(57)【要約】【課題】膜厚均一性に優れた薄膜を蒸着法によって形成可能とする。【解決手段】本発明の蒸発源ＥＢは、蒸着装置において蒸発材料ＥＭを蒸発させるのに使用する蒸発源であって、前記蒸発材料ＥＭが供給されるべき凹部ＲＳが上面に設けられると共に前記上面と下面とを連絡する貫通孔ＴＨが前記凹部ＲＳと隣り合って設けられた抵抗発熱体ＨＲを含んだことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着装置において蒸発材料を蒸発させるのに使用する蒸発源であって、前記蒸発材料が供給されるべき凹部が上面に設けられると共に前記上面と下面とを連絡する貫通孔が前記凹部と隣り合って設けられた抵抗発熱体を含んだことを特徴とする蒸発源。
【請求項２】
前記抵抗発熱体上に前記凹部と前記貫通孔とを挟むように配置されると共に前記凹部と前記貫通孔との配列方向に沿って配列した一対の電極をさらに含んだことを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項３】
前記抵抗発熱体は前記凹部と前記貫通孔との配列方向に細長い形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項４】
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置され、上面に凹部が設けられると共に前記上面と下面とを連絡する貫通孔が前記凹部と隣り合って設けられた抵抗発熱体を含んだ蒸発源と、
蒸発材料としてのワイヤを前記蒸発源の斜め上方から前記凹部へと前記ワイヤが前記貫通孔の上部を通過するように供給するフィーダと、
蒸発した前記蒸発材料を堆積させるべき被処理体を前記真空チャンバ内で保持するホルダとを具備した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、蒸発源及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着装置は、有機物層や無機物層などの様々な薄膜の成膜に利用されている。例えば、特許文献１には、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の発光層を蒸着法により形成することが記載されている。
【０００３】
ところで、蒸着法により金属層を成膜する場合、蒸発材料でワイヤを形成することができる。このワイヤを蒸発源に供給しながら成膜を行えば、蒸発源中の蒸発材料の量をほぼ一定に保つことができる。したがって、蒸着レートの変動を抑えることができ、優れた膜厚均一性を実現できると考えられる。しかしながら、実際には、この方法を採用した場合であっても、優れた膜厚均一性を実現することは難しい。
【特許文献１】特開２００３−１５７９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、膜厚均一性に優れた薄膜を蒸着法によって形成可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１側面によると、蒸着装置において蒸発材料を蒸発させるのに使用する蒸発源であって、前記蒸発材料が供給されるべき凹部が上面に設けられると共に前記上面と下面とを連絡する貫通孔が前記凹部と隣り合って設けられた抵抗発熱体を含んだことを特徴とする蒸発源が提供される。
【０００６】
本発明の第２側面によると、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配置され、上面に凹部が設けられると共に前記上面と下面とを連絡する貫通孔が前記凹部と隣り合って設けられた抵抗発熱体を含んだ蒸発源と、蒸発材料としてのワイヤを前記蒸発源の斜め上方から前記凹部へと前記ワイヤが前記貫通孔の上部を通過するように供給するフィーダと、蒸発した前記蒸発材料を堆積させるべき被処理体を前記真空チャンバ内で保持するホルダとを具備したことを特徴とする蒸着装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、膜厚均一性に優れた薄膜を蒸着法によって形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本発明の一態様に係る蒸着装置を概略的に示す部分切開平面図である。図２は、図１に示す蒸着装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１及び図２の蒸着装置が含む蒸発源を概略的に示す平面図である。図４は、図３に示す蒸発源のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。なお、図１乃至図４において、Ｚ方向は鉛直方向であり、Ｘ方向はＺ方向に垂直な方向であり、Ｙ方向はＸ方向とＺ方向とに垂直な方向である。
