KR101075131B1 - 증착 장치, 증착 장치의 제어 장치, 증착 장치의 제어 방법, 증착 장치의 사용 방법 및 분출구의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

증착 장치(10)는, 증착원(210)과, 수송로(110e21)와, 분출 용기(110)와, 제 1 처리 용기(100)를 가진다. 수송로(110e21)는, 연결로(220e)를 거쳐 증착원(210)에 연결되고, 증착원(210)에서 기화된 성막 재료를 수송한다. 분출구(110e11)는, 메탈 포러스로 형성되고, 수송로(110e21)를 통하여 완충 공간(S)을 통과한 성막 재료를 분출한다. 제 1 처리 용기(100)는, 분출된 성막 재료에 의해 피처리체(G) 상에 성막 처리를 실시한다. 메탈 포러스로부터 균일성이 높은 기체 분자가 방출됨으로써, 피처리체(G)와 분출구(110e1)와의 간격을 짧게할 수 있다.

Description

증착 장치, 증착 장치의 제어 장치, 증착 장치의 제어 방법, 증착 장치의 사용 방법 및 분출구의 제조 방법{EVAPORATING APPARATUS, APPARATUS FOR CONTROLLING EVAPORATING APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING EVAPORATING APPARATUS, METHOD FOR USING EVAPORATING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING BLOWING PORT}
본 발명은, 증착 장치, 증착 장치의 제어 장치, 증착 장치의 제어 방법, 증착 장치의 사용 방법 및 분출구의 제조 방법 관한 것이다. 특히, 재료의 사용 효율이 좋은 증착 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
플랫 패널 디스플레이 등의 전자 기기를 제조할 때, 소정의 성막 재료를 기화시켜, 이에 의해 생성된 기체 분자를 피처리체에 부착시킴으로써, 피처리체를 성막하는 증착법이 널리 이용되고 있다. 이러한 기술을 이용하여 제조한 기기 중, 특히, 유기 EL 디스플레이는, 자발광하며, 반응 속도가 빠르고, 소비 전력이 적은 등의 점에서 액정 디스플레이보다 우수하다고 언급되고 있다. 이 때문에, 향후, 수요 증가가 예상되고, 또한, 대형화가 예측되는 플랫 패널 디스플레이의 제조 업계에 있어서, 유기 EL 디스플레이에 대한 주목도는 높으며, 이에 따라, 유기 EL 디스플레이를 제조할 때에 이용되는 상기 기술도 매우 중요시되어 있다.
이러한 사회적 배경에서 주목을 받고 있는 상기 기술은, 증착 장치에 의해 구현화된다. 이 증착 장치에는, 증착원에 설치된 점 형상의 개구로부터 기체 분자를 분출함으로써, 기체 분자를 기판에 부착시키는 포인트 소스형의 증착원과, 상기 포인트 소스형의 증착원을 어레이 형상으로 복수 개 배치함으로써 실현되는 개구 또는 직사각형의 개구로부터 기체 분자를 분출함으로써, 기체 분자를 기판에 부착시키는 리니어 소스형의 증착원이 존재한다(예를 들어, 비특허 문헌 1을 참조).
이들 증착 장치 중, 직사각형의 개구를 가지는 리니어 소스형의 증착 장치에 있어서, 성막의 원료가 되는 성막 재료가 복수 존재하는 경우, 균일하며 양질인 성막을 위해서는, 각 성막 재료의 기체 분자를 균일하게 혼합한 상태로 기판에 부착시킬 필요가 있다. 이 때문에, 종래의 증착 장치에서는, 상이한 성막 재료의 기체 분자가 분출구로부터 피처리체까지 이동하는 동안에, 각각 확산되어 충분히 혼합된 후에 기판에 부착되도록, 성막 재료가 분출되는 분출구로부터 피처리체까지의 간격은, 어느 정도 넓게 벌어져 있었다(예를 들어, 특허 문헌 2를 참조.).
비특허 문헌 1：유기 EL 디스플레이·조명 2005 철저 검증(2005 년 6 월 28 일 개최)
주최 전자 져널 강연 예고집 32 ~ 34 페이지
특허 문헌 2：일본특허공개공보 2001-291589호
과제를 해결하기 위한 수단
그러나, 분출구로부터 피처리체까지의 간격을 어느 정도 넓게 벌리면, 기체 분자가 분출구로부터 피처리체까지 이동하는 동안에 확산되는 범위는 넓어진다. 이와 같이 하여, 기체 분자가 피처리체의 증착면 이상으로 퍼지면서 이동하면, 피처리체에 부착되지 않고 배기되는 성막 재료(기체 분자)의 양이 증가하여, 재료의 사용 효율이 악화되고, 제품의 생산비가 상승된다.
