WO2019235118A1 - 真空蒸着装置用の蒸着源 - Google Patents

真空蒸着装置用の蒸着源 Download PDF

Info

Publication number
WO2019235118A1
WO2019235118A1 PCT/JP2019/018352 JP2019018352W WO2019235118A1 WO 2019235118 A1 WO2019235118 A1 WO 2019235118A1 JP 2019018352 W JP2019018352 W JP 2019018352W WO 2019235118 A1 WO2019235118 A1 WO 2019235118A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vapor deposition
crucible
vacuum
sublimated
deposition source
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/018352
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寿充 中村
健介 清
Original Assignee
株式会社アルバック
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アルバック filed Critical 株式会社アルバック
Priority to JP2020523574A priority Critical patent/JP6918233B2/ja
Priority to CN201980004684.3A priority patent/CN111108230A/zh
Priority to KR1020207033597A priority patent/KR102453030B1/ko
Publication of WO2019235118A1 publication Critical patent/WO2019235118A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/243—Crucibles for source material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition source for a vacuum vapor deposition apparatus which is disposed in a vacuum chamber and sublimates a sublimable material and deposits it on a deposition object.
  • an organic EL element there is a process of depositing a sublimable material (organic material) such as an aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) or an aromatic diamine on a deposition object such as a substrate in a vacuum atmosphere.
  • a sublimable material such as an aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) or an aromatic diamine
  • a vapor deposition source used in such a vacuum vapor deposition apparatus is known from Patent Document 1, for example. This is provided with a crucible whose upper surface in the vertical direction is opened, and heating means such as an induction coil for heating the crucible (see the column of the prior art).
  • the above-mentioned materials generally have poor thermal conductivity, and in addition, unlike materials that vaporize through the liquid phase, convection of the material in the crucible does not occur during heating. For this reason, when the crucible is filled with, for example, a powdered material in the conventional evaporation source and heated by a heating means in a vacuum atmosphere, the material is sublimated from the material in contact with the wall surface of the crucible that directly transfers heat. To go. At this time, from the upper layer portion of the filled material facing the upper surface opening of the crucible, the sublimated material scatters toward the deposition object through the upper surface opening of the crucible, but sublimates in the lower layer portion located below it.
  • the resulting material collides with a relatively low temperature material (in other words, not yet heated to the sublimation temperature) existing around it, and returns to a solid.
  • a relatively low temperature material in other words, not yet heated to the sublimation temperature
  • the sublimated material is scattered only from a limited range, so that the amount of sublimation per unit time under the same pressure is small and the deposition rate for the deposition object is low (that is, the productivity is low). There's a problem.
  • the present invention provides a vapor deposition source for a vacuum vapor deposition apparatus that can increase the amount of sublimation per unit time when depositing a sublimable material and has a high vapor deposition rate for a deposition object. That is the subject.
  • a deposition source for a vacuum deposition apparatus which is disposed in a vacuum chamber and sublimates a sublimable material and deposits on a deposition target, is provided on the deposition target.
  • An outer container having a spout for ejecting the sublimated material toward the outer surface, an inner container that is inserted into the outer container at a distance from the wall surface and contains the sublimable material, and heating the material in the inner container And a plurality of through holes that allow the sublimated material to communicate with each other.
  • the inner container of the vapor deposition source when the inner container of the vapor deposition source is filled with, for example, a powdery sublimable material, and the outer container is heated by a heating means in a vacuum atmosphere, for example, through the through holes by the radiant heat from the outer container. It sublimes from a material that is directly heated or a material that conducts heat directly from an inner container that is heated by radiant heat.
  • This sublimated material is guided from each through hole to the jet outlet of the outer container through the space by the conductance of the space between the inner wall surface of the outer container and the outer wall surface of the inner container. It is scattered toward the object.
  • the present invention most of the sublimated material is taken out to each through-hole, and it is suppressed as much as possible from colliding with a relatively low temperature material (that is, non-heated material) and returning to a solid. For this reason (in other words, the area where the sublimated material is scattered increases), the amount of sublimation increases dramatically compared to the conventional example in which the sublimated material is scattered only from a limited range.
  • the deposition rate for the deposition object can be increased.
  • the vapor deposition source for the vacuum vapor deposition apparatus of the present invention can obtain a high vapor deposition rate even at a low heating temperature, and is therefore optimal for vapor deposition of organic materials such as aluminum quinolinol complexes and aromatic diamines.
  • the gap between the inner container and the outer container can be efficiently heated by radiation from the outer container, while the sublimated material is efficiently taken out from each through hole to the spout of the outer container. Is set in the range of 1 mm to 30 mm.
  • the inner container when the outer container is constituted by a crucible having an upper surface opened in the vertical direction, the inner container is constituted by a bottomed cylindrical body having an upper surface opened, and the outer bottom wall of the cylindrical body is formed.
  • a configuration may be adopted in which leg pieces are provided.
