JP2008223066A - Vapor deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸着源の開口部をセルシャッタにより開閉して蒸気流の供給およびその停止を行なう蒸着装置に関するものである。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus that opens and closes an opening of a vapor deposition source by a cell shutter to supply and stop a vapor flow.
真空蒸着装置では、蒸着材料を加熱して蒸着材料の蒸気流を蒸着源の開口部から被処理基板に向けて供給するとともに、開口部をセルシャッタで覆うことにより、蒸気流の被処理基板への供給を停止する。例えば、図9(a)に示す蒸着装置100Xでは、蒸着源12において蒸着材料を所定の温度になるまで加熱する間、蒸着源12の開口部は平板状のセルシャッタ15Xによって遮断しておく。次に、所望のタイミングでセルシャッタ15Xを駆動して蒸着源12の開口部を開状態にし、開口部から被処理基板20に向けて蒸気流を供給して真空蒸着を行なう。そして、被処理基板20に対して所望の成膜が完了した時点で、セルシャッタ15Xを駆動して蒸着源12の開口部を閉状態にして真空蒸着を停止する。また、異なる蒸着材料が装填された複数の蒸着源12を配置して、被成膜基板20に複数種類の薄膜を積層する場合もあり、この場合も、各セルシャッタ15Xを所定のタイミングで駆動して、各蒸着源12の開口部を順次開閉する。
In the vacuum vapor deposition apparatus, the vapor deposition material is heated to supply the vapor flow of the vapor deposition material from the opening of the vapor deposition source toward the substrate to be processed, and the opening is covered with a cell shutter, thereby allowing the vapor flow to the substrate to be processed. Stop supplying. For example, in the
このような蒸着装置100Xでは、セルシャッタ15Xにより蒸着源12の開口部を覆っている期間中も、蒸着源12の開口部からは蒸気流が発生するため、図9(b)に示すように、セルシャッタ15Xの下面(遮断面154X)には蒸着材料が堆積するとともに、成膜を繰り返すうちに蒸着材料の堆積層17Xが分厚くなる。その結果、堆積層17Xが自重で剥がれ、蒸着源12内に落下することがある。このような事態が発生すると、剥離した堆積層17Xで蒸着源12内の蒸着材料が覆われ、蒸着速度の不安定化や低下が発生するなどの問題が発生する。これを防止するには、蒸着材料の堆積層17Xが分厚くなる前にセルシャッタ15Xを頻繁に交換すればよいが、かかる交換作業を頻繁に行なうと、生産性が低下する。
In such a
そこで、平板状のセルシャッタ15Xの遮断面154Xに微細な凹凸を形成し、そのアンカー効果により、蒸着材料の堆積層17の剥離を防止する方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の構成を採用しても、遮断面154Xに分厚い堆積層17Xが形成されると、堆積層17Xが剥離するという事態を回避することは不可能である。
However, even if the configuration described in
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、セルシャッタに蒸着材料が分厚く堆積することを防止することにより、セルシャッタからの蒸着材料の剥離を防止することのできる蒸着装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus capable of preventing the vapor deposition material from being peeled off from the cell shutter by preventing the vapor deposition material from being deposited on the cell shutter. is there.
上記課題を解決するために、本発明では、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部を備えた蒸着源と、前記開口部を覆って前記蒸気流の被処理基板への供給を停止する遮断面を備えたセルシャッタと、該セルシャッタが前記開口部を開閉するように当該セルシャッタを駆動するセルシャッタ駆動装置と、を有する蒸着装置において、前記遮断面は曲面からなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of a vapor deposition material, and a blocking surface that covers the opening and stops the supply of the vapor flow to the substrate to be processed. And a cell shutter driving device that drives the cell shutter so that the cell shutter opens and closes the opening. The blocking surface is a curved surface.
本発明では、セルシャッタで蒸着源の開口部を遮断している間、遮断面には蒸着材料が堆積するが、本発明では、遮断面は曲面からなるため、遮断面が平面である場合と比較して表面積が広い。従って、本発明によれば、同一体積の蒸着材料が堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面から堆積層が剥離しにくい。また、曲面のうち、鉛直方向に対して斜めの部分では、堆積層に重力が作用する方向と堆積層を剥離させる力の方向(遮断面に対する法線方向)とが一致しないため、堆積層の自重が堆積層を剥離させようと作用する力が小さい。それ故、遮断面から堆積層が剥離するのをより確実に防止することができる。 In the present invention, the vapor deposition material is deposited on the blocking surface while the cell shutter is blocking the opening of the vapor deposition source. However, in the present invention, the blocking surface is a curved surface, and therefore the blocking surface is a flat surface. Compared with a large surface area. Therefore, according to the present invention, even when an evaporation material having the same volume is deposited, the deposited layer is difficult to peel off from the blocking surface because the deposited layer is thin. In addition, in the part of the curved surface that is inclined with respect to the vertical direction, the direction in which gravity acts on the deposited layer does not match the direction of the force that separates the deposited layer (the direction normal to the blocking surface). The force with which the self weight acts to peel off the deposited layer is small. Therefore, it is possible to more reliably prevent the deposited layer from peeling from the blocking surface.
本発明において、前記遮断面は凹曲面からなることが好ましい。このように構成すると、遮断面が凸曲面からなる場合と違って、セルシャッタが蒸着源を覆う際、遮断面が蒸着源側と干渉するなどといった問題が発生しない。 In the present invention, the blocking surface is preferably a concave curved surface. If comprised in this way, unlike the case where a interruption | blocking surface consists of a convex curved surface, when a cell shutter covers a vapor deposition source, the problem that a interruption | blocking surface interferes with the vapor deposition source side does not generate | occur | produce.
