(57)【要約】      （修正有）【課題】連続蒸着が可能な薄膜蒸着装置、並びにその薄膜蒸着装置に使われるマスク・ユニット及びクルーシブル・ユニットを提供する。【解決手段】蒸着対象体である基板１０を移送するように備わった基板移送ユニットと、基板に向けて蒸着源の蒸気を選択的に通過させるように備わったマスク・ユニット２００と、蒸着源を収容し、マスク・ユニットを貫通する循環経路に沿って進む複数のクルーシブル１１０を含むクルーシブル・ユニット１００と、を具備する薄膜蒸着装置である。これにより、蒸着源の供給及び消尽、基板とマスクとのアレンジなどがいずれも連続して進められるために、作業速度が相当に速くなる。【選択図】図１
2012087408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着対象体である基板を移送するように備わった基板移送ユニットと、
前記基板に向けて蒸着源の蒸気を選択的に通過させるように備わったマスク・ユニットと、
前記蒸着源を収容し、前記マスク・ユニットを貫通する循環経路に沿って進む複数のクルーシブルを含むクルーシブル・ユニットと、を含む薄膜蒸着装置。
【請求項２】
前記マスク・ユニットは、連続した囲い状であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項３】
前記基板移送ユニットは、
前記基板を支持し、前記マスク・ユニットの走行に連動して移送されるように備わったクランパと、
前記クランパを摺動自在に支持するガイドレールと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項４】
前記マスク・ユニットは、
マスク・パターンが形成された本体を有し、その本体の少なくとも一部が前記基板に密着するように備わったマスク部材と、
前記マスク部材を走行させるための駆動部と、
前記駆動部の動力を前記マスク部材に伝達するように備わった動力伝達部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項５】
前記マスク部材の本体は、両端が開放された円筒形であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項６】
前記動力伝達部材は、キャビティが形成されたリング型部材を含み、
前記マスク部材は、前記リング型部材の内壁に隣接したキャビティに挿入され、
前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が配されたことを特徴とする請求項５に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項７】
前記マスク部材の本体は、複数の板状部材であり、
前記動力伝達部材は、複数のリング型部材と、前記リング型部材の側壁における複数の支持片と、を含み、
前記複数の板状部材は、互いに連結され、前記複数の支持片によって支持され、
前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項８】
前記駆動部は、
前記動力伝達部材とギア結合されたクレードル・ホイールと、
前記クレードル・ホイールを回転させるように、前記クレードル・ホイールに連結されたモータと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項９】
前記マスク部材は、前記基板との接触面積が拡大するように弾力的に連結されたことを特徴とする請求項４に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１０】
前記クルーシブル・ユニットは、
前記循環経路を形成する循環レールと、
前記蒸着源を収容し、前記循環レールに装着された複数のクルーシブルと、
前記複数のクルーシブルを、前記循環レールに沿って移送させるように備わったクルーシブル移送部と、
前記複数のクルーシブルに前記蒸着源を充填させるクルーシブル充填部と、
前記蒸着源の蒸気を発生させるために、前記クルーシブルを加熱するように備わったクルーシブル・ヒーティング部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１１】
前記クルーシブル・ユニットは、前記循環レールに、前記複数のクルーシブルを支持する複数のボールベアリングをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１２】
前記クルーシブル・ユニットは、前記循環レールに設けられ、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールの壁に押し付けるように備わったスプリングをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１３】
前記クルーシブル移送部は、前記複数のクルーシブルを、前記循環経路の一方向に押し進めるように備わって回転する移送ホイールをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１４】
前記クルーシブル充填部は、
前記蒸着源が装填された注入タンクと、
前記注入タンク内の蒸着源を前記循環レール上の複数のクルーシブルに供給する注入ノズルと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１５】
前記クルーシブル・ヒーティング部は、
前記クルーシブル内に内蔵された熱線と、
前記熱線に電圧を供給する電源と、
前記電源と前記熱線とを連結するように、前記クルーシブルに設けられた接続パッドと、を具備することを特徴とする請求項１０に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１６】
前記クルーシブル・ユニットは、前記接続パッドと前記電源との間に介在されたボールベアリングをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１７】