  • the inner container can be easily set in the crucible simply by inserting the inner container into the crucible with the leg piece side down and bringing the leg piece into contact with the inner bottom wall of the crucible.
  • the sublimated material In addition to the space (first space) between the inner wall of the crucible and the outer measurement wall of the inner container, the sublimated material also passes between the inner bottom wall of the crucible and the outer bottom wall of the inner container.
  • the amount of sublimation can be further increased, which is advantageous.
  • a certain gap that defines the space is formed only by installing the inner container.
  • the inner container can be positioned concentrically in the crucible.
  • a metal wire having a predetermined diameter is assembled in a grid shape like a metal mesh, or a circular or slit shape through which steam passes through a metal plate like a punching metal.
  • the cylindrical body is composed of a plurality of metal meshes stacked to give a thickness, or a metal wire rod entangled to form a nonwoven fabric. You can also.
  • the mesh size serving as a through hole that allows the sublimated material to communicate with each other in a diameter range of ⁇ 0.2 to 1.0 mm is # 10. It is preferable to be in the range of ⁇ 50.
  • sublimation materials organic materials
  • such as aluminum quinolinol complexes and aromatic diamines are generally cohesive even when filled with a powdery material, and almost leak out from each mesh. If the outer container is piled up without any problems, and if a part of the outer container is leaked, it is simply accumulated on the inner bottom wall of the outer container, and then sublimates when the outer container is heated.
  • (A) is sectional drawing which shows typically a vacuum evaporation system provided with the evaporation source of embodiment of this invention.
  • (B) is sectional drawing which decomposes
  • (A) is a partial expanded sectional view which shows the mode of the scattering of the sublimated material from the vapor deposition source of this invention.
  • (B) is a partial expanded sectional view which shows the mode of the scattering of the sublimated material from the vapor deposition source of a prior art example. The graph explaining the change of the vapor deposition rate with respect to heating temperature.
  • a deposition target is a glass substrate having a rectangular outline (hereinafter referred to as “substrate Sw”), a vapor deposition substance is a sublimable organic material, and is formed on one surface of the substrate Sw.
  • substrate Sw glass substrate having a rectangular outline
  • a vapor deposition substance is a sublimable organic material, and is formed on one surface of the substrate Sw.
  • Dm is a vacuum vapor deposition apparatus provided with the vapor deposition source DS of the present embodiment.
  • the vacuum vapor deposition apparatus Dm includes a vacuum chamber 1, and a vacuum pump is connected to the vacuum chamber 1 through an exhaust pipe and is evacuated to a predetermined pressure (degree of vacuum). Can be formed.
  • a substrate transfer device 2 is provided above the vacuum chamber 1.
  • the substrate transfer device 2 has a carrier 21 that holds the substrate Sw in a state where a lower surface as a film formation surface is opened, and the carrier 21 and thus the substrate Sw are predetermined in one direction in the vacuum chamber 1 by a driving device (not shown). It moves at speed. Since a well-known device can be used as the substrate transfer device 2, further description is omitted.
  • a plate-like mask plate 3 is provided between the substrate Sw transported by the substrate transport device 2 and the vapor deposition source DS.
  • the mask plate 3 is mounted integrally with the substrate Sw and is transported by the substrate transport device 2 together with the substrate Sw.
  • the mask plate 3 can be fixedly disposed in advance in the vacuum chamber 1.
  • the mask plate 3 is formed with a plurality of openings 31 penetrating in the plate thickness direction, and the deposition range of the sublimated material on the substrate Sw at positions where these openings 31 are not provided is limited to the substrate Sw in a predetermined pattern.
  • a film is formed (evaporated).
  • the mask plate 3 is made of a metal such as invar, aluminum, alumina, stainless steel, or a resin such as polyimide.
  • the vapor deposition source DS of this embodiment is provided in the bottom face of the vacuum chamber 1 facing the board
  • the vapor deposition source DS has a crucible 4 constituting the outer container of the present embodiment.
  • the crucible 4 has a bottomed cylindrical contour with an open top in the vertical direction, and has a good thermal conductivity such as molybdenum, titanium, stainless steel, and carbon, and is formed of a high melting point material.
  • the upper surface opening 41 of the crucible 4 constitutes a spout for the sublimated material in the present embodiment.
  • a heating means Ht made of a known material such as a sheath heater or a lamp heater is provided.
  • the cylindrical body 5 which comprises the inner container of this embodiment is inserted in the crucible 4.
  • the cylindrical body 5 is made of a material having a high heat melting point such as molybdenum, titanium, and stainless steel, and in this embodiment, a metal mesh formed by assembling the wire 51 in a lattice shape has a bottom. It is formed so as to have a cylindrical outline, and each mesh 52 portion of the metal mesh constitutes the through hole of this embodiment.
  • the wire diameter of the wire 51 is preferably in the range of ⁇ 0.2 to 1.0 mm, and the size of the mesh 52 is preferably in the range of # 10 to # 50. If the mesh (opening) 52 is too large, there is a problem that the material cannot be held. On the other hand, if the mesh 52 is too small, a problem occurs that the passage of the sublimated material is hindered.