本発明において、前記遮断面は凹球面からなることが好ましい。このように構成すると、鉛直方向に斜めの部分が広く、かかる部分では、自重に起因して堆積層が剥離しようとする力が小さい。それ故、遮断面から堆積層が剥離するのをより確実に防止することができる。 In the present invention, the blocking surface is preferably a concave spherical surface. If comprised in this way, the part diagonally inclined in the perpendicular direction is wide, and the force at which the deposited layer tends to peel off due to its own weight is small in such a part. Therefore, it is possible to more reliably prevent the deposited layer from peeling from the blocking surface.
本発明の別の形態では、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部を備えた蒸着源と、前記開口部を覆って前記蒸気流の被処理基板への供給を停止する遮断面を備えたセルシャッタと、該セルシャッタが前記開口部を開閉するように当該セルシャッタを駆動するセルシャッタ駆動装置と、を有する蒸着装置において、前記セルシャッタは、前記遮断面を当該セルシャッタの駆動方向に沿って複数備え、前記セルシャタ駆動装置は、前記複数の遮断面において前記開口部を覆う遮断面を切り換えることを特徴とする。 In another embodiment of the present invention, a cell having a vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of a vapor deposition material, and a blocking surface covering the opening and stopping the supply of the vapor flow to a substrate to be processed. In the vapor deposition apparatus having a shutter and a cell shutter driving device that drives the cell shutter so that the cell shutter opens and closes the opening, the cell shutter has the blocking surface along the driving direction of the cell shutter. The selshater driving device is characterized in that the blocking surfaces that cover the openings are switched in the plurality of blocking surfaces.
本発明では、セルシャッタで蒸着源の開口部を遮断している間、遮断面には蒸着材料が堆積するが、本発明では、複数の遮断面が交代に蒸着源の開口を覆うので、遮断面が1つの場合と比較して、遮断面の表面積を広くしたのと同様な結果となる。従って、同一体積の蒸着材料がセルシャッタに堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面から堆積層が剥離しにくい。 In the present invention, the vapor deposition material is deposited on the blocking surface while the cell shutter is blocking the opening of the vapor deposition source. However, in the present invention, a plurality of blocking surfaces alternately cover the vapor deposition source opening. Compared to the case of one surface, the result is the same as increasing the surface area of the blocking surface. Therefore, even when the same volume of vapor deposition material is deposited on the cell shutter, the deposited layer is difficult to peel off from the blocking surface because the deposited layer is thin.
本発明のさらに別の形態では、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部を備えた蒸着源と、前記開口部を覆って前記蒸気流の被処理基板への供給を停止する遮断面を備えたセルシャッタと、該セルシャッタが前記開口部を開閉するように当該セルシャッタを駆動するセルシャッタ駆動装置と、を有する蒸着装置において、前記セルシャッタでは、前記遮断面が当該セルシャッタの駆動方向に沿って延設され、前記セルシャタ駆動装置は、前記遮断面において前記開口部を覆う箇所を切り換えることを特徴とする。 In still another embodiment of the present invention, a vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of the vapor deposition material, and a blocking surface that covers the opening and stops the supply of the vapor flow to the substrate to be processed are provided. In a vapor deposition apparatus having a cell shutter and a cell shutter driving device that drives the cell shutter so that the cell shutter opens and closes the opening, the blocking surface of the cell shutter is in a driving direction of the cell shutter. The sel-shater driving device is configured to switch a portion that covers the opening in the blocking surface.
本発明では、セルシャッタで蒸着源の開口部を遮断している間、遮断面には蒸着材料が堆積するが、本発明では、遮断面において蒸着源の開口を覆う部分が変わるので、遮断面が1つの場合と比較して、遮断面の表面積を広くしたのと同様な結果となる。従って、同一体積の蒸着材料がセルシャッタに堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面から堆積層が剥離しにくい。 In the present invention, the vapor deposition material is deposited on the blocking surface while the cell shutter is blocking the opening of the vapor deposition source. However, in the present invention, the portion of the blocking surface that covers the opening of the vapor deposition source is changed. Compared with the case where there is only one, the result is the same as increasing the surface area of the blocking surface. Therefore, even when the same volume of vapor deposition material is deposited on the cell shutter, the deposited layer is difficult to peel off from the blocking surface because the deposited layer is thin.
このような形態においても、前記遮断面は曲面からなることが好ましい。このように構成すると、遮断面が平面である場合と比較して、単位投影面積当たりの遮断面の面積が広い。従って、本発明によれば、同一体積の蒸着材料が堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面から堆積層が剥離しにくい。また、曲面のうち、鉛直方向に斜めの部分では、堆積層に重力が作用する方向と堆積層を剥離させる力の方向(遮断面に対する法線方向)とが一致しないため、堆積層の自重が堆積層を剥離させようと作用する力が小さい。それ故、遮断面から堆積層が剥離するのをより確実に防止することができる。 Even in such a form, it is preferable that the blocking surface is a curved surface. If comprised in this way, the area of the interruption | blocking surface per unit projection area is large compared with the case where an interruption | blocking surface is a plane. Therefore, according to the present invention, even when an evaporation material having the same volume is deposited, the deposited layer is difficult to peel off from the blocking surface because the deposited layer is thin. Also, in the part of the curved surface that is slanted in the vertical direction, the direction in which gravity acts on the deposited layer does not match the direction of the force that separates the deposited layer (the direction normal to the blocking surface). The force acting to peel off the deposited layer is small. Therefore, it is possible to more reliably prevent the deposited layer from peeling from the blocking surface.