【００１０】
図１及び図２に示す蒸着装置は、真空チャンバＶＣと、電源ＰＳと、図示しない駆動機構と、図示しないコントローラとを含んでいる。
【００１１】
真空チャンバＶＣは、真空排気系に接続されている。真空チャンバＶＣは、典型的には、複数の真空チャンバで薄膜を順次成膜するマルチチャンバ型枚葉式装置に組み込まれる。
【００１２】
真空チャンバＶＣ内には、ホルダＨＬＤと、蒸発源ＥＢと、フィーダＷＦと、図示しない膜厚センサとが配置されている。
【００１３】
ホルダＨＬＤは、被処理体ＳＵＢを着脱可能に保持している。本態様では、非処理体ＳＵＢは基板であり、ホルダＨＬＤは基板ＳＵＢをその主面が略水平となるように、すなわち、Ｚ方向と略垂直となるように保持している。
【００１４】
蒸発源ＥＢは、被処理体ＳＵＢの下方に配置されている。典型的には、蒸発源ＥＢは、被処理体ＳＵＢの真下には配置せず、被処理体ＳＵＢの下方であって被処理体ＳＵＢの真下からＸ方向及び／又はＹ方向にずれた位置に配置する。
【００１５】
蒸発源ＥＢは、図３及び図４に示すように、抵抗発熱体ＨＲと一対の電極ＥＤとを含んでいる。電極ＥＤは電源ＰＳに接続されており、抵抗発熱体ＨＲは電極ＥＤ間に通電することより発熱する。
【００１６】
抵抗発熱体ＨＲは、細長い形状を有している。本態様では、抵抗発熱体ＨＲは、Ｙ方向に細長い直方体状である。ここでは、一例として、抵抗発熱体ＨＲのＸ方向の寸法Ｗ１は１６ｍｍであり、Ｙ方向の寸法Ｌ１は１００ｍｍであるとする。
【００１７】
抵抗発熱体は、例えば、導電性母材とこれを被覆した絶縁体層とを含んだセラミックスからなる。導電性母材としては、例えばカーボンを使用することができる。
【００１８】
電極ＥＤは、抵抗発熱体ＨＲの両端部にそれぞれ配置されている。本態様では、電極ＥＤは、抵抗発熱体ＨＲの上面に配置されている。電極ＥＤは、例えば金属からなる。なお、抵抗発熱体ＨＲの電極ＥＤと接触している部分には絶縁体層は形成されておらず、電極ＥＤは導電性母材と接触している。
【００１９】
抵抗発熱体ＨＲの上面であって、電極ＥＤ同士を電気的に接続する導電路上には、凹部ＲＳが設けられている。本態様では、凹部ＲＳは抵抗発熱体ＨＲの略中央に位置しており、Ｙ方向に細長い形状を有している。また、本態様では、凹部ＲＳは順テーパ状である。ここでは、一例として、凹部ＲＳの開口のＸ方向の寸法Ｗ２は９．６ｍｍであり、Ｙ方向の寸法Ｌ２は３７．２ｍｍであるとする。
【００２０】
抵抗発熱体ＨＲのＹ方向に垂直な断面は、凹部ＲＳの位置で小さい。そのため、抵抗発熱体ＨＲに通電すると、凹部ＲＳでは抵抗発熱体ＨＲの端部と比較してより高温になる。
【００２１】
抵抗発熱体ＨＲには、さらに、各々が抵抗発熱体ＨＲの上面と下面とを連絡する一対の貫通孔ＴＨが設けられている。これら貫通孔ＴＨは、一方の電極ＥＤと凹部ＲＳとの間、及び、他方の電極ＥＤと凹部ＲＳとの間にそれぞれ位置している。ここでは、一例として、各貫通孔ＴＨのＸ方向の寸法は寸法Ｗ２と等しく、Ｙ方向の寸法Ｌ３は８．１ｍｍであり、貫通孔ＴＨと凹部ＲＳとの距離Ｄは４．２ｍｍであるとする。なお、一方の貫通孔ＴＨは省略することができる。
【００２２】
フィーダＷＦは、蒸発材料からなるワイヤＥＭを、蒸発源ＥＢの斜め上方から凹部ＲＳへとワイヤＥＭが一方の貫通孔ＴＨの上部を通過するように供給する。本態様では、フィーダＷＦは、ロールに巻かれたワイヤＥＭを収容しており、これを凹部ＲＳに向けて連続的又は断続的に繰り出す。また、真空チャンバＶＣの容積をできるだけ小さくすべく、ロールの回転軸がＸ方向と略平行となるようにフィーダＷＦを配置している。
【００２３】
蒸発材料は、例えば、金属又は合金である。ここでは、一例として、蒸発材料は、平面ディスプレイの構成要素，例えば有機ＥＬ素子の電極，の材料であることとする。また、ここでは、一例として、蒸発材料からなるワイヤＥＭの直径は２ｍｍであることとする。
【００２４】
膜厚センサは、例えば、水晶板の両面に電極を配置した構造を含んでおり、図示しないコントローラと共に水晶膜厚計を構成している。膜厚センサは、被処理体ＳＵＢとＸ方向及び／又はＹ方向に隣り合うように配置されている。