  • a plurality of rod-like leg pieces 54 are provided on the outer bottom wall 53 of the cylindrical body 5 with a space therebetween. Further, on the outer peripheral wall 55 of the cylindrical body 5 constituting the outer wall of the present embodiment, a bar-shaped spacer member 56 is spaced from the inner bottom wall 42 of the crucible 4 at the same height and in the circumferential direction. There are several standing.
  • the cylindrical body 5 When the cylindrical body 5 is installed in the crucible 4 in the vacuum chamber 1 under atmospheric pressure, the cylindrical body 5 is inserted into the upper surface opening 41 of the crucible 4 from the leg piece 54 side, and each spacer member 56 is fixed to the main body. The cylindrical body 5 is moved downward while sliding along the inner peripheral surface 43 of the crucible 4 constituting the inner wall of the embodiment.
  • a first space 6a consisting of a gap W1 corresponding to the length of the spacer member 56 is defined between the inner peripheral surface 43 of the crucible 4 and the outer peripheral wall 55 of the cylindrical body 5, in addition to this.
  • a second space 6 b is defined between the inner bottom surface 42 of the crucible 4 and the outer bottom wall 53 of the cylindrical body 5, which is a gap W ⁇ b> 2 corresponding to the length of the spacer member 56.
  • the length of the leg piece 54 and the spacer member 56 is such that when the crucible 4 is heated by the heating means Ht in a state where the vacuum chamber 1 is in a vacuum atmosphere, the first space can be efficiently heated by radiation from the crucible 4. 6a and the conductance of the second space 6b, so that the sublimated organic material can be efficiently guided from the respective mesh 52 of the metal mesh to the upper surface opening 41 of the crucible 4 through the first space 6a and the second space 6b. It is set in the range of 1 mm to 30 mm. After inserting the cylindrical body 5 into the crucible 4, the cylindrical body 5 is filled with a sublimable organic material 7.
  • Examples of the organic material 7 used for vapor deposition with the vapor deposition source of the present embodiment include aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) and aromatic diamine, and the powdered material is filled from the upper surface opening of the cylindrical body 5. It has become so. Thus, even if it fills the cylindrical body 5 with the powdery organic material 7, since these organic materials 7 are cohesive, they are piled up almost without leaking from each mesh
  • the organic material 7 as described above generally has poor thermal conductivity, and in addition, unlike the material that vaporizes through the liquid phase, convection of the material in the crucible does not occur during heating. For this reason, when the organic material 7 is directly filled in the crucible Pc and deposited as in the conventional example, as shown in FIG. 2 (a), when the crucible Pc is heated by a heating means not shown, heat is directly transferred. The organic material 7 sublimates from the organic material 7 in contact with the wall surface of the crucible Pc. From the upper layer portion Pu of the filled organic material 7 facing the upper surface opening Po of the crucible Pc, the sublimated organic material 7a becomes the upper surface opening Po of the crucible Pc.
  • the organic material 7b sublimated in the lower layer portion Pd located below the substrate (not shown) passes through the substrate 7 (not shown) and is heated to a relatively low temperature (in other words, still a sublimation temperature). It is collided with the organic material 7 and returns to solid. As a result, the sublimated organic material 7 is scattered only from a limited range, so that the amount of sublimation per unit time under the same pressure is small and the deposition rate for the deposition object is low.
  • the vapor deposition source DS of this embodiment when the organic material 7 is deposited on the substrate Sw in a vacuum atmosphere, when the crucible 4 is heated by the heating means Ht, it is directly heated through each mesh 52 by the radiant heat from the crucible 4.
  • the organic material 7 is sublimated from the organic material 7 and the organic material 7 that is directly transferred from the metal mesh wire 51 heated by radiant heat.
  • the sublimated organic material 71 the upper layer portion of the filled organic material 7 directly passes through the upper surface opening 41 of the crucible 4, and the lower layer portion of the filled organic material 7 has the first space 6 a and the second space 6. Due to the conductance of the space 6b, the light is guided from the first space 6a and from the second space 6b to the upper surface opening 41 of the crucible 4 through the first space 6a, and scattered from the jet port toward the substrate Sw.
  • the sublimated organic material 71 is taken out from each mesh 52 of the metal mesh, and can collide with a relatively low temperature material (that is, an unheated material) to return to a solid. Because it is suppressed as much as possible (in other words, because the area where the sublimated material is scattered increases), the sublimated material is scattered only from a limited range. The amount of sublimation increases, and the deposition rate for the deposition object can be increased. That is, as shown in FIG. 3, when the deposition rate with respect to the heating temperature of the crucible 4 and Pc is measured, the embodiment of the present invention indicated by the- ⁇ -line is compared with the conventional example indicated by the -O- line. In the case of a material, a deposition rate of 1.1 to 2 times can be obtained.