前記接続パッドは、前記各クルーシブルに複数個設けられ、前記電源も、選択的な電圧印加が可能なように、前記複数個の接続パッドに対応して複数個設けられたことを特徴とする請求項１５に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１８】
前記基板に対する蒸着位置に、前記蒸着源の蒸気をガイドするシールド部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１９】
前記シールド部材は、前記マスク・ユニット内で、前記クルーシブル・ユニットの上部に固定されることを特徴とする請求項１８に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２０】
前記シールド部材は、前記マスク・ユニットに固定され、前記マスク・ユニットと共に回転することを特徴とする請求項１８に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２１】
前記マスク・ユニットは、複数のマスク・ユニットを含み、前記クルーシブル・ユニットは、複数のクルーシブル・ユニットを含み、前記複数のマスク・ユニットと複数のクルーシブル・ユニットは、１つの基板移送ユニットに対応することを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２２】
前記マスク・ユニットとクルーシブル・ユニットは、前記蒸着源の各色相を蒸着するように準備されることを特徴とする請求項２１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２３】
前記マスク・ユニットに付着した蒸着源を除去するためのマスク洗浄部がさらに備わったことを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２４】
前記マスク洗浄部は、
前記マスク・ユニットに超音波で振動を加える超音波発生器と、
前記振動によって落ちる蒸着源を受容するバケットと、を含むことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項２５】
マスク・パターンが形成された無限軌道状の本体を有し、前記本体の少なくとも一部が蒸着対象体である基板に密着するように備わったマスク部材と、
前記マスク部材を走行させるための駆動部と、
前記駆動部の動力を前記マスク部材に伝達するように備わった動力伝達部材と、を含むマスク・ユニット。
【請求項２６】
前記マスク部材の本体は、両端が開放された円筒形であることを特徴とする請求項２５に記載のマスク・ユニット。
【請求項２７】
前記動力伝達部材は、キャビティが形成されたリング型部材を含み、
前記マスク部材は、前記リング型部材の内壁に隣接したキャビティに挿入され、
前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が配されたことを特徴とする請求項２６に記載のマスク・ユニット。
【請求項２８】
前記マスク部材は、複数の板状部材であり、
前記動力伝達部材は、複数のリング型部材、及び前記リング型部材の側壁に設けられた複数の支持片を含み、
前記複数の板状部材は、互いに連結され、前記複数の支持片によって支持され、
前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が形成されたことを特徴とする請求項２５に記載のマスク・ユニット。
【請求項２９】
前記駆動部は、
前記動力伝達部材とギア結合されたクレードル・ホイールと、
前記クレードル・ホイールを回転させるように、前記クレードル・ホイールに連結されたモータと、を含むことを特徴とする請求項２５に記載のマスク・ユニット。
【請求項３０】
前記マスク部材は、前記基板との接触面積が拡大するように弾力的に連結されたことを特徴とする請求項２５に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項３１】
循環経路を形成する循環レールと、
蒸着源を収容し、前記循環レールに装着された複数のクルーシブルと、
前記複数のクルーシブルを、前記循環レールに沿って移送させるように備わったクルーシブル移送部と、
前記複数のクルーシブルに前記蒸着源を充填させるクルーシブル充填部と、
前記蒸着源の蒸気が発生するように、前記クルーシブルを加熱するように備わったクルーシブル・ヒーティング部と、を含むクルーシブル・ユニット。
【請求項３２】
前記循環レールに、前記複数のクルーシブルを支持する複数のボールベアリングをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３３】
前記循環レールに設けられ、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールの壁に押し付けるように備わったスプリングをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３４】
前記クルーシブル移送部は、前記複数のクルーシブルを、前記循環経路の一方向に押し進めるように備わって回転する移送ホイールをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３５】
前記クルーシブル充填部は、
前記蒸着源が装填された注入タンクと、
前記注入タンク中の蒸着源を前記循環レール上の複数のクルーシブルに供給する注入ノズルと、を含むことを特徴とする請求項３１に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３６】
前記クルーシブル・ヒーティング部は、
前記クルーシブル内に内蔵された熱線と、
前記熱線に電圧を供給する電源と、
前記電源と前記熱線とを連結するように、前記クルーシブルに設けられた接続パッドと、を具備することを特徴とする請求項３１に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３７】
前記接続パッドと前記電源との間に介在されたボールベアリングをさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のクルーシブル・ユニット。
【請求項３８】
