特許 6106433 蒸発源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6106433

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】蒸発源装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/24 U

   C23C14/24 C

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-288020(P2012-288020)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2014-129568(P2014-129568A)

(43)【公開日】2014年7月10日

【審査請求日】2015年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】591065413

【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091373

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100097065

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 雅栄

(72)【発明者】

【氏名】牧 修治

(72)【発明者】

【氏名】松本 栄一

(72)【発明者】

【氏名】内田 敬自

【審査官】 吉野 涼

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０７４５５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２６９９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０８３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１２４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０７０５７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸着材料が収容される材料収容部と、この材料収容部で加熱されて蒸発した前記蒸着材料を一時的に貯留させる材料貯留部及びこの材料貯留部の蒸着材料を対向する基板に向かって噴出させる噴出口を有する複数の噴出口部とを備えた蒸発源装置であって、複数の前記噴出口部で前記材料貯留部を共有する構成とし、複数の前記噴出口を前記基板に対して移動させる噴出口移動機構と、前記基板上に形成された薄膜の膜厚分布を測定しこの膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御する移動制御機構とを備え、蒸着中に前記基板上に成膜される薄膜の膜厚分布を調整し得るように構成したことを特徴とする蒸発源装置。

【請求項2】

蒸着材料が収容される材料収容部と、この材料収容部で加熱されて蒸発した前記蒸着材料を一時的に貯留させる材料貯留部及びこの材料貯留部の蒸着材料を対向する基板に向かって噴出させる噴出口を有する複数の噴出口部とを備えた蒸発源装置であって、複数の前記噴出口部毎に隣り合う前記材料貯留部同士を連通状態で相対移動自在に連結し、前記複数の噴出口部毎に前記噴出口を前記基板に対して接離動させて前記噴出口と前記基板との間隔を調整する噴出口移動機構と、前記基板上に形成された薄膜の膜厚分布を測定しこの膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御する移動制御機構とを備え、蒸着中に前記基板上に成膜される薄膜の膜厚分布を調整し得る構成としたことを特徴とする蒸発源装置。

【請求項3】

複数の前記噴出口部毎に互いに接離動させて、複数の前記噴出口部毎の間隔を調整するように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項２記載の蒸発源装置。

【請求項4】

前記材料収容部から遠い噴出口ほど前記基板に近接させるように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の蒸発源装置。

【請求項5】

複数の前記噴出口部毎に前記噴出口移動機構を夫々設け、前記噴出口を複数の前記噴出口部毎に個別に移動制御する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発源装置。

【請求項6】

前記材料貯留部を一つの容器内に連続的に設け、この容器の前記基板との対向面に前記噴出口を複数並設し、前記容器全体を前記基板に対して傾斜させるか若しくは容器の一部を湾曲変形させることで、前記噴出口を前記基板に対して移動させて、前記膜厚分布を調整するように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発源装置。

【請求項7】

前記材料収容部から遠い端部側が前記基板に近接するか若しくは前記材料収容部から近い端部側が前記基板から離反するように、前記容器を傾斜若しくは前記容器の一部を湾曲変形させるように前記噴出口移動機構を構成したことを特徴とする請求項６に記載の蒸発源装置。

【請求項8】

前記容器の長手方向に沿って前記噴出口移動機構を複数設けるか若しくは前記容器の基板との対向面側及び反対面側に夫々前記噴出口移動機構を設け、所定の前記噴出口を移動制御する構成としたことを特徴とする請求項６，７のいずれか１項に記載の蒸発源装置。

【請求項9】

前記噴出口の先端面が前記基板の被成膜面と平行となるように前記噴出口の向きを調整する噴出向き調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸発源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸発源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ素子の作製に用いられる蒸着装置として、ライン状の蒸発源を用いるものがある。このライン状の蒸発源は、長手方向に複数の開口部が並設されたもので、これらの開口部から蒸着材料の蒸気が噴出する。

【0003】

このような蒸着装置においては、蒸発源の長手方向に対して直交する方向に基板を搬送することで、基板上に薄膜を形成する。

【0004】

ところで、上記ライン状の蒸発源を用いる場合、蒸発源の長手方向両端部側ほど基板上の膜厚が薄くなる傾向があることが知られている。

【0005】

そこで、上記膜厚分布のばらつきを解消する技術として、例えば特許文献１，２に開示される技術が提案されている。

【0006】

具体的には、特許文献１では、蒸発源の長手方向両端部側ほど開口部のピッチを狭くし、特許文献２では、蒸発源の長手方向両端部が各々基板の中央寄りに向くように傾斜させることで、膜厚分布を均一化しようとしている。

