器を上昇させて加熱装置で加熱する ようにしているため、蒸発材料の殆どを材料放出穴に導くことができ、したがって排気 装置による蒸発材料の排出を極力少なくすることができるので、材料を有効に利用す ることができる。すなわち、材料の使用効率が低下するのを防止することができる。
[0017] また、上記蒸着装置によれば、少なくとも 2台の蒸発装置を交互に用いて連続して 蒸着を行わせる際に、各蒸発装置から蒸着用容器に蒸発材料を導く材料移送通路 の蒸着室側の接続箇所が一箇所にされているため、蒸着条件が変化することがなく 、したがって被蒸着部材に形成される薄膜の品質にばらつきが生じるのを防止するこ とがでさる。
[0018] さらに、上記切替方法によれば、予備加熱の段階で、材料収納容器におよび材料 に含まれている不純物を気化させるとともに、隔壁部材から材料収納容器をー且下 降させて排気装置によりその不純物を外部に排出するようにしたので、連続蒸着時 に使用する少なくとも 2台の蒸発装置を切り替える際に、被蒸着部材に形成される薄 膜の品質が低下するのを防止することができる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の実施の形態に係る蒸着装置の概略構成を示す断面図である。
[図 2]同蒸着装置における蒸発装置の要部断面図である。
[図 3]同蒸着装置における蒸着動作を説明する断面図である。
圆 4]同蒸着装置における蒸着動作を説明する断面図である。 [図 5]同蒸着装置における蒸着動作を説明する断面図である。
[図 6]同蒸着装置における蒸着動作を説明する断面図である。
[図 7]同蒸着装置における蒸発装置の変形例を示す要部断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の実施の形態に係る蒸発装置およびこの蒸発装置を用いた蒸着装 置並びにこの蒸着装置における蒸発装置の切替方法を、図 1〜図 6に基づき説明す る。
[0021] まず、全体構成である蒸着装置について説明する。
[0022] この蒸着装置は、図 1に示すように、大きく分けて、被蒸着部材であるガラス基板 1 がその蒸着面が下方となるように水平方向で挿入されるとともに保持具 2により保持さ れるように構成された蒸着用容器 (容器内を蒸着室 3aといい、また図示しないが、容 器の側壁部にはガラス基板の搬入出用開口部が設けられるとともに他に真空ポンプ などの排気装置が具備されている） 3と、この蒸着用容器 3の下方に配置されて所定 の材料 (有機 EL画面用の場合には、有機材料が用いられる)の蒸発 (以下、所定の 材料 (原料)を蒸着材料 (A)といい、蒸発した材料を蒸発材料 (B) t ヽぅ）が行われる 2台の蒸発装置 4 (4A, 4B)と、これら各蒸発装置 4と上記蒸着用容器 3とを接続して 蒸発材料を蒸着室 3aに移送するための材料移送通路である材料移送管 5とから構 成されている。
[0023] 上記各蒸発装置 4は、内部に蒸発室 11aを有する蒸発用容器 11と、この蒸発用容 器 11の壁部に接続されて当該蒸発室 11a内を所定の真空度 (例えば、 l X 10"4Pa 程度）にするとともにその真空度を維持するための排気装置としての真空ポンプ 12と 、同じく蒸発室 11a内に昇降装置としての昇降用シリンダ装置 13に連結されて昇降 自在に設けられるとともに蒸着材料を収納し且つ上面が開放された円筒状の材料収 納容器 (坩堝とも 、う） 14を載置し得る円板状の載置台 15とから構成されて ヽる。
[0024] 上記蒸発用容器 11の側面には、材料収納容器 14を搬入出するための搬入出用 開口部 1 lbおよび当該搬入出用開口部 1 lbを開閉する開閉扉 16が設けられて 、る
[0025] また、上記各蒸発用容器 11の上壁部 11cには、蒸発材料を放出するための材料 放出穴 17が形成されるとともに、この材料放出穴 17の途中には、当該放出穴 17を 開閉またはその開口面積を調節可能な開閉弁としての-一ドルバルブ 18が設けら れている。
