JP7129310B2 - 蒸着装置 - Google Patents
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Description
該ガス供給系が、常温常圧で気体である常温常圧ガスのみの流送を目的とする常温常圧ガス流送系、及びその下流の該蒸発室を含む蒸気含有ガス流送系であって、該蒸気含有ガスを流送する蒸気含有ガス流送系を含み、
該常温常圧ガス流送系が、マスフローコントローラー(MFC)を含み、さらに
該MFCの下流に、そのさらに下流の圧力に基づき自動的に閉じる逆流防止バルブを備える、蒸着装置に関する。
下流に薄膜形成用材料を蒸発させた蒸気を含む蒸気含有ガスを流送する蒸気含有ガス流送系を有する、常温常圧で気体である常温常圧ガスのみの流送を目的とする常温常圧ガス流送系であって、マスフローコントローラー(MFC)を含む常温常圧ガス流送系において、MFCの下流に、そのさらに下流の圧力に基づき自動的に閉じる逆流防止バルブを備えるガスキャリア蒸着装置なので、停電や予期せぬトラブル、薄膜形成用材料の急激な大量の蒸発が発生等が生じた際に、ガス供給ラインが汚染され難くなるので、安定的に高品質の膜質の薄膜を製膜可能な蒸着装置となる。
本発明の蒸着装置1は、蒸気含有ガスを基材上に吹き付けることで、薄膜形成用材料を基材上に着膜させる装置であって、製膜室201、蒸発装置3、ガス供給系6、及び排気系7を含み、一つまたは複数の蒸発装置3を含んでいても良く、図1では一つのみの蒸発装置3を含む例について示しているが、それぞれの蒸発装置の構造や系列数を限定するものではなく、製膜形成する薄膜製品や製膜する薄膜の種類、数に応じて、これらの要素を様々に組み合わせて構成することができ、その好適な適用例としては、例えば、有機EL装置のような、コンタミに弱いデバイス薄膜製品の製膜が挙げられる。
本発明に係るガス供給系6は、アルゴンや窒素等の好ましくは不活性ガスであるキャリアガスや、本発明に係る蒸気含有ガス、クリーニング用のガス、あるいは、これらを任意の比率で混合した混合ガスを、複数の装置に供給可能な設備であり、本発明に係る後述する、特定の常温常圧ガス流送系、及び、蒸気含有ガス流送系を含み、少なくとも本発明に係る、マスフローコントローラー(MFC)373、及び、逆流防止バルブ395を含み、これら以外にも、仕切りバルブ501、502,503、504、505、506、507、508、509、511、512、513・・・や、その他のマスフローコントローラー371、372、374、375・・・、熱交換器361、362、363・・・を含むことができ、例えば熱交換器を介すことで、加熱されたキャリアガスを供給可能であり、他にも、冷却ガスや脱気用ガス、押出し用ガスとして、各種ガスを供給可能とすることができる。
本発明に係るガス供給系6は、特定の常温常圧ガス流送系61を含むことを特徴とする。即ち、本発明に係る常温常圧ガス流送系61は、前述したようなアルゴンや窒素等に代表される不活性ガスの如き常温常圧で気体である常温常圧ガスのみの流送を目的とし、又は少なくとも正常運転時において当該常温常圧ガスのみを流送し、その下流に蒸気含有ガスを流送する蒸気含有ガス流送系62を有し、また、マスフローコントローラー(MFC)373を含み、即ち、当該常温常圧ガス流送系61内である、前記蒸気含有ガス流送系62の上流に、MFC373を含み、さらに、当該MFC373の下流に逆流防止バルブ395を含み、即ち、当該常温常圧ガス流送系61内である、当該MFC373の下流、かつ、前記蒸気含有ガス流送系62の上流に、逆流防止バルブ395を含み、さらに、前記加熱されたキャリアガスを流送可能である。
逆流防止バルブは、逆止弁、チェックバルブ、逆止め弁、チャッキ等とも呼称され、一般に、気体や液体等の流体を流送する配管に取り付けられ、当該流体のその上流及び下流の圧力差である背圧によって、上流側の圧力が下流側の圧力より低い場合に下流側から上流側に流体が逆流することを防止するよう作動する弁である。