前記接続パッドは、前記各クルーシブルに複数個設けられ、前記電源も、選択的な電圧印加が可能なように、前記複数個の接続パッドに対応して複数個設けられたことを特徴とする請求項３６に記載のクルーシブル・ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着源から蒸気を発生させ、対象体表面に蒸着させる薄膜蒸着装置に係り、特に連続蒸着が可能なように改善された薄膜蒸着装置、並びにそれに使われるマスク・ユニット及びクルーシブル・ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、有機発光ディスプレイ装置の薄膜トランジスタ製造のような薄膜製造工程では、蒸着源の蒸気を発生させて、基板のような対象体表面に付着させる蒸着装置が多用される。
【０００３】
一般的な薄膜蒸着装置では、対象体を蒸着源クルーシブル（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）が装入されたチャンバ内に装着させて蒸着を進め、蒸着が終われば、再び対象体をチャンバから取り出した後、次の対象体を装入する方式で作業が進められる。従って、対象体を蒸着位置にローディングしてアンローディングする時間の間、蒸着作業が中止されてしまうので、作業効率が落ちる。また、クルーシブル中の蒸着源が使い尽くされれば、これを新しいクルーシブルに代替するために再び作業を中止しなければならないので、作業速度が相当に遅くなる。
【０００４】
従って、このような短所を解消することができる新しい方策が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、連続蒸着が可能な薄膜蒸着装置、並びにその薄膜蒸着装置に使われるマスク・ユニット及びクルーシブル・ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態による薄膜蒸着装置は、蒸着対象体である基板を移送するように備わった基板移送ユニットと、前記基板に向けて蒸着源の蒸気を選択的に通過させるように備わったマスク・ユニットと、前記蒸着源を収容し、前記マスク・ユニットを貫通する循環経路に沿って進む複数のクルーシブルを含むクルーシブル・ユニットと、を含む。
【０００７】
前記マスク・ユニットは、連続した囲い状でありうる。
【０００８】
前記基板移送ユニットは、前記基板を支持し、前記マスク・ユニットの走行に連動して移送されるように備わったクランパと、前記クランパを摺動自在に支持するガイドレールと、を含むことができる。
【０００９】
前記マスク・ユニットは、マスク・パターンが形成された本体を有し、その本体の少なくとも一部が前記基板に密着するように備わったマスク部材と、前記マスク部材を走行させるための駆動部と、前記駆動部の動力を前記マスク部材に伝達するように備わった動力伝達部材と、を含むことができる。
【００１０】
前記マスク部材の本体は、両端が開放された円筒形でありうる。
【００１１】
前記動力伝達部材は、キャビティが形成されたリング型部材を含み、前記マスク部材は、前記リング型部材の内壁に隣接したキャビティに挿入され、前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が配されうる。
【００１２】
前記マスク部材の本体は、複数の板状部材であり、前記動力伝達部材は、複数のリング型部材と、前記リング型部材の側壁における複数の支持片とを含み、前記複数の板状部材は、互いに連結され、前記複数の支持片によって支持され、前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が形成されうる。
【００１３】
前記駆動部は、前記動力伝達部材とギア結合されたクレードル・ホイールと、前記クレードル・ホイールを回転させるように、前記クレードル・ホイールに連結されたモータと、を含むことができる。
【００１４】
前記マスク部材は、前記基板との接触面積が拡大するように弾力的に連結されうる。
【００１５】
前記クルーシブル・ユニットは、前記循環経路を形成する循環レールと、前記蒸着源を収容し、前記循環レールに装着された複数のクルーシブルと、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールに沿って移送させるように備わったクルーシブル移送部と、前記複数のクルーシブルに前記蒸着源を充填させるクルーシブル充填部と、前記蒸着源の蒸気を発生させるために、前記クルーシブルを加熱するように備わったクルーシブル・ヒーティング部と、を含むことができる。
【００１６】
前記クルーシブル・ユニットは、前記循環レールに、前記複数のクルーシブルを支持する複数のボールベアリングをさらに含むことができる。
【００１７】
前記クルーシブル・ユニットは、前記循環レールに設けられ、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールの壁に押し付けるように備わったスプリングをさらに含むことができる。
【００１８】
前記クルーシブル移送部は、前記複数のクルーシブルを、前記循環経路の一方向に押し進めるように備わって回転する移送ホイールをさらに含むことができる。
【００１９】
前記クルーシブル充填部は、前記蒸着源が装填された注入タンクと、前記注入タンク中の蒸着源を前記循環レール上の複数のクルーシブルに供給する注入ノズルと、を含むことができる。
【００２０】
前記クルーシブル・ヒーティング部は、前記クルーシブル中に内蔵された熱線と、前記熱線に電圧を供給する電源と、前記電源と前記熱線とを連結するように、前記クルーシブルに設けられた接続パッドと、を含むことができる。
【００２１】
前記クルーシブル・ユニットは、前記接続パッドと前記電源との間に介在されたボールベアリングをさらに含むことができる。
【００２２】
前記接続パッドは、前記各クルーシブルに複数個設けられ、前記電源も、選択的な電圧印加が可能なように、前記複数個の接続パッドに対応して複数個設けられうる。
【００２３】
前記基板に対する蒸着位置に、前記蒸着源の蒸気をガイドするシールド部材をさらに具備することができる。
【００２４】