本発明において、前記遮断面は凹曲面からなることが好ましい。このように構成すると、遮断面が凸曲面からなる場合と違って、セルシャッタが蒸着源を覆う際、遮断面が蒸着源側と干渉するなどといった問題が発生しない。 In the present invention, the blocking surface is preferably a concave curved surface. If comprised in this way, unlike the case where a interruption | blocking surface consists of a convex curved surface, when a cell shutter covers a vapor deposition source, the problem that a interruption | blocking surface interferes with the vapor deposition source side does not generate | occur | produce.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した蒸着装置について説明する。なお、以下の説明では、各実施の形態で共通の構成を説明した後、各実施の形態の特徴部分を説明する。また、以下の実施の形態では、本発明の蒸着装置が使用される対象として有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置を例示する。 The vapor deposition apparatus to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In the following description, after describing a common configuration in each embodiment, a characteristic part of each embodiment will be described. Moreover, in the following embodiments, an organic EL (electroluminescence) device is illustrated as an object to which the vapor deposition device of the present invention is used.
[共通構成]
(有機EL装置の構成例)
図1は、本発明が適用される有機EL装置の要部断面図である。図1に示す有機EL装置1は、表示装置などとして用いられるものであり、素子基板2上では、感光性樹脂からなる隔壁9で囲まれた複数の領域に画素3が構成されている。複数の画素3は各々、有機EL素子3aを備えており、有機EL素子3aは、陽極として機能するITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極4と、この画素電極4からの正孔を注入/輸送する正孔注入輸送層5と、有機EL材料からなる発光層6と、電子を注入/輸送する電子注入輸送層7と、アルミニウムやアルミニウム合金からなる陰極8とを備えている。陰極8の側には、有機EL素子3aが水分や酸素により劣化するのを防止するための封止層や封止部材(図示せず)が配置されている。素子基板2上には、画素電極4に電気的に接続された駆動用トランジスタ2aなどを含む回路部2bが有機EL素子3aの下層側に形成されている。
[Common configuration]
(Configuration example of organic EL device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an organic EL device to which the present invention is applied. An
有機EL装置1がボトムエミッション方式である場合は、発光層6で発光した光を画素電極4の側から出射するため、素子基板2の基体としては、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)などの透明基板が用いられる。その際、陰極8を光反射膜によって構成すれば、発光層6で発光した光を陰極8で反射して透明基板の側から出射することができる。
When the
これに対して、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合は、発光層6で発光した光を陰極8の側から出射するため、素子基板2の基体は透明である必要はない。但し、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合でも、素子基板2に対して光出射側とは反対側の面に反射層(図示せず)を配置して、発光層6で発光した光を陰極8の側から出射する場合には、素子基板2の基体として透明基板を用いること必要がある。なお、有機EL装置1がトップエミッション方式である場合において、素子基板2の基体と発光層6との間、例えば、画素電極4の下層側などに反射層を形成して、発光層6で発光した光を陰極8の側から出射する場合には、素子基板2の基体は透明である必要はない。
On the other hand, when the
有機EL装置1がトップエミッション方式である場合、陰極8が薄く形成される。このため、陰極8の電気抵抗の増大を補うことを目的に、隔壁9の上面にアルミニウムやアルミニウム合金からなる補助配線8aが形成されることもある。
When the
有機EL装置1がカラー表示装置として用いられる場合、複数の画素3および有機EL素子3aは各々、赤(R)、緑(G)、青(B)に対応するサブ画素として構成される。その場合、有機EL素子3aにおいて、発光層6は、各色に対応する光を出射可能な発光材料により形成される。また、単独の発光材料からなる発光層6によって、RGB各色の特性を得るのは難しいことが多いので、ホスト材料に蛍光色素をドーピングした発光層6を形成し、蛍光色素からのルミネッセンスを発光色として取り出すこともある。このようなホスト材料とドーパント材料の組み合わせとしては、例えば、トリス(8−キノリラート)アルミニウムとクマリン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とスチリルアミン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とナフタセン誘導体との組み合わせ、トリス(8−キノリラート)アルミニウムとジシアノピラン誘導体との組み合わせ、ナフタセン誘導体とジインデノペリレンとの組み合わせなどがある。
When the
なお、素子基板2を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、素子基板2を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの素子基板2に切断する方法が採用されるが、以下の説明ではサイズを問わず、被処理基板20と称する。
In forming the