本発明に係るガス供給系6は、前記常温常圧ガス流送系61の下流に、本発明に係る蒸気含有ガスを流送し、かつ、後述する蒸発室351を含む、蒸気含有ガス流送系62を含むことを特徴とする。即ち、本発明に係る蒸気含有ガス流送系62は、少なくとも製膜室201に蒸気含有ガスを供給する際、蒸発室351で発生せしめた蒸気含有ガスを製膜室201に流送する。
本発明に係る加熱キャリアガスは、特に、蒸発室351にて薄膜形成用材料を蒸気化する前記加熱されたキャリアガスであり、具体的には例えば、100℃~700℃程度に、加熱された窒素ガス、アルゴンガス等であり、不活性ガスであることが好ましく、より好ましくは窒素ガスである。
本発明に係る製膜室201は、基材を保持可能な基材保持部221、及び保持された当該基材に対して蒸気含有ガスを吹き付ける蒸着ヘッド231を有し、好ましくは、気密性を有し、排気系7に直接的、又は間接的に接続されており、より好ましくは、当該製膜室201内に、基材9の搬入、搬出の為のゲートバルブ241を有し、排気系7に直接的、に接続されており、さらに好ましくは、ガス供給系6に直接的、又は間接的に接続されており、特に好ましくは、ガス供給系6に直接的に接続されており、即ち、製膜室201単独でのガス導入、及び排気が可能であることが好ましい。
前記基材保持部221は、上述の如く製膜室201内において基材を保持する機能を有する。
本発明に係る基材9は、例えばガラス等の透明な材料からなる。基材上の透明電極層120は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電性材料からなることが好ましい。なお、透明電極層120は、例えばスパッタリング法により形成される。
本発明に係る薄膜形成用材料は、加熱により蒸気化し、該蒸気が冷却により基材9上に着膜可能であれば各種材料を使用できるが、常温で固体であり、かつ、粉体として本発明の蒸着装置に導入できる材料であることが、本発明の効果を十分に発揮せしめる観点から好ましく、例えば、有機EL素子を構成する有機EL材料等を挙げることができる。
本発明に係る蒸発装置3は、薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生させ、発生させた蒸気含有ガスを製膜室に供給する装置であり、少なくとも固体、又は液体の薄膜形成用材料を蒸発させて薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生させる、即ち、薄膜形成用材料を蒸気化する場所である蒸発室351を含み、蒸発室351に薄膜形成用材料を、好ましくは粉体として、供給する材料供給系4を、好ましくは含む。
本発明に係る蒸発室351は、薄膜形成用材料を蒸気化することで生成した蒸気含有ガスを、蒸気含有ガス移送部を介して、製膜室201に供給する。
前記材料供給系4は、薄膜形成用材料を保管する保管空間を備える材料保管容器311、及び、当該材料保管容器311から薄膜形成用材料を受入れ、かつ、吐出により蒸発室に薄膜形成用材料を供給する材料吐出部5を含む。
前記材料保管容器311は、薄膜形成用材料を一時的に保管する容器であり、薄膜形成用材料を保管する保管空間を備え、好ましくは薄膜形成用材料を導入可能な材料導入機構381を有し、配管やバルブを介して直結された排気系7により、単独で排気可能である。
前記材料吐出部5は、前記材料保管容器311から薄膜形成用材料を受入れる材料供給装置331、及び、吐出により蒸発室351に薄膜形成用材料を供給する吐出口を少なくとも含み、高温となる蒸発室351からの熱を遮断する観点から、好ましくは内部を減圧保持可能な真空室301である。
前記材料供給装置331は、蒸発室351に定量的に薄膜形成用材料を供給する目的で本発明の蒸着装置に好ましく組み込まれる装置であり、前述したように好ましくは、真空室301内部に収容され、その場合より好ましくは、真空室301内で材料供給装置支持部341により支持される。