【0007】

しかしながら、特許文献１，２では、蒸発源の開口部のピッチや両端部の傾斜度合いを後から変更することは困難であるため、一度設定した膜厚分布を微調整するには、僅かに開口部のピッチや両端部の傾斜度合いを変えた蒸発源を再製作する必要がある。従って、特許文献１，２は、一度設定した膜厚分布を調整する場合には費用と手間がかかり、また当然、真空槽を大気開放しなければ膜厚分布を調整することもできない等、実用性に乏しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第４０２６４４９号公報

【特許文献2】特開２００４−２６９９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、ライン状の蒸発源において各噴出口と基板との位置関係を容易に調整でき、真空槽を大気開放することなく膜厚分布を調整可能な実用性に優れた蒸発源装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

【0011】

蒸着材料が収容される材料収容部１と、この材料収容部１で加熱されて蒸発した前記蒸着材料を一時的に貯留させる材料貯留部２及びこの材料貯留部２の蒸着材料を対向する基板６に向かって噴出させる噴出口３を有する複数の噴出口部４とを備えた蒸発源装置であって、複数の前記噴出口部４で前記材料貯留部２を共有する構成とし、複数の前記噴出口３を前記基板６に対して移動させる噴出口移動機構と、前記基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を測定しこの膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御する移動制御機構とを備え、蒸着中に前記基板６上に成膜される薄膜の膜厚分布を調整し得るように構成したことを特徴とする蒸発源装置に係るものである。

【0012】

また、蒸着材料が収容される材料収容部１と、この材料収容部１で加熱されて蒸発した前記蒸着材料を一時的に貯留させる材料貯留部２及びこの材料貯留部２の蒸着材料を対向する基板６に向かって噴出させる噴出口３を有する複数の噴出口部４とを備えた蒸発源装置であって、複数の前記噴出口部４毎に隣り合う前記材料貯留部２同士を連通状態で相対移動自在に連結し、前記複数の噴出口部４毎に前記噴出口３を前記基板６に対して接離動させて前記噴出口３と前記基板６との間隔を調整する噴出口移動機構と、前記基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を測定しこの膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御する移動制御機構とを備え、蒸着中に前記基板６上に成膜される薄膜の膜厚分布を調整し得る構成としたことを特徴とする蒸発源装置に係るものである。

【0013】

また、複数の前記噴出口部４毎に互いに接離動させて、複数の前記噴出口部４毎の間隔を調整するように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項２記載の蒸発源装置に係るものである。

【0014】

また、前記材料収容部１から遠い噴出口３ほど前記基板６に近接させるように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の蒸発源装置に係るものである。

【0015】

また、複数の前記噴出口部４毎に前記噴出口移動機構を夫々設け、前記噴出口３を複数の前記噴出口部４毎に個別に移動制御する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発源装置に係るものである。

【0016】

また、前記材料貯留部２を一つの容器５内に連続的に設け、この容器５の前記基板６との対向面に前記噴出口３を複数並設し、前記容器５全体を前記基板６に対して傾斜させるか若しくは容器５の一部を湾曲変形させることで、前記噴出口３を前記基板６に対して移動させて、前記膜厚分布を調整するように前記噴出口移動機構を制御する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発源装置に係るものである。

【0017】

また、前記材料収容部１から遠い端部側が前記基板６に近接するか若しくは前記材料収容部１から近い端部側が前記基板６から離反するように、前記容器５を傾斜若しくは前記容器５の一部を湾曲変形させるように前記噴出口移動機構を構成したことを特徴とする請求項６に記載の蒸発源装置に係るものである。

【0018】

また、前記容器５の長手方向に沿って前記噴出口移動機構を複数設けるか若しくは前記容器５の基板６との対向面側及び反対面側に夫々前記噴出口移動機構を設け、所定の前記噴出口３を移動制御する構成としたことを特徴とする請求項６，７のいずれか１項に記載の蒸発源装置に係るものである。

【0019】

また、前記噴出口３の先端面が前記基板６の被成膜面と平行となるように前記噴出口３の向きを調整する噴出向き調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸発源装置に係るものである。