前記シールド部材は、前記マスク・ユニット内で、前記クルーシブル・ユニットの上部に固定されうる。
【００２５】
前記シールド部材は、前記マスク・ユニットに固定され、前記マスク・ユニットと共に回転するものでありうる。
【００２６】
前記マスク・ユニットは、複数のマスク・ユニットを含み、前記クルーシブル・ユニットは、複数のクルーシブル・ユニットを含み、前記複数のマスク・ユニットと複数のクルーシブル・ユニットは、１つの基板移送ユニットに対応するものでありうる。
【００２７】
前記マスク・ユニットとクルーシブル・ユニットは、前記蒸着源の各色相を蒸着するように準備されるものでありうる。
【００２８】
前記マスク・ユニットに付着した蒸着源を除去するためのマスク洗浄部がさらに備わりうる。
【００２９】
前記マスク洗浄部は、前記マスク・ユニットに超音波で振動を加える超音波発生器と、前記振動によって落ちる蒸着源を受容するバケットと、を含むことができる。
【００３０】
本発明の他の特徴によるマスク・ユニットは、マスク・パターンが形成された無限軌道状の本体を有し、前記本体の少なくとも一部が蒸着対象体である基板に密着するように備わったマスク部材と、前記マスク部材を走行させるための駆動部と、前記駆動部の動力を前記マスク部材に伝達するように備わった動力伝達部材と、を含むことができる。
【００３１】
前記マスク部材の本体は、両端が開放された円筒形でありうる。
【００３２】
前記動力伝達部材は、キャビティが形成されたリング型部材を含み、前記マスク部材は、前記リング型部材の内壁に隣接したキャビティに挿入され、前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が配されたものである。
【００３３】
前記マスク部材は、複数の板状部材であり、前記動力伝達部材は、複数のリング型部材、及び前記リング型部材の側壁に設けられた複数の支持片を含み、前記複数の板状部材は、互いに連結され、前記複数の支持片によって支持され、前記リング型部材の外壁には、前記駆動部との動力連結のためのギア部が形成されたものである。
【００３４】
前記駆動部は、前記動力伝達部材とギア結合されたクレードル・ホイールと、前記クレードル・ホイールを回転させるように、前記クレードル・ホイールに連結されたモータと、を含むことができる。
【００３５】
前記マスク部材は、前記基板との接触面積が拡大するように弾力的に連結されたものである。
【００３６】
本発明の一実施形態によるクルーシブル・ユニットは、循環経路を形成する循環レールと、蒸着源を収容し、前記循環レールに装着された複数のクルーシブルと、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールに沿って移送させるように備わったクルーシブル移送部と、前記複数のクルーシブルに前記蒸着源を充填させるクルーシブル充填部と、前記蒸着源の蒸気が発生するように、前記クルーシブルを加熱するように備わったクルーシブル・ヒーティング部と、を含む。
【００３７】
前記循環レールに、前記複数のクルーシブルを支持する複数のボールベアリングをさらに含むことができる。
【００３８】
前記循環レールに設けられ、前記複数のクルーシブルを、前記循環レールの壁に押し付けるように備わったスプリングをさらに含むことができる。
【００３９】
前記クルーシブル移送部は、前記複数のクルーシブルを、前記循環経路の一方向に押し進めるように備わって回転する移送ホイールをさらに含むことができる。
【００４０】
前記クルーシブル充填部は、前記蒸着源が装填された注入タンクと、前記注入タンク中の蒸着源を前記循環レール上の複数のクルーシブルに供給する注入ノズルと、を含むことができる。
【００４１】
前記クルーシブル・ヒーティング部は、前記クルーシブル中に内蔵された熱線と、前記熱線に電圧を供給する電源と、前記電源と前記熱線とを連結するように、前記クルーシブルに設けられた接続パッドと、を具備することができる。
【００４２】
前記接続パッドと前記電源との間に介在されたボールベアリングをさらに含むことができる。
【００４３】
前記接続パッドは、前記各クルーシブルに複数個設けられ、前記電源も、選択的な電圧印加が可能なように、前記複数個の接続パッドに対応して複数個設けられたものである。
【発明の効果】
【００４４】
本発明による薄膜蒸着装置とマスク・ユニット及びクルーシブル・ユニットによれば、蒸着作業を連続して行うことができるために、作業速度が大きく向上しうる。また、マスクが対象体に密着された状態で蒸着が進むので、蒸着品質も良好に維持されうる。
【００４５】
また、蒸着される瞬間にだけ基板とマスク・ユニットとが密着するために、シャドー効果なしに精密なパターン形成が可能であり、有機発光表示装置の発光層蒸着の場合にも、混色が起こらない。
【００４６】
平面形マスクの反り現象によって、大面積基板に対して蒸着することができないという限界を克服し、大面積基板に対する適用がさらに容易になる。
【００４７】
複数のクルーシブルそれぞれに蒸着源を少しずつ収容させて蒸着させた後、さらに充填させる方式であるから、チャンバ内部の清掃や、蒸着源充填のために薄膜蒸着装置の稼動を中止させる周期を短くすることができ、蒸着工程の生産性を向上させることができる。また、少量ずつ使用するので、蒸着源の浪費を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜蒸着装置の原理を概略的に説明するための概略図である。
【図２】本発明の他の一実施形態による薄膜蒸着装置の構造を図示した斜視図である。
【図３】図２に図示された薄膜蒸着装置において、マスク・ユニットの構造を図示した分離斜視図である。
【図４】図２の薄膜蒸着装置において、クルーシブル・ユニットの構造を図示した平面図である。
【図５Ａ】図３のＡ−Ａ線に沿って切り取ったクルーシブル・ユニットの一例を図示した断面図である。
【図５Ｂ】図３のＡ−Ａ線に沿って切り取ったクルーシブル・ユニットの一例のクルーシブルの側面図である。
【図６Ａ】図３のＡ−Ａ線に沿って切り取ったクルーシブル・ユニットの他の一例を図示した断面図である。
【図６Ｂ】図３のＡ−Ａ線に沿って切り取ったクルーシブル・ユニットの他の一例のクルーシブルの側面図である。
