(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のライン状の蒸発源を成膜方向に対して多段に配置し、往路と復路で成膜順序を変えることなく共蒸着が可能な真空蒸着装置を提供する。【解決手段】基板２に蒸着材料を成膜する真空蒸着装置において、複数のライン状の蒸発源３−Ａ，３−Ｂを成膜方向に対して対称となるように配置した蒸発源群３を有し、前記蒸発源群は、前記基板に対し第１方向に移動しつつ成膜した後、前記基板に対し前記第１方向と逆方向である第２方向に移動しつつ成膜する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に蒸着材料を成膜する真空蒸着装置において、
複数のライン状の蒸発源を成膜方向に対して対称となるように配置した蒸発源群を有し、
前記蒸発源群は、前記基板に対し第１方向に移動しつつ成膜した後、前記基板に対し前記第１方向と逆方向である第２方向に移動しつつ成膜することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、第１材料を蒸着する第１蒸発源と、前記第１材料と異なる第２材料を蒸着する第２蒸発源と、前記第１材料を蒸着する第３蒸発源とで構成し、
前記第２蒸発源は、前記第１蒸発源と前記第３蒸発源の間に設けられていることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、上下方向に第１蒸発源、第２蒸発源、第３蒸発源を並べて構成し、
前記第１方向は上方向または下方向であることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、前記第１方向に移動した後、前記第２方向に移動する前に、左右方向へ移動することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項５】
請求項２に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、左右方向に第１蒸発源、第２蒸発源、第３蒸発源を並べて構成し、
前記第１方向は左方向または右方向であることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、前記第１方向に移動した後、前記第２方向に移動する前に、上下方向へ移動することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項７】
請求項４または６に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、前記第１方向、第３方向、前記第２方向への移動を繰り返して前記基板を成膜することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項８】
複数の基板に蒸着材料を成膜する真空蒸着装置において、
複数のライン状の蒸発源を上下方向に対して対称となるように配置した蒸発源群を有し、
第１基板の設置位置と第２基板の設置位置は左右方向に並んでおり、
前記蒸発源群は、前記第１基板に対し第１方向に移動しつつ成膜した後、前記第２基板に対し前記第１方向と逆方向である第２方向に移動しつつ成膜し、
前記第１方向は上方向または下方向であることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項９】
請求項８に記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、第１材料を蒸着する第１蒸発源と、前記第１材料と異なる第２材料を蒸着する第２蒸発源と、前記第１材料を蒸着する第３蒸発源とで構成し、
前記第２蒸発源は、前記第１蒸発源と前記第３蒸発源の間に設けられていることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の真空蒸着装置において、
前記第１基板を成膜中に、前記第２基板と、前記第２基板を保持する基板ホルダとのアライメントを行うことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかに記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、前記第１方向に移動した後、前記第２方向に移動する前に、左右方向へ移動することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の真空蒸着装置において、
前記蒸発源群は、前記第１材料または前記第２材料を射出する開口部に開閉可能なシャッターを有し、
前記蒸発源群は、
