(57)【要約】【課題】  本発明は、真空室内で運搬機器を用いてプロセス空間の上に位置決めすることが可能であるか、或いはプロセス空間の上を通過して動かすことが可能である平坦な形状の基板に有機材料を成膜する蒸着装置であって、有機成膜材料の蒸発器がプロセス空間内で基板に対向して配置されている蒸着装置に関する。【解決手段】  本発明により、速い蒸発速度で層厚及び層の化学量論の良好な均一性を達成できる平坦な形状の基板のための蒸着装置を実現する。本発明は、プロセス空間３の側方が基板１に対向して成膜材料６の供給機器５にまで延びるシールド部４によって境界を画定されていることと、この蒸発器が成膜材料６の供給機器５とこの供給機器の下の放熱器７とから構成されていることとを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室内で搬送機器を用いてプロセス空間の上に位置決めすることが可能であるか、或いはプロセス空間の上を通過して動かすことが可能である平坦な形状の基板に有機材料を成膜する蒸着装置であって、有機成膜材料の蒸発器がプロセス空間内で基板に対向して配置されている蒸着装置において、
プロセス空間（３）の側方が、基板（１）に対向して成膜材料（６）の供給機器（５）にまで延びるシールド部（４）によって境界を画定されていることと、
この蒸発器が、成膜材料（６）の供給機器（５）とこの供給機器の下の放熱器（７）とから構成されていることと、
を特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
放熱器（７）が、複数の並んで配置された加熱部品（８）から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
加熱部品（８）が、石英放熱器又は抵抗加熱部品を備えていることを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
供給機器（５）が、プロセス空間（３）の下を基板（１）に対して平行に動かすことが可能であることと、
成膜材料（６）が、供給機器（５）の上に分散して配置されていることと、
を特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項５】
基板（１）の搬送機器と成膜材料（６）の供給機器（５）の移動方向が、同じ方向又は逆方向であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項６】
プロセス空間（３）の側方の境界を画定するシールド部（４）が、金属などの好適な材料又はそれ以外の好適な材料から構成されて、それぞれ基板（１）の下と下方における供給機器（５）の上とに外側に向かって直角に折り曲げられた折り曲げ部（９）を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項７】
プロセス空間（３）は、上方を基板（１）により境界を画定され、下方を供給機器（５）により境界を画定されており、折り曲げ部（９）が、それぞれ基板（１）及び供給機器（５）に対して所定の間隔を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項８】
複数のプロセス空間（３）が、真空室（２）内に並んで配置されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項９】
成膜材料（６）の供給機器（５）が、各プロセス空間（３）に配備されていることを特徴とする請求項８に記載の蒸着装置。
【請求項１０】
基板（１）の裏側と熱的に接触する冷却・温度調節機器（１１）が、プロセス空間（３）の上に配備されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空室内で移送機器を用いてプロセス空間の上に位置決めすることが可能であるか、或いはプロセス空間の上を通過して動かすことが可能である平坦な形状の基板に有機材料を成膜するための蒸着装置に関し、この蒸着装置では、有機成膜材料の蒸発器が、プロセス空間内に基板に対向して配置されている。
【背景技術】
【０００２】
この平坦な形状の基板は、例えば、ガラス、プラスチック又はそれ以外の材料から成る板、さもなければプラスチック又はプラスチック箔から成るベルト形状の基板とすることができる。ベルト形状の基板は、通常ロールツーロール法でプロセス空間の上又はプロセス空間を通過して案内され、如何なる場合でも、基板の成膜すべき側がプロセス空間の方向、即ち、大抵は下方を向いている。
【０００３】
基板に有機材料を成膜するためには、その材料を蒸発させて、目的通り基板の成膜すべき表面に供給する必要が有る。蒸発した材料は一般的に蒸発源から直角に遠ざかるので、基板の成膜すべき面は、一般的に蒸発源に対向して配置されるか、或いは蒸発源を通過して案内される。そうでなければ、蒸発させた材料を目的通り成膜すべき表面に誘導する必要が有る。
【０００４】
有機層の製造に使用される成膜材料は、一連の特別な特性を有する。即ち、そのような材料の幾つかは、一般的に初期状態において粒状物質又は粉末として固相又は半液相で存在し、加熱されると昇華する特性を有する、即ち、液相を飛び越して気相に移行する。