有機EL装置1を製造するには、被処理基板20に対して成膜工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、正孔注入輸送層5、発光層6、電子注入輸送層7などは、水分や酸素により劣化しやすいため、正孔注入輸送層5、発光層6、電子注入輸送層7を形成する際、さらには、電子注入輸送層7の上層に補助配線8aや陰極8を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に正孔注入輸送層5、発光層6、電子注入輸送層7が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、正孔注入輸送層5、発光層6、電子注入輸送層7を形成する際、さらには補助配線8aや陰極8を形成する際には、以下に詳述する蒸着装置を用いてマスク蒸着を行い、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。
In order to manufacture the
(蒸着装置の全体構成)
図2は、本発明を適用した蒸着装置の構成を示す概略構成図である。図2に示すように、本形態の真空蒸着装置100(蒸着装置)では、蒸着室11内の上方位置に、被処理基板20およびマスク部材30を保持する基板ホルダ19が配置されており、マスク部材30は、被処理基板20の下面側(被成膜面側)の所定位置に重ねられた状態にある。マスク部材30の構成については、図3(a)、(b)を参照して後述するが、被処理基板20に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部310が構成されている。
(Overall configuration of vapor deposition equipment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a vapor deposition apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, in the vacuum deposition apparatus 100 (deposition apparatus) of this embodiment, a
蒸着室11内の下方位置には、被処理基板20に向けて蒸着分子や蒸着原子などの蒸着粒子からなる蒸気流を供給する蒸着源12が配置されている。蒸着源12は、蒸着材料が装填された坩堝14と、坩堝14内の蒸着材料を加熱するための加熱装置13とを備えている。加熱装置13は、内側に坩堝14全体を装着可能な凹部133を備えた有底筒状のヒートブロック131と、このヒートブロック131内に配置された電熱線などの発熱体132とを備えており、ヒートブロック131あるいは坩堝14の温度を熱電対などで監視しながら発熱体132への給電を制御する。なお、加熱装置13は、坩堝14をヒートブロック131内に保持した状態で蒸着室11の底部に形成された凹部111内に配置されている。
A
被処理基板20と蒸着源12との間において、被処理基板20の下方には、一対のメインシャッタ18が配置されており、これらのメインシャッタ18は、メインシャッタ駆動軸180に連結されて、被処理基板20と蒸着源12との間を遮った状態と開放した状態とに切り換えることができる。また、蒸着源12に対しては、その開口部12aを開閉するセルシャッタ15が構成されている。セルシャッタ15の詳細な構成は図4などを参照して後述する。
A pair of
(蒸着用マスク31の構成)
図3(a)、(b)は蒸着用マスクの説明図である。図3(a)、(b)に示すマスク部材30A、30Bのうち、図3(a)に示すマスク部材30Aは、厚さが約0.25〜0.5mmの矩形薄板状の蒸着用マスク31を矩形枠状の枠体33に取り付けた構成となっている。蒸着用マスク31および枠体33は各々、金属材料(例えばステンレス、インバー、42アロイ、ニッケル合金等)、ガラス、セラミックス、シリコンなどからなり、蒸着用マスク31についてはシリコンからなることが好ましい。蒸着用マスク31は、被処理基板20に形成する蒸着パターンに対応する複数のマスク開口部310が、並行かつ一定間隔に形成されている。枠体33は、蒸着用マスク31と略同等の大きさの開口領域340が形成された支持基板34と、蒸着用マスク31のマスク開口部310の間に配置されてマスク開口部310の間を支持する梁部35と、梁部35に対して長手方向の張力を付与させて支持基板34に固定する固定部材36とを備えている。梁部35は、マスク開口部310の間のうち、マスク開口部310の長手方向に沿うように配置されており、マスク開口部310で挟まれた領域よりも狭い幅寸法を備えている。梁部35は、金属材料(例えばステンレス、インバー、42アロイ、ニッケル合金等)、ガラス、セラミックス、シリコン、SUS430などにより構成されている。
(Configuration of evaporation mask 31)
3A and 3B are explanatory views of a vapor deposition mask. Of the
図3(b)に示すマスク部材30Bは、ベース基板をなす支持基板37に、複数のチップ状の蒸着用マスク31を取り付けた構成を有しており、複数の蒸着用マスク31は各々、アライメントされて支持基板37に陽極接合や接着剤などの方法で接合されている。支持基板37には、複数の開口領域370が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数の蒸着用マスク31は各々、開口領域370を塞ぐように支持基板37上に固定されている。蒸着用マスク31には、被処理基板20に対する蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部310が複数一定間隔で平行に設けられている。蒸着用マスク31は、面方位(100)を有する単結晶シリコンや、面方位(110)を有する単結晶シリコンなどからなり、マスク開口部310は、フォトリソグラフィ技術、およびテトラメチル酸化アルミニウムなどの有機系の水酸化物、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機系の水酸化物などのアルカリ水溶液を用いたウエットエッチング技術により形成される。支持基板37としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板が用いられている。
The
[実施の形態1]
図4(a)、(b)、(c)は各々、本発明の実施の形態1に係る真空蒸着装置100(図2参照)に用いられるセルシャッタの平面図、図4(a)におけるA−A′断面図、およびセルシャッタの遮断面に堆積した蒸着材料の様子を模式的に示す説明図である。なお、図4(c)においては、蒸着材料の堆積層の厚さを誇張して表わしてある。
[Embodiment 1]
4 (a), 4 (b), and 4 (c) are plan views of a cell shutter used in the vacuum vapor deposition apparatus 100 (see FIG. 2) according to