前記第１方向に移動する場合には、前記第１蒸発源のシャッター及び前記第２蒸発源のシャッターを開き、前記第３蒸発源のシャッターを閉じ、
前記第２方向に移動する場合には、前記第１蒸発源のシャッターを閉じ、前記第２蒸発源のシャッター及び前記第３蒸発源のシャッターを開くことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の真空蒸着装置において、
前記第１材料は膜母材であり、前記第２材料は添加材であることを特徴とする真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子が新たな産業分野として注目されている。有機ＥＬディスプレイは液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代わる次世代ディスプレイとして、また有機ＥＬ照明はＬＥＤ照明と並ぶ次世代照明として期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、有機化合物からなる発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを積層した多層構造を、陽極と陰極からなる電極対で挟み込んだ構造になっている。電極に電圧を印加することにより陽極側から正孔が、陰極側から電子が発光層に注入され、それらが再結合して生じる励起子（エキシトン）の失活により発光する。
【０００４】
発光層を形成する有機材料には高分子材料と低分子材料がある。このうち現在主流である低分子材料は、真空蒸着によって成膜される。その他の層を形成する際にも真空蒸着が用いられる。性能向上のために共蒸着によるドーピングや合金化も行われている（特許文献１）。
【０００５】
真空蒸着に用いられる蒸発源は、蒸着材料を封入する坩堝と、蒸着材料を噴出するノズルと、坩堝を加熱するヒーターと、坩堝やノズルおよびヒーターなどを格納するハウジングを有する。ヒーターにより加熱された坩堝から蒸着材料を蒸発あるいは昇華させて、真空チャンバ内に設置した基板上にノズルから気化した蒸着材料を噴射して各層を形成する。カラー表示の有機ＥＬ素子を作成するには、基板とメタルマスクをアライメントした状態で、異なる発光をする有機ＥＬ材料を画素ごとに塗り分けて成膜する。
【０００６】
有機ＥＬ素子は表示デバイスや照明デバイスの大型化とともに、基板サイズ大型化の要求がある。基板サイズは現状の第４.５世代製造ライン（ガラス基板寸法：７３０mm×９２０mm）から、基板寸法で２.９倍となる第５.５世代製造ライン（基板寸法は１３００mm×１５００mm）へ拡大し、さらには第８世代製造ライン（ガラス基板寸法：２２００mm×２５００mm）にも及ぶ見込みである。
【０００７】
基板サイズの大型化に対応するために、ライン状の蒸発源やプレナー状の蒸発源など、様々の形態の蒸発源が実用化されている。基板サイズに対するスケーラビリティーの観点からは、プレナー状よりライン状の蒸発源がより好ましい。ライン状の蒸発源は、その長手方向と垂直な方向へ基板に沿って相対移動することで基板に均一な薄膜を形成できる。
ライン状の蒸発源には、複数のノズルを有する一体物のリニア蒸発源や、複数のノズルを有する蒸発源ユニットを長手方向へライン状に複数個併設したマルチ蒸発源などの形態がある。
【０００８】
ライン状の蒸発源は、その長手方向の寸法が概略基板サイズの場合、片道のスキャンで基板全面に成膜することができる。その長手方向の寸法が基板サイズより小さい場合には、往路と復路の間に長手方向へあるピッチで移動することで基板全面に成膜することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７４１８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
共蒸着では、同じ真空チャンバの中に複数の蒸発源を設け、異なる材料を異なる蒸発源内に配置する。ライン状の蒸発源で共蒸着する場合、例えば、複数のライン状の蒸発源を成膜方向に沿って多段に配置することが考えられる。しかし、このような構成で往復成膜を行うと往路と復路で成膜順序が逆転する。このため往路と復路で異なる基板箇所に成膜すると、基板面内で組成比率が異なってしまう課題がある。これに対して本発明による解決策を以下に述べる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。