本発明に係る排気系7は、ドライポンプ等の真空排気ポンプや、これと製膜室201や蒸発装置3、ガス供給系6等とを接続する配管やバルブ等から構成され、接続される設備の用途に応じて、適切な真空排気ポンプを選択する必要があり、それぞのれの設備が個別の排気系7を備えることが好ましい。
以下本発明の蒸着装置を用いた製膜方法の具体例を説明する。
3.蒸発装置
4.材料供給系
5.材料吐出部
6.ガス供給系
61.常温常圧ガス流送系
62.蒸気含有ガス流送系
7.排気系
9.基材
101.有機EL装置
111.ガラス基板
121.透明電極層
131.機能層
141.裏面電極層
151.封止部
201.製膜室
211.排気バルブ
221.基材保持部
231.蒸着ヘッド
241.ゲートバルブ
301.真空室
311.材料保管容器
331.材料協供給装置
341.(材料供給装置)支持部
351.蒸発室
361.熱交換器
372.ガス加熱機構
371.MFC
373.本発明に係るマスフローコントローラー(MFC)
381.材料導入機構
390.材料捕集機構
395.本発明に係る逆流防止バルブ
401.上部材料移送管
411.下部材料移送管
421.材料上部受け部
431.材料下部受け部
441.材料送受経路
451.材料吐出部
461.材料移送部
471.材料保持部
481.動力伝達機構
491.駆動部
501.仕切りバルブ
511.仕切りバルブ
521.仕切りバルブ
601.駆動側シャフト
611.被駆動側シャフト
701.排気バルブ
711.マスフローコントローラー
721.熱交換器
Claims (7)
- 基材を保持可能な基材保持部を備える製膜室、薄膜形成用材料の蒸気を含む蒸気含有ガスを発生させる蒸発室を含み、かつ、該蒸気含有ガスを該製膜室に供給する蒸発装置、ガス供給系、及び排気系を有し、該蒸気含有ガスを基材上に吹き付けることで、該薄膜形成用材料を該基材上に着膜させる蒸着装置であって、
該ガス供給系が、常温常圧で気体である常温常圧ガスのみの流送を目的とする常温常圧ガス流送系、及びその下流の該蒸発室を含む蒸気含有ガス流送系であって、該蒸気含有ガスを流送する蒸気含有ガス流送系を含み、
該常温常圧ガス流送系が、マスフローコントローラー(MFC)を含み、さらに
該MFCの下流に、そのさらに下流の圧力に基づき自動的に閉じる逆流防止バルブを備え、さらに、
前記常温常圧ガス流送系が、その前記逆流防止バルブの下流側から、前記蒸気含有ガス流送系を介さず、前記排気系により排気可能であり、かつ、
前記蒸気含有ガス流送系が、その前記蒸発室の下流側から、前記製膜室を介さず、前記排気系により排気可能である、蒸着装置。 - 前記常温常圧ガス流送系が、さらに、前記MFCの下流に、前記薄膜形成用材料を捕集する材料捕集機構を備える、請求項1に記載の蒸着装置。
- 前記材料捕集機構が、冷却可能な冷却部材により前記捕集し、かつ
該冷却部材が加熱により前記薄膜形成用材料を放散する、請求項2に記載の蒸着装置。 - 前記常温常圧ガス流送系が、さらに、前記MFCの下流に、前記常温常圧ガスを加熱するためのガス加熱機構を備える、請求項3に記載の蒸着装置。
- 前記常温常圧ガス流送系が、さらに、前記MFCからの下流側に順に、前記薄膜形成用材料を捕集する材料捕集機構、前記常温常圧ガスを加熱するためのガス加熱機構、及び前記逆流防止バルブを備える、請求項4に記載の蒸着装置。
- 前記蒸発装置が、さらに、前記蒸発室に前記薄膜形成用材料を供給する材料供給系を含み、
該材料供給系が、材料保管容器、及び該材料保管容器から前記薄膜形成用材料を受入れ、かつ、吐出により前記蒸発室に前記薄膜形成用材料を該供給する材料吐出部を含む、請求項1~5のいずれかに記載の蒸着装置。 - 前記蒸発室が、前記ガス供給系より加熱されたキャリアガスを導入可能で有り、かつ、粉体として前記吐出により供給された前記薄膜形成用材料が、該加熱キャリアガスによりフラッシュ蒸発され、該粉体として前記蒸発室の底に滞留しない状態で、前記蒸気化する、請求項6に記載の蒸着装置。
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