(57)【要約】【課題】基板支持部やマスク等の端部による膜厚分布への影響を軽減することが可能な真空成膜装置を提供する。【解決手段】本発明の真空成膜装置は、所定のパターンが形成されたマスクを介して真空中で基板１０上に蒸着によって成膜を行う真空成膜装置において、当該蒸着を行うための蒸着源２２を、基板１０に対し、異なる複数の方向へ相対的に平行移動させる移動手段を有する。移動手段として、基板１０を回転移動させる基板ホルダー２３と、蒸着源２２を直線移動させる蒸着源移動機構２４とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンが形成されたマスクを介して真空中で基板上に蒸着によって成膜を行う真空成膜装置において、
当該蒸着を行うための蒸着源を、前記基板に対し、異なる複数の方向へ相対的に平行移動させる移動手段を有する真空成膜装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記基板を回転移動させる基板回転手段と、前記蒸着源を直線移動させる蒸着源移動手段とを有する請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項３】
請求項１記載の真空成膜装置を用いて成膜を行う真空成膜方法であって、
前記基板に対し前記蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させながら蒸着を行う工程を有する真空成膜方法。
【請求項４】
請求項２記載の真空成膜装置を用いて成膜を行う真空成膜方法であって、
前記蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行う第１の蒸着工程と、
前記基板を当該基板を含む平面内において所定の角度回転移動させる基板回転工程と、
前記蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行う第２の蒸着工程とを有する真空成膜方法。
【請求項５】
前記基板回転工程における基板の回転角度が９０°である請求項４記載の真空成膜方法。
【請求項６】
前記第１の蒸着工程における蒸着源の移動方向と前記第２の蒸着工程における蒸着源の移動方向のなす角度が１８０°である請求項４又は５のいずれか１項記載の真空成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空成膜装置に関し、特に、有機ＬＥＤ素子に用いられる有機薄膜を蒸着によって形成する真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラーパネルフラットパネルディスプレイ用の素子として、有機ＬＥＤ素子が注目されている。有機ＬＥＤ素子は、蛍光性有機化合物を電気的に励起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面発光、薄型で多色発光が可能であり、しかも数Ｖという低電圧の直流印加で発光する全固体素子で、かつ低温においてもその特性の変化が少ないという特徴を有している。
【０００３】
図１０は、従来の真空成膜装置の概略構成を示す斜視図、図１１（ａ）は、従来の真空成膜装置の要部の概略構成を示す斜視図、図１１（ｂ）は、従来の真空成膜装置で成膜した場合における基板支持部近傍の膜厚分布の状態を示すグラフである。
【０００４】
図１０に示すように、この真空成膜装置１０１においては、真空槽１０２内の下部に一対の蒸着源１０３ａ、１０３ｂが配設されるとともに、これら蒸着源１０３ａ、１０３ｂ内の上部に、基板ホルダー１０４によって支持された基板１１０が配置されようになっている。
【０００５】
そして、基板１１０を回転させながら、蒸着源１０３ａ、１０３ｂによって蒸発された有機材料の蒸気によって、基板１１０上に所定パターンの有機薄膜を形成するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１２４６６７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の真空成膜装置では、基板を支持する部分やマスク等の端部の近傍において膜厚が均一にならないという問題がある。
すなわち、図１１（ｂ）に示すように、例えば基板ホルダー１０４の基板支持部１０４ａ近傍では、基板支持部１０４ａの影響によって膜の端部１２０の膜厚が薄くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、基板支持部やマスク等の端部による膜厚分布への影響を軽減することが可能な真空成膜装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定のパターンが形成されたマスクを介して真空中で基板上に蒸着によって成膜を行う真空成膜装置において、当該蒸着を行うための蒸着源を、前記基板に対し、異なる複数の方向へ相対的に平行移動させる移動手段を有するものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記移動手段が、前記基板を回転移動させる基板回転手段と、前記蒸着源を直線移動させる蒸着源移動手段とを有するものである。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の真空成膜装置を用いて成膜を行う真空成膜方法であって、前記基板に対し前記蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させながら蒸着を行う工程を有するものである。