図2および図4(a)、(b)において、本形態の真空蒸着装置100は、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部12aを備えた蒸着源12と、開口部12aを上方で覆って蒸気流の被処理基板20への供給を停止する遮断面154を備えたセルシャッタ15と、セルシャッタ15が開口部12aを開閉するようにセルシャッタ15を駆動するセルシャッタ駆動装置(図示せず/動作を矢印Lで示す)とを有している。本形態において、セルシャッタ15は、回転軸151と、回転軸151の上端から水平に延びた連結部152と、連結部152の先端側に接合されたシャッタ板153とを備えており、シャッタ板153の下面において開口部12aと対向する部分が開口部12aを覆う遮断面154になっている。セルシャッタ駆動装置は、回転軸151を軸線周りに回転させてセルシャッタ15を開口部12aに対する開位置(図4(a)においてセルシャッタ15を実線で表わす位置)と、閉位置(図4(a)においてセルシャッタ15を一点鎖線で表わす位置)とに移動させる。
2 and 4 (a) and 4 (b), the vacuum
本形態において、シャッタ板153は、開口部12aより大径の円形の平面形状を備えている。ここで、蒸着源12では、開口部12aから蒸気流が発散しながら放出されるため、開口部12aを覆うには、開口部12aの開口面積よりも大面積の遮断面154が必要である。このため、本形態のセルシャッタ15では、シャッタ板153の下面全体が遮断面154になっている。
In this embodiment, the
本形態において、シャッタ板153は、下方に向けて開口する半球状に形成されている。このため、遮断面154は、被処理基板20側に向けて凹む凹球面(凹曲面/曲面)になっている。
In this embodiment, the
このように構成した真空蒸着装置100では、蒸着源12において蒸着材料を所定の温度になるまで加熱する間、図4(a)においてセルシャッタ15を実線で表わすように、蒸着源12の開口部12aをセルシャッタ15の遮断面154によって遮断しておく。次に、図4(a)においてセルシャッタ15を一点鎖線で表わすように、所望のタイミングでセルシャッタ15を例えば時計回りCWの方向に駆動して蒸着源12の開口部12aを開状態にし、開口部12aから被処理基板20に向けて蒸気流を供給して真空蒸着を行なう。そして、被処理基板20に対して所望の成膜が完了した時点で、図4(a)においてセルシャッタ15を実線で表わすように、セルシャッタ15を反時計回りCCWの方向に駆動して蒸着源12の開口部12aを閉状態にして真空蒸着を停止する。また、異なる蒸着材料が装填された複数の蒸着源12を配置して、被成膜基板20に複数種類の薄膜を積層する場合もあり、この場合も、各セルシャッタ15を所定のタイミングで駆動して、各蒸着源12の開口部12aを順次開閉する。このようにして複数枚の被処理基板20を順次、処理していく。
In the vacuum
このような蒸着工程を行なう際、セルシャッタ15により蒸着源12の開口部12aを覆っている期間中も、蒸着源12の開口部12aからは蒸気流が発生するため、図4(c)に示すように、セルシャッタ15の遮断面154には蒸着材料が堆積する。そして、遮断面154への蒸着材料の堆積層17が分厚くなると、堆積層17が遮断面154から脱離して堆積層17が坩堝14内に落下するおそれがある。しかるに本形態では、遮断面154は凹球面(凹曲面/曲面)からなるため、遮断面154が平面である場合と比較して表面積が広い。従って、本形態によれば、同一体積の蒸着材料が堆積した場合でも、堆積層17の厚さが薄いため、遮断面154から堆積層17が剥離しにくい。それ故、堆積層17が分厚くなる前にセルシャッタ15を交換する場合でも、遮断面154が平面である場合と違って、かかる交換作業を頻繁に行なう必要がないので、生産性を向上することができる。また、遮断面154に微細な凹凸を形成する場合と違って、堆積層17が分厚くなること自身を防止するため、遮断面154から堆積層17が剥離することを確実に防止することができる。
When performing such a vapor deposition step, since a vapor flow is generated from the
また、遮断面154が凹球面になっているため、鉛直方向に対して斜めの部分では、堆積層17に重力が作用する方向(図4(c)に矢印Gで示す方向)と堆積層17を剥離させる力の方向(遮断面154に対する法線方向/矢印Vで示す)とが一致しないため、堆積層17の自重が堆積層17を剥離させようと作用する力が小さい。それ故、遮断面154から堆積層17が剥離するのをより確実に防止することができる。
Further, since the blocking
さらに、遮断面154は凹球面(凹曲面)からなるため、セルシャッタ15を回転駆動した際、セルシャッタ15が他と干渉することがない。
Further, since the blocking
[実施の形態2]
図5(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る真空蒸着装置に用いられるセルシャッタの平面図、および図5(a)におけるB−B′断面図である。図5(c)、(d)には、図5(a)に示す状態からセルシャタが駆動された後の状態を示してある。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIGS. 5A and 5B are a plan view of a cell shutter used in the vacuum evaporation apparatus according to
図5(a)、(b)において、本形態の真空蒸着装置も、実施の形態1と同様、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部12aを備えた蒸着源12と、開口部12aを上方で覆って蒸気流の被処理基板20への供給を停止するセルシャッタ15と、セルシャッタ15が開口部12aを開閉するようにセルシャッタ15を駆動するセルシャッタ駆動装置(図示せず/動作を矢印Lで示す)とを有している。本形態において、セルシャッタ15は、回転軸151と、回転軸151の上端から四方に延びた4本の連結部155と、4本の連結部155の各々の先端部に接合されたシャッタ板153A、153B、153C、153Dとを備えており、各シャッタ板153A、153B、153C、153Dの下面が各々、遮断面154A、154B、154C、154Dになっている。
5 (a) and 5 (b), the vacuum vapor deposition apparatus of this embodiment also has a
本形態において、シャッタ板153A、153B、153C、153Dは各々、開口部12aより大径の円盤状である。ここで、蒸着源12では、開口部12aから蒸気流が発散しながら放出されるため、開口部12aを覆うには、開口部12aの開口面積よりも大面積の遮断面が必要である。このため、本形態のセルシャッタ15では、シャッタ板153A、153B、153C、153Dの下面全体が各々、遮断面154A、154B、154C、154Dになっている。
In this embodiment, the