【発明の効果】

【0020】

本発明は上述のように構成したから、ライン状の蒸発源において各噴出口と基板との位置関係を容易に調整でき、真空槽を大気開放することなく膜厚分布を調整可能な実用性に優れた蒸発源装置となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施例に係る蒸着装置の概略説明側面図である。

【図2】本実施例の概略説明側面図である。

【図3】蒸発源装置の一構成例である。

【図4】蒸発源装置の一構成例である。

【図5】蒸発源装置の一構成例である。

【図6】蒸発源装置の一構成例である。

【図7】蒸発源装置の一構成例である。

【図8】蒸発源装置の一構成例である。

【図9】蒸発源装置の一構成例である。

【図10】蒸発源装置の一構成例である。

【図11】蒸発源装置の一構成例である。

【図12】蒸発源装置の一構成例である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0023】

真空槽内で、材料収容部１に収容された蒸着材料を加熱して蒸発させ噴出口３から噴射させて、蒸発源の長手方向に対して直交する方向に基板６を搬送させながら、基板６上に薄膜を形成する。

【0024】

この際、噴出口移動機構により、複数の噴出口部４毎に噴出口３を基板６に対して移動させることで噴出口３と基板６の位置関係を調整して、所定の噴出口３からの基板６上への蒸着材料の付着量を補正し、基板６上の膜厚分布を均一化することができる。

【0025】

具体的には、例えば、複数の噴出口部４毎に隣り合う材料貯留部２同士を連通状態で相対移動自在に連結し、ユニット化した複数の噴出口部４毎に移動させて各噴出口３を基板６に対して移動させるか、若しくは、材料貯留部２を一つの容器５内に連続的に設け、この容器５の基板６との対向面に噴出口３を複数並設し、容器５全体を基板６に対して傾斜させるか若しくは容器５の一部を湾曲変形させることで、各噴出口３を基板６に対して移動させ、例えば前記材料収容部１から遠い噴出口３ほど前記基板６に近接させるように各噴出口３と基板６との間隔を調整することで、膜厚分布を調整することができる。

【0026】

また、移動制御機構により、真空槽中の蒸着後の基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を測定し、測定した膜厚分布に応じて所定の噴出口３を基板６に対して移動させることが可能となり、連続蒸着中に膜厚分布を自動調整することも可能となる。

【0027】

従って、本発明によれば、蒸発源を再製作する必要なく、簡単に適宜所定の噴出口３の位置を調整することが可能となり、しかも、真空槽を大気開放する必要なく、蒸着中に膜厚分布を自動調整することが可能となる。

【0028】

また、噴出移動機構としては、例えば、ボールネジ機構若しくは熱膨張を利用した熱アクチュエータ機構を採用することができ、例えば複数の噴出口部４毎に隣り合う材料貯留部２同士を連通状態で相対移動自在に連結し、ユニット化した複数の噴出口部４毎に個別に移動制御できるように構成した場合には、より綿密な蒸着分布調整が可能となる。

【実施例】

【0029】

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

【0030】

本実施例は、蒸着材料が収容される材料収容部１（ルツボ）と、この材料収容部１に収容され加熱されて蒸発した前記蒸着材料を一時的に貯留させる材料貯留部２及びこの材料貯留部２の蒸着材料を対向する基板６に向かって噴出させる噴出口３を有する複数の噴出口部４とを備えた蒸発源装置であって、複数の噴出口部４毎に前記噴出口３を前記基板６に対して移動させる噴出口移動機構と、前記基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を測定しこの膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御する移動制御機構とを備え、蒸着中に前記基板６上に成膜される薄膜の膜厚分布を調整し得るように構成したものである。

【0031】

具体的には、図１に図示したように、例えば有機材料を真空蒸着する蒸着装置の真空槽内に設けられるものである。図１では、蒸発源装置を複数並設し、基板６上に順次成膜を行うように構成している。また、各蒸発源装置の各噴出口３は基板搬送方向と直交するように並設配置する。図１中、符号24は仕切り板である。

【0032】

また、本実施例では、蒸着速度モニタ８で測定した蒸着速度に応じて蒸発速度制御装置により蒸着材料の加熱温度（材料収容部１の温度）を制御するように構成し、また、膜厚センサ９（例えば光学式）で測定した基板６上に形成された薄膜の膜厚分布に応じて噴出口移動制御装置により噴出口移動機構を制御するように構成している。なお、蒸着速度モニタ８は、各噴出口３の移動に伴って適切な位置に移動するように構成してある。

