JPWO2008117690A1 - 蒸着源、蒸着装置、成膜方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図4の符号203は、従来技術の蒸着装置であり、真空槽211の内部に蒸着容器212が配置されている。蒸着容器212は、容器本体221を有しており、該容器本体221の上部は、一乃至複数個の放出口224が形成された蓋部222で塞がれている。
蒸着容器212の側面と底面にはヒータ223が配置されており、真空槽211内を真空排気し、ヒータ223が発熱すると蒸着容器212が昇温し、蒸着容器212内の有機蒸着材料200が加熱される。
有機蒸着材料200が蒸発温度以上の温度に加熱されると、蒸着容器212内に、有機材料蒸気が充満し、放出口224から真空槽211内に放出される。
有機材料蒸気を放出させながら、基板205を一枚ずつ放出口224上を通過させれば、複数枚の基板205に逐次有機薄膜を形成することが可能になる。
本発明は蒸着源であって、前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、一端が前記供給室に接続され、他端が前記受け皿の上方位置で前記蒸発室に接続された供給管と、前記供給管に挿通された回転軸と、前記回転軸の側面に形成された螺旋状の溝と、前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有する蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記受け皿に配置された前記蒸着材料を加熱する加熱手段を有する蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記加熱手段はレーザー発生装置であり、前記レーザー発生装置は、前記受け皿に配置された前記蒸着材料に、レーザー光を照射可能に構成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記質量計と前記供給装置にそれぞれ接続された制御装置とを有し、前記質量計は、前記受け皿の荷重に応じた信号を前記制御装置に伝達し、前記制御装置は、前記質量計から伝達される前記信号に応じて前記回転軸の回転量を制御する蒸着源である。
本発明は、真空槽と、蒸着源とを有する蒸着装置であって、前記蒸着源は、放出口が設けられた蒸着容器と、前記蒸着容器に接続口を介して接続された蒸発室と、前記蒸発室の内部に配置された受け皿と、前記受け皿に蒸着材料を配置する供給装置と、前記受け皿の荷重がかかる質量計とを有し、前記蒸着容器の内部空間と、前記真空槽の内部空間は、前記放出口を介して接続された蒸着装置である。
本発明は、供給装置から蒸発室の内部に蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記蒸発室の内部で蒸発させ、前記蒸着材料の蒸気を、前記蒸発室に接続された1又は複数個の放出口から真空槽内部に放出させ、複数枚の基板を搬送元から搬送先へ連続して移動させる間に、前記放出口の真上位置を通過させて、前記各基板表面に薄膜を成膜する成膜方法であって、放出口上を通過する前記基板の枚数を数え、予め決めた枚数の前記基板が、最も前記搬送先に近い前記放出口の上方位置を通過し終わってから、次の前記基板が最も前記搬送元に近い前記放出口の上方位置に到達する前に、前記蒸発室内部の前記蒸着材料の質量を測定し、その測定値と、予め決めた基準値とを比較して、前記蒸着材料を前記蒸発室に補充する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、予め決めた枚数の前記基板の成膜に必要な質量よりも大きい質量を前記基準値とし、前記蒸発室の内部の前記蒸着材料が、前記基準値となるように補充する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、予め決めた枚数の前記基板の成膜に必要な質量よりも大きい質量を前記基準値とし、前記測定値が前記基準値以下となった時に、前記蒸着材料を補充する成膜方法である。
実際の測定値と基準値を比較することで、蒸発室内部に所望量の蒸着材料を正確に配置することができる。
レーザー光を照射して蒸着材料を蒸発させる方法は、抵抗加熱等他の加熱方法に比べて蒸着材料の化学変性が起こりにくい。
レーザー光はポリマーも化学変性無しに蒸発させることができるので、従来、インクジェット法、スクリーン印刷法、スピンコート法で成膜していたポリマー薄膜を、蒸着法で成膜することができる。
真空槽11には真空排気系9が接続されており、真空排気系9を動作させると真空槽11の内部が真空排気される。
蒸着容器21には放出口24が1又は複数個形成され、後述するように、供給装置30から供給された蒸着材料16が蒸発室15内で蒸発すると、その蒸気が蒸着容器21内部に導入され、各放出口24からは真空槽11の内部に蒸着材料の蒸気が放出されるように構成されている。
基板6はホルダ10に保持された状態で、1又は複数枚ずつ、搬送元から搬送先へ搬送されるように構成されている。
供給室31は天井側の方が底面側よりも大径にされ、底部の側壁は傾斜している。この蒸着装置1で使用される蒸着材料16は粉体であり、供給室31に蒸着材料16を収容すると、蒸着材料16は底部に形成された傾斜を滑り、供給管32との接続部分である開口に向かって落ち込む。
回転軸35の側面のうち、供給管32の下端よりも上の部分には、少なくとも供給室31と供給管32の接続部分よりも上方位置まで螺旋状の溝が形成されており、その溝に回転軸35の周囲に溜まった蒸着材料16が接触する。
受け皿41は蒸発室15内部の供給管32下端の真下に配置されており、落下した蒸着材料16は受け皿41に配置される。
上軸46の下端は支持板43を介して下軸47の上端に取り付けられている。下軸47の下端は質量計49に乗せられており、従って、受け皿41は、上軸46と支持板43と下軸47を介して質量計49に乗せられており、受け皿41と、受け皿41上の蒸着材料16の荷重は質量計49に加えられる。