基板に蒸着材料を成膜する真空蒸着装置において、複数のライン状の蒸発源を成膜方向に対して対称となるように配置した蒸発源群を有し、前記蒸発源群は、前記基板に対し第１方向に移動しつつ成膜した後、前記基板に対し前記第１方向と逆方向である第２方向に移動しつつ成膜する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の真空蒸着装置は、蒸着材料の種類に応じて用意した、複数のライン状の蒸発源を成膜方向（およびその逆方向）に対して対称となるように配置し、往路と復路で成膜順序を変えることなく共蒸着膜を形成できる。従って、第１方向に対して往復成膜し、往路と復路の間に略直交する第２方向に基板面に沿って移動することで、往路と復路で異なる基板位置に成膜する場合に組成比率を均一にすることができるので、より大型な基板に膜厚および組成ともに均一な共蒸着膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における真空蒸着装置の真空チャンバ内の構成である。
【図２】実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜１＞である。
【図３】実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜２＞である。
【図４】実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜３＞である。
【図５】実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜４＞である。
【図６】実施例２における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。
【図７】実施例３における真空蒸着装置の真空チャンバ内の構成である。
【図８】実施例３における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。
【図９】実施例４における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。
【図１０】実施例５における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。
【図１１】実施例６における蒸発源の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面等を用いて本発明の実施例を説明する。以下では、本発明の真空蒸着装置の一例として、有機ＥＬデバイスの製造に適用した例を説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明だけに限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。例えば、蒸着材料は有機材料に限らず、金属材料、無機材料、その他の材料を用いることができる。共蒸着もドーピング、合金形成などの数々の場合に適用することが可能である。
【実施例１】
【００１５】
＜蒸発源群を１つ備えた真空蒸着装置＞
図１は、実施例１における真空蒸着装置の一部（真空チャンバ内）の構成を示す概略図である。真空に維持された真空チャンバ１内に、垂直に立てられた基板２と、３段からなるライン状の蒸発源群３が配置されている。搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するために設けた基板受け渡し部４から搬入された基板２は、基板ホルダ（図示せず）とアライメントを行い、基板２および基板ホルダが略垂直に立てられる。本実施例では、面取りサイズ毎に格子上にパターニングされたメタルマスクを兼ねた基板ホルダの例を示した。また図１に示す実施例では、垂直方向を成膜方向に、水平方向をライン状の蒸発源群３の長手方向に対応づける。順方向と逆方向は必要なければ特に区別しない。
【００１６】
ライン状の蒸発源群３は、成膜方向に沿って順に、第１材料を格納する蒸発源３−Ａ、第２材料Ｂを格納する蒸発源３−Ｂ、第１材料を格納する蒸発源３−Ａの３段から構成される。ここで、第２材料は第１材料とは異なる材料である。蒸発源３−Ａおよび蒸発源３−Ｂは、例えばリニア蒸発源やマルチ蒸発源などが用いられる。ライン状の蒸発源は長手方向を有し、その長さは基板２の水平方向の辺の長さの略半分であることを特徴とする。
好ましくは、基板２の水平方向の辺の長さより短く、その半分の長さよりは長いと良い。
【００１７】
図２は実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜１＞である。図２は基板受け渡し部４から基板２を見た図である。なお、後述する図３、図４、図５、図６、図８、図９、図１０も同様に、基板受け渡し部４から基板２を見た図である。蒸発源群３は、垂直方向に上下移動しながら基板２に成膜を行い、上移動（上方向への移動をいう）と下移動（下方向への移動をいう）の間に水平方向へ基板２の長さの略半分だけ移動することで基板２の全体を走査する。