또한, 기판에 부착되지 않은 분자는, 용기 내의 다른 부분에 부착되는 경우도 있다. 이에 따라, 처리 용기 내의 클리닝의 주기가 짧아져 스루풋이 저하되고, 제품의 생산성이 감소된다.
상기 문제를 해소하기 위하여, 본 발명에서는, 재료의 사용 효율이 좋고, 신규이며 개량된 증착 장치, 증착 장치의 제어 장치, 증착 장치의 제어 방법 및 증착 장치의 사용 방법이 제공된다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 어느 한 관점에 의하면, 성막의 원료인 성막 재료를 기화시키는 증착원과, 연결로를 거쳐 상기 증착원에 연결되어 상기 증착원에서 기화된 성막 재료를 수송하는 수송로와, 상기 수송로와 연결된 분출구를 가지고, 상기 수송로로 수송된 성막 재료를 상기 분출구로부터 분출하는 분출하는 분출 용기와, 상기 분출된 성막 재료에 의해 내부에서 피처리체에 성막 처리를 실시하는 처리 용기를 구비한 증착 장치가 제공된다.
여기서, 기화란, 액체가 기체로 변화하는 현상뿐만 아니라, 고체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변화하는 현상(즉, 승화)도 포함하고 있다.
분출 용기의 내부에는 완충 공간이 설치되어 있고, 분출 용기는, 상기 분출 용기의 내부에 설치된 완충 공간의 압력이 상기 분출 용기의 외부의 압력보다 높아지도록, 상기 성막 재료를 상기 완충 공간에 통과시키고 나서 상기 분출구로부터 분출된다.
분출 용기 내부의 완충 공간의 압력이 분출 용기 외부의 압력보다 높은 경우, 분출구의 근방에서는 다음과 같은 현상이 발생되고 있다고 생각된다. 즉, 분출 용기의 내부에 존재하는 기체 분자 중 적어도 일부는, 순조롭게 분출구를 통과하지 못하고 분출 용기의 내벽에 반사되어 완충 공간에 되튀는 것을 반복한 후, 분출구의 개구로부터 외부로 나간다. 즉, 증착원에서 기화되어, 연결로 및 수송로를 통하여 완충 공간으로 들어간 기체 분자 중, 소정량을 초과한 기체 분자는, 곧바로 분출구를 통과하지 못하고 일시적으로 완충 공간에 체류한다. 이와 같이 하여, 완충 공간 내의 압력은, 상기 분출 용기의 외부의 압력보다 높은 소정의 압력(밀도)으로 유지된다. 이에 따라, 기체 분자는, 완충 공간에 체류하는 동안에 혼합되어, 어느 정도 균일한 상태가 된다.
이 결과, 기체 분자는, 균일한 상태를 유지한 채로 분출구로부터 분출되고, 이와 같이 하여 성막의 제어성이 높아진 기체 분자에 의해, 분출 용기의 분출구와 피처리체와의 간격을 종래에 비해 현저하게 단축해도, 피처리체 상에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있다.
또한, 분출 용기의 분출구와 피처리체와의 간격을 짧게함으로써, 분출구로부터 분출된 기체 분자의 과도한 확산을 억제하여, 보다 많은 기체 분자를 피처리체의 증착면에 부착시켜, 재료의 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 이 결과, 제품의 생산비를 저감할 수 있다.
또한, 이와 같이 하여 분자의 과도한 확산을 억제함으로써, 기체 분자가 용기 내의 다른 부분에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 처리 용기 내의 클리닝의 주기를 길게할 수 있고, 이 결과, 스루풋을 향상시켜 제품의 생산성을 높일 수 있다.
상기 분출구는, 다공질체로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 분출구는, 상기 분출구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 상기 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내이며, 상기 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 상기 분출 용기의 상방에 위치하는 피처리체의 상기 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 길이(ls)보다, 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 긴 형상을 가지고 있어도 좋다.
분출구가 다공질체에 의해 형성되어 있는 경우, 그 다공질체의 기공률은 97% 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 기공률이 97%인 경우, 그 다공질체의 입경(粒徑)은 600 μm 정도가 된다. 600 μm 이하의 입경을 가지는 다공질체에 있어서, 기체 분자를 다공질체에 통과시킨 경우, 기체 분자는, 다공질체 내부의 유로(기공 간의 간극)의 벽면 또는 다른 기체 분자에 충돌하여 그 속도를 떨어뜨리면서, 분출구 표면 전체로부터 골고루, 방향의 편향도 적은 상태로 분출된다. 이에 따라, 성막 재료의 기체 분자를 충분히 혼합한 상태로 분출구의 표면 전체로부터 분출할 수 있다.