[0026] さらに、図 2に示すように、蒸発用容器 11の上壁部 11cの材料放出穴 17の周囲下 面には、載置台 15を介して上昇された材料収納容器 14の周囲を覆うことにより当該 材料収納容器 14から放出される蒸発材料が蒸発室 11a側に移動するのを極力少な く（抑制）するための筒状の隔壁部材 19が垂下して設けられるとともに、載置台 15が 上昇した際に、少なくとも、その上面の周縁部が隔壁部材 19の下端部に接触して隙 間ができないような環状の当接部 (密着部） 15aにされている。なお、寸法的には、隔 壁部材 19と材料収納容器 14との隙間ができるだけ小さくされる。
[0027] そして、蒸発用容器 11内の蒸着材料 (A)を所定の蒸発温度に加熱するために、載 置台 15の内部および隔壁部材 19の外周面には、電気ヒータなどの加熱装置 20, 2 1が設けられている。
[0028] また、上記材料移送管 5は 1個の蒸着用容器 3に 2台の蒸発装置 4を接続するため のもので、その上端部 5aが蒸着用容器 3の底壁部 3bに一箇所で接続 (連通）され、 またその下端側は 2本に分岐されて Y字状の通路にされるとともに各分岐下端部 5b, 5cは、それぞれの蒸発用容器 11の材料放出穴 17に接続 (連通）されて ヽる。
[0029] なお、図示していないが、蒸発材料が移動する経路については、全て、電熱ヒータ などの加熱装置が設けられて、その蒸発温度が維持されている。また、材料移送管 5 および蒸発用容器 11側に設けられた材料放出穴 17により材料移送通路が構成され る。
[0030] 次に、上記蒸着装置での蒸着方法について、特に蒸発装置における蒸発動作でし 力も 2台の蒸発装置を切り替える際の動作に着目して説明する。
[0031] まず、一台（一方)の蒸発装置 4Aにより、蒸着用容器 3に保持されたガラス基板 1の 表面に蒸発材料を蒸着させる場合について簡単に説明しておく。
[0032] 図 1に示すように、蒸発用容器 11内の載置台 15に蒸着材料 (A)が収納された材 料収納容器 14を載置した後、真空ポンプ 12を作動させて所定の真空度にするととも に、その真空度を維持する。なお、蒸着が行われている間は、例えば蒸発装置 4Aの 各構成機器における接続部から侵入する空気、構成機器自体から放出される不純 物（不純ガス成分である）などを排出するために、真空ポンプ 12が連続運転されてい る。
[0033] 次に、図 3に示すように、材料収納容器 14を隔壁部材 19内に上昇 (移動）させた状 態で、それぞれの加熱装置 20, 21により、当該材料収納容器 14を所定の蒸発温度 まで加熱し、材料収納容器 14内の蒸着材料 (A)の蒸発を開始させる。そして、ニー ドルバルブ 18を開放すると、蒸発した蒸発材料 (B)は材料放出穴 17から材料移送 管 5を介して蒸着用容器 3の蒸着室 3aに導かれ、ガラス基板 1の表面に付着して薄 膜が形成される。勿論、蒸発材料の放出が行われている間は、その材料移送通路が 加熱されて蒸発材料がその表面に付着しな 、ように配慮されて 、る。
[0034] そして、一方の蒸発装置 4Aにおける材料収納容器 14内の蒸着材料が減ってくる と、他方の蒸着装置 4Bからの蒸発材料の供給 (導入）に切り替えるための準備が開 始される。
[0035] この切り替えに際して、他方の蒸発装置 4Bにおいては予備加熱が行われるととも に水分などの不純物 (ガス成分として)を排出した後、本来の蒸発温度での加熱 (以 下、本加熱ともいう）が行われる。例えば、蒸発温度 (本加熱での温度）が 200°Cであ る場合には、材料が蒸発しない温度である予備加熱温度は、それよりも低い例えば 1 50°Cの温度とされるなど、本加熱より数度〜 10数度程度の低い範囲で任意に設定 することができる。また、予備加熱温度が材料の蒸発温度に近い方が蒸発までの移 行時間を短くすることができる。
[0036] 以下、蒸発装置 4の切替方法につ 、て詳しく説明する。
[0037] すなわち、図 3に示すように、一方の蒸発装置 4Aにより蒸発材料 (B)の供給が行 われて ヽる間に、他方の蒸発装置 4Bの載置台 15に載置された材料収納容器 14は 、昇降用シリンダ装置 13により隔壁部材 19内に上昇されるとともに、載置台 15およ び隔壁部材 19の外周に設けられた加熱装置 20, 21により、蒸着材料の蒸発温度よ り低い所定温度に加熱される。当然、この予備加熱時においても、真空ポンプ 12に より排気が行われて 、る（予備加熱ステップ)。