【００１８】
例えば、図２に示すように、蒸発源群３は基板２の下辺より低い待機位置から垂直方向に上移動しながら基板２の略半分（左半分）の成膜を行う（Ｓ２１）。そして基板２の上辺より蒸発源群３の位置が高くなったところで、水平方向（左右方向）の右へ基板２の長さの略半分だけ移動する（Ｓ２２）。その後、垂直方向に下移動しながら基板２の残り略半分（右半分）の成膜を行う（Ｓ２３）。そして基板２の下辺より蒸発源群３の位置が低くなったところで、水平方向（左右方向）の左へ基板２の長さの略半分だけ移動し、基板２成膜前の待機位置まで戻る（Ｓ２４）。
【００１９】
図３は実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜２＞である。蒸発源群３の移動経路６は上記だけに限られるものではない。例えば、図３に示す移動経路６によって、奇数枚目の基板２を処理し、その逆の移動経路６で偶数枚目の基板２を処理しても良い。
【００２０】
図４は実施例１における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図＜３＞である。図３と同様に、図４に示す経路によって奇数枚目の基板２を処理し、その逆の経路で偶数枚目の基板２を処理しても良い。図３や図４のように、上移動と下移動で基板の略半分ずつ成膜された膜厚の重ね合わせによって、基板２の全面に均一な成膜ができる。この際、走査速度を一定に保つことで、高い膜厚均一性を得ることができる。
【００２１】
ライン状の蒸発源群３は、蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａが成膜方向に対して対称的に配置されているため、基板２の略半分を成膜する上移動と、基板２の残り略半分を成膜する下移動で、材料の成膜順序を変えることなく成膜が可能であるので、基板２の全面に均一な組成の共蒸着膜を形成することができる。
【００２２】
以上によって、基板２の全面に膜厚および組成ともに均一な共蒸着膜を成膜することができる。成膜を終えた基板２は、水平に倒され、基板受け渡し部４を介して搬出される。
【００２３】
蒸発源群３は、基板２サイズより小さなものを用いることができるので、基板２サイズの大型化に対応するのが容易である。また、上移動と下移動どちらも成膜に利用することができるので、片道のみで共蒸着を行う装置に比べてタクト時間を半減させることができる。
【００２４】
第１材料、第２材料の具体例としては、第１材料を膜母材、第２材料を添加剤とする例が考えられる。蒸発源３−Ａから成膜される第１材料と、蒸発源３−Ｂから成膜される第２材料の量が同じ場合には、１つの蒸発源群に２つの蒸発源３−Ａが備わっているため、１つの蒸発源群からの成膜量について第１材料の量が第２材料の量の２倍になる。この構成を活かして、より多くを必要とする第１材料を膜母材とする。
【００２５】
なお、開口部の大きさを変える等して、蒸発源３−Ａから成膜される第１材料よりも、蒸発源３−Ｂから成膜される第２材料の量が非常に多い場合には、第１材料を添加材、第２材料を膜母材としても良い。
【００２６】
ここまでは、蒸着材料の種類がＡおよびＢの２種類の場合について本発明を説明した。
蒸発源群３の構成はこれ以外にも、蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａ、あるいは蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａなどの構成でも良い。この場合には、蒸発源群３の個数の増加によって蒸着レートを増加することができる。さらに、蒸着材料の種類が３種類以上の場合にも、蒸発源群３の構成および成膜方法は上記に準じたものであれば良い。例えば、蒸着材料の種類が第１材料Ａおよび第２材料Ｂ、第３材料Ｃの３種類あれば、蒸発源群３の構成は、蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ｃ（図示せず）、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａの順番で５段を成膜方向に配置すれば良い。
【００２７】
一般的に表現すると、第１方向に移動して基板にＭ種類の材料（第１材料〜第Ｍ材料：Ｍは２以上の自然数）を蒸着する蒸発源群（第１蒸発源〜第Ｎ蒸発源：Ｎは３以上の自然数）であって、第１方向及び第２方向（第１方向と逆方向）に移動しながら成膜することで、基板２の全面に均一な組成の共蒸着膜を成膜することを特徴とする。前述の具体例は、Ｍ＝２、Ｎ＝３の場合に対応する。
