(57)【要約】【課題】断熱効果の向上を図ることのできる蒸発源及び蒸着装置を提供する。【解決手段】坩堝３３０と、坩堝３３０を加熱する第１加熱体３３１と、第１加熱体３３１により坩堝３３０が加熱されることで蒸発又は昇華された材料を拡散する拡散室３４０と、拡散室３４０を加熱する第２加熱体３４１と、を有する蒸発源ユニット（第１蒸発源ユニット３００Ｘ，第２蒸発源ユニット３００Ｙ及び第３蒸発源ユニット３００Ｚ）を一体的に複数組備える蒸発源３００であって、複数の坩堝３３０をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚと、複数の拡散室３４０をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚと、を備えると共に、隣り合う第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚの間には、隙間Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ形成されていることを特徴とする。【選択図】図４
2020002443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝と、該坩堝を加熱する第１加熱体と、第１加熱体により坩堝が加熱されることで蒸発又は昇華された材料を拡散する拡散室と、該拡散室を加熱する第２加熱体と、を有する蒸発源ユニットを一体的に複数組備える蒸発源であって、
複数の前記坩堝をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第１ケース部と、
複数の前記拡散室をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第２ケース部と、
を備えると共に、
隣り合う第２ケース部の間には、隙間がそれぞれ形成されていることを特徴とする蒸発源。
【請求項２】
第２ケース部のケース内壁面における長手方向の両側面間の幅は、第１ケース部のケース内壁面における長手方向の両側面間の幅よりも狭く、第２ケース部のケース内壁面における短手方向の両側面間の幅は、第１ケース部のケース内壁面における短手方向の両側面間の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項３】
隣り合う第２ケース部の間の隙間の一部に、第１ケース部内及び第２ケース部内のうちの少なくともいずれか一方に備えられる部材に電気的に接続される配線が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発源。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載の蒸発源と、
前記蒸発源が内部に配置されるチャンバと、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着に用いられる蒸発源及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、坩堝及びこの坩堝が加熱されることで蒸発又は昇華された材料を拡散する拡散室等を有する蒸発源ユニットを複数組備える蒸発源が知られている。図６を参照して、このような従来例に係る蒸発源について説明する。図６は従来例に係る蒸発源の模式的断面図である。図示の蒸発源５００は、第１蒸発源ユニット５００Ｘと、第２蒸発源ユニット５００Ｙと、第３蒸発源ユニット５００Ｚとを一体的に備えている。これら第１蒸発源ユニット５００Ｘ，第２蒸発源ユニット５００Ｙ及び第３蒸発源ユニット５００Ｚは、それぞれ、坩堝５２０及び拡散室５３０等を備えている。また、各坩堝５２０の周囲には、各坩堝５２０を加熱する加熱体（第１加熱体５２１）がそれぞれ設けられている。更に、各拡散室５３０の周囲には、各拡散室５３０内において、蒸発又は昇華された材料の温度が低下して析出してしまうことを抑制するために拡散室５３０を加熱する加熱体（第２加熱体５３１）がそれぞれ設けられている。
【０００３】
そして、従来例に係る蒸発源５００においては、直方体形状のケース５１０の内部に複数の隔壁５１１が設けられることで、第１蒸発源ユニット５００Ｘと、第２蒸発源ユニット５００Ｙと、第３蒸発源ユニット５００Ｚに分けられている。ここで、ケース５１０及び隔壁５１１は断熱機能を備えている。これにより、ケース５１０の外部に熱が伝わってしまうことを抑制している。
【０００４】
しかしながら、上記の従来例に係る蒸発源５００においては、蒸着対象である基板側に配置される拡散室５３０付近の温度が上昇し易い。すなわち、隣り合う拡散室５３０を隔てる隔壁５１１の両側に第２加熱体５３１が設けられているため、隔壁５１１の温度が上昇してしまい易い。そのため、断熱効果が十分発揮されず、拡散室５３０付近の温度が上昇して、基板への温度影響を抑制するのが難しくなってしまう。なお、坩堝等がそれぞれ独立して設けられる蒸発源も知られているが（特許文献１，２参照）、そのような蒸発源の場合、坩堝や加熱体等が剥き出しになっているため、放熱を抑制することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２３２６号公報
【特許文献２】特開２０１６−７９４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、断熱効果の向上を図ることのできる蒸発源及び蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明の蒸発源は、
基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝と、該坩堝を加熱する第１加熱体と、第１加熱体により坩堝が加熱されることで蒸発又は昇華された材料を拡散する拡散室と、該拡散室を加熱する第２加熱体と、を有する蒸発源ユニットを一体的に複数組備える蒸発源で