또한, 분출구가 소정의 슬릿 형상으로 형성되어 있는 경우, 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 그 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내가 되도록 슬릿 폭의 정밀도를 향상시킨 경우, 슬릿 형상의 개구로부터 균일한 가스를 분출할 수 있다. 특히, 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)는 3 mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 슬릿 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 분출 용기의 상방에 위치하는 피처리체의 슬릿 개구의 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 길이(ls)(도 10 참조)보다, 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 길게하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 슬릿 개구의 길이(lo)를 피처리체의 길이(ls)보다 슬릿 개구의 양단에서 10%씩 길게함으로써, 슬릿 개구의 길이 방향으로 유기 분자(성막 재료의 기체 분자)가 확산될 때에, 피처리체의 외주연부까지 확산되는 유기 분자의 양을 피처리체의 다른 위치로 확산되는 유기 분자의 양과 거의 동일한 양으로 유지할 수 있다. 이 결과, 피처리체 상에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있다.
상기 수송로는 복수의 수송로에 분기되고, 분기 후의 각 수송로의 거리는 등거리인 편이 좋다. 성막 재료의 기체 분자가, 수송로를 통과하는 동안에 수송로의 벽면 또는 다른 기체 분자에 충돌하여 감속되는 정도는, 기체 분자가 통과하는 수송로의 길이에 비례한다. 따라서, 분기 후의 각 수송로의 거리를 등거리로 함으로써, 거의 동일한 속도의 기체 분자를 분기 후의 각 수송로의 개구로부터 완충 공간으로 방출할 수 있다.
이 때, 상기 분기 후의 각 수송로의 개구는, 소정 방향에 대하여 등간격으로 배치되어 있는 편이 좋다. 또한, 상기 분기 후의 수송로는, 수송로의 분기 위치에 대하여 점 대칭으로 형성되어 있는 편이 좋다. 이에 따르면, 기체 분자는, 분기 위치를 중심으로서 점 대칭으로 동일 구조를 가진 수송로 내를 통과하여, 등간격으로 배치된 각 수송로의 개구로부터 완충 공간으로 균등하게 방출된다. 이에 따라, 거의 동일한 속도의 기체 분자를 보다 균일한 상태로 완충 공간으로 방출할 수 있다. 이 결과, 분출 용기의 완충 공간에서 더욱 기체 분자를 균일한 상태로 유지할 수 있다.
상기 분출 용기의 완충 공간을 상기 분출구측의 공간과 상기 수송로측의 공간으로 구획하고, 성막 재료의 통과가 가능한 확산판을 추가로 구비하고 있어도 좋다. 이 확산판은, 다공질체로 형성된 구획판이어도 좋고, 또는, 예를 들면, 펀칭 메탈 등 복수의 홀이 형성된 구획판이어도 좋다.
이에 따르면, 완충 공간은 확산판에 의해 분출구측의 공간과 수송로측의 공간으로 구획된다. 이에 따라, 완충 공간으로 방출된 기체 분자는, 반드시 확산판을 통과하여 수송로측의 공간으로부터 분출구측의 공간으로 이동한다. 이에 따라, 확산판을 통과할 때에 기체 분자를 추가로 혼합시킬 수 있고, 또한, 확산판의 구획에 의해 분출구측의 공간의 압력을 보다 안정시킬 수 있다. 이 결과, 기체 분자를 보다 균일성이 높은 상태로 분출구로부터 분출할 수 있다. 이와 같이 하여, 기체 분자의 성막의 제어성을 높임으로써, 분출 용기와 피처리체의 간격을 종래에 비해 더욱 단축해도, 균일하며 양질인 막을 피처리체 상에 형성할 수 있다.
상기 다공질체의 분출구 및 상기 확산판은, 도전성 부재로 각각 형성되어 있어도 좋고, 또한, 상기 다공질체의 분출구 및 상기 확산판은, 상기 분출구 및 상기 확산판의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 가지고 있어도 좋다.