【０００５】
バッチプロセスのために、適切な量の材料を貯蔵する場合のように、所定の量の蒸発させる成膜材料を準備する場合、昇華の進行と共に材料の量が益々減少して、そのことが、蒸発速度の低下を引き起こし、例えば、縮退によって、化学的構造の変化が起こる可能性が有る。そのような化学的構造の変化は、又もや蒸着層の特性に悪い影響を与える。
【０００６】
特許文献１には、壁面が同時にプロセス空間の境界を画定する真空室の下方領域に収容された有機材料の蒸発源が記載されており、成膜すべきガラス基板は、真空室内に蒸発源の上に配置されている。そのため、それは、それぞれ常に一つ以上の基板だけを同時に成膜するバッチ動作で稼働する成膜設備である。
【０００７】
それらの蒸発源内には、粉末状の成膜材料が貯蔵されており、その材料は、加熱器を用いて加熱され、それにより昇華し、そのため、ここでガス又は蒸気状の成膜材料が蒸発源から開放されて、ガラス基板上に凝縮する。複数の蒸発源を使用する場合、例えば、薄い層の形の異なる材料層を順番に析出させることができる。
【０００８】
更に、特許文献２には、基板に有機材料を成膜する装置が記載されている。そこでは、蒸発源として、有機成膜材料を収容したパイプ形状の蒸発タンクが使用されている。その蒸発タンクは、筐体内に有り、線形状の隙間の形の蒸発した材料のための出口開口部を備えている。更に、その筐体内には、例えば、二重パイプ石英放熱器などの蒸発タンク内の成膜材料を加熱するための熱源が有る。
【０００９】
ガラス又はプラスチックから成る成膜すべき基板は、成膜すべき側を下方に向けて蒸発タンクの隙間の上を通過して搬送され、そのため、蒸発した成膜材料が基板上に凝縮することができる。
【００１０】
前述した成膜設備では、冒頭に述べた欠点が生じる可能性が有り、均一な層品質を保証するためには、特に、単一又は複数の基板の成膜後に、蒸発源内の成膜材料を新しくしなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ドイツ特許公開第６９８３６０３９号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２０１１０８４９９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のことから、本発明の課題は、速い蒸発速度において層厚及び層の化学量論の良好な均一性を達成できる、平坦な形状の基板のための蒸着装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の蒸着装置において、プロセス空間の側方が基板に対向して成膜材料の供給機器にまで延びるシールド部によって境界を画定されていることと、蒸発器が成膜材料の供給機器とその下の放熱器から構成されていることとを特徴とする蒸着装置によって解決される。
【００１４】
この放熱器は、蒸発器の逆側に有る複数の別個に調節可能な加熱部品から構成され、これらの加熱部品は、石英放熱器又は抵抗加熱部品を備えることができる。
【００１５】
本発明の発展形態では、この供給機器は、プロセス空間の下を基板に対して平行に動かすことが可能であり、この成膜材料は、供給機器上に分散して配置されている。
【００１６】
基板の搬送機器と成膜材料の供給機器の移動方向は、同じ方向又は逆方向とすることができる。
【００１７】
本発明の別の発展形態では、プロセス空間の側方の境界を画定するシールド部は、好適な材料、例えば、金属から構成され、それぞれ基板の下と供給機器の上とに、プロセス空間の周囲を取り囲む真空室に対するプロセス空間の密閉の改善を実現する直角に折り曲げられた折り曲げ部を有する。
【００１８】
結局、このプロセス空間は、上方を基板により境界を画定され、下方を供給機器により境界を画定されており、この折り曲げ部は、それぞれ基板及び供給機器に対して所定の間隔を有し、そのため、フローチャネルの形成によって、特に効果的な密閉を実現している。このようにして、プロセス空間内の蒸発速度が速い場合に残りの真空室内の蒸発した成膜材料による汚染を最小限にするために、プロセス空間とプロセス空間の周囲を取り囲む真空室との間の出来る限り大きい圧力差を実現している。
【００１９】
複数のプロセス空間が真空室内に並んで配置されている場合、各プロセス空間に成膜材料の供給機器を配備することによって、基板に異なる成膜材料を順番に成膜することができる。
【００２０】
最後に、プロセス空間の上に、基板の裏側と熱的に接触する冷却・温度調節機器を配備することができる。
【００２１】
それにより、最大成膜速度を実現できる温度、或いは場合によっては、プロセス空間内に更に導入されたガスによって引き起こされる、例えば、成膜内での化学反応が生じる温度への基板の温度調節を行なうことができる。本発明による蒸着装置によって、未消費の成膜材料をプロセス空間に持続的に供給することができ、それによって、蒸発中において、層厚及び層の化学量論の良好な均一性を保証することができる。
【００２２】
以下において、実施例により本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による真空室内にプロセス空間を有する蒸着装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