【0033】

また、本実施例は、図２に図示したように、複数の噴出口部４毎に隣り合う材料貯留部２同士を連通状態で相対移動自在に連結し、複数の噴出口部４毎に噴出口３を基板６に対して接離動させると共に、複数の噴出口部４毎に互いに接離動させて、基板６と噴出口３との間隔及び複数の噴出口部４毎の間隔を調整するように前記噴出口移動機構を構成している。なお、下端位置の噴出口部４の材料貯留部２は材料収容部１と連通するように直接連結されている。

【0034】

具体的には、隣接する一の噴出口部４の材料貯留部２同士を夫々連通する伸縮部材７（ベローズ）により気密状態で連結して、噴出口３がライン状に一列に並ぶようにし、各噴出口部４を夫々ボールネジ機構により個別に移動制御可能に構成している。本実施例においては、噴出口部４は金属製の枠状容器28及び有底枠状容器29の基板６との対向面に円筒ノズル状の噴出口３を設けて構成されている。

【0035】

また、ボールネジ機構は、ボールネジ10と、ボールネジ10を駆動するモータ11・12と、ボールネジ10と螺合連結しボールネジ10の回転に応じて移動するブロック13とで構成されている。なお、噴出口部４側のブロックの図示は省略している。本実施例においては、噴出口部４を基板６に対して接離動させるためのモータ11を、基板６から所定の距離となるように真空槽内に固定し、噴出口部４同士を接離動させるためのモータ12及びブロック13は基板６の被成膜面と平行方向にガイドされるように構成している。また、下端位置のモータ12は真空槽内に固定している。

【0036】

従って、本実施例は、ボールネジ機構により夫々の噴出口部４、即ち、噴出口３の位置を自在に移動させることが可能となり、綿密に基板６上に形成される薄膜の膜厚分布を調整可能となる。

【0037】

下端位置に設けられた材料収容部１で加熱され蒸発した蒸着材料は、各噴出口部４の蒸着材料貯留部２に順次満たされていき、各噴出口３から噴射されることになるため、下端側の噴出口３側からの噴出量が多く、上端側の噴出口３側からの噴出量が少なくなりがちであるが、例えば、材料収容部１から遠い上端側の噴出口３側ほど噴出口３と基板６との間隔が小さくなるように各噴出口部４を移動制御することで、膜厚分布を均一にすることが可能となる。また、一度設定した各噴出口３の位置の微調整も容易に行える。

【0038】

また、本実施例は、基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を測定し、この膜厚分布に応じて前記噴出口移動機構を制御して、所定の噴出口部４を移動させ所定の噴出口３の位置を調整する移動制御機構としての噴出口位置制御装置を設けている。

【0039】

従って、基板６上に形成された薄膜の膜厚分布を成膜後に即時（例えば、次の基板６への蒸着開始前に）測定し、測定された膜厚をフィードバックすることで、リアルタイムで精度良く膜厚分布を調整することも可能となる。

【0040】

なお、上記構成に限らず、以下に説明する図３〜１１に図示したような構成としても良い。具体的には、モータ11を図３〜７に示すように、真空槽の壁面26に設けたベローズ27等の伸縮部材を介して、真空槽の外に配置することができる。

【0041】

図３は、材料貯留部２を一端部側に材料収容部１が連結される一つの金属製の箱状の容器５内に連続的に設け、即ち、複数並設される噴出口部４で材料貯留部２を共有する構成とし、この容器５の基板６との対向面に円筒ノズル状の噴出口３を複数並設し、容器５全体を基板６の被成膜面に平行な面と交差するように傾斜させることで、膜厚分布を調整するように噴出口移動機構を構成した例である。

【0042】

具体的には、容器５の長手方向両端部の底面若しくは側面に、前記ボールネジ機構のブロック（図示省略）を設け、モータ11側を固定しブロックの移動に伴い容器５側が移動するように構成している。

【0043】

従って、容器５両端部のブロックのモータ11からの離反度合いを適宜設定することで適宜な角度θで傾斜させて、基板６の被成膜面に対し、容器５の一端側（材料収容部１に遠い側）を近接させ、他端側（材料収容部１に近い側）を離反させることが可能となる。

【0044】

なお、基板６は、蒸着時に、図２，３に図示したように被成膜面が横向きとなるように搬送しても良いし、図４に図示したように被成膜面が下向きとなるように搬送しても良い。図４中、符号14は材料収容部１と容器５の開口部同士を連通状態で連結する連結体である。