【図７】図３のＡ−Ａ線に沿って切り取ったクルーシブル・ユニットのさらに他の一例を図示した断面図である。
【図８】図２に図示された薄膜蒸着装置の蒸着過程を示した図面である。
【図９】本発明の他の一実施形態による薄膜蒸着装置の蒸着過程を示した図面である。
【図１０Ａ】図１０Ａは本発明の他の一実施形態によるマスク・ユニットの分離斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図１１】図１０Ａ及び図１０Ｂに図示されたマスク・ユニットを利用した蒸着過程を示した図面である。
【図１２Ａ】本発明のさらに他の一実施形態によるマスク・ユニットの分離斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。
【図１３】図１２Ａ及び図１２Ｂに図示されたマスク・ユニットを利用した蒸着過程を示した図面である。
【図１４】図１２Ａ及び図１２Ｂに図示されたマスク・ユニットを利用した蒸着過程を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明すれば、次の通りである。
【００５０】
まず、図１は、本発明の一実施形態による薄膜蒸着装置の原理を概略的に説明するための概略図である。
【００５１】
水平に移動する基板１０の下部に、マスク・ユニット２００と、クルーシブル（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）・ユニット１００とが備わる。
【００５２】
マスク・ユニット２００は、基板１０の下部に位置するものであり、パネル状に備わったマスク部材２１０と、このマスク部材２１０に開口された複数のマスク・パターン２１１とを具備し、マスク部材２１０は、このマスク・パターン２１１が、基板１０と接して動くように、無限軌道の形状になっている。さらに具体的には、前記マスク部材２１０は、Ｙ軸方向の両端が開口されたドラム状に形成されうる。
【００５３】
クルーシブル・ユニット１００は、複数のクルーシブル１１０を含むが、このクルーシブル１１０は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ  ｌｏｏｐ）で循環するように配されうる。クルーシブル１１０の循環経路は、マスク・ユニット２００を通過するが、前述の両端が開口されたドラム状のマスク部材２１０の両端開口を貫通する。このとき、クルーシブル１１０から、マスク部材２１０に形成されたマスク・パターン２１１に蒸着がなされる。
【００５４】
このような本発明で、前記基板１０は、マスク・ユニット２００の上部で、水平面上でＸ軸方向に移動する。このとき、基板１０の移動速度と同一に、マスク部材２１０が基板１０と接触しつつ回転をする。そして、蒸着される物質が収納されたクルーシブル１１０が、Ｙ軸方向に移動しつつ、マスク・パターン２１１を介して基板１０に蒸着を行う。
【００５５】
前記のような薄膜蒸着装置は、図２から分かるような形態に具体化されうる。
【００５６】
図２による薄膜蒸着装置は、蒸着対象体である基板１０を、蒸着位置に移送する基板移送ユニット３００と、蒸着するパターンに対応するマスク・パターン２１１を提供するマスク・ユニット２００と、蒸着源を連続して提供するクルーシブル・ユニット１００と、を具備する。従って、基板移送ユニット３００が基板１０を支持して蒸着位置に移送すれば、クルーシブル・ユニット１００で蒸着源の蒸気を発生させ、その蒸着源蒸気は、マスク・ユニット２００のマスク・パターン２１１を通して基板１０に蒸着される。本薄膜蒸着装置の構成によれば、このような基板１０に対する蒸着過程が連続して進められる。
【００５７】
まず、基板移送ユニット３００から詳細に説明する。
【００５８】
基板移送ユニット３００は、基板１０をクランピングして支持するクランパ３１０と、このクランパ３１０を摺動自在に支持するガイドレール３２０と、を具備している。すなわち、基板１０を把持したクランパ３１０が、ガイドレール３２０に沿って移動しつつ、蒸着位置を過ぎる。このようなクランパ３１０の移動は、後述するマスク・ユニット２００の動きと連動するように構成されている。簡略に説明すれば、クランパ３１０の下面に設けられたギア面３１１が、マスク・ユニット２００の動力伝達部材２２０に設けられたギア部２２２（図３）と結合されており、マスク・ユニット２００の動力伝達部材２２０が回転すれば、クランパ３１０が連動しつつ、ガイドレール３２０に沿って移動するように構成されている。従って、このクランパ３１０に基板１０を連続して支持させて供給すれば、複数基板１０に対する蒸着作業を連続して続けて進めることが可能である。もちろん、クランパ３１０とガイドレール３２０との長さに限界があるために、限りなく連続作業を行うわけではないが、基本的には、複数枚の基板１０に対する作業を連続して進めることができるので、１枚ずつローディングとアンローディングとを反復して作業を進めていた既存に比べては、作業性が大きく向上している。
【００５９】
次に、図２及び図３を参照しつつ、前記マスク・ユニット２００の構造について説明する。
【００６０】
マスク・ユニット２００は、前記のように移送される基板１０と連動して動きつつ、連続したマスク・パターン２１１を提供するものである。従って、例えば、無限軌道のように、連続した囲い状（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ  ｓｈａｐｅ）からなっている。
【００６１】
前記の一実施形態で、マスク・パターン２１１が形成された円筒形のマスク部材２１０と、このマスク部材２１０の両端部が嵌め込まれるリング状の動力伝達部材２２０と、マスク部材２１０を回転させるための駆動部として、クレードル・ホイール２３０と、モータ２４０と、が備わっている。
【００６２】