このように構成した真空蒸着装置では、蒸着源12において蒸着材料を所定の温度になるまで加熱する間、図5(a)にセルシャッタ15の位置を実線で示すように、蒸着源12の開口部12aを、セルシャッタ15の遮断面154A、154B、154C、154Dのうち、遮断面154Aで覆っておく。次に、図5(a)にセルシャッタ15の位置を一点鎖線で示すように、所望のタイミングでセルシャッタ15を例えば時計回りCWの方向に45°駆動して蒸着源12の開口部12aを開状態にし、開口部12aから被処理基板20に向けて蒸気流を供給して真空蒸着を行なう。そして、被処理基板20に対して所望の成膜が完了した時点で、図5(c)に示すように、セルシャッタ15を時計回りCWの方向に45°駆動して、今回は、セルシャッタ15の遮断面154A、154B、154C、154Dのうち、遮断面154Bで蒸着源12の開口部12aを閉状態にして真空蒸着を停止する。このようにして複数枚の被処理基板20を順次、処理していく。その際、セルシャッタ駆動装置は、複数の遮断面154A、154B、154C、154Dにおいて開口部12aを覆う遮断面を切り換えていき、図5(c)に示すように、遮断面154Bで蒸着源12の開口部12aを閉状態にした後は、図5(d)に示すように、遮断面154Cで蒸着源12の開口部12aを閉状態にする。
In the vacuum vapor deposition apparatus configured as described above, while the vapor deposition material is heated to a predetermined temperature in the
このような蒸着工程を行なう際、セルシャッタ15の遮断面154A、154B、154C、154Dには蒸着材料が堆積するが、本形態では、4つの遮断面154A、154B、154C、154Dが交代に蒸着源12の開口部12aを覆うので、遮断面が1つの場合と比較して、遮断面の表面積を広くしたのと同様な結果となる。従って、同一体積の蒸着材料がセルシャッタ15に堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面154A、154B、154C、154Dから堆積層が剥離しにくい。それ故、堆積層17が分厚くなる前にセルシャッタ15を交換する場合でも、遮断面が1つである場合と違って、かかる交換作業を頻繁に行なう必要がないので、生産性を向上することができる。また、遮断面に微細な凹凸を形成する場合と違って、堆積層が分厚くなること自身を防止するため、遮断面154A、154B、154C、154Dから堆積層17が剥離することを確実に防止することができる。
When performing such a vapor deposition step, vapor deposition material is deposited on the blocking surfaces 154A, 154B, 154C, and 154D of the
なお、本形態では、遮断面の数が4つの例を説明したが、遮断面の数は2つ以上であればよい。また、本形態では、遮断面が等角度間隔に形成されていたが、セルシャッタの駆動方向に複数の遮断面が配置されていればよい。また、セルシャッタの駆動方向において遮断面と同一の軌跡上に蒸着源12の開口部12aを開状態とする切り欠きなどの窓が形成されていれば、全ての遮断面の間に蒸着源12の開口部12aを開状態とする切り欠きなどの窓を形成する必要はない。
In this embodiment, an example in which the number of blocking surfaces is four has been described, but the number of blocking surfaces may be two or more. In this embodiment, the blocking surfaces are formed at equiangular intervals, but a plurality of blocking surfaces may be arranged in the driving direction of the cell shutter. If a window such as a notch that opens the
[実施の形態2の改良例]
図6(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2の改良例に係る真空蒸着装置に用いられるセルシャッタの平面図、および図6(a)におけるC−C′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態2と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
[Improvement of Embodiment 2]
6A and 6B are a plan view of a cell shutter used in a vacuum deposition apparatus according to an improved example of the second embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along the line CC 'in FIG. 6A. is there. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of
図6(a)、(b)において、本形態の真空蒸着装置でも、実施の形態2と同様、セルシャッタ15は、その回転駆動方向に沿って4枚のシャッタ板153A、153B、153C、153Dを備えており、各シャッタ板153A、153B、153C、153Dの下面が各々、遮断面154A、154B、154C、154Dになっている。
6 (a) and 6 (b), in the vacuum evaporation apparatus of this embodiment, the
本形態において、4枚のシャッタ板153A、153B、153C、153Dは、実施の形態1と同様、下方に向けて開口する半球状に形成されている。このため、遮断面154A、154B、154C、154Dはいずれも、被処理基板20側に向けて凹む凹球面(凹曲面/曲面)になっている。
In this embodiment, the four
従って、本形態によれば、4つの遮断面154A、154B、154C、154Dが交代に蒸着源12の開口部12aを覆うので、実施の形態2と同様な効果を奏する。また、遮断面154A、154B、154C、154Dが各々、凹球面(凹曲面/曲面)からなるため、遮断面154が平面である場合と比較して表面積が広いので、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Therefore, according to the present embodiment, the four blocking
[実施の形態3]
