(57)【要約】【課題】  材料の使用効率を向上させつつ、蒸着器で蒸発すべき材料を基板に蒸着でき、これによって、面積が大きくて均一な薄膜を形成するマルチノズル蒸着器が開示される。【解決手段】  蒸着器は、開放上面を有する円筒状のまたは長方形の柱状のるつぼ３１または５１と、るつぼ３１または５１の高さよりも低い高さの円筒状または長方形の柱形状を有しかつるつぼの上部に組み立てられる本体部と、本体部の上面と底面との間で本体部を貫通しつつ、ある角度で形成された複数の蒸発管とを備えるノズルユニット３２とを有する。蒸発される材料は、傾斜した蒸発管によって基板の周辺領域に向かって噴出し、これによって、蒸着すべき薄膜の均一性と、蒸発される材料の使用効率とが向上し、噴出部における蒸発された材料の凝縮が防止される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器であって、
開放上面を有する円筒状るつぼと、
前記るつぼの高さよりも低い高さの円筒形状を有しかつ前記るつぼの上部に組み立てられる本体部と、前記本体部の上面と底面との間で前記本体部を貫通し、ある角度で形成された複数の蒸発管とを備えるノズルユニットであって、当該ノズルユニットの前記蒸発管の各々の下端開口部の中心が、前記本体部の中心から所定半径を有する同一の円周に配置され、前記蒸発管の上端開口部の中心が、前記下端開口部の前記中心を通過する前記円周の接線に配置されるノズルユニットと、を有するマルチノズル蒸着器。
【請求項２】
前記蒸発管が、前記蒸発管の長手方向において変化する直径を有する、または、前記蒸発管の内周面に突出部が形成される請求項１に記載の蒸着器。
【請求項３】
前記るつぼおよび前記ノズルユニットが、前記るつぼおよび前記ノズルユニットの中心を貫通する円筒状中空部をさらに有する請求項１に記載の蒸着器。
【請求項４】
真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器であって、
開放上面を有する長方形の柱状るつぼと、
前記るつぼの高さよりも低い高さの長方形の柱形状を有し、かつ前記るつぼの上部に組み立てられる本体部と、前記本体部の上面と底面との間で前記本体部を貫通する複数の蒸発管とを備えるノズルユニットであって、当該ノズルユニットの前記蒸発管が２つの群に分割され、当該２つの群の蒸発管が、前記本体部の前記上面の中心軸線に対して同一の傾斜角で反対方向に傾斜されるノズルユニットと、を有するマルチノズル蒸着器。
【請求項５】
前記蒸発管が４つの群に分割され、当該４つの群の蒸発管が前記ノズルユニットの上面のそれぞれの４つの角部に向かって傾斜される請求項４に記載の蒸着器。
【請求項６】
前記蒸発管が、前記蒸発管の長手方向において変化する直径を有する、または、前記蒸発管の内周面に突出部が形成される請求項４または５に記載の蒸着器。
【請求項７】
前記ノズルユニットが、前記蒸発管とは異なる傾斜角を有する少なくとも１つの蒸発管をさらに有する請求項１、４または５に記載の蒸着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空熱蒸着用の蒸着器、より詳しくは、材料の使用効率を向上させつつ、蒸着器で蒸発すべき材料を基板に蒸着でき、これによって、面積が大きくて均一な薄膜を形成するマルチノズル蒸着器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、種々の薄膜形成技術は、半導体装置またはフラットパネル表示装置を製造するために用いられる。上記技術の１つは真空熱蒸着法である。真空熱蒸着法は、基板の下方に配置されかつ蒸発すべき材料を収容する真空容器内の上側に基板を配置し、蒸着器を加熱し、その結果、蒸発される材料を基板に蒸着させることによって薄膜を形成する方法である。
【０００３】
図１は、真空熱蒸着法で最も一般的に使用されるポイント式蒸着器を示している。図１に示されているように、ポイント式蒸着器２１は、噴出部を有する円筒状容器を備える。蒸発すべき材料が円筒状容器内に充填され、次に、円筒状容器内で、その材料が加熱されて蒸発し、この結果、蒸発された材料が、容器から基板に向かって噴出して薄膜を形成する。しかし、ポイント式蒸着器は、蒸発された材料の大部分をポイント式蒸着器から、噴出部によって方向付けられた方向２２に噴出させるので、面積が大きくて均一な薄膜を得ることができないという問題が生じる。この問題を解決するために、図１に示されているように、ポイント式蒸着器が基板１の周辺領域に配置され、基板が回転される蒸着法が用いられてきた。しかし、この蒸着法には、基板を回転させるための装置の付加により、蒸着システムが複雑になり、最終製品で欠陥が生じ、材料の使用効率が低下するという問題がさらに生じる。