前記マスク部材２１０は、図３に図示されているように、動力伝達部材２２０の内壁２２１に隣接したキャビティに両端部が嵌め込まれて結合され、その動力伝達部材２２０の外壁では、動力連結のためのギア部２２２が形成されている。このギア部２２２の上部は、前記基板移送ユニット３００のクランパ３１０と結合され、下部は、前記クレードル・ホイール２３０と結合される。従って、モータ２４０がクレードル・ホイール２３０を回せば、それと連結された動力伝達部材２２０及びマスク部材２１０が共に回転し、同時に、動力伝達部材２２０と連結されたクランパ３１０も、ガイドレール３２０に沿って動く。言い換えれば、マスク部材２１０と基板１０とが連動して同時に動き、これによって、移送される基板１０に、マスク部材２１０のマスク・パターン２１１を連続して正確に提供することができる。このとき、マスク部材２１０と基板１０は、２つの部材間で接する蒸着位置で、完全に密着された状態になることが望ましい。これは、蒸着位置で、マスク部材２１０と基板１０との間に隙間ができれば、基板１０上の正確な位置に蒸着されないためである。従って、本実施形態で、マスク部材２１０と基板１０は、蒸着位置で密着状態となる。
【００６３】
次に、図２、図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照しつつ、前記クルーシブル・ユニット１００について説明する。
【００６４】
クルーシブル・ユニット１００は、前記マスク・ユニット２００のキャビティを貫通する循環経路を形成する循環レール１２０と、循環レール１２０に装着された複数のクルーシブル１１０と、このクルーシブル１１０を循環レール１２０に沿って移送させるクルーシブル移送部１６０と、各クルーシブル１１０に蒸着源を充填させるクルーシブル充填部１５０と、蒸着源の蒸気が発生するようにクルーシブル１１０を加熱するクルーシブル・ヒーティング部１３０と、を具備する。
【００６５】
まず、前記循環レール１２０は、前記マスク・ユニット２００のマスク部材２１０と、動力伝達部材２２０の空洞部とを通過するように配される。従って、循環レール１２０に装着されたクルーシブル１１０は、この空洞部内を通過し、この空洞部中、すなわち、基板１０の下方を過ぎるときに蒸着源の蒸気が発生して基板１０に蒸着される。そして、循環レール１２０内には、複数のボールベアリング１４０（図５Ａ）が設けられており、クルーシブル１１０の移動をソフトに支持している。
【００６６】
この循環レール１２０の経路は、図４に示されているように、フィーディング・ゾーン（ｆｅｅｄｉｎｇ  ｚｏｎｅ）、ツーリング・ゾーン（ｔｏｏｌｉｎｇ  ｚｏｎｅ）、デポジット・ゾーン（ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ  ｚｏｎｅ）、及びクーリング・ゾーン（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｚｏｎｅ）に分けることができる。
【００６７】
フィーディング・ゾーンは、クルーシブル充填部１５０によって、各クルーシブル１１０内部が蒸着源で充填される区間であり、ツーリング・ゾーンは、蒸着源を予熱するために、クルーシブル１１０を加熱し始める区間である。そして、デポジット・ゾーンは、前記マスク・ユニット２００のマスク部材２１０の空洞部内を通過する区間であり、蒸着が進められる区間であり、クーリング・ゾーンは、蒸着後にクルーシブル１１０が冷却される区間である。前記複数のクルーシブル１１０は、この循環レール１２０の区間を連続して進む。すなわち、本発明の一実施形態で、蒸着源が、一つまたはそれ以上のクルーシブル１１０にフィーディングされる間、前記予熱が他の一つまたはそれ以上のクルーシブル１１０で行われ、さらに他の一つまたはそれ以上のクルーシブル１１０を利用して蒸着が進められ、さらに他の一つまたはそれ以上のクルーシブル１１０が冷却される。このように、４区間の作業が各クルーシブル１１０の移動と共に同時に連続して行われる。
【００６８】
前記クルーシブル移送部１６０は、このように、クルーシブル１１０を循環レール１２０に沿って移送させるユニットであり、モータ１６２によって回転する移送ホイール１６１を具備している。この移送ホイール１６１は、循環レール１２０に形成された開口１２０ａ（図２）を介してクルーシブル１１０の本体に当接し、回転時にクルーシブル１１０を循環レール１２０の一方向、すなわち、循環方向に押しやる。それにより、移送ホイール１６１によって押されたクルーシブル１１０が、先行するクルーシブル１１０を押し、この力が伝えられて、循環レール１２０上のクルーシブル１１０が循環方向に一斉に移動する。もちろん、前述の通り、ボールベアリング１４０が循環レール１２０に設けられており、ソフトな移動が可能になる。
【００６９】
前記クルーシブル充填部１５０は、その言葉通り、クルーシブル１１０に蒸着源を充填するユニットであり、蒸着源が装填された注入タンク１５２と、その注入タンク１５２内の蒸着源をクルーシブル１１０に供給する注入ノズル１５１と、を具備している。従って、デポジット・ゾーンで蒸着源が使い尽くされたクルーシブル１１０が、フィーディング・ゾーンに入れば、この注入ノズル１５１が、注入タンク１５２に保存された蒸着源を補充する。
【００７０】
本発明の一実施形態によるクルーシブル・ヒーティング部１３０は、図５Ａ及び図５Ｂに図示されているように、クルーシブル１１０に内蔵された熱線１３１と、外部電源（図示せず）に連結された電源供給パッド１３４ａ，１３４ｂと、前記電源供給パッド１３４ａ，１３４ｂと熱線１３１を連結するようにクルーシブル１１０に設けられた第１接続パッド１３２ａと、を具備する。前記電源供給パッド１３４ａ，１３４ｂは、循環レール１２０に設けられるが、互いに異なる電圧が印加されている第１電源供給パッド１３４ａと第２電源供給パッド１３４ｂとを含む。図５Ａ及び図５Ｂから分かるように、クルーシブル１１０の外面には、第１接続パッド１３２ａが形成されているが、この第１接続パッド１３２ａは、第１電源供給パッド１３４ａに対応する位置に形成されており、第１電源供給パッド１３４ａから電源が供給され、第２電源供給パッド１３４ｂは、クルーシブル１１０に電圧を提供しない。このように、第１電源供給パッド１３４ａから供給された電圧が、ボールベアリング１４０と第１接続パッド１３２ａとを経由して熱線１３１に印加されれば、熱線１３１に抵抗熱が発生しつつ、クルーシブル１１０が加熱される。参照符号１３２ｃで示された接続パッドは、熱線１３１の一端を接地させ、前記電源供給パッド１３４ａ，１３４ｂから印加される電圧に対する基準電圧を形成する役割を果たす。