平坦な形状の基板１に有機材料を成膜する蒸着装置は、模式的に表示された真空室２から構成され、その中には、プロセス空間３が配置されている。このプロセス空間３の側方は、シールド部４によって真空室２に対して境界を画定されている。このシールド部４は、金属又はそれ以外の好適な材料から構成することができる。
【００２５】
成膜すべき平坦な形状の基板１、例えば、ベルト形状のプラスチック箔は、図示されていない好適な搬送機器を用いて、図面でプロセス空間３の上を連続的にプロセス空間を通過して搬送され、基板１の成膜すべき側は、下向きにプロセス空間３の方を向いている。
【００２６】
それに代わって、平坦な形状の基板１が、好適な搬送機器を用いて、プロセス空間３の上に段階的に位置決めされて、プロセス空間の上に有る基板１の部分に成膜することができ、それに続いて基板１の別の部分がプロセス空間３の上に位置決めされる。
【００２７】
それに対応して、例えば、ガラス板等の成膜すべき堅い平坦な形状の基板も、それを連続的にプロセス空間３の上を通過して動かすか、或いはそのような基板又は基板の部分をそれぞれプロセス空間３の上に位置決めして成膜することにより処理することができる。基板１の部分だけをプロセス空間の上に位置決めする場合、ベルト形状の基板１の場合と同様の成膜を行なわなければならない。
【００２８】
成膜中の基板１の移動速度又は停止した基板に成膜する場合の成膜時間は、成膜速度とその達成すべき厚さに依存する。
【００２９】
プロセス空間３の下には、蒸発させる有機成膜材料６の供給機器５と付属の放熱器７とから構成される蒸発器が有る。この供給機器５は、例えば、成膜材料６を載せてプロセス空間３に搬送するベルトコンベヤとすることができる。これらの放熱器７は、供給機器５の下に配置され、石英放熱器又は抵抗加熱部品を備えることができる複数の並んで配置された加熱部品８から構成される。
【００３０】
プロセス空間３の下の供給機器５は、成膜すべき基板１の移動方向に対して平行の方向、即ち、水平方向を向いている。基板１と供給機器５の移動方向は、同じ方向又は逆方向とすることができる。
【００３１】
供給機器５を用いて、成膜すべき基板１への供給形態に応じて連続的に、或いは段階的に、蒸発させる成膜材料６をプロセス空間３に供給することができる。成膜が完了するまで、常に所定の量の成膜材料６だけをプロセス空間３に搬送した後、次の基板１の搬入後又は搬入中にプロセスを繰り返すことも可能である。
【００３２】
更に、プロセス空間３の側方の境界を画定するシールド部４は、それぞれ基板１の下、即ち、図面でシールド部の上端と、供給機器５の上、即ち、図面でシールド部の下端とに、外側に向かって直角に折り曲げられた折り曲げ部９を有し、それによって、プロセス空間の周囲を取り囲む真空室２に対するプロセス空間３の密閉の改善を実現している。
【００３３】
プロセス空間３は、シールド部４により側方の境界を画定され、基板１により上方の境界を画定され、供給機器５により下方の境界を画定されており、折り曲げ部９は、それぞれ基板１及び供給機器５に対して出来る限り小さい所定の間隔を有する。このようにして、フローチャネル１０の形成によって、プロセス空間３内の圧力とプロセス空間の周囲を取り囲む真空室２内の圧力との間の出来る限り大きな圧力差を実現する特に効果的な密閉を保証している。このようにして、プロセス空間３内での蒸発速度が速い場合でも、残りの真空室２内の蒸発した成膜材料６による汚染を最小限にしている。
【００３４】
複数のプロセス空間３が真空室１内に並んで配置されている場合、成膜材料のための専用の供給機器５を各プロセス空間３に配備することによって、基板１に異なる成膜材料を順番に成膜することができる。
【００３５】
基板の成膜中に、好適な冷却・温度調節機器を用いて、成膜プロセスに最適な温度に基板を温度調節することもできる。そのために、この冷却・温度調節機器は、プロセス空間３の上で基板の裏側と、即ち、成膜されない側と熱的に接触することができる。
【００３６】
この場合、最大成膜速度を実現できる温度、或いは場合によっては、プロセス空間内に更に導入されたガスによって引き起こされる、例えば、成膜内での化学反応が生じる温度への基板の温度調節を行なうことができる。
【００３７】
本発明による蒸着装置によって、速い蒸発速度において、層厚及び層の化学量論の良好な均一性を達成することができる。
【００３８】
更に、本発明による蒸着装置は、同じくベルト形状の基板の連続的又は部分的な成膜のために、所謂流れ作業設備又は複数の単一基板の場合における相応の搬送機器を備えた所謂クラスター設備に問題無く統合することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    基板
２    真空室
３    プロセス空間
４    シールド部
５    供給機器
６    成膜材料
７    放熱器
８    加熱部品
９    折り曲げ部
１０    フローチャネル
１１    冷却・温度調節機器
【図１】
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