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の真空成膜装置を用いて成膜を行う真空成膜方法であって、前記蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行う第１の蒸着工程と、前記基板を当該基板を含む平面内において所定の角度回転移動させる基板回転工程と、前記蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行う第２の蒸着工程とを有するものである。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記基板回転工程における基板の回転角度が９０°であるものである。
請求項６記載の発明は、請求項４又は５のいずれか１項記載の発明において、前記第１の蒸着工程における蒸着源の移動方向と前記第２の蒸着工程における蒸着源の移動方向のなす角度が１８０°であるものである。
【００１０】
本発明者らは、蒸着の際に基板に対し蒸着源を相対的に平行直線移動させると、蒸発材料の粒子が十分に回り込むようになり、蒸着源の移動方向に対して直交する方向について基板支持部やマスクの端部近傍等の膜厚分布を均一にしうることを見い出した。
【００１１】
そして、本発明によれば、基板に対し蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させながら蒸着を行うことによって、基板支持部やマスクの各端部（縁部）近傍等の膜厚分布を均一にすることが可能になる。
【００１２】
本発明の真空成膜装置において、基板を回転移動させる基板回転手段と、蒸着源を直線移動させる蒸着源移動手段とを設けるようにすれば、簡素小型の構成で、基板に対し蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させることが可能になる。
【００１３】
そして、第１の蒸着工程において蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行い、基板回転工程において基板を当該基板を含む平面内において所定の角度回転移動させ、第２の蒸着工程において蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行うようにすれば、効率良く成膜を行うことが可能になる。
【００１４】
特に、基板回転工程において基板を９０°回転させるようにすれば、矩形状のマスクを用いて成膜を行う場合にマスクの各端部（縁部）近傍の膜厚分布を確実に均一化することができる。
【００１５】
さらに、第１の蒸着工程における蒸着源の移動方向と第２の蒸着工程における蒸着源の移動方向のなす角度が１８０°となるようにすれば、第１及び第２の蒸着工程において蒸着源の移動範囲が同一になるため、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る真空成膜装置を有する真空処理装置の全体斜視図、図２は、同真空成膜装置の概略構成図、図３は、同真空成膜装置に配置される基板ホルダーと蒸着源とを示す概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明が適用される真空処理装置１は、マルチチャンバー方式の枚葉式の装置であり、真空ロボット室２の周囲に、基板搬送装置３との間で基板１０のやり取りを行うための連結部５と、基板１０に有機蒸着膜を形成するための蒸着室５、６及び７とが設けられている。
【００１８】
真空ロボット室２、蒸着室５、６及び７は、真空ポンプ等を有する真空排気系（図示せず）に連結され、真空ロボット室２内に設けられた真空ロボット（図示せず）によって基板１０を蒸着室５、６及び７間を搬送するように構成されている。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態の真空成膜装置２０は、上記蒸着室５、６及び７内に設けられるもので、移動可能な基台３０上に設けられた真空槽２１内に、蒸着源２２と基板ホルダー２３（基板回転手段）を有し、また真空槽２１の外部には蒸着源移動機構２４（蒸着源移動手段）が設けられている。
【００２０】
基板ホルダー２３は、例えば平板矩形状の基板１０を水平に支持する基板支持部２３ａを有し、この基板支持部２３ａは、図示しないモータの駆動によって水平方向に所定の角度回転させるように構成されている。
【００２１】
図３に示すように、基板ホルダー２３には、所定のパターン２５ａを有するマスク２５が配設され、このマスク２５に形成されたパターン２５ａを介して、蒸着源２２から蒸発する有機材料が基板１０の表面に蒸着されるようになっている。
【００２２】
なお、本実施の形態の蒸着源２２は、リニアソース方式によるもので、ホスト用の蒸着源２２ａとドーパント用の蒸着源２２ｂとを有している。そして、これらホスト用の蒸着源２２ａとドーパント用の蒸着源２２ｂは、蒸着源移動機構２４の駆動により、一体的に水平方向（矢印Ｘ１又はＸ２方向）に直線移動するように構成されている。
【００２３】
そして、本実施の形態においては、基板１０の回転と蒸着源２２の直線方向への移動によって、基板１０に対して蒸着源２２が異なる２方向へ相対的に平行移動するようになっている。