  • the inner container has been described as an example in which a metal mesh is formed into a cylindrical shape.
  • the inner container is not limited to this, and a circular or slit-shaped opening (The one formed with a cylindrical shape of the one having a through-hole) or the one formed by expanding the expanded metal into a cylindrical shape can be used, and on the other hand, the cylindrical body can be composed of porous ceramics, Moreover, a through hole is not necessarily required in the bottom wall of the inner container.
  • the hole diameter of the through hole is not particularly limited as long as it allows the passage of the sublimated organic material, and the ratio of the total area of all the through holes to the outer surface area of the cylindrical body is determined by the deposition rate. It is set as appropriate in consideration.
  • the crucible 4 which opened the upper surface as an outer container was demonstrated to the example, in order to adjust the conductance of the 1st space 6a and the 2nd space 6b, on the upper surface of the crucible 4 A lid provided with at least one injection nozzle may be attached.
  • the outer container although not specifically illustrated and described, a container (so-called line source) in which injection nozzles are arranged on the upper surface of the storage box can be used.
  • Dm Vacuum deposition apparatus
  • DS Deposition source for vacuum deposition apparatus
  • Ht Heating means
  • Sw Substrate
  • 1 Vacuum chamber
  • 4 Crucible
  • 41 Top opening (jet port)
  • 5 cylindrical body
  • 52 ... mesh (through hole).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

昇華性の材料を蒸着するときに、単位時間当たりの昇華量を多くできて被蒸着物に対する蒸着レートの高い真空蒸着装置用の蒸着源を提供する。　真空チャンバ１内に配置されて、昇華性の有機材料７を昇華させて被蒸着物Ｓｗに対して蒸着するための本発明の真空蒸着装置Ｄｍ用の蒸着源ＤＳは、被蒸着物Ｓｗに向けて昇華した材料を噴出する坩堝４１を有する上面開口４と、この上面開口４にその壁面から間隔を置いて内挿されて昇華性の材料を収容する筒状体５と、筒状体５内の材料の加熱を可能とする加熱手段Ｈｔとを備え、筒状体５に、昇華した材料の連通を許容する複数の網目５２が開設される。

Description

真空蒸着装置用の蒸着源
　本発明は、真空チャンバ内に配置されて、昇華性の材料を昇華させて被蒸着物に対して蒸着するための真空蒸着装置用の蒸着源に関する。
　例えば有機ＥＬ素子の製造工程においては、真空雰囲気中で基板などの被蒸着物にアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）や芳香族ジアミンなどの昇華性の材料（有機材料）を蒸着する工程があり、この蒸着工程には真空蒸着装置が広く利用されている。このような真空蒸着装置に用いられる蒸着源は例えば特許文献１で知られている。このものは、鉛直方向上面を開口した坩堝と、坩堝を加熱する誘導コイルなどの加熱手段とを備える（従来技術の欄、参照）。
　ここで、上記種の材料は一般に熱伝導率が悪く、その上、液相を経て気化する材料と異なり、加熱時、坩堝内での材料の対流が発生しない。このため、上記従来例の蒸発源にて、坩堝内に例えば粉末状の材料を充填し、真空雰囲気中で加熱手段により坩堝を加熱すると、直接伝熱する坩堝の壁面に接触した材料から昇華していく。このとき、坩堝の上面開口を臨む、充填した材料の上層部分からは、昇華した材料が坩堝の上面開口を通って被蒸着物に向けて飛散するが、それより下方に位置する下層部分で昇華した材料は、その周囲に存在する比較的低温（言い換えると、未だ昇華温度まで加熱されていない）材料と衝突して固体に戻ってしまう。結果として、限られた範囲からしか昇華した材料が飛散しないことで、同一の圧力下での単位時間当たりの昇華量が少なくて被蒸着物に対する蒸着レートが低い（つまり、生産性が低い）という問題がある。このような場合、坩堝の加熱温度を高くすることが考えられるが、アルミキノリノール錯体や芳香族ジアミンといった（有機）材料の場合、加熱温度を高くすると、蒸着源にて材料が分解してしまい、素子の性能を決める所望の膜質を持つ薄膜を蒸着できない。このことから、上記種の昇華性の材料を蒸着する真空蒸着装置の蒸着源として、比較的低い温度で高い蒸着レートが得られるものの開発が近年求められるようになっている。