受け皿41の質量は予め分かっており、制御装置45は質量計49から伝達された信号と、受け皿41の質量から、受け皿41に配置された蒸着材料16の質量を算出する。
蒸発室15と蒸着容器21の間には接続管26が設けられ、接続管26によって蒸発室15と蒸着容器21の内部空間が接続されている。
接続管26の内部空間のうち、最も小径の部分(接続口)38は、蒸発室15や蒸着容器21の断面形状よりも小さいので、蒸発室15と蒸着容器21に圧力差が生じ、蒸発室15に充満した蒸気は蒸着容器21に噴出する。ここでは、接続管26は内径が均一であり(例えば内径1mmのステンレス管)、接続管26内部の任意の一部分が接続口38となる。
蒸着容器21の内部圧力が安定し、放出口24からの蒸気放出量が安定してから、基板6を搬送元から搬送先へ連続して搬送させると、各基板6には放出口24上を通過する間に有機材料の薄膜が成膜される。
蒸着材料16の補充無しに蒸着材料16の加熱を続け、複数枚の基板6の成膜を行うと、受け皿41上の蒸着材料16が減少し、基板6を成膜している途中に蒸着材料16が無くなり、その基板6は不良品となる。
具体的には、最も搬送元に近い放出口24の真上位置、又は該真上位置よりも所定距離だけ搬送元側の位置を成膜開始位置とし、最も搬送先に近い放出口24の真上位置、又は該真上位置よりも所定距離だけ搬送先側の位置を成膜終了位置とした場合に、基板6と基板6との搬送間隔を、成膜開始位置と成膜終了位置との間の距離よりも長くしておけば、前の基板の搬送方向最後尾が成膜終了位置を通過してから、次の基板6の搬送方向先頭が成膜開始位置に到達するまでの間に、少なくとも最も搬送元側の放出口24の真上位置から、最も搬送先の放出口24の真上位置までの間に、基板6が存在しない状態が生じる。
尚、測定値と基準値との比較は、同じ枚数毎に行ってもよいし、異なる枚数毎に行っても良い。異なる枚数毎に行う場合には、その枚数毎に基準値を求め、測定値と比較する基準値を、次に補充無しに連続成膜する枚数分の成膜に必要な量よりも大きい値とする。
要するに本発明は、各放出口24上に基板6が存在しない状態での、受け皿41上の蒸着材料16の質量を測定し、その測定値に基づいて、各放出口24上に基板6が存在しない状態で蒸着材料16を補充するものである。
しかし、レーザー光は無機材料だけでなく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の有機材料を蒸発可能であり、しかも、蒸発するときに蒸着材料の化学組成の変化が少ないので特に好ましい。
レーザー光の波長は特に限定されないが、蒸着材料16がポリマーの場合は、例えば680nm〜10.6μmである。レーザー発生装置2の一例を述べると、口径10μm〜20μmのCO2レーザーである。
Claims (9)
- 放出口が設けられた蒸着容器と、
前記蒸着容器に接続口を介して接続された蒸発室と、
前記蒸発室の内部に配置された受け皿と、
前記受け皿に蒸着材料を配置する供給装置と、
前記受け皿の荷重がかかる質量計とを有する蒸着源。 - 前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、
一端が前記供給室に接続され、他端が前記受け皿の上方位置で前記蒸発室に接続された供給管と、
前記供給管に挿通された回転軸と、
前記回転軸の側面に形成された螺旋状の溝と、
前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有する請求項1記載の蒸着源。 - 前記受け皿に配置された前記蒸着材料を加熱する加熱手段を有する請求項1記載の蒸着源。
- 前記加熱手段はレーザー発生装置であり、
前記レーザー発生装置は、前記受け皿に配置された前記蒸着材料に、レーザー光を照射可能に構成された請求項3記載の蒸着源。 - 前記質量計と前記供給装置にそれぞれ接続された制御装置とを有し、
前記質量計は、前記受け皿の荷重に応じた信号を前記制御装置に伝達し、
前記制御装置は、前記質量計から伝達される前記信号に応じて前記回転軸の回転量を制御する請求項2記載の蒸着源。 - 真空槽と、蒸着源とを有する蒸着装置であって、
前記蒸着源は、放出口が設けられた蒸着容器と、
前記蒸着容器に接続口を介して接続された蒸発室と、
前記蒸発室の内部に配置された受け皿と、
前記受け皿に蒸着材料を配置する供給装置と、
前記受け皿の荷重がかかる質量計とを有し、
前記蒸着容器の内部空間と、前記真空槽の内部空間は、前記放出口を介して接続された蒸着装置。 - 供給装置から蒸発室の内部に蒸着材料を供給し、
前記蒸着材料を前記蒸発室の内部で蒸発させ、
前記蒸着材料の蒸気を、前記蒸発室に接続された1又は複数個の放出口から真空槽内部に放出させ、複数枚の基板を搬送元から搬送先へ連続して移動させる間に、前記放出口の真上位置を通過させて、前記各基板表面に薄膜を成膜する成膜方法であって、
放出口上を通過する前記基板の枚数を数え、
予め決めた枚数の前記基板が、最も前記搬送先に近い前記放出口の上方位置を通過し終わってから、次の前記基板が最も前記搬送元に近い前記放出口の上方位置に到達する前に、前記蒸発室内部の前記蒸着材料の質量を測定し、その測定値と、予め決めた基準値とを比較して、前記蒸着材料を前記蒸発室に補充する成膜方法。 - 予め決めた枚数の前記基板の成膜に必要な質量よりも大きい質量を前記基準値とし、
前記蒸発室の内部の前記蒸着材料が、前記基準値となるように補充する請求項7記載の成膜方法。 - 予め決めた枚数の前記基板の成膜に必要な質量よりも大きい質量を前記基準値とし、
前記測定値が前記基準値以下となった時に、前記蒸着材料を補充する請求項7記載の成膜方法。
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