[0038] そして、所定温度に加熱されると、図 4に示すように、一旦、昇降用シリンダ装置 13 により載置台 15を下降させて、材料収納容器 14を隔壁部材 19から抜き出す。
[0039] すると、隔壁部材 19内に存在する水分などの不純物が、真空ポンプ 12により蒸発 室 1 laを経て外部に排出される（不純物排出ステップ)。
[0040] この不純物の排出が済むと、図 5に示すように、再度、載置台 15を上昇させて材料 収納容器 14を隔壁部材 19内の加熱位置に上昇 (移動）させる。このとき、載置台 15 側に設けられた環状の当接部 15aが隔壁部材 19の下端部に当接するため、隔壁部 材 19内で蒸発した蒸発材料 (B)が引き出されて外部に排出されることはない。すな わち、不純物を排出するために常時運転されている真空ポンプ 12による、蒸発材料 の外部への排出が防止されるため、蒸着材料の使用効率が低下するのを防止するこ とがでさる。
[0041] 次に、加熱装置 20, 21により、材料収納容器 14を蒸発温度に加熱して蒸発を行う
(本加熱ステップ）とともに、図 6に示すように、一方の蒸発装置 4Aに設けられた-一 ドルバルブ 18を閉鎖し且つ他方の蒸発装置 4Bに設けられた他方の-一ドルバルブ 18を開放すると、他方の蒸発装置 4Bにて蒸発した蒸発材料 (B)が、材料移送管 5を 介して蒸着室 3a内に導かれてガラス基板 1への付着が引き続いて行われる。なお、 この後、一方の蒸発装置 4Aの材料収納容器 14を下降させ、開閉扉 16を開いて取り 出し、新しいものと交換すればよい。また、他方の蒸発装置 4Bでの本加熱は、蒸発 装置 4Aの材料使用状況力 適切な時期に開始することで、この切り替え時間を数分 レベルに短縮することができる。
[0042] ここで、上記蒸発装置の切替方法をステップで示すと下記のようになる。
[0043] すなわち、この切替方法には、少なくとも 2台の蒸発装置を用いて 1個の蒸着用容 器に蒸発材料を供給して蒸着を行う際に使用する蒸発装置を切り替える方法であつ て、一方の蒸発装置において材料が不足状態になる前に、他方の蒸発装置の材料 収納容器を隔壁部材内に上昇させて、加熱装置で材料の蒸発温度より低い所定温 度に加熱する予備加熱ステップと、所定温度に加熱された材料収納容器を隔壁部材 から下降させて、当該材料収納容器内で気化した不純物を真空ポンプで外部に排 出する不純物排出ステップと、不純物の排出後に、再び隔壁部材内に材料収納容 器を上昇させて材料の蒸発温度に加熱する本加熱ステップと、上記一方の蒸発装置 の材料放出穴の途中に設けられたニードルバルブを閉鎖するとともに他方の蒸発装 置の材料放出穴の途中に設けられた-一ドルバルブを開放する材料移送通路切替 ステップとが具備されて！、る。
[0044] 上述したように、蒸着用容器 3に材料移送管 5を介して 2台の蒸発装置 4を接続する とともに、ニードルバルブ 18の開閉で蒸着に使用する蒸発装置 4を切り替えるように したので、連続して蒸着を行い得るとともに、蒸着室 3aへの供給箇所 (導入箇所)が 1箇所であるため、例えば 2台の蒸発装置を別個の材料移送管を用いて蒸着用容器 にそれぞれ接続した (供給箇所が異なる)ものに比べて、蒸発装置を切り替えた際に 、蒸着条件が変化しないため、ガラス基板 1に形成される薄膜の品質がばらつくの防 止することができる。
[0045] また、予備加熱の段階で、材料収納容器 14に付着して 、るおよび蒸着材料に含ま れている不純物を気化させるとともに、材料収納容器 14を隔壁部材 19からー且外側 に抜き出してその不純物を真空ポンプ 12により外部へ排出するようにしたので、連続 蒸着時に使用する 2台の蒸発装置を切り替えた際に、ガラス基板 1の表面に形成さ れる薄膜の品質が低下するのを防止することができる。