【００７１】
かようなクルーシブル１１０加熱のための電源連結構造は、循環レール１２０上のツーリング・ゾーンからデポジット・ゾーンまで設けられる。そして、このような電源供給パッド１３４ａ，１３４ｂと接続パッド１３２ａ，１３２ｂとの電気的連結は、循環レール１２０に設けられたボールベアリング１４０を介在してなされるが、このボールベアリング１４０は、クルーシブル１１０が循環レール１２０上のある１つの位置にあるとき、接続パッド１３２ａ，１３２ｂにいくつかのボールベアリング１４０が当接するように稠密に設けることが望ましい。これは、クルーシブル１１０移送中に電源連結が途絶されないためである。
【００７２】
そして、参照符号１４１は、クルーシブル１１０を循環レール１２０の一側壁側に押し付けるためのスプリングを示し、このスプリング１４１の弾性力によって、クルーシブル１１０が循環レール１２０内でしっかりと支持されて移動する。
【００７３】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の他の一実施形態によるクルーシブル・ヒーティング部１３０’を示したものであり、クルーシブル１１０’が、第２電源供給パッド１３４ｂに対応する位置に、第２接続パッド１３２ｂを具備している。従って、この場合には、クルーシブル１１０’内の熱線１３１は、第２電源供給パッド１３４ｂから電圧が印加される。
【００７４】
図５Ａ及び図５Ｂのクルーシブル１１０と、図６Ａ及び図６Ｂのクルーシブル１１０’とを順次に配させ、それぞれ互いに異なる物質を収納させる場合、基板１０には、互いに異なる物質が連続して蒸着されうる。例えば、ホストとドーパントとを基板１０に共に蒸着させようとするならば、前記複数のクルーシブル１１０に、ホストとドーパントとを交互に充填させて循環させる。このとき、ホストとドーパントは、蒸気を形成する温度が互いに異なるために、同じ電圧を印加しては、円滑な蒸着が進められない。従って、図５Ａ及び図５Ｂのクルーシブル１１０には、ホストを充填させ、第１電源供給パッド１３４ａと第１接続パッド１３２ａとを連結し、図６Ａ及び図６Ｂのクルーシブル１１０’には、ドーパントを充填させ、第２電源供給パッド１３４ｂと第２接続パッド１３２ｂとを連結するような方式で制御すれば、異種蒸着源についても、円滑な蒸着作業を共に進めることができる。
【００７５】
図７は、本発明のさらに他の一実施形態によるクルーシブル・ヒーティング部１３０”を図示したものであり、クルーシブル１１０”が、第１接続パッド１３２ａ及び第２接続パッド１３２ｂをいずれも具備している。第１電源１３３ａと第１電源供給パッド１３４ａとの間には、第１スイッチＳ１が、第２電源１３３ｂと第２電源供給パッド１３４ｂとの間には、第２スイッチＳ２がそれぞれ介在され、クルーシブル１１０”に選択的な電圧印加が可能であるように構成されている。すなわち、第１電源１３３ａが、第１接続パッド１３２ａに電圧を印加するときには、第２電源１３３ｂと第２電源供給パッド１３４ｂとの連結が切断され、反対に、第２電源１３３ｂが第２接続パッド１３２ｂに電圧を印加するときには、第１電源１３３ａと第１電源供給パッド１３４ａとの連結が切断される。また、図２による本発明の一実施形態の薄膜蒸着装置は、マスク部材２１０に付着した蒸着源残留物を除去するためのマスク洗浄部４００を含む。前記マスク洗浄部４００は、マスク部材２１０に超音波で振動を加える超音波発生器４１０と、その振動によって落ちる蒸着源残留物を受容するバケット４２０と、を具備する。
【００７６】
また、図２による本発明の一実施形態の薄膜蒸着装置は、蒸着作業が進められるマスク部材２１０の空洞部内で、クルーシブル１１０上方に固設されるシールド部材７００を含む。前記シールド部材７００は、蒸着源の蒸気が基板１０に対する蒸着位置に良好に届くようにガイドすべく形成される。
【００７７】
以上で説明したような薄膜蒸着装置の作動過程について、図２ないし図８を参照しつつ説明すれば、次の通りである。
【００７８】
いったん蒸着が開始されれば、クルーシブル・ユニット１００のクルーシブル１１０は、循環レール１２０に乗って循環走行を始め、マスク・ユニット２００のマスク部材２１０並びに基板１０も駆動を始める。注入ノズル１５１によって蒸着源が充填されたクルーシブル１１０は、循環レール１２０のツーリング・ゾーンを通過してから、前記クルーシブル・ヒーティング部１３０によって徐々に加熱され始め、マスク部材２１０の空洞部を過ぎるデポジット・ゾーンに入りつつ、蒸気を発生させ始める。このように生成された蒸着源の蒸気は、マスク部材２１０のパターン２１１を介して基板１０に蒸着され、このような作業は、基板１０、マスク部材２１０及びクルーシブル１１０が走行しつつ連続してなされる。そして、蒸着作業が進むにつれて、マスク部材２１０に付着して累積する蒸着源残留物は、前記マスク洗浄部４００の超音波発生器４１０によって落とされ、バケット４２０に収容される。従って、作業速度が相当に速くなり、またマスク部材２１０と基板１０とが密着された状態で蒸着がなされるために、蒸着品質も安定して維持されうる。
【００７９】
以下、前記の実施形態の薄膜蒸着装置で、一部変形が可能な構成を例示する。
【００８０】
まず、図９に図示されているように、マスク部材２１０と基板１０との密着力をさらに増大させ、マスク部材２１０がさらに圧着されるように構成する。これにより、マスク部材２１０と基板１０との接触面積がさらに広くなり、すなわち蒸着が起こる面積がさらに広く確保されうる。従って、蒸着源の蒸気を蒸着位置にガイドするシールド部材７００’もさらに広い開口を有するように形成することができる。
【００８１】
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂは、マスク・ユニット２００’の変形可能な構造を図示したものである。前述の実施形態のマスク・ユニット２００では、マスク部材２１０が円筒状になっていたが、本発明の他の実施形態によるマスク・ユニット２００’は、連続した囲い状（例えば、無限軌道状）で連結された複数個の板状部材２５０を含む。一般的に、マスクとして使われる部材は、厚さが非常に薄いために、完全な円筒状に設ける場合、自重によって中央部が下に反る可能性がある。従って、分割された板状部材２５０を無限軌道状に連結すれば、マスク部材が反る現象を抑制することができる。このために、動力伝達部材２６０の内側壁には、支持片２６１が形成されており、複数の板状部材２５０は、図１０Ｂに図示されているように、この支持片２６１に弾力的に支えられつつ、無限軌道状に連結される。