あって、
複数の前記坩堝をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第１ケース部と、
複数の前記拡散室をそれぞれ収容し、かつ断熱を行うための複数の第２ケース部と、
を備えると共に、
隣り合う第２ケース部の間には、隙間がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の蒸着装置は、
上記の蒸発源と、
前記蒸発源が内部に配置されるチャンバと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、断熱効果の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施例に係る蒸着装置の概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る蒸発源の平面図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係る蒸発源の模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例１に係る蒸発源の模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例２に係る蒸発源の模式的断面図である。
【図６】図６は従来例に係る蒸発源の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例１に係る蒸発源と、この蒸発源を備える蒸着装置について説明する。
【００１４】
＜蒸着装置＞
図１を参照して、本実施例に係る蒸着装置１０について説明する。図１は本発明の実施例に係る蒸着装置１０の概略構成図である。蒸着装置１０は、真空ポンプ２００によって、内部が真空（減圧雰囲気）となるように構成されるチャンバ１００と、チャンバ１００の内部に配置される蒸発源３００とを備えている。蒸発源３００は、基板２０に蒸着させる物質の材料を加熱することで、当該材料を蒸発又は昇華させる役割を担っている。この蒸発源３００によって蒸発または昇華された物質が、チャンバ１００の内部に設置された基板２０に付着することで、基板２０に薄膜が形成される。
【００１５】
＜蒸発源＞
図２〜図４を参照して、本実施例に係る蒸発源３００について説明する。図２は本発明の実施例１に係る蒸発源の平面図である。図３は本発明の実施例１に係る蒸発源の模式的断面図であり、図２中のＡＡ断面図である。図４は本発明の実施例１に係る蒸発源の模式的断面図であり、図２中のＢＢ断面図である。
【００１６】
本実施例に係る蒸発源３００は、複数組（図示の例では３組）の蒸発源ユニットを一体的に備えている。以下、説明の便宜上、これら３組の蒸発源ユニットを、それぞれ第１蒸発源ユニット３００Ｘ，第２蒸発源ユニット３００Ｙ及び第３蒸発源ユニット３００Ｚと
称する。なお、これらの各ユニットの構成は基本的に同一であるので、これらのユニットを構成する各部材については、原則、同一の符号を付している。
【００１７】
蒸発源３００は、第１ケース３１０と、３つの第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚとを備えている。第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚは、第１ケース３１０に固定されている。また、第１ケース３１０の内部は２つの隔壁３１２，３１３により隔てられており、３つの第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚが形成されている。第１ケース部３１０Ｘと第２ケース部３２０Ｘは、第１蒸発源ユニット３００Ｘの構成要素である。また、第１ケース部３１０Ｙと第２ケース部３２０Ｙは、第２蒸発源ユニット３００Ｙの構成要素である。更に、第１ケース部３１０Ｚと第２ケース部３２０Ｚは、第３蒸発源ユニット３００Ｚの構成要素である。
【００１８】
第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚと第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚは、断熱機能を備えている。例えば、これらのケース部の内部に通路（流路）を形成しておき、この通路に冷却水などの冷却液を流すことで、断熱効果を発揮させることができる。なお、これらのケース部は、「冷却ケース（部）」と呼ばれることもある。次に、蒸発源ユニットの構成について説明する。上記の通り、各蒸発源ユニットの構成は基本的に同一であるので、ここでは、代表して、第１蒸発源ユニット３００Ｘを例にして説明する。
【００１９】
第１蒸発源ユニット３００Ｘは、基板２０に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝３３０と、坩堝３３０を加熱する第１加熱体３３１とを有している。坩堝３３０は第１ケース部３１０Ｘに収容されている。また、第１加熱体３３１は、坩堝３３０の外壁面を取り囲むように設けられている。第１加熱体３３１としては、シースヒータなど、通電により発熱する部材を好適に適用できる。この第１加熱体３３１と第１ケース部３１０Ｘの内壁面との間には、第１加熱体３３１からの熱を反射させる第１リフレクタ３３２が設けられている。坩堝３３０の側面側においては、２重のリフレクタ構造が採用されており、第１リフレクタ３３２と第１ケース部３１０Ｘの内壁面との間に、更に、第１補助リフレクタ３３３が設けられている。
【００２０】