[0046] さらに、本加熱時の段階では、材料収納容器 14は隔壁部材 19内に上昇されるとと もに載置台 15によりほぼ密閉状態にされているため、蒸発装置 4の構成機器系から 侵入する空気、不純物などを排出するために真空ポンプ 12を駆動して 、る場合でも 、材料収納容器 14から放出される蒸発材料が外部に排出されるのを防止 (抑制)す ることができ、したがって蒸発材料の使用効率が低下するのを防止することができる。
[0047] ところで、上記実施の形態においては、載置台 15の外周に材料収納容器 14の位 置規制部を兼ねた環状の当接部 15aを設けた力 例えば図 7に示すように、載置台 1 5の当接部 15aの隔壁部材 19の内側位置に、隔壁部材 19に対して正確に移動 (案 内）し得るように、環状の突状部 (位置規制部の他の例） 15bを形成してもよい。この 場合も、隔壁部材 19と材料収納容器 14との隙間ができるだけ小さくされる。
[0048] また、ニードルバルブ 18による閉鎖が不十分である場合には、材料移送管 5の分 岐下端部 5b, 5cにさらに-一ドルバルブなどの開閉弁を設けてもよい。
[0049] さらに、上記実施の形態においては、蒸発装置を 2台具備したものとして説明した 力 3台以上具備したものであってもよい。
産業上の利用可能性
本発明は、上述したように、複数の蒸発装置が設けられるとともにこれら蒸発装置に て蒸発された蒸発材料を連続的にまたはその種類を換えて蒸着室に導く際に、材料 移送通路に設けられた開閉弁を操作することにより、蒸発材料を無駄なく且つ蒸着 条件を変化させることなく蒸着することができるので、例えば有機 EL材料を基板に蒸 着させる際に利用するのに最適である。勿論、この他、各種の蒸着材料の蒸着にも、 有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 所定の真空度下で所定の材料を蒸発させる蒸発装置であって、
排気装置に接続されるとともに上部に蒸発された蒸発材料を放出し得る材料放出 穴が設けられた蒸発用容器と、この蒸発用容器内に昇降装置により昇降自在に設け られるとともに材料を収納した材料収納容器を載置し得る載置台とが具備され、 上記蒸発用容器の材料放出穴の周囲に、上記材料収納容器が載置台を介して上 昇された際にその外周を覆うことにより蒸発材料の当該蒸発用容器内への放出を抑 制する筒状の隔壁部材が設けられ、
上記載置台および隔壁部材に上記材料収納容器を加熱する加熱装置が具備され たことを特徴とする蒸発装置。
[2] 載置台側に、当該載置台が昇降装置により上昇された際に、隔壁部材の下端部に 当接して当該隔壁部材内の蒸発材料の排出を阻止し得る当接部が設けられたことを 特徴とする請求項 1に記載の蒸発装置。
[3] 請求項 1または 2に記載された少なくとも 2台の蒸発装置と、所定の真空度下で被 蒸着部材に蒸発材料を蒸着させる 1個の蒸着用容器と、この蒸着用容器と上記各蒸 発装置の材料放出穴との間に亘つて設けられた材料移送通路とが具備された蒸着 装置であって、
上記材料移送通路の一端側が上記蒸着用容器側に接続され且つ他端側が分岐さ せられてそれぞれ上記各蒸発装置の材料放出穴に接続され、
さらにこれら分岐された材料移送通路の途中に開閉弁がそれぞれ配置されたことを 特徴とする蒸着装置。
[4] 少なくとも 2台の蒸発装置を用いて 1個の蒸着用容器に蒸発材料を供給して蒸着を 行うようにした請求項 3に記載の蒸着装置において使用する蒸発装置を切り替える方 法であって、
一方の蒸発装置において材料が不足状態になる前に、他方の蒸発装置の材料収 納容器を隔壁部材内に上昇させて、加熱装置で材料の蒸発温度より低い所定温度 に加熱する予備加熱ステップと、
所定温度に加熱された材料収納容器を隔壁部材カも下降させて、当該材料収納 容器内で気化した不純物を排気装置で外部に排出する不純物排出ステップと、 不純物の排出後に、再び隔壁部材内に材料収納容器を上昇させて材料の蒸発温 度に加熱する本加熱ステップと、
上記一方の蒸発装置の材料移送通路に設けられた開閉弁を閉鎖するとともに他方 の蒸発装置の材料移送通路に設けられた開閉弁を開放するステップとが具備された ことを特徴とする蒸着装置における蒸発装置の切替方法。
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