【００２８】
ここまで、蒸発源群３の長手方向の長さが、基板２水平方向の辺の長さの略半分の場合について説明した。一般的に表現すると、蒸発源群３の長手方向の長さが、基板２の水平方向の辺の長さの略Ｋ分の１（Ｋは２以上の自然数）の場合についても、本発明は同様に適用できる。成膜中の往路と復路で、基板２水平方向の長さの略Ｋ分の１だけ水平方向に移動し、かつ合計Ｋ回の走査で基板２の全面に均一な膜厚および組成の共蒸着膜を成膜することが可能である。２以上の自然数Ｋが奇数の場合は、基板２の下側の待機位置から出発した蒸発源群３が、基板２の上側の待機位置で成膜を終える。逆に、基板２の上側の待機位置から出発した蒸発源群３は、基板２下側の待機位置で成膜を終える。
【００２９】
いずれにせよ、蒸発源群３が成膜方向に対称的に配置されているため、上移動と下移動で材料の成膜順序を変えることなく成膜することができる。とくに、基板２のサイズと比べてより小さな蒸発源群３を用いて基板２の全面を成膜することができるので、基板２の大型化へ対応するのに利点がある。
【００３０】
図５は実施例１におけるＬ＝４の場合の蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。この場合、蒸発源群３は上方向、右方向、下方向、右方向、上方向、右方向、下方向へ移動しつつ基板２を成膜する。
【００３１】
図１から図５において、蒸発源群３は、一体物のリニア蒸発源やマルチ蒸発源などのライン状の蒸発源から構成される。各蒸発源は、蒸着材料を封入する材料室、蒸気の噴射口であるノズル、から構成される坩堝と、坩堝を周囲から加熱するヒーターと、ヒーター外周に前記坩堝の保温性を向上するための１枚あるいは複数枚の熱遮蔽板と、ヒーターからの熱輻射を外部に漏らさないための冷却ボックス（周辺に水冷水を流す）と、坩堝の開口（ノズル）を開閉するための（図示しない）シャッターなどからなる。また蒸発源は、ノズルから出る蒸気の放射角度を制御する板（角度制御板）を有しても良い。角度制御板は蒸発源のどの部分に取り付けてあっても構わない。
【００３２】
なお、図１から図４において、蒸発源群３が上方向に移動しつつ成膜し、下方向に移動しつつ成膜する間に、水平方向に移動する例を説明した。このときは、短時間に効率よく基板２の全体を成膜できる利点がある。一方、［１］蒸発源群３が上方向に移動しつつ成膜し、水平方向に移動しないで、基板２の同じ領域に対し下方向に移動しつつ成膜する制御、［２］蒸発源群３が上方向に移動しつつ成膜し、基板２の同じ領域に対し下方向に移動しつつ成膜した後に、水平方向に移動し、別の領域に対して、蒸発源群３が上方向に移動しつつ成膜し、水平方向に移動するという制御、も可能である。これにより必要に応じて、基板２の同じ領域に対し上下で２回成膜することができる。本発明で重要な特徴は、蒸発源群３の移動方向が異なっていても、材料の成膜順序を変えることなく成膜が可能なことである。
【００３３】
また、水平方向の例としては、主に右方向への移動を例に挙げたが、蒸発源群３が左方向に移動しても特に問題はない。
【００３４】
また、ここまで基板２を立ててから成膜する例を説明したが、基板２を横に寝かせたままで成膜することも可能である。このとき各図を上方向から俯瞰的に見た図と捉えて考えれば良い。
【実施例２】
【００３５】
＜蒸発源群を２つ備えた真空蒸着装置＞
図６は、実施例２における真空蒸着装置の蒸発源群３の配置および移動経路６を示す模式図である。蒸発源群３の長手方向の長さは、基板２水平距離の略４分の１（３分の１以下、４分の１以上）である。蒸発源群３が成膜方向に沿って対称的に配置され、長手方向に所定の間隔（基板の水平方向の辺の長さの略２分の１）で併設されている。各蒸発源は個々に保持および移動機構を有していても良いし、あるいは１つの保持および移動機構で蒸発源群３を制御しても良い。
【００３６】
蒸発源群３は、垂直方向に上下へ移動しながら成膜を行い、上移動と下移動の間に水平方向へ基板２の長さの略４分の１のピッチ（３分の１以下、４分の１以上）移動することで、合計２回の走査で基板２の全面を成膜できる。例えば、図６に示すように、蒸発源群３は基板２の下辺より低い待機場所から垂直方向に上へ移動しながら基板２の略半分の成膜を行う。そして基板２の上辺より蒸発源群３の位置が高くなったところで、水平方向に基板２の水平方向の長さの略４分の１（３分の１以下、４分の１以上）を移動し、その後、垂直方向へ下に移動しながら基板２の残り略半分の成膜を行う。そして基板２の下面より蒸発源群３の位置が低くなったところで、水平方向に基板２の水平方向の長さの略４分の１（３分の１以下、４分の１以上）を移動し、基板２成膜前の待機位置まで戻る。