また、第１蒸発源ユニット３００Ｘは、第１加熱体３３１により坩堝３３０が加熱されることで蒸発又は昇華された材料を拡散する拡散室３４０と、拡散室３４０を加熱する第２加熱体３４１とを有している。第２加熱体３４１によって、拡散室３４０を加熱することによって、拡散室３４０の内部において、蒸発又は昇華した材料の温度が低下して析出してしまうことを抑制している。拡散室３４０は第２ケース部３２０Ｘに収容されている。また、第２加熱体３４１としては、シースヒータなど、通電により発熱する部材を好適に適用できる。第２加熱体３４１は、拡散室３４０の外壁面を取り囲むように設けられている。この第２加熱体３４１と第２ケース部３２０Ｘの内壁面との間には、第２加熱体３４１からの熱を反射させる第２リフレクタ３４２が設けられている。拡散室３４０の側面側においては、２重のリフレクタ構造が採用されており、第２リフレクタ３４２と第２ケース部３２０Ｘの内壁面との間に、更に、第２補助リフレクタ３４３が設けられている。また、拡散室３４０には、拡散された材料を噴射するための複数のノズル３５０が設けられている。このノズル３５０は、第２ケース部３２０Ｘに設けられた貫通孔３２１から第２ケース部３２０Ｘの外部に飛び出すように設けられている。
【００２１】
そして、第１ケース部３１０Ｘには、第１ケース部３１０Ｘの内部と第２ケース部３２０Ｘの内部とを連通する連通孔３１１が設けられている。この連通孔３１１が設けられることによって、坩堝３３０の内部と拡散室３４０の内部とが繋がることを可能としている。
【００２２】
以上のように構成される第１蒸発源ユニット３００Ｘによれば、第１加熱体３３１により坩堝３３０が加熱されると、坩堝３３０内の材料が蒸発又は昇華されて、拡散室３４０内で拡散され、複数のノズル３５０から噴射される。また、第１リフレクタ３３２及び第１補助リフレクタ３３３によって、坩堝３３０は効率的に加熱されると共に、第１ケース部３１０Ｘに熱が伝わることが抑制される。また、断熱機能を有する第１ケース部３１０Ｘによって、第１ケース部３１０Ｘの外部に熱が逃げることが抑制される。同様に、第２リフレクタ３４２及び第２補助リフレクタ３４３によって、拡散室３４０は効率的に加熱されると共に、第２ケース部３２０Ｘに熱が伝わることが抑制される。また、断熱機能を有する第２ケース部３２０Ｘによって、第２ケース部３２０Ｘの外部に熱が逃げることが抑制される。
【００２３】
なお、上記の通り、第２蒸発源ユニット３００Ｙ及び第３蒸発源ユニット３００Ｚについても、第１蒸発源ユニット３００Ｘと基本的な構成は同一であり、同様の機能が発揮される。本実施例に係る蒸発源３００においては、複数組の蒸発源ユニットを備えているため、各蒸発源ユニットによって、それぞれ異なる材料を噴射させることができる。例えば、第１蒸発源ユニット３００Ｘと第３蒸発源ユニット３００Ｚについてはドーパント材料を噴射させるために用い、第２蒸発源ユニット３００Ｙについてはホスト材料を噴射させるために用いることができる。
【００２４】
＜第２ケース部＞
第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚについて、より詳細に説明する。本実施例においては、隣り合う第２ケース部の間には、隙間がそれぞれ形成されている。つまり、第２ケース部３２０Ｘと第２ケース部３２０Ｙとの間に、隙間Ｓ１が形成され、かつ、第２ケース部３２０Ｙと第２ケース部３２０Ｚとの間に、隙間Ｓ２が形成されている。本実施例においては、これらの隙間Ｓ１，Ｓ２は、蒸発源３００の外側の空間と繋がっている。つまり、隙間Ｓ１，Ｓ２は開放された空間となっている。また、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚにおける長手方向の両側面３２２、及び第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚにおける短手方向の両側面３２３は、いずれも蒸発源３００の外側の空間に曝されている。そして、本実施例においては、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚのケース内壁面における長手方向の両側面間の幅Ｗ２１は、第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚのケース内壁面における長手方向の両側面間の幅Ｗ１１よりも狭くなるように構成されている（図３参照）。また、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚのケース内壁面における短手方向の両側面間の幅Ｗ２２は、第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚのケース内壁面における短手方向の両側面間の幅Ｗ１２よりも狭くなるように構成されている（図４参照）。従って、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚのケース内壁面の表面積は、第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚのケース内壁面の表面積よりも狭い。
【００２５】
＜本実施例に係る蒸発源及び蒸着装置の優れた点＞
本実施例に係る蒸着装置１０に備えられる蒸発源３００は、複数組の蒸発源ユニットを一体的に備えている。これにより、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合に比べて、次のような利点がある。（１）一枚のベース板を位置基準とすることができるため、各蒸発源ユニットの位置決めが容易である。なお、本実施例の場合には、例えば、第１ケース３１０の底板をベース板とすることができる。これに対して、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合には、各蒸発源ユニット同士の位置合わせが必要になってしまう。（２）蒸着装置１０に蒸発源３００を搭載する際の作業も容易である。つまり、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合には、搭載作業の回数が多くなるだけでなく、各蒸発源ユニット同士の位置合わせ作業が必要となるのに対して、本実施例に係る蒸発源３００の場合には、そのような手間を省くことができる。（３）本実施例の場合には、坩堝３３０の短手方向の幅を広くすることもできる。すなわ