特開２０１０－１５２９号公報
　本発明は、以上の点に鑑み、昇華性の材料を蒸着するときに、単位時間当たりの昇華量を多くできて被蒸着物に対する蒸着レートの高い真空蒸着装置用の蒸着源を提供することをその課題とするものである。
　上記課題を解決するために、真空チャンバ内に配置されて、昇華性の材料を昇華させて被蒸着物に対して蒸着するための本発明の真空蒸着装置用の蒸着源は、被蒸着物に向けて昇華した材料を噴出する噴出口を有する外容器と、この外容器にその壁面から間隔を置いて内挿されて昇華性の材料を収容する内容器と、内容器内の材料の加熱を可能とする加熱手段とを備え、内容器に、昇華した材料の連通を許容する複数の透孔が開設されることを特徴とする。
　本発明によれば、蒸着源の内容器内に、例えば粉末状とした昇華性の材料を充填し、真空雰囲気中で例えば外容器を加熱手段により加熱すると、外容器からの輻射熱により透孔を通して直接加熱される材料や、輻射熱で加熱される内容器から直接伝熱する材料から昇華する。この昇華した材料は、各透孔から、外容器の内壁面と内容器の外壁面との間の空間のコンダクタンスにより当該空間を経て外容器の噴出口へと導かれ、この噴出口から被蒸着物に向けて飛散される。このように本発明では、この昇華した材料の殆どが各透孔へと取り出され、比較的低温の材料（つまり、非加熱の材料）と衝突して固体に戻ることが可及的に抑制されるため（言い換えると、昇華した材料が飛散していく面積が増加するため）、限られた範囲からしか昇華した材料が飛散しない上記従来例のものと比較して飛躍的に昇華量が増加し、被蒸着物に対する蒸着レートを高くすることができる。その結果、本発明の真空蒸着装置用の蒸着源は、低い加熱温度でも高い蒸着レートが得られるため、アルミキノリノール錯体や芳香族ジアミンといった有機材料の蒸着に最適なものとなる。なお、内容器と外容器との間の隙間は、外容器からの輻射により効率よく加熱できる一方で、昇華した材料が各透孔から上記空間を経て外容器の噴出口へと効率よく取り出すことができるように、１ｍｍ～３０ｍｍの範囲に設定される。
　本発明において、前記外容器が鉛直方向上面を開口した坩堝で構成されるような場合、前記内容器は、上面を開口した有底の筒状体で構成され、この筒状体の外底壁に脚片が設けられる構成を採用してもよい。これによれば、脚片側を下にして内容器を坩堝内に挿入し、その脚片を坩堝の内底壁に当接させるだけで、坩堝内に内容器を簡単にセットでき、この状態では、坩堝の内側壁と内容器の外測壁との間の空間（第１空間）に加えて、坩堝の内底壁と内容器の外底壁との間にも、昇華した材料が通過する空間（第２空間）を画成する一定の隙間が形成されることで、より一層、昇華量を増加させることができ、有利である。この場合、坩堝の内側壁または内容器の外側壁の少なくとも一方に複数のスペーサ部材を設けておけば、内容器を設置するだけで、上記第１空間を画成する一定の隙間が形成されるように坩堝内に内容器を同心に位置決めでき、有利である。
　なお、本発明において、上記筒状体としては、金属メッシュのように所定径の金属製線材を格子状に組み付けてなるもの、パンチングメタルのように金属製板材に蒸気が通過する円形またはスリット状の開口（透孔）を開設したものや、エキスパンドメタルを筒状に成形したものを用いることができ、他方で、上記筒状体を多孔質のセラミックスのように蒸気が通過する多数の細孔を有する多孔質体で構成することもできる。また、蒸気が通過する透孔を有するものであれば、複数の金属メッシュを重ねて厚みを持たせたものや、金属製線材を絡ませて不織布状に形成したもので上記筒状体を構成することもできる。例えば、上記筒状体を金属メッシュで構成する場合、その線径が、Φ０．２～１．０ｍｍの範囲で、昇華した材料の連通を許容する透孔となる網目の大きさが、＃１０～＃５０の範囲とすることが好ましい。このような金属メッシュであれば、粉状の材料を充填しても、一般にアルミキノリノール錯体や芳香族ジアミンなどの昇華性の材料（有機材料）は凝集性があるため、各網目から殆ど漏れ出ることなく積み上げられ、また、その一部が漏れ出たとして、外容器の内底壁に積もるだけで、その後に外容器が加熱されたときに昇華するので、特段の問題は生じない。
（ａ）は、本発明の実施形態の蒸着源を備える真空蒸着装置を模式的に示す断面図。（ｂ）は、蒸着源を分解して説明する断面図。 （ａ）は、本発明の蒸着源からの昇華した材料の飛散の様子を示す部分拡大断面図。（ｂ）は、従来例の蒸着源からの昇華した材料の飛散の様子を示す部分拡大断面図。 加熱温度に対する蒸着レートの変化を説明するグラフ。
　以下、図面を参照して、被蒸着物を矩形の輪郭を持つ所定厚さのガラス基板（以下、「基板Ｓｗ」という）、蒸着物質を昇華性の有機材料とし、基板Ｓｗの一方の面に所定の薄膜を蒸着する場合を例に本発明の真空蒸着装置用の蒸着源の実施形態を説明する。以下において、「上」、「下」といった方向を示す用語は、真空蒸着装置の設置姿勢を示す図１を基準にする。
　図１を参照して、Ｄｍは、本実施形態の蒸着源ＤＳを備える真空蒸着装置である。真空蒸着装置Ｄｍは、真空チャンバ１を備え、真空チャンバ１には、特に図示して説明しないが、排気管を介して真空ポンプが接続され、所定圧力（真空度）に真空引きして真空雰囲気を形成できるようになっている。また、真空チャンバ１の上部には基板搬送装置２が設けられている。基板搬送装置２は、成膜面としての下面を開放した状態で基板Ｓｗを保持するキャリア２１を有し、図外の駆動装置によってキャリア２１、ひいては基板Ｓｗを真空チャンバ１内の一方向に所定速度で移動するようになっている。基板搬送装置２としては公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。