【００３７】
あるいは、図３に類似した移動経路６で奇数枚目の基板２を処理し、その逆の経路で偶数枚目の基板２を処理しても良い。同様に、図４に類似した経路で奇数枚目の基板２を処理し、その逆の経路で偶数番枚目の基板２を処理しても良い。上移動と下移動で基板の略半分ずつ成膜された膜厚の重ね合わせによって、基板２の全面に均一な膜厚を形成できる。またこの際、走査速度を一定に保つことで、高い膜厚均一性を得ることができる。成膜を終えた基板２は、水平に倒され、基板受け渡し部４を介して搬出される。
【００３８】
また、成膜方向に沿って配置される３段のライン状の蒸発源は、上から順に第１材料Ａを格納する蒸発源３−Ａ、第２材料Ｂを格納する蒸発源３−Ｂ、第１材料Ａを格納する蒸発源３−Ａからなる。成膜方向に対して対称的に配置されている。そのため基板２の略半分を成膜する経路と、基板２の残り略半分を成膜する経路で、材料の成膜順序を変えることがなく、基板２全体に均一な組成の共蒸着膜を形成することができる。
【００３９】
このようにして本実施例は実施例１と比較して、蒸発源群３の水平移動距離を短くできるので、タクト時間をより短縮させて生産性を向上することができる。
【００４０】
以上は、蒸発源群３の長手方向の長さが基板２の水平方向の辺の長さの略４分の１（３分以下、４分の１以上）、および長手方向に所定の間隔（基板の水平方向の辺の長さの略２分の１）で併設されている場合について説明した。同様に、蒸発源群３の長手方向の長さが、基板２の水平方向の辺の長さの略Ｎ分の１（（Ｎ−１）分の１以下、Ｎ分の１以上）、長手方向に所定の間隔（基板２の水平方向の辺の長さの略Ｍ分の１）で併設されている場合についても、本発明は同様に適用できる。ここで４以上の自然数Ｎは、２以上の自然数Ｍの倍数であり、自然数Ｍは自然数Ｎの約数である（Ｎ／Ｍは自然数）。垂直方向の成膜を繰り返す際、上移動と下移動の間に、蒸発源群３を所定のピッチ（基板２の水平方向の長さの略Ｎ／Ｍ分の１）だけ水平方向に移動して成膜する。往復で合計Ｍ回（Ｎ／Ｍは自然数）の走査を繰り返すことで、基板２の全面に均一な組成の共蒸着膜を形成することができる。
【００４１】
また蒸発源群３は３段構成には限定されず、第１実施例と同様に、第１方向に移動して前記基板２に第１〜第Ｍ材料を蒸着する複数の又は複数開口を有する第１〜第Ｎ蒸発源であって（Ｍは２以上の自然数、Ｎは３以上の自然数）、前記第１方向及び第２方向（前記第１方向の逆方向）について対称的に設置され、ともに移動しながら成膜することで、基板２の全面に均一な組成の共蒸着膜を成膜することを特徴とする。
【実施例３】
【００４２】
＜ダブルアライメント方式の真空蒸着装置＞
実施例３は、１つの真空チャンバ内で右側Ｒラインと左側Ｌラインの２系統を設け、第１基板と第２基板を交互に、真空チャンバ１内へ搬入、アライメント、起立、成膜を行い、タクト時間を半減させることのできる真空蒸着装置に関する。
【００４３】
図７は本発明の実施例３を示す模式図である。図７に示す真空蒸着装置は、真空に維持された真空チャンバ１、搬送チャンバ（図示せず）との間に真空を維持するための基板受け渡し部４、２組の基板２−Ａ、基板２−Ｂ、３段からなるライン状の蒸発源群３から構成される。蒸発源群３の長手方向の長さは、基板２の水平方向の辺の長さより長い方が好ましい。蒸発源群３は、一体物のリニア蒸発源やマルチ蒸発源などのライン状の蒸発源から構成される。
【００４４】
基板受け渡し部４から搬入された第１基板２は、基板ホルダ（図示せず）とアライメントを行い、基板ホルダ（図示せず）とともに略垂直に立てられる。蒸発源群３は、垂直方向に上下移動しながら成膜を行う。第１基板２を蒸着している間に、もう一方の基板受け渡し部４では、前に成膜された基板２が搬出され、第２基板２が真空チャンバ１内に搬入され、基板ホルダとのアライメントを行い、基板ホルダとともに略垂直に立てられる。第１基板２の成膜を終えると、第１基板２の成膜に用いた蒸発源群３は第１基板２から第２基板２へ水平方向に移動し、成膜を開始する。第２基板２を蒸着中に、成膜を終えた第１基板２は、水平に倒され、基板受け渡し部４を介して真空チャンバ１内から搬出される。
【００４５】
以上のサイクルを繰り返すことにより、１つの真空チャンバ１内でアライメントと成膜を同時に進行させることが可能となる。１枚ずつアライメントと成膜を処理する装置と比べてタクトタイムを半減させることができる。
【００４６】
図８は実施例３における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。蒸発源群３は、基板２の下辺より低い待機場所から垂直方向に上移動しながら基板２の成膜を行う。