【００２５】
駆動機構は、蒸発源ＥＢに対してホルダＨＬＤをＺ方向に垂直な方向に移動させる。本態様では、駆動機構は、ホルダＨＬＤを、回転軸がＺ方向と平行となるように回転移動させる。
【００２６】
コントローラは、駆動機構と膜厚センサと電源ＰＳとフィーダＷＦに接続されている。コントローラは、駆動機構の動作を制御する。加えて、コントローラは、膜厚センサの出力に基づいて、電源ＰＳが出力する電力の大きさとフィーダＷＦの動作とを制御する。
【００２７】
この蒸着装置によると、膜厚均一性に優れた薄膜を形成することができる。これについて、図３及び図４と図５及び図６とを対比しながら説明する。
【００２８】
図５は、比較例に係る蒸着装置の蒸発源を概略的に示す平面図である。図６は、図５に示す蒸発源のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【００２９】
比較例に係る蒸着装置は、図５及び図６の蒸発源ＥＢを使用していること以外は、図１及び図２の蒸着装置と同様の構造を有している。また、図５及び図６の蒸発源ＥＢは、貫通孔ＴＨを省略していること以外は、図３及び図４の蒸発源ＥＢと同様の構造を有している。
【００３０】
ワイヤＥＭは、フィーダＷＦから繰り出されてから凹部ＲＳに到達するまでの間に、抵抗発熱体ＨＲのうち一方の電極ＥＤと凹部ＲＳとの間に位置した部分の上方を通過する。図５及び図６の蒸発源ＥＢを使用した場合には、先の部分に貫通孔ＴＨが設けられていないため、この部分からの輻射熱によって蒸発材料が溶融する。その結果、ワイヤＥＭの先端が球状になることがある。
【００３１】
この状態でワイヤＥＭが凹部ＲＳへと送り出されると、先端に球が形成されていない状態でワイヤＥＭが凹部ＲＳへと送り出された場合と比較して、より多くの蒸発材料が凹部ＲＳに供給されることとなる。その結果、凹部ＲＳで蒸発材料が突沸し、これに起因して、被処理体ＳＵＢ上の薄膜に凸部が生じることがある。このため、図５及び図６の蒸発源ＥＢを使用した場合には、膜厚均一性に優れた薄膜を形成することは難しい。
【００３２】
これに対し、図３及び図４の蒸発源ＥＢには抵抗発熱体ＨＲに貫通孔ＴＨが設けられているので、ワイヤＥＭの先端は球状になり難い。そのため、凹部ＲＳに常に一定量の蒸発材料を供給することができる。したがって、本態様によると、蒸発材料の突沸を防止でき、それゆえ、膜厚均一性に優れた薄膜を形成することができる。
【００３３】
上述した効果は、距離Ｄが短いほど大きくなる。また、先の効果は、寸法Ｌ３が大きいほど大きくなる。距離Ｄは例えば６ｍｍ以下とし、寸法Ｌ３は例えば５ｍｍ以上とする。また、抵抗発熱体ＨＲの機械的強度を考慮すると、抵抗発熱体ＨＲのＸ方向の寸法Ｗ１が１６ｍｍ、Ｙ方向の寸法Ｌ１が１００ｍｍである場合、距離Ｄは例えば１ｍｍ以上とし、寸法Ｌ３は例えば１０ｍｍ以下とする。なお、寸法Ｗ２は、典型的には、ワイヤＥＭの径よりも大きくする。
【００３４】
本態様では、抵抗発熱体ＨＲに２つの貫通孔ＴＨを設けたが、ワイヤＥＭが上方を通過する貫通孔ＴＨのみを設けた場合にも得ることができる。但し、凹部ＲＳの両側に貫通孔ＴＨを設けた場合、理想的な温度分布を実現するうえで有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一態様に係る蒸着装置を概略的に示す部分切開平面図。
【図２】図１に示す蒸着装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】図１及び図２の蒸着装置が含む蒸発源を概略的に示す平面図。
【図４】図３に示す蒸発源のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
【図５】比較例に係る蒸着装置の蒸発源を概略的に示す平面図。
【図６】図５に示す蒸発源のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００３６】
ＥＢ…蒸発源、ＥＤ…電極、ＥＭ…ワイヤ、ＨＬＤ…ホルダ、ＨＲ…抵抗発熱体、ＰＳ…電源、ＲＳ…凹部、ＳＵＢ…被処理体、ＴＨ…貫通孔、ＶＣ…真空チャンバ、ＷＦ…フィーダ。
【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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