図7(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態3に係る真空蒸着装置に用いられるセルシャッタの平面図、および図7(a)におけるD−D′断面図である。図7(c)、(d)には、図7(a)に示す状態からセルシャタが駆動された後の状態を示してある。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIGS. 7A and 7B are a plan view of a cell shutter used in the vacuum evaporation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. FIGS. 7C and 7D show a state after the cell shutter is driven from the state shown in FIG. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of
図7(a)、(b)において、本形態の真空蒸着装置も、実施の形態1と同様、蒸着材料の蒸気流を放出する開口部12aを備えた蒸着源12と、開口部12aを上方で覆って蒸気流の被処理基板20への供給を停止するセルシャッタ15と、セルシャッタ15が開口部12aを開閉するようにセルシャッタ15を駆動するセルシャッタ駆動装置(図示せず/動作を矢印Lで示す)とを有している。本形態において、セルシャッタ15は、回転軸151と、回転軸151の上端からT字状に延びた連結部156と、連結部156に接合されたシャッタ板153Eとを備えており、各シャッタ板153Eの下面には遮断面154Eが形成されている。
7 (a) and 7 (b), the vacuum vapor deposition apparatus of the present embodiment is similar to the first embodiment in that the
本形態において、シャッタ板153Eは、開口部12aよりかなり大径の円盤状であり、遮断面154Eは、セルシャッタ15が回転した際に蒸着源12の開口部12aの軌跡を含む円弧状の帯状領域になっている。また、シャッタ板153Eには、遮断面154Eの途切れ部分に貫通窓157が形成されている。ここで、蒸着源12では、開口部12aから蒸気流が発散しながら放出されるため、開口部12aを覆うには、開口部12aの開口面積よりも大面積の遮断面が必要である。このため、本形態のセルシャッタ15において、遮断面154Eは、開口部12aの径よりも広い幅寸法をもって延びており、貫通窓157は、開口部12aより大径に形成されている。
In this embodiment, the
このように構成した真空蒸着装置では、蒸着源12において蒸着材料を所定の温度になるまで加熱する間、蒸着源12の開口部12aを、図7(a)に示すように、セルシャッタ15の遮断面154Eの一部で覆っておく。その間、セルシャッタ15を反時計回りCCWの方向に駆動して、図7(c)、(d)に示すように、遮断面154Eにおいて、開口部12aを覆う箇所を切り換える。このような回転駆動は、連続あるいは間欠的に行なわれる。次に、所望のタイミングで蒸着源12の開口部12aとシャッタ板153Eの貫通窓157とが重なるようにセルシャッタ15を反時計回りCCWの方向に駆動して開口部12aを開状態にし、開口部12aから被処理基板20に向けて蒸気流を供給して真空蒸着を行なう。そして、被処理基板20に対して所望の成膜が完了した時点で、再び図7(a)に示すように、セルシャッタ15を反時計回りCCWの方向に駆動して、遮断面154Eで蒸着源12の開口部12aを閉状態にして真空蒸着を停止する。その間も、次の成膜を行なうまでの間、セルシャッタ15を反時計回りCCWの方向に駆動して、図7(c)、(d)に示すように、遮断面154Eにおいて、開口部12aを覆う箇所を切り換える。このような回転駆動は、連続あるいは間欠的に行なわれる。このようにして複数枚の被処理基板20を順次、処理していく。
In the vacuum vapor deposition apparatus configured as described above, while the vapor deposition material is heated to a predetermined temperature in the
このような蒸着工程を行なう際、セルシャッタ15の遮断面154Eには蒸着材料が堆積するが、本形態では、遮断面154Eにおいて開口部12aを覆う箇所を切り換えるので、同一箇所で開口部12aを覆う場合と比較して、遮断面の表面積を広くしたのと同様な結果となる。従って、同一体積の蒸着材料がセルシャッタ15に堆積した場合でも、堆積層の厚さが薄いため、遮断面154Eから堆積層が剥離しにくい。それ故、堆積層が分厚くなる前にセルシャッタ15を交換する場合でも、かかる交換作業を頻繁に行なう必要がないので、生産性を向上することができる。また、遮断面に微細な凹凸を形成する場合と違って、堆積層が分厚くなること自身を防止するため、遮断面154Eから堆積層17が剥離することを確実に防止することができる。
When performing such a vapor deposition step, vapor deposition material is deposited on the blocking
なお、本形態では、1サイクルの蒸着の中で、遮断面154Eにおいて開口部12aを覆う箇所を切り換える構成を説明したが、1サイクル毎に遮断面154Eにおいて開口部12aを覆う箇所を切り換える構成を採用してもよい。また、本形態では、貫通窓157の数が1つの例を説明したが、セルシャッタ15の駆動方向において1つ以上形成されていればよい。また、遮断面154Eが連続した1つの領域として形成されていたが、実施の形態2のように、遮断面154Eがセルシャッタ15の駆動方向において分割されていてもよく、この場合、分割された遮断面154Eの内部において、開口部12aを覆う箇所を切り換える構成を採用すればよい。
In the present embodiment, the configuration in which the portion covering the
[実施の形態3の改良例]
図8(a)、(b)、(c)は各々、本発明の実施の形態3の改良例に係る真空蒸着装置に用いられるセルシャッタの平面図、セルシャッタの一部を切り欠いて示す説明図、および図8(a)におけるE−E′断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態3と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
[Improvement of Embodiment 3]
FIGS. 8A, 8B, and 8C are respectively a plan view of a cell shutter used in a vacuum deposition apparatus according to an improved example of Embodiment 3 of the present invention, and a part of the cell shutter is cut away. It is explanatory drawing and EE 'sectional drawing in Fig.8 (a). Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 3, the same reference numerals are given to common portions, and detailed descriptions thereof are omitted.