【００２４】
図４は、本実施の形態の蒸着源及び蒸着源移動機構の構成を示す分解斜視図である。
図４に示すように、本実施の形態の蒸着源２２は、移動真空容器２２ｃ上に取り付けられるようになっている。
【００２５】
蒸着源移動機構２４は、真空槽２１外部の基台３０上に矢印Ｘ方向（Ｘ１又はＸ２方向）に沿って平行に配設された直線状の一対のガイド部材２４ａ、２４ｂを有し、これらガイド部材２４ａ、２４ｂに沿って中空筒状のベローズ２４ｃが位置決めされるようになっている。
【００２６】
このベローズ２４ｃは、真空槽２１内部に矢印Ｘ方向に延設されたガイドローラ２４ｅと係合し矢印Ｘ方向に移動する伸縮部２４ｄを有している。そして、ベローズ２４ｃの伸縮部２４ｄは、真空導入部２４ｇを介して蒸着源２２の移動真空容器２４ｂに取り付けられ、これにより蒸着源２２を矢印Ｘ１又はＸ２方向へ移動させるようになっている。
【００２７】
なお、ベローズ２４ｂの内部には、図示しない制御部に接続された配線２４ｆが設けられ、この配線２４ｆは、真空導入部２４ｇを介して蒸着源２２の各部分に接続されている。
【００２８】
図５は、本発明に用いる蒸着源の他の例を示す分解斜視図である。
本例の蒸発源３２は、上述した蒸着源移動機構２４によって駆動されるものであり、円筒状の蒸発容器３２ａ、３２ｂの中に蒸発物質を収容するように構成されている。
【００２９】
なお、本例の蒸着源３２には、各蒸発容器３２ａ、３２ｂの近傍に、シャッター３２ｃと、膜厚モニター３２ｄが設けられている。
【００３０】
以下、本実施の形態の真空成膜装置１の動作を図５に示す蒸着源を用いて説明する。
図６（ａ）（ｂ）は、本発明の真空成膜装置の原理を説明するための斜視図である。
図６（ａ）（ｂ）に示す装置において基板上に蒸着を行う場合には、上述した真空槽２１内の圧力、温度などの条件を所定値に設定し、各蒸発容器３２ａ、３２ｂ内の蒸着材料の加熱を開始する。
そして、所定の蒸発速度が得られた時点で、シャッター３２ｃを開き、蒸着を開始する。
【００３１】
さらに、図６（ａ）に示すように、ベローズ２４ｃの伸縮部２４ｄを駆動して蒸着源２２を基板ホルダー２３の直下を通過するようにＸ１方向に所定の位置まで水平直線移動させる。
【００３２】
その後、図６（ｂ）に示すように、蒸着源２４をＸ２方向に水平直線移動させて元の位置まで戻し、これにより一工程の処理が終了する。
【００３３】
図７（ａ）（ｂ）は、基板上に形成された蒸着膜の形状を示す断面図で、図７（ａ）は、蒸着源の移動方向に垂直な方向であるＹ方向切断断面図、図７（ｂ）は、蒸着源の移動方向に平行な方向であるＸ方向切断断面図である。
【００３４】
図７（ａ）において、膜厚カーブＡは、従来技術のように基板１０を回転させながら蒸着した場合の膜厚分布を示すもので、膜厚カーブＢは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、基板１０を回転させず蒸着源２２を直線移動させながら蒸着した場合の膜厚分布を示すものである。
【００３５】
図７（ａ）の膜厚カーブＡ、Ｂから明らかなように、蒸着源２２を直線方向に移動させながら蒸着する場合は、基板１０を回転させながら蒸着した場合に比べ、膜厚分布を均一にすることができ、より良好な膜を形成することができる。
【００３６】
しかし、図７（ｂ）の膜厚カーブＣに示すように、蒸着源２２の移動方向に関しては、基板支持部２３ａの近傍の膜の端部が傾斜し、膜厚分布は均一にならない。
【００３７】
図８（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態の真空成膜装置の動作を説明するための斜視図である。
【００３８】
本実施の形態においても、まず、真空槽２１の圧力、温度などの条件を所定値に設定し、各蒸発容器３２ａ、３２ｂ内の蒸着材料の加熱を開始する。
そして、所定の蒸発速度が得られた時点で、シャッター３２ｃを開き、蒸着を開始する。
【００３９】
さらに、図８（ａ）に示すように、ベローズ２４ｃの伸縮部２４ｄを駆動して蒸着源２２を基板ホルダー２３の直下を通過するようにＸ１方向に所定の位置まで水平直線移動させる（第１の蒸着工程）。
【００４０】
この時点で、図８（ｂ）に示すように、基板ホルダー２３を水平方向に所定角度（本実施の形態では９０°）回転移動させる（基板回転工程）。
【００４１】
その後、図８（ｂ）に示すように、蒸着源２２をＸ２方向に水平直線移動させて元の位置まで戻し（第２の蒸着工程）、これにより一工程の処理が終了する。
【００４２】
図９（ａ）（ｂ）は、本実施の形態により基板上に形成された蒸着膜の形状を示す断面図で、図９（ａ）は、蒸着源の移動方向に垂直な方向であるＹ方向切断断面図、図９（ｂ）は、蒸着源の移動方向に平行な方向であるＸ方向切断断面図である。
【００４３】
図９（ａ）（ｂ）において、膜厚カーブＡは、従来技術のように基板１０を回転させながら蒸着した場合の膜厚分布を示すもので、膜厚カーブＢ、Ｄは、図８（ａ）（ｂ）に示すように、蒸着源２２を直線移動させながら蒸着した後、基板１０を９０°回転させ、さらに蒸着源２２を直線移動させながら蒸着した場合の膜厚分布を示すものである。
【００４４】
図９（ｂ）の膜厚カーブＣ、Ｄから明らかなように、基板１０を９０°回転させた後蒸着源２２を直線方向に移動させながら蒸着する場合は、基板１０を回転させながら蒸着した場合に比べ、蒸着源２２の移動方向に平行な方向についても基板支持部２３ａ近傍の膜厚分布を均一にすることができ、より良好な膜を形成することができる。