【０００４】
さらに、噴出部は、従来のポイント式蒸着器の側面の加熱部から離れた中心位置に配置されるので、蒸発された材料が噴出部で容易に凝縮されてしまうという欠点がある。
【０００５】
従来のポイント式蒸着器のこの問題を解決するために、本発明者は円錐形ノズル蒸着器を提供した。円錐形ノズルの場合、所望の噴出分布を実現すること、ノズルを加工すること、およびノズルの内部を磨くことが困難である。さらに、蒸発管はノズルの中心に配置されるので、蒸発された材料が、従来のポイント式蒸着器と同様に蒸発管の内部で凝縮されるという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、上記問題を解決するために考え出されたものである。本発明の目的は、基板を回転させることなく、均一な厚さを有する薄膜を面積の大きな基板に形成し、蒸発すべき材料の使用効率を向上させ、蒸発された材料の凝縮を最小限に抑えることができる蒸着器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の側面によれば、真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器が提供され、このマルチノズル蒸着器は、開放上面を有する円筒状るつぼ、ならびに、るつぼの高さよりも低い高さの円筒形状を有しかつルツボの上部に組み立てられる本体部と、本体部の上面と底面との間で本体部を貫通しつつ、ある角度で形成された複数の蒸発管とを備えるノズルユニットを有し、ここで、ノズルユニットの蒸発管の各々の下端開口部の中心は、本体部の中心から所定半径を有する同一の円周に配置され、蒸発管の上端開口部の中心は、下端開口部の中心を通過する円周の接線に配置される。
【０００８】
本発明の別の側面によれば、真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器が提供され、このマルチノズル蒸着器は、開放上面を有する長方形の柱状るつぼ、ならびに、るつぼの高さよりも低い高さの長方形の柱形状を有しかつるつぼの上部に組み立てられる本体部と、本体部の上面と底面との間で本体部を貫通する複数の蒸発管とを備えるノズルユニットを有し、ここで、ノズルユニットの蒸発管は２つの群に分割され、この２つの群の蒸発管は、本体部の上面の中心軸線に対して同一の傾斜角で反対方向に傾斜される。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明によれば、真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器は、複数の蒸発管が基板の周辺領域に向けられるように配置することによって構成される。従って、均一な薄膜を面積の大きな基板に形成でき、蒸発すべき材料の使用効率を向上させることができ、蒸発された材料が蒸発管で凝縮されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について以下に詳細に説明する。
【００１１】
蒸着器のるつぼおよびノズルユニットの構成に従って、本発明のマルチノズル蒸着器を２つの異なる方法で実現できる。１つの種類のマルチノズル蒸着器は、円形るつぼと円形ノズルユニットとを有しかつ本発明の第１および第２の実施形態に対応する円形マルチノズル蒸着器である。他の種類のマルチノズル蒸着器は、長方形るつぼと長方形ノズルユニットとを有しかつ本発明の第３および第４の実施形態に対応する長方形マルチノズル蒸着器である。
【００１２】
図２と図３を参照すると、本発明による真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器はるつぼ３１とノズルユニット３２とを含む。
【００１３】
るつぼ３１は、開放上面を有し、蒸発すべき材料４を収容できる円筒状容器から形成される。ノズルユニットに結合する際に使用するための結合手段はるつぼ３１の上部に形成される。
【００１４】
ノズルユニット３２は、るつぼ３１の高さよりも低い高さの円筒形状でるつぼ３１の上部に組み立てられる本体部３２ａと、本体部３２ａの上面と底面との間で本体部３２ａを貫通しつつ、ある角度で形成された複数の蒸発管３３とを有する。
【００１５】
るつぼ３１の上部に結合する際に使用するための結合手段はノズルユニット３２の下部に設けられる。
【００１６】