이와 같이, 분출구 및 확산판을, 예를 들어, 금속 등의 도전성 부재로 형성하고, 또한, 분출구 및 확산판에, 예를 들어 히터 등의 온도 제어 기구를 설치하고, 분출구 및 확산판을 히터 등으로 가열하여, 그 열을 분출구 및 확산판 전체에 전달시킴으로써, 분출구 및 확산판 전체를 고온으로 유지할 수 있다.
여기서, 서적명 박막 광학(출판사 마루젠 주식회사, 발행자 무라타 세이시로, 발행 년월일 2003 년 3 월 15 일 발행, 2004 년 4 월 10 일 제 2 쇄 발행)의 기재에 따르면, 피처리체 상에 입사된 증발 분자(기체 분자)는, 결코 그대로 기판에 부착되어 쌓이듯이 막을 형성하는 것이 아니라, 입사된 분자의 일부는 반사되어 진공 중에 되튄다. 또한, 표면에 흡착된 분자는 표면 상을 돌아다니고, 어떤 것은 다시 진공으로 튀어나가고, 또 어떤 것은 피처리체의 어느 사이트(site)에 붙잡혀 막을 형성한다. 분자가 흡착 상태에 있는 평균 시간(평균 체류 시간 τ)은, 이탈의 활성화 에너지를 Ea로 하면, τ = τ0exp(Ea/kT)로 나타난다.
T는 절대 온도, k는 볼츠만 상수, τ0는 소정의 상수이므로, 평균 체류 시간 τ는, 절대 온도 T의 함수라고 생각된다. 그리고, 이 식은, 온도가 높아질수록 수송로 등에 물리적으로 흡착되는 기체 분자의 수가 적어지는 것을 나타내고 있다.
이상에서, 기체 분자가 통과하는 부분의 부재(분출구 및 확산판)를 고온으로 할수록, 기체 분자가 부재를 통과하는 동안에 그 부재에 부착되는 기체 분자의 수는 적어진다. 이 결과, 대부분의 기체 분자를 분출구 또는 확산판에 부착시키지 않고 피처리체에 부착시킬 수 있고, 이에 따라, 재료의 사용 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 증착원은, 상기 증착원의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 가지고 있어도 좋다. 이에 따르면, 증착원에 설치된 온도 제어 기구를 이용하여 증착원에서 기화된 성막 재료가 증착원 또는 연결로에 부착되는 기체 분자의 수를 더 줄이도록 증착원의 온도를 제어할 수 있다. 이 결과, 재료의 사용 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
구체적으로는, 상기 증착원의 온도 제어 기구는, 제 1 온도 제어 기구 및 제 2 온도 제어 기구를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 온도 제어 기구는, 상기 증착원의 성막 재료가 넣어진 부분측에 배설(配設)되어, 상기 성막 재료가 넣어진 부분을 소정의 온도로 유지하고, 상기 제 2 온도 제어 기구는, 상기 증착원의 성막 재료가 방출되는 출구측에 배설되어, 상기 출구 부분의 온도를 상기 성막 재료가 넣어진 부분의 온도보다 높게 또는 동일하게 유지하도록 해도 좋다.
상기 증착원의 성막 재료가 넣어진 부분측에 배설된 제 1 온도 제어 기구의 일예로서는, 성막 재료가 넣어진 증착원의 저벽(底壁)에 매립된 제 1 히터를 들 수 있다(예를 들어, 도 2의 부호 400e1를 참조). 또한, 증착원의 성막 재료가 방출되는 출구측에 설치된 제 2 온도 제어 기구의 일예로서는, 증착원의 측벽에 매립된 제 2 히터를 들 수 있다(예를 들어, 도 2의 부호 410e1를 참조). 제 1 히터 및 제 2 히터를 이용한 온도 제어로서는, 예를 들어, 전원으로부터 제 2 히터에 공급하는 전압을 제 1 히터에 공급하는 전압보다 높게 제어하는 방법을 들 수 있다. 이에 따라, 증착원의 성막 재료가 넣어진 부분 근방(도 2의 q로 나타낸 위치)의 온도보다, 기화된 성막 재료가 방출되는 각 도가니의 출구 근방(도 2의 r로 나타낸 위치)의 온도를 높게 할 수 있다. 이 결과, 성막 재료가 분출 용기측으로 날아오는 동안에 증착원 또는 연결로에 부착되는 기체 분자의 수를 보다 줄여, 재료의 사용 효율을 높일 수 있다.