【００４５】
以上述べたように本実施の形態によれば、基板１０に対し直交する方向へ蒸着源２２を平行直線移動させながら蒸着を行うことによって、基板支持部２３ａやマスク２５の各端部（縁部）近傍等の膜厚分布を確実に均一にすることができる。
【００４６】
特に本実施の形態においては、基板ホルダー２３によって基板１０を回転移動させるとともに、蒸着源２２を直線移動させるようにしたことから、簡素小型の構成で、基板１０に対し直交する２方向へ蒸着源２２を平行直線移動させることができる。
【００４７】
また、本実施によれば、蒸着源２２の往復直線移動と基板１０の回転を組み合わせるだけであるので、効率良く成膜を行うことができ、また第１及び第２の蒸着工程において蒸着源２２の移動範囲は同一であるため、装置が大型化することもない。
【００４８】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては基板の回転角度を９０°としたが、本発明はこれに限られず、９０°以外の角度にすることも可能であり、また蒸着源の直線移動について２往復以上させることも可能である。
【００４９】
ただし、効率良く成膜を行う観点からは、上記実施の形態のように蒸着源の１往復と基板の９０°回転を組み合わせることが好ましい。
【００５０】
また、本発明は有機ＬＥＤ素子の有機薄膜層を形成する真空成膜装置に限られず、種々の真空成膜装置に適用しうるものである。
【００５１】
ただし、上記実施の形態のように有機ＬＥＤ素子の有機薄膜層を形成する真空成膜装置に適用した場合の膜厚分布の均一化に最も効果があるものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、基板に対し蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させながら蒸着を行うことによって、マスクの各端部（縁部）近傍等の膜厚分布を均一にすることができる。
本発明の真空成膜装置において、基板を回転移動させる基板回転手段と、蒸着源を直線移動させる蒸着源移動手段とを設けるようにすれば、簡素小型の構成で、基板に対し蒸着源を異なる複数の方向へ相対的に平行直線移動させることができる。
そして、本発明方法の第１の蒸着工程において蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行い、基板回転工程において基板を当該基板を含む平面内において所定の角度回転移動させ、第２の蒸着工程において蒸着源を前記基板に対して平行に直線移動させながら蒸着を行うようにすれば、効率良く成膜を行うことができる。
特に、基板回転工程において基板を９０°回転させるようにすれば、矩形状のマスクを用いて成膜を行う場合にマスクの各端部（縁部）近傍の膜厚分布を確実に均一化することができる。
さらに、第１の蒸着工程における蒸着源の移動方向と第２の蒸着工程における蒸着源の移動方向のなす角度が１８０°となるようにすれば、第１及び第２の蒸着工程において蒸着源の移動範囲が同一になるため、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空成膜装置を有する真空処理装置の全体斜視図
【図２】同真空成膜装置の概略構成図
【図３】同真空成膜装置に配置される基板ホルダーと蒸着源とを示す概略構成図
【図４】本実施の形態の蒸着源及び蒸着源移動機構の構成を示す分解斜視図
【図５】本発明に用いる蒸着源の他の例を示す分解斜視図
【図６】（ａ）（ｂ）：本発明の真空成膜装置の原理を説明するための斜視図
【図７】（ａ）（ｂ）：基板上に形成された蒸着膜の形状を示す断面図で、図７（ａ）は、蒸着源の移動方向に垂直な方向であるＹ方向切断断面図、図７（ｂ）は、蒸着源の移動方向に平行な方向であるＸ方向切断断面図
【図８】（ａ）（ｂ）：本発明の実施の形態の真空成膜装置の動作を説明するための斜視図
【図９】（ａ）（ｂ）：同実施の形態により基板上に形成された蒸着膜の形状を示す断面図で、図９（ａ）は、蒸着源の移動方向に垂直な方向であるＹ方向切断断面図、図９（ｂ）は、蒸着源の移動方向に平行な方向であるＸ方向切断断面図
【図１０】従来の真空成膜装置の概略構成を示す斜視図
【図１１】（ａ）：従来の真空成膜装置の要部の概略構成を示す斜視図  （ｂ）：従来の真空成膜装置で成膜した場合における基板支持部近傍の膜圧分布の状態を示すグラフ
【符号の説明】
１…真空処理装置  ２…真空ロボット室  ５、６、７…蒸着室  ２０…真空成膜装置  ２１…真空槽  ２２…蒸着源    ２３…基板ホルダー（基板回転手段）  ２３ａ…基板支持部  ２４…蒸着源移動機構（蒸着源移動手段）  ２５…マスク  ３０…基台  Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…膜厚カーブ  ３２…蒸着源
【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】
2004176126.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2004176126.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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