　基板搬送装置２によって搬送される基板Ｓｗと蒸着源ＤＳとの間には、板状のマスクプレート３が設けられている。本実施形態では、マスクプレート３は、基板Ｓｗと一体に取り付けられて基板Ｓｗと共に基板搬送装置２によって搬送されるようになっている。なお、マスクプレート３は、真空チャンバ１に予め固定配置しておくこともできる。マスクプレート３には、板厚方向に貫通する複数の開口３１が形成され、これら開口３１がない位置にて昇華した材料の基板Ｓｗに対する蒸着範囲が制限されることで所定のパターンで基板Ｓｗに成膜（蒸着）されるようになっている。マスクプレート３としては、インバー、アルミ、アルミナやステンレス等の金属製の他、ポリイミド等の樹脂製のものが用いられる。そして、真空チャンバ１の底面には、基板Ｓｗに対向させて本実施形態の蒸着源ＤＳが設けられている。
　蒸着源ＤＳは、本実施形態の外容器を構成する坩堝４を有する。坩堝４は、鉛直方向上面を開口した有底筒状の輪郭を有し、モリブデン、チタン、ステンレスやカーボンなどの熱伝導が良く、高融点の材料から形成されている。この場合、坩堝４の上面開口４１が本実施形態における昇華した材料の噴出口を構成する。坩堝４の周囲には、シースヒータやランプヒータ等の公知のものからなる加熱手段Ｈｔが設けられている。そして、坩堝４に、本実施形態の内容器を構成する筒状体５が内挿される。筒状体５は、坩堝４と同様、モリブデン、チタンやステンレスなどの熱伝導が良く、高融点の材料で構成され、本実施形態では、線材５１を格子状に組み付けてなる金属メッシュを有底筒状の輪郭を持つように成形したものであり、金属メッシュの各網目５２の部分が本実施形態の透孔を構成するようになっている。この場合、線材５１の線径は、Φ０．２～１．０ｍｍの範囲で、また、網目５２の大きさは、＃１０～＃５０の範囲とすることが好ましい。網目（開口）５２が大きすぎると、材料を保持できないといった不具合が生じる一方で、網目５２が小さすぎると、昇華した材料の通過が阻害されるといった不具合が生じる。
　筒状体５の外底壁５３には、棒状の脚片５４が間隔を存して複数立設されている。また、本実施形態の外側壁を構成する筒状体５の外周壁５５には、棒状のスペーサ部材５６が坩堝４の内底壁４２から同一の高さ位置でかつ周方向に間隔を存して複数立設されている。大気圧下の真空チャンバ１内で坩堝４に筒状体５を設置する場合、坩堝４の上面開口４１に、筒状体５をその脚片５４側から挿入し、各スペーサ部材５６を、本実施形態の内側壁を構成する坩堝４の内周面４３に沿って摺動させながら筒状体５を下方に移動させる。そして、各脚片５４が坩堝４の内底面４２に当接すると、坩堝４に筒状体５が同心に位置決め設置される。この状態では、坩堝４の内周面４３と筒状体５の外周壁５５との間に、スペーサ部材５６の長さに相当する隙間Ｗ１からなる第１空間６ａが画成され、これに加えて、坩堝４の内底面４２と筒状体５の外底壁５３との間に、スペーサ部材５６の長さに相当する隙間Ｗ２からなる第２空間６ｂが画成される。
　脚片５４やスペーサ部材５６の長さは、真空チャンバ１を真空雰囲気とした状態で加熱手段Ｈｔにより坩堝４を加熱したとき、この坩堝４からの輻射により効率よく加熱できる一方で、第１空間６ａ及び第２空間６ｂのコンダクタンスにより、昇華した有機材料が金属メッシュの各網目５２から第１空間６ａ及び第２空間６ｂを経て坩堝４の上面開口４１へと効率よく導くことができるように、１ｍｍ～３０ｍｍの範囲に設定される。坩堝４に筒状体５を内挿した後、筒状体５に昇華性の有機材料７が充填される。
　本実施形態の蒸着源での蒸着に用いられる有機材料７としては、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）や芳香族ジアミンなどが挙げられ、粉末状にしたものが筒状体５の上面開口から充填されるようになっている。このように筒状体５に粉末状の有機材料７を充填しても、これらの有機材料７は凝集性があるため、金属メッシュの各網目５２からは殆ど漏れ出ることなく積み上げられる。なお、その一部が漏れ出たとして、坩堝４の内底面４２上に積もるだけで、その後に坩堝４が加熱されたときに昇華し、第１空間６ａ及び第２空間６ｂを経て坩堝４の上面開口４１へと導かれるので、特段の問題は生じない。
　ここで、上記のような有機材料７は、一般に熱伝導率が悪く、その上、液相を経て気化する材料と異なり、加熱時、坩堝内での材料の対流は発生しない。このため、従来例の如く、有機材料７を坩堝Ｐｃ内に直接充填して蒸着する場合、図２（ａ）に示すように、図外の加熱手段により坩堝Ｐｃを加熱すると、直接伝熱する坩堝Ｐｃの壁面に接触した有機材料７から昇華していくが、坩堝Ｐｃの上面開口Ｐｏを臨む、充填した有機材料７の上層部分Ｐｕからは、昇華した有機材料７ａが坩堝Ｐｃの上面開口Ｐｏを通って基板（図示せず）に向けて飛散するが、それより下方に位置する下層部分Ｐｄで昇華した有機材料７ｂは、その周囲に存在する比較的低温（言い換えると、未だ昇華温度まで加熱されていない）有機材料７と衝突して固体に戻ってしまう。結果として、限られた範囲からしか昇華した有機材料７が飛散しないことで、同一の圧力下での単位時間当たりの昇華量が少なくて被蒸着物に対する蒸着レートが低い。
　それに対して、本実施形態の蒸着源ＤＳでは、真空雰囲気中で基板Ｓｗに有機材料７を蒸着する場合、加熱手段Ｈｔにより坩堝４を加熱すると、坩堝４からの輻射熱により各網目５２を通して直接加熱される有機材料７や、輻射熱で加熱される金属メッシュの線材５１から直接伝熱する有機材料７から昇華する。この昇華した有機材料７１のうち、充填した有機材料７の上層部分からは直接坩堝４の上面開口４１を通って、また、充填した有機材料７の下層部分からは、第１空間６ａと第２空間６ｂのコンダクタンスにより、第１空間６ａから、及び第２空間６ｂから第１空間６ａを経て坩堝４の上面開口４１へと導かれ、この噴出口から基板Ｓｗに向けて飛散される。