ち、本実施例の蒸発源３００の場合には、隣り合う坩堝３３０の間に、１枚の隔壁３１２，３１３が設けられるのに対して、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合には、隣り合う坩堝の間に２枚の壁（ケース部の壁）が設けられる。また、各蒸発源ユニットの間に間隔が設けられる場合には、当該間隔分のスペースも必要となる。従って、限られたスペースに対して、本実施例に係る蒸発源３００を採用した場合には、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合に比べて、坩堝３３０の短手方向の幅を広くすることができ、より多くの材料を収容することが可能となる。（４）ケース部の内部に冷却液を流すための通路が設けられる場合、冷却液の系統数を削減することができる。つまり、本実施例に係る蒸発源３００の場合には、冷却液の供給口と排出口をそれぞれ一つ設けることで、全てのケース部に冷却液を流すことができる。これに対して、複数の蒸発源ユニットがそれぞれ独立して設けられる場合には、それぞれの蒸発源ユニットに、冷却液の供給口と排出口を設けなければならない。
【００２６】
そして、本実施例に係る蒸着装置１０に備えられる蒸発源３００においては、隣り合う第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚの間には、隙間Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ形成されている。従って、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚは、両面側から第２加熱体３４１によって加熱されるようなことはないため、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚによる断熱機能は十分発揮される。従って、十分な断熱効果を得ることができる。従って、基板２０への温度の影響を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施例においては、第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚのケース内壁面の表面積は、第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚのケース内壁面の表面積よりも狭くなるように構成されている。従って、基板２０に、より近い距離に位置する第２ケース部３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚのケース内壁面の表面積が狭いことにより、基板２０の温度上昇を抑制することができる。
【００２８】
（実施例２）
図５には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、隣り合う第２ケース部の間の隙間の一部を配線の設置スペースとして利用した場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２９】
図５は本発明の実施例２に係る蒸発源の模式的断面図である。なお、この図５は、上述した実施例１における図２中のＢＢ断面図に相当する。本実施例に係る蒸発源３００においても、上記実施例１の場合と同様に、３組の蒸発源ユニット（第１蒸発源ユニット３００Ｘ，第２蒸発源ユニット３００Ｙ及び第３蒸発源ユニット３００Ｚ）を一体的に備えている。第１蒸発源ユニット３００Ｘ，第２蒸発源ユニット３００Ｙ及び第３蒸発源ユニット３００Ｚの構成及び作用効果については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。
【００３０】
本実施例においては、隙間Ｓ１及び隙間Ｓ２の一部に、それぞれ複数の第１配線３７１及び第２配線３７２が配置されている。複数の第１配線３７１は、第１加熱体３３１及び第２加熱体３４１に電気的に接続され、これら第１加熱体３３１及び第２加熱体３４１に電気を送るための配線である。また、複数の第２配線３７２は、ユニット内に設けられた熱電対３６０に電気的に接続された配線である。なお、複数の第１配線３７１及び第２配線３７２はカバー３８０によって保護されている。
【００３１】
以上のように構成される本実施例に係る蒸発源３００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においては、複数の第１配線３７１及び第２配線３７２が、第１ケース部３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚや第２ケース部３２０
Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚの内部ではなく、これらの外部に設けられているため、第１配線３７１及び第２配線３７２の昇温が抑制される。従って、これら第１配線３７１及び第２配線３７２が断線してしまうことを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０…蒸着装置，２０…基板，３００…蒸発源，３００Ｘ…第１蒸発源ユニット，３００Ｙ…第２蒸発源ユニット，３００Ｚ…第３蒸発源ユニット，３１０Ｘ，３１０Ｙ，３１０Ｚ…第１ケース部，３２０Ｘ，３２０Ｙ，３２０Ｚ…第２ケース部，３３０…坩堝，３３１…第１加熱体，３４０…拡散室，３４１…第２加熱体，Ｓ１，Ｓ２…隙間
【図１】
2020002443.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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