図8(a)に示すように、本形態においても、実施の形態3と同様、シャッタ板153Eは、平面的には、開口部12aよりかなり大径であり、遮断面154Eは、セルシャッタ15が回転した際に蒸着源12の開口部12aの軌跡を含む円弧状の帯状領域になっている。また、シャッタ板153Eには、遮断面154Eの途切れ部分に貫通窓157が形成されている。
As shown in FIG. 8A, in this embodiment as well, as in the third embodiment, the
ここで、シャッタ板153Eは、図8(b)、(c)に示すように、環状の円筒パイプを横方向に2分割した形状を有しており、シャッタ板153Eは、下向きに開口する半円弧状の断面形状を備えている。このため、遮断面154Eは、被処理基板20側に向けて凹む凹曲面(曲面)になっている。
Here, as shown in FIGS. 8B and 8C, the
このように構成した真空蒸着装置でも、遮断面154Eにおいて開口部12aを覆う箇所を切り換えるので、実施の形態3と同様な効果を奏する。また、遮断面154Eが凹曲面(曲面)からなるため、遮断面154が平面である場合と比較して表面積が広いので、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in the vacuum vapor deposition apparatus configured as described above, since the portion covering the
[その他の形態の形態]
上記実施の形態1では、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を所定の角度範囲にわたって往復回動させる例を説明したが、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を回転駆動する構成を採用してもよい。また、上記実施の形態2、3では、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を回転駆動する例を説明したが、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を所定の角度範囲にわたって往復回動する構成を採用してもよい。
[Other forms]
In the first embodiment, an example in which the cell shutter driving device reciprocally rotates the
上記実施の形態1〜3では、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を回転駆動する例を説明したが、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を回転駆動するとともに昇降させる構成を採用してもよい。
In the first to third embodiments, an example in which the cell shutter driving device rotationally drives the
また、上記実施の形態1〜3では、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を回転駆動する例を説明したが、セルシャッタ駆動装置がセルシャッタ15を往復直線駆動する構成を採用してもよい。この場合、実施の形態2では、複数の遮断面154A、154B、154C、154Dが直線的に並ぶ構成を採用し、実施の形態3では、遮断面154Eが直線的に延設された構成を採用すればよい。
In the first to third embodiments, an example in which the cell shutter driving device rotationally drives the
上記実施の形態1、実施の形態2の改良例、および実施の形態3の改良例のいずれにおいても、遮断面154、154A、154B、154C、154D、154Eを曲面とするにあたって、被処理基板20に向けて凹む凹曲面としたが、遮断面154、154A、154B、154C、154D、154Eを凸曲面にしてもよい。この場合も、遮断面154、154A、154B、154C、154D、154Eを平面にした場合と比較して表面積を拡大できるので、分厚い堆積層が形成されるのを抑制することができる。
In any of the improved examples of the first and second embodiments and the improved example of the third embodiment, the
上記実施の形態では、マスク蒸着を例に説明したが、被処理基板20の全面に蒸着を行なうための蒸着装置に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, mask vapor deposition has been described as an example, but the present invention may be applied to a vapor deposition apparatus for performing vapor deposition on the entire surface of the
1・・有機EL装置、2・・素子基板、3・・有機EL素子、11・・蒸着室、12・・蒸着源、15・・セルシャッタ、17・・蒸着材料の堆積層、20・・被処理基板、100・・真空蒸着装置(蒸着装置)、153、153A、153B、153C、153D、153E・・シャッタ板、154、154A、154B、154C、154D、154E・・遮断面 1 .... Organic EL device, 2 .... Element substrate, 3 .... Organic EL element, 11 .... Evaporation chamber, 12 .... Evaporation source, 15 .... Cell shutter, 17 .... Deposition layer of evaporation material, 20 .... Substrate to be processed, 100..Vacuum deposition apparatus (deposition apparatus), 153, 153A, 153B, 153C, 153D, 153E ... Shutter plate, 154, 154A, 154B, 154C, 154D, 154E ...
Claims (7)
前記遮断面は曲面からなることを特徴とする蒸着装置。 A vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of vapor deposition material; a cell shutter having a blocking surface that covers the opening and stops supplying the vapor flow to the substrate to be processed; and In a vapor deposition apparatus having a cell shutter driving device that drives the cell shutter to open and close the opening,
The vapor deposition apparatus, wherein the blocking surface is a curved surface.
前記セルシャッタは、前記遮断面を当該セルシャッタの駆動方向に沿って複数備え、
前記セルシャタ駆動装置は、前記複数の遮断面において前記開口部を覆う遮断面を切り換えることを特徴とする蒸着装置。 A vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of vapor deposition material; a cell shutter having a blocking surface that covers the opening and stops supplying the vapor flow to the substrate to be processed; and In a vapor deposition apparatus having a cell shutter driving device that drives the cell shutter to open and close the opening,
The cell shutter includes a plurality of the blocking surfaces along a driving direction of the cell shutter,
The said cell shutter drive device switches the interruption | blocking surface which covers the said opening part in these several interruption | blocking surfaces, The vapor deposition apparatus characterized by the above-mentioned.
前記セルシャッタでは、前記遮断面が当該セルシャッタの駆動方向に沿って延設され、
前記セルシャタ駆動装置は、前記遮断面において前記開口部を覆う箇所を切り換えることを特徴とする蒸着装置。 A vapor deposition source having an opening for discharging a vapor flow of vapor deposition material; a cell shutter having a blocking surface that covers the opening and stops supplying the vapor flow to the substrate to be processed; and In a vapor deposition apparatus having a cell shutter driving device that drives the cell shutter to open and close the opening,
In the cell shutter, the blocking surface extends along the driving direction of the cell shutter,
The said cell shutter drive device switches the location which covers the said opening part in the said interruption | blocking surface, The vapor deposition apparatus characterized by the above-mentioned.
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