　このように本実施形態では、この昇華した有機材料７１の殆どが金属メッシュの各網目５２から取り出され、比較的低温の材料（つまり、非加熱の材料）と衝突して固体に戻ることが可及的に抑制されるため（言い換えると、昇華した材料が飛散していく面積が増加するため）、限られた範囲からしか昇華した材料が飛散しない上記従来例のものと比較して飛躍的に昇華量が増加し、被蒸着物に対する蒸着レートを高くすることができる。つまり、図３に示すように、坩堝４，Ｐｃの加熱温度に対する蒸着レートを測定すると、－〇－線で示す従来例のものと比較して、－●－線で示す本発明の実施形態のものでは、１．１～２倍の蒸着レートが得られる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、内容器として、金属メッシュを筒状に成形したものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、パンチングメタルのように金属製板材に円形またはスリット状の開口（透孔）を開設したものを筒状に成形したものや、エキスパンドメタルを筒状に成形したものを用いることができ、他方で、上記筒状体を多孔質のセラミックスで構成することもでき、また、内容器の底壁に、必ずしも透孔を必要としない。この場合、透孔の孔径は、昇華した有機材料の通過を許容できるものであれば特に制限はなく、また、筒状体の外表面積に対する全透孔を合計総面積の比は、蒸着レートを考慮して適宜設定される。
　また、上記実施形態では、外容器として、上面を開口した坩堝４で構成するものを例に説明したが、第１空間６ａ及び第２空間６ｂのコンダクタンスを調整するために、坩堝４の上面に、少なくとも１本の噴射ノズルを設けた蓋体を装着するようにしてもよい。この場合、外容器としては、特に図示して説明しないが、収容箱の上面に噴射ノズルを列設したもの（所謂ラインソース）を用いることもできる。
　Ｄｍ…真空蒸着装置、ＤＳ…真空蒸着装置用の蒸着源、Ｈｔ…加熱手段、Ｓｗ…基板（被蒸着物）、１…真空チャンバ、４…坩堝（外容器）、４１…上面開口（噴出口）、５…筒状体（内容器）、５２…網目（透孔）。

Claims (2)

  1. 　真空チャンバ内に配置され、昇華性の材料を昇華させて被蒸着物に対して蒸着するための真空蒸着装置用の蒸着源において、
    　被蒸着物に向けて昇華した材料を噴出する噴出口を有する外容器と、この外容器にその壁面から間隔を置いて内挿されて昇華性の材料を収容する内容器と、内容器内の材料の加熱を可能とする加熱手段とを備え、
    　内容器に、昇華した材料の連通を許容する複数の透孔が開設されることを特徴とする真空蒸着装置用の蒸着源。
  2. 　請求項１記載の真空蒸着装置用の蒸着源であって、前記外容器が鉛直方向上面を開口した坩堝で構成されるものにおいて、
    　前記内容器は、上面を開口した有底の筒状体で構成され、この筒状体の外底壁に脚片が設けられることを特徴とする真空蒸着装置用の蒸着源。
PCT/JP2019/018352 2018-06-08 2019-05-08 真空蒸着装置用の蒸着源 WO2019235118A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020523574A JP6918233B2 (ja) 2018-06-08 2019-05-08 真空蒸着装置用の蒸着源
CN201980004684.3A CN111108230A (zh) 2018-06-08 2019-05-08 真空蒸镀装置用蒸镀源
KR1020207033597A KR102453030B1 (ko) 2018-06-08 2019-05-08 진공 증착 장치용 증착원

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-110671 2018-06-08
JP2018110671 2018-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019235118A1 true WO2019235118A1 (ja) 2019-12-12

Family

ID=68770004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/018352 WO2019235118A1 (ja) 2018-06-08 2019-05-08 真空蒸着装置用の蒸着源

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6918233B2 (ja)
KR (1) KR102453030B1 (ja)
CN (1) CN111108230A (ja)
TW (1) TW202000955A (ja)
WO (1) WO2019235118A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116219368A (zh) * 2021-12-02 2023-06-06 佳能特机株式会社 蒸镀用坩埚及蒸镀装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140103583A (ko) * 2013-02-18 2014-08-27 (주)와이에스썸텍 선형증발원
JP2017186603A (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社アルバック 蒸発源、真空蒸着装置および真空蒸着方法
KR20180047087A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 한국표준과학연구원 유도 가열 증발 증착 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010001529A (ja) 2008-06-20 2010-01-07 Seiko Epson Corp 蒸着源、および蒸着装置