ノズルユニットをるつぼに結合するための結合手段は、双方が互いに結合されるるつぼおよびノズルユニットの周辺に設けられたスナップ嵌合突出部から構成され得る。あるいは、結合手段は、るつぼとノズルユニットとにそれぞれ設けられたクランプ等から構成されてもよい。
【００１７】
特に、蒸発管３３の各々の下端開口部３３ｂの中心は、本体部の中心からの半径Ｒを有する同一の円周に配置され、蒸発管３３の上端開口部３３ａの中心は、下端開口部３３ｂの中心を通過する円周の接線上に配置される。
【００１８】
蒸発管３３の各々が、本体部３２ａの垂直方向に対して約６０度未満の角度で形成されることが好ましい。
【００１９】
本発明の第１の実施形態を使用して基板１で真空熱蒸着を行うために、本発明のマルチノズル蒸着器は、図４に示されているように基板１の中心の下方に配置される。次に、蒸着器が加熱され、この結果、蒸発すべき材料は、蒸発されて、傾斜した蒸発管３３を通って基板の側面に向かって噴出し、最終的に基板に蒸着される。
【００２０】
真空熱蒸着が、本発明による真空熱蒸着用のマルチノズル蒸着器を使用して行われた場合、蒸発された材料は、周辺領域に向いて傾斜した蒸発管によって基板の周辺領域に向かって噴出し、この結果、面積の大きな基板の場合でも、均一な厚さを有する薄膜が生成される。蒸着器は基板の中心の下方に配置されるので、基板の外側にとばされることによって無駄になる材料の量を最小限に抑えることが可能である。さらに、薄膜の均一性と材料の使用効率とを最適化するように、工程条件に応じて、蒸発管の構造および傾斜角を最適に調整することが可能である。
【００２１】
ノズルユニットの中心線からノズルユニットの外側に向かって（すなわち、ノズルユニットの底面の中心からノズルユニットの上面の外周に向かう方向に）傾斜するように、蒸発管３３を構成してもよい。
【００２２】
蒸発管を上記のように構成すれば、蒸発管をより密集して配置できる。このようにして、ノズルが連続して配置される場合に得られる効果と同様の効果を得ることが可能である。さらに、蒸発管全体はノズルユニットの外周の近傍に形成されるので、より優れた熱伝導を実現でき、蒸発管内で蒸発された材料の凝縮を防止することが可能である。
【００２３】
さらに、蒸発管の各々を通って噴出する材料の噴出分布を適切に制御するために、突出または傾斜面をノズルユニットの本体部３２ａの上面に形成するようにしてもよい。また、蒸発管の直径は蒸発管の長さに沿って変化させてもよく、また、突出部を蒸発管内に形成してもよい。
【００２４】
図５は、本発明の第２の実施形態の斜視図を示している。この実施形態では、中空部３５はノズルユニット３２およびるつぼ３１の中央部に沿って形成され、この結果、中央ヒータを中空部内にさらに設置できる。中央ヒータは、蒸着器の加熱能力を向上させ、さらに、主にノズルユニットを加熱して、蒸発された材料が蒸発管内で凝縮されることを防止する。
【００２５】
図６〜図８を参照すると、本発明の第３の実施形態によるマルチノズル蒸着器は長方形るつぼ５１と長方形ノズルユニット５２とを備える。るつぼ５１は、開放上面を有し、蒸発すべき材料を収容できる長方形容器から形成される。ノズルユニットに結合する際に使用するための結合手段はるつぼの上部に形成される。
【００２６】
ノズルユニットをるつぼに結合するための結合手段は、双方が互いに結合されるるつぼおよびノズルユニットの周辺に設けられたスナップ嵌合突出部から構成され得る。あるいは、結合手段は、るつぼとノズルユニットとにそれぞれ設けられたクランプ等から構成されてもよい。
【００２７】
ノズルユニット５２は、ノズルユニットの上面から底面に延びる複数の蒸発管５３１及び５３２によって形成される。特に、この実施形態の技術的特徴として、蒸発管は、反対方向に傾斜され、従って、傾斜方向により２つの群５３１と５３２に分割され、蒸着される材料を基板の周辺領域に向けることができる。
【００２８】
群の各々は、図６に示されているような単一の蒸発管、図７に示されているような１列の蒸発管、または図８に示されているような２列群の蒸発管を含み得る。
【００２９】
蒸発管の各々を通って噴出する蒸発された材料の噴出分布を適切に制御するために、突出または傾斜面をノズルユニットの本体部の上面に形成するようにしてもよい。また、蒸発管の直径は蒸発管の長さに沿って変化させてもよく、また、突出部を蒸発管内に形成してもよい。
【００３０】