【0045】

その余は図２の例と同様である。

【0046】

図５，６は、複数の噴出口部４毎に隣り合う材料貯留部２同士を連通状態で相対移動自在に連結し、複数の噴出口部４毎に噴出口３を基板６に対して接離動させて、基板６と噴出口３との間隔を調整するように噴出口移動機構を構成した例である。

【0047】

具体的には、図５，６は、上、下及び中央の噴出口部４を夫々ユニット化したものであり、３つの噴出口部４を容器５に一体化して夫々構成される上ユニット及び下ユニットは、上下端部側の噴出口３ほど基板６に近接するように、傾斜した状態で中央ユニットに夫々伸縮部材７により連結され、中央ユニットに材料収容部１を連結して蒸発した蒸着材料が上下に拡散するように構成している。

【0048】

また、中央ユニットは真空槽の壁面26に立設した支持体17により支持され、上ユニット及び下ユニットはベローズ27を介して真空槽の外に設けたボールネジ機構により基板６に対し接離動（若しくは傾斜）するように構成している。従って、各ボールネジ機構により、上ユニット及び下ユニットを個別に基板６の被成膜面に近接させることが可能となる。

【0049】

また、図５は、材料収容部１を１つ、図６は材料収容部１を２つ設けた例であり、中央ユニットが、一の噴出口部４により構成されるか３つの噴出口部４により構成されるかの違い以外は同様である。また、図５，６中、符号16は、中央ユニットを構成する容器５と材料収容部１の開口部同士を連通状態で連結する連結体である。

【0050】

その余は図２の例と同様である。

【0051】

図７は、図３の例において円筒ノズル状の噴出口３の傾斜角度を自在に設定できるように構成した例であり、容器５を所定の傾斜角度θに傾斜させた状態でも、円筒ノズル状の噴出口３の先端面を基板６の被成膜面と平行とすることができ、それだけ膜厚分布の調整が容易となる。

【0052】

その余は図２の例と同様である。

【0053】

図８，９は、材料貯留部２を一端部側に材料収容部１が連結される一つの金属製の箱状の容器５内に連続的に設け、この容器５の基板６との対向面に円筒ノズル状の噴出口３を複数並設し、熱膨張を利用した熱アクチュエータ機構により容器５の一部を湾曲変形させることで、膜厚分布を調整するように噴出口移動機構を構成した例である。

【0054】

具体的には、容器５の基板６との対向面側及び反対面側に夫々噴出口移動機構としての電熱線18と電源19とで構成される電熱ヒータ20を設け、容器５の対向面側を反対面側より加熱して膨張させることで湾曲させ、所定の端部側を基板６の被成膜面から離反させるか（図８参照）、容器５の反対面側を対向面側より加熱して膨張させることで湾曲させ、所定の端部側を基板６の被成膜面に近接させるか（図９参照）することで、膜厚分布を調整するように構成している。

【0055】

その余は図２の例と同様である。

【0056】

図１０は、図８，９において、噴出口部４毎に電熱ヒータ20を夫々設けて、各電熱ヒータ20を個別制御することにより、より微細な容器５の湾曲調整を行えるようにした例である。

【0057】

その余は図２の例と同様である。

【0058】

図１１は、図３におけるボールネジ機構を金属製の支柱21及び電熱ヒータ20に置き換えたものであり、この金属製の支柱21の熱膨張を夫々電熱ヒータ20により調整することで、各支柱21の熱膨張による伸長度合いの差によって容器５の傾斜角度θを調整するように構成した例である。図１１中、符号25は支柱21が立設される固定体である。

【0059】

その余は図２の例と同様である。

【0060】

図１２は、図１のように隣接する一の噴出口部４の材料貯留部２同士を夫々連通する伸縮部材７（ベローズ）により気密状態で連結し、各噴出口部４を金属製の支持部材22に立設した支柱23で夫々支持する構成とし、前記支持部材22にして各支柱23間部分を加熱する電熱ヒータ20を夫々設け、支持部材22にして各支柱23間部分を個別に加熱して伸長させることで、噴出口部４毎に互いに接離動させて、噴出口部４毎の間隔を調整するように前記噴出口移動機構を構成した例である。

【0061】

その余は図２の例と同様である。

【0062】

なお、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

【符号の説明】

【0063】

１ 材料収容部
２ 材料貯留部
３ 噴出口
４ 噴出口部
５ 容器
６ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】