JP4468474B1 (ja) * 2008-12-24 2010-05-26 三菱重工業株式会社 真空蒸着装置及び温度調整方法
JP2013209696A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Samsung Display Co Ltd 真空蒸着装置およびその蒸着源
CN205662589U (zh) * 2016-05-16 2016-10-26 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司 一种蒸镀源及蒸镀装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140103583A (ko) * 2013-02-18 2014-08-27 (주)와이에스썸텍 선형증발원
JP2017186603A (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社アルバック 蒸発源、真空蒸着装置および真空蒸着方法
KR20180047087A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 한국표준과학연구원 유도 가열 증발 증착 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116219368A (zh) * 2021-12-02 2023-06-06 佳能特机株式会社 蒸镀用坩埚及蒸镀装置
JP2023082513A (ja) * 2021-12-02 2023-06-14 キヤノントッキ株式会社 蒸着用坩堝及び蒸着装置
JP7444843B2 (ja) 2021-12-02 2024-03-06 キヤノントッキ株式会社 蒸着用坩堝及び蒸着装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019235118A1 (ja) 2020-12-17
CN111108230A (zh) 2020-05-05
TW202000955A (zh) 2020-01-01
JP6918233B2 (ja) 2021-08-11
KR20210002607A (ko) 2021-01-08
KR102453030B1 (ko) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5140382B2 (ja) 蒸気放出装置、有機薄膜蒸着装置及び有機薄膜蒸着方法
KR101450339B1 (ko) 증발원 및 이것을 이용한 진공 증착 장치
EP1803836B1 (en) Evaporation source and method of depositing thin film using the same
CN101803462B (zh) 蒸气放出装置、有机薄膜蒸镀装置及有机薄膜蒸镀方法
CN102473861A (zh) 使用旋转源来沉积薄膜的方法和设备
JP2007119917A (ja) 基材への蒸着のための装置
WO2019235118A1 (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
KR101418712B1 (ko) 증발원 및 이를 구비한 증착 장치
KR101754802B1 (ko) 증발기 및 증발 증착 장치
JP7223632B2 (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
KR101660393B1 (ko) 증발원 및 이를 구비한 증착장치
KR102680671B1 (ko) 기상 증착 장치 및 진공 챔버에서 기판을 코팅하기 위한 방법
JP7078462B2 (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
KR101772621B1 (ko) 하향식 증발기 및 하향식 증발 증착 장치
KR100514588B1 (ko) 기상 증착 장치용 증발원
KR100656820B1 (ko) 유기 전계 발광층 증착용 증착원
JP2021116433A (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
KR100590235B1 (ko) 유기물 증착장치의 증착원
KR101857482B1 (ko) 박막증착장치 및 박막증착방법
JP7303031B2 (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
JP2024118690A (ja) 真空蒸着装置用の蒸着源
KR100987670B1 (ko) 유기 전계 발광층 증착용 증착원
KR20230102868A (ko) 대면적 기판 증착용 선형 증발 노즐
KR20060035405A (ko) 유기물 증착 장치
WO2019066087A1 (ja) 蒸着装置、有機ｅｌパネルの製造装置、有機ｅｌパネルの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19814943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020523574

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207033597

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19814943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1