【００８２】
かように変形されたマスク・ユニット２００’を利用した蒸着作業は、図１１に図示されているように進められる。クルーシブル・ユニット１００のクルーシブル１１０の充填、循環及び加熱、そして板状部材２５０から構成されたマスク部材及び基板１０の駆動は、前述の実施形態と同一に進められる。すなわち、マスク部材の形状のみ変わっただけであり、蒸着過程は、前述の図２から図８の実施形態と同一に進められる。ただし、前記マスク・ユニット２００’には、板状部材２５０の連結によってマスク部材が形成されているために、マスク部材が完全な円形状でないので、基板１０と接触することができる領域が狭まる。すなわち、支持片２６１がある付近は、板状部材２５０と基板１０との接触が良好に行われない。従って、その場合には、マスク・ユニット２００’とクルーシブル・ユニット１００とを複数個配し、接触領域が狭まったことを補償すればよい。これについては、次の実施形態について説明しつつ言及する。
【００８３】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明のさらに他の実施形態によるマスク・ユニット２００”を図示したものである。図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すれば、図２のシールド部材７００を使用する代わりに、板状部材２５０の支持片機能を兼ねる複数のシールド部材２７１をマスク・ユニット２００”に固設したものである。このシールド部材２７１は、マスク部材をなす板状部材２５０を弾力的に支え、同時に２つの動力伝達部材２７０間を横切って配され、各シールド部材２７１間の隙間を介して蒸着源の蒸気をガイドする。
【００８４】
図１３は、このように変形されたシールド部材２７１を有した薄膜蒸着装置の作動過程を図示したものである。すなわち、板状部材２５０に連結されたマスク部材が、基板１０に密着されて回転し、このとき、クルーシブル１１０に充填された蒸着源の蒸気がシールド部材２７１間の隙間にガイドされて基板１０に蒸着される。ただし、この場合には、蒸着が起こる領域がシールド部材２７１間の間に限定されるので、図面のように、マスク・ユニット２００”とクルーシブル・ユニット１００とをいくつか設け、蒸着領域が狭くなったところを補償すればよい。同様に、前記図１１で説明した構造も、このように、マスク・ユニット２００’とクルーシブル・ユニット１００とをいくつか設けて蒸着領域が狭くなったところを補償すればよい。
【００８５】
一方、図１４は、前記マスク・ユニット２００”とクルーシブル・ユニット１００とを色相別に１セットずつ設けて運用する例を示したものである。すなわち、さまざまな色相を蒸着しなければならない場合には、色相ごとに、マスク・ユニット２００”とクルーシブル・ユニット１００とを１セットずつ設け、連続して蒸着を行わせることができる。もちろん、色相ごとに、さらにマスク・ユニット２００”とクルーシブル・ユニット１００とを数セットずつ設けることも可能である。
【００８６】
以上で説明したような薄膜蒸着装置によれば、蒸着源の供給及び消尽、基板とマスクとアレンジ、マスクに残留された蒸着源の除去などがいずれも連続して進められるために、作業速度が相当に速くなり、また基板とマスクとが密着された状態で蒸着が進められるので、良好な蒸着品質も維持されうる。
【００８７】
本発明は、図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当技術分野における当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によってのみ決まるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１０        基板
１００        クルーシブル・ユニット
１１０，１１０’，１１０”        クルーシブル
１２０        循環レール
１２０ａ        開口
１３０        クルーシブル・ヒーティング部
１３０’，１３０”        ヒーティング部
１３１        熱線
１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ        接続パッド
１３３ａ，１３３ｂ        電源
１３４ａ，１３４ｂ        電源供給パッド
１４０        ボールベアリング
１４１        スプリング
１５０        クルーシブル充填部
１５１        注入ノズル
１５２        注入タンク
１６０        クルーシブル移送部
１６１        移送ホイール
１６２，２４０        モータ
２００，２００’        マスク・ユニット
２１０        マスク部材
２１１        マスク・パターン
２２０，２６０，２７０        動力伝達部材
２２１        動力伝達部材の内壁
２２２        ギア部
２３０        クレードル・ホイール
２５０        板状部材
２６０，２７０        動力伝達部材
２６１        支持片
２７１，７００        シールド部材
３００        基板移送ユニット
３１０        クランパ
３１１        ギア面
３２０        ガイドレール
４００        マスク洗浄部
４１０        超音波発生部
４２０        バケット
７００，７００’        シールド部材
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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