そして、基板２の上辺より蒸発源群３の位置が高くなったところで、隣接する基板２へ水平方向に移動し、その後、垂直方向に下移動しながら基板２の成膜を行う。そして、基板２の下面より蒸発源群３の位置が低くなったところで、水平方向に移動し隣接する基板２まで、つまり成膜前の待機位置まで戻る。蒸発源群３の長手方向の長さは、水平方向の基板２の辺の長さより長い方が好ましい。これによって、片道スキャンによって基板２の全面に均一な膜厚を形成できる。またこの際、走査速度を一定に保つことで、高い膜厚均一性を得ることができる。
【００４７】
このとき、成膜方向に沿って配置されている３段のライン状の蒸発源群３は、上から順に第１材料Ａを格納する蒸発源３−Ａ、第２材料Ｂを格納する蒸発源３−Ｂ、第１材料を格納する蒸発源３−Ａからなる。これらが成膜方向ついて対称的に配置されている。そのため第１基板２を成膜する経路と、第２基板２を成膜する経路で、材料の成膜順序を変えることがなく、第１基板２および第２基板２ともに同等な組成の共蒸着膜を形成することができる。この場合には、上移動と下移動どちらも成膜に利用することができるので、片道のみで共蒸着を行う装置に比べてタクト時間を半減させることができる。
【００４８】
以上では、ライン状の蒸発源群３の長手方向の長さが、概略、基板２の水平方向の辺の長さ場合について説明した。これ以外にも、ライン状の蒸発源群３の長手方向の長さが、基板２水平方向の辺の長さの略Ｎ分の１の場合についても、本発明は同様に適用できる。
【００４９】
成膜中の上移動と下移動で、基板２水平方向の長さの略Ｎ分の１だけ水平方向に移動し、合計Ｎ回の走査で基板２全体を成膜することが可能である。２以上の自然数であるＮが、奇数の場合には、基板２下側の待機位置から出発した蒸発源群３は、基板２上側の待機位置で成膜を終える。逆に、基板２上側の待機位置から出発した蒸発源群３は、基板２下側の待機位置で成膜を終える。このようにして第１基板２の成膜を終えた後は、隣接する基板２まで移動して、再び第２基板２の成膜を開始する。第２基板２の成膜を終えたら、再び隣接する第１′基板２まで移動する。以上のサイクルを繰り返すことにより、１つの真空チャンバ１内でアライメントと成膜を同時に進行させることが可能となる。１枚ずつアライメントと成膜を処理する装置と比べてタクトタイムを半減させることができる。いずれにせよ、この場合にも、蒸発源群３が成膜方向に対称的に配置されているため、上移動と下移動で材料の成膜順序を変えることなく成膜することができる。とくに、この場合には、基板２サイズと比べて比較的小型の蒸発源群３を用いて基板２の全面を成膜することができるので、基板２大型化への対応が容易である。
【００５０】
以上は、真空チャンバ１内で右側Ｒラインと左側Ｌラインの２系統を設け、１枚の基板２をアライメントしている最中にもう１枚の基板２を成膜し、タクト時間を半減させる場合について説明した。同様に、真空チャンバ１内に複数枚の基板２を内在させ、１枚目の基板２を蒸着中に、２枚目の基板２を真空チャンバ１内に搬入し、また蒸着を終えた別の基板２を真空チャンバ１から搬出する場合にも、本発明は適用できる。
【実施例４】
【００５１】
＜ダブルアライメント方式であって、多層成膜の真空蒸着装置＞
実施例４では、実施例３のダブルアライメント方式を採用した真空蒸着装置において、多層成膜する場合の例である。とくに共蒸着とは限定しない。
【００５２】
図９は、実施例４における真空蒸着装置の蒸発源群３の配置および移動経路６を示す模式図である。
【００５３】
蒸発源群３は、基板２の下辺より低い待機場所から垂直方向に上移動しながら基板２の成膜を行う。その際、蒸発源群３の内、最下段（あるいは最上段）の蒸発源３−Ａから出る蒸気を基板２まで届かないようにシャッター７で遮蔽する。そして蒸発源群３の位置が基板２の上辺より高くなったところで折り返す。
【００５４】
続いて、垂直方向に下移動しながら基板２の成膜を行う。その際、蒸発源群３の内、最上段（あるいは最下段）の蒸発源３−Ａから出る蒸気を基板２まで届かないようにシャッター７で遮蔽する。蒸発源群３の位置が基板２の下面より低くなったところで、基板２の成膜を終える。
【００５５】
蒸発源群３は、一体物のリニア蒸発源やマルチ蒸発源などのライン状の蒸発源から構成される。蒸発源群３の長手方向の長さは、水平方向の基板２の辺の長さより長い方が好ましい。これによって、基板２の全面に均一な膜厚を形成できる。また走査速度を一定に保つことで、高い膜厚均一性を得ることができる。
【００５６】