蒸着器の上方に配置された基板に材料を真空熱蒸着するために、第３の実施形態の蒸着器が使用された場合、２つの群の蒸発管は基板の周辺領域に向けられ、従って、２つの群の蒸発管を通って噴出する蒸発された材料の噴出分布の組み合わせにより、蒸着器の長手方向において、均一な分布を実現できる。真空熱蒸着のより優れた均一性と材料のより高い使用効率とを可能にする噴出分布を実現するように、蒸発管の構造および傾斜角を適切に調整することができる。
【００３１】
第３の実施形態により、蒸着器の長手方向においてのみ、均一な真空熱蒸着が可能になるので、蒸着器の長さに対して垂直方向に基板または蒸着器を移動させることによって、第３の実施形態の蒸着器を使用した真空熱蒸着を行うことが好ましい。
【００３２】
図９〜図１１を参照すると、第３の実施形態とは異なり、本発明の第４の実施形態は、蒸発管の４つの群５３１ａ、５３１ｂ、５３２ａおよび５３２ｂをノズルユニットに含んでいる。すなわち、蒸発管は２つの主群に分割され、これらの主群の各々は、２つの副群にさらに分割され、これによって、全部で４つの群が形成される。２つの主群５３１と５３２は蒸着器の長手方向外側に傾斜され、主群の各々の２つの副群５３１ａと５３１ｂまたは５３２ａと５３２ｂは、蒸着器の長手方向外側に傾斜されつつ、蒸着器の長手方向に対して垂直方向に基板の周辺領域に向かって傾斜される。
【００３３】
真空熱蒸着法を示した図１１によってさらに明確に理解されるように、４つの群は、蒸着器の上方に配置された基板１のそれぞれの４つの角部に向かって傾斜される。
【００３４】
さらに、図１２と図１３を参照すると、ノズルユニットの蒸発管の各群は、１列に並んだ複数の蒸発管を含んでいる。あるいは、蒸発管の各群は、図９に示されているように２列群の蒸発管を含んでもよい。他の代替例として、蒸発管を４つの群になるように配置してもよい。
【００３５】
蒸発管の各々を通って噴出する蒸発された材料の噴出分布を適切に制御するために、突出または傾斜面をノズルユニットの本体部の上面に形成するようにしてもよい。あるいは、蒸発管の直径は蒸発管の長さに沿って変化させてもよく、または突出部を蒸発管内に形成してもよい。
【００３６】
第３の実施形態から展開された第４の実施形態では、蒸着器の長手方向および長手方向に対する垂直方向において、均一な真空熱蒸着を可能にする材料の噴出分布を実現するように、蒸発管の構造および傾斜角が適切に調整される。第３の実施形態とは異なり、蒸着器および基板の両方を所定位置に保持して、真空熱蒸着を行うことができる。さらに、基板は一般に長方形状を有するので、第４の実施形態は、材料の環状噴出分布を提供する第１および第２の実施形態と比較して、材料のより高い使用効率を提供できる。
【００３７】
さらに、本発明のそれぞれの実施形態における噴出分布を精密に制御するために、垂直蒸発管の追加の群をさらに設けてもよいし、または異なる傾斜角を有する蒸発管の副群を追加してもよい。
【００３８】
これらの実施形態は、本発明の趣旨を具体的に示した例に過ぎない。本発明の範囲はこれらの実施形態または図面に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来のポイント式蒸着器を使用した真空熱蒸着法の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるマルチノズル蒸着器の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるマルチノズル蒸着器のノズルユニットの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を使用した真空熱蒸着法の概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の別形態の斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の別形態の斜視図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の正面図および側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を使用した真空熱蒸着法の概略図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態の別形態の斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の別形態の正面図および側面図である。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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