成膜方向に沿って配置されている３段のライン状の蒸発源群３は、上から順に第１材料Ａを格納する蒸発源３−Ａ、第２材料Ｂを格納する蒸発源３−Ｂ、第１材料を格納する蒸発源３−Ａからなり、成膜方向ついて対称的に配置されている。第１基板２上には、蒸発源群３の上移動中の成膜により、第１材料Ａ、第２材料Ｂの順に薄膜が形成される。第２基板２にも同様に、蒸発源群３の下移動中の成膜により、第１材料Ａ、第２材料Ｂの順に薄膜が形成される。以上のようにして、第１基板２を成膜する上移動と、第２基板２を成膜する下移動で、蒸着材料の成膜順序を変えることがないので、第１基板２および第２基板２ともに同一の多層膜を形成できる。また蒸発源群の上移動と下移動のどちらも成膜に利用することができるので、片道のみで多層成膜を行う場合と比べてタクト時間を半減できる。
【００５７】
以上では、１つの真空チャンバ１内で基板上に２層成膜する場合について述べたが、２層以上を成膜する場合についても同様である。また、１つの真空チャンバ１内で２枚の基板２を成膜する場合について説明したが、２枚以上の基板２を成膜する場合についても同様である。
【実施例５】
【００５８】
＜蒸発源が水平方向に移動しつつ成膜する真空蒸着装置＞
実施例１〜４までは、蒸発源が水平方向に移動しつつ成膜する真空蒸着装置の例を説明したが、実施例５では蒸発源が水平方向に移動しつつ成膜する真空蒸着装置の例を説明する。この蒸発源の制御を採用するにあたっても、図１の構成を用いれば良い。ここでは簡略化のため説明を省略する。
【００５９】
図１０は実施例５における蒸発源の配置および移動経路を示す模式図である。蒸発源群３は、水平方向（左右方向）に移動しながら基板２に成膜を行い、右移動（右方向への移動をいう）と左移動（左方向への移動をいう）の間に垂直方向（上下方向）へ基板２の長さの略半分だけ移動することで基板２の全体を走査する。
【００６０】
例えば、図１０に示すように、蒸発源群３は基板２の左端より外側の待機位置から右方向へ移動しながら基板２の略半分（上半分）の成膜を行う（Ｓ１０１）。そして基板２の右端より外側へ蒸発源群３が達したところで、垂直方向（上下方向）の下へ基板２の長さの略半分だけ移動する（Ｓ１０２）。その後、左方向へ移動しながら基板２の残り略半分（下半分）の成膜を行う（Ｓ１０３）。そして基板２の左端より外側へ蒸発源群３が達したところで、上方向へ基板２の長さの略半分だけ移動し、成膜前の待機位置まで戻る（Ｓ１０４）。
【００６１】
以上のように、蒸発源群３が成膜方向に対称的に配置されているため、右移動と左移動で材料の成膜順序を変えることなく成膜することができる。なお、実施例１〜４までに説明した様々な構成を蒸発源が水平方向に移動しつつ成膜する真空蒸着装置に採用することも可能である。
【実施例６】
【００６２】
実施例１から実施例５までは、蒸発源群３が図１１（１）に示すように、蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａが３段構成の場合について説明した。実施例６では、その他の蒸発源群３の構成について、いくつかの具体例を示す。もちろんこれ以外の種々の形態を取ることが可能であることは言うまでもない。
蒸発源群３は図１１（２）に示すように、２つの蒸発源３−Ａ、蒸発源３−Ｂ、２つの蒸発源３−Ａの構成であっても良い。この場合には、蒸発源３−Ａの個数増加に伴って材料Ａの蒸着レートを増加させることができる。また蒸発源群３は図１１（３）に示すように、蒸発源Ａ、２つの蒸発源３−Ｂ、蒸発源３−Ａとなる構成であっても良い。この場合には、蒸発源３−Ｂの個数増加に伴って、材料Ｂの蒸着レートを増加させることができる。
【００６３】
さらに蒸発源群３は、図１１（４）あるいは図１１（５）に示すように、リニア蒸発源とマルチ蒸発源の組合せから構成されていても良い。これによって種々の材料の成膜に対応することが可能である。
いずれにせよ、蒸発源群３が成膜方向に対称的に配置されているため、実施例１から実施例５までと同様に、成膜方向とその逆方向への移動で、材料の成膜順序を変えることなく成膜することが可能であるため、基板２全体に均一な組成の共蒸着膜を形成することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  真空チャンバ
２  基板
３  蒸発源群
３−Ａ、３−Ｂ  蒸発源
４  基板受け渡し部
５  ノズル
６  移動経路
７  シャッター
【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】
2013216955.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013216955.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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