상기 증착원은, 복수 설치되고, 상기 복수의 증착원에는, 상이한 종류의 성막 재료가 각각 넣어지고, 각 증착원에 각각 연결된 연결로는, 소정 위치에서 결합하여 상기 복수의 증착원에서 기화하는 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 양의 대소 관계에 기초하여, 상기 소정 위치에서 결합하기 전의 연결로 중 어느 한 위치에 상기 연결로의 유로를 조정하는 유로 조정 부재(예를 들어, 오리피스)를 설치해도 좋다.
예를 들어, 상기 유로 조정 부재는, 상기 복수의 증착원에서 기화하는 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 양의 대소 관계에 기초하여, 단위 시간 당의 기화량이 적은 성막 재료가 통과하는 연결로에 설치되어도 좋다.
연결로가 동일한 직경을 가지는 경우, 증착원에서 기화하는 기화량(단위 시간 당의 분자량)이 많은 성막 재료가 통과하는 연결로의 내부 압력은, 기화량이 적은 성막 재료가 통과하는 연결로의 내부 압력보다 높아진다. 따라서, 기체 분자는, 내부 압력이 높은 연결로로부터 내부 압력이 낮은 연결로로 유입되려고 한다.
그러나, 이에 따르면, 복수의 증착원에서 기화되는 기화량의 대소 관계에 기초하여, 기화량이 적은 성막 재료를 통과시키는 연결로에 유로 조정 부재가 설치된다. 예를 들어, 유로 조정 부재로서 중앙에 개구를 가지는 오리피스(구획판)를 이용한 경우, 오리피스가 설치된 부분에서는 유로가 좁아져, 기체 분자의 통과가 제한된다.
이에 따라, 내부 압력이 높은 연결로로부터 내부 압력이 낮은 연결로를 향하여 성막 재료의 기체 분자가 유입되려고 하는 상기 현상을 피할 수 있다. 이와 같이 하여, 성막 재료의 기체 분자를 역류시키지 않음으로써, 각종 성막 재료의 기체 분자를 각각 분출 용기측에 유도할 수 있다. 이 결과, 보다 많은 기체 분자를 피처리체에 증착시킬 수 있어, 재료의 사용 효율을 보다 높일 수 있다.
상기 분출 용기는, 복수 설치되고, 상기 처리 용기는, 상기 복수의 분출 용기를 내장하고, 각 분출 용기로부터 각각 분출되는 성막 재료에 의해, 상기 처리 용기의 내부에서 피처리체에 연속적으로 복수의 성막 처리가 실시되도록 해도 좋다.
이에 따르면, 동일한 처리 용기 내에서 복수의 막이 연속 형성된다. 이에 따라, 스루풋을 향상시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이, 형성하는 막마다 복수의 처리 용기를 설치할 필요가 없으므로, 설비가 대형화되지 않아, 설비 비용을 저감할 수 있다.
또한, 상기 처리 용기는, 유기 EL 성막 재료 또는 유기 금속 성막 재료를 원료로 하여, 증착에 의해 피처리체에 유기 EL막 또는 유기 금속막을 형성해도 좋다.
또한, 상기 증착원은, 복수 설치되고, 상기 복수의 증착원에 넣어진 각 성막 재료의 기화 속도를 각각 검출하기 위하여, 상기 복수의 증착원에 대응하여 복수의 제 1 센서가 구비되어 있어도 좋다.
이에 따라, 제 1 센서로부터 출력된 각 단체(單體)의 성막 재료의 기화 속도에 기초하여, 각 증착원의 온도를 정밀도좋게 피드백 제어할 수 있다. 이 결과, 각 증착원에 넣어진 성막 재료의 기화 속도를 보다 정확하게 목표치에 근접하게 함으로써, 분출 기구로부터 분출되는 혼합 기체 분자의 혼합비를 보다 정밀도좋게 제어할 수 있다. 이 결과, 성막의 제어성을 높여, 보다 균일하며 양질인 박막을 피처리체에 형성할 수 있다.
상기 분출 기구로부터 분출되는 성막 재료의 성막 속도를 검출하기 위하여, 제 1 처리 용기의 내부에서 상기 분출 기구에 대응하여 제 2 센서를 추가로 구비하고 있어도 좋다.
이에 따르면, 제 1 센서를 이용하여 각 증착원에 넣어진 각 성막 재료 단체의 기화 속도를 각각 검출하면서, 제 2 센서를 이용하여 분출 용기의 완충 공간 내의 혼합된 성막 재료의 성막 속도를 검출할 수 있다. 이에 의해, 기체 분자가 연결로 및 수송로를 거쳐 증착원으로부터 분출 용기까지 통과하는 동안에, 어느 정도로 부착되어 손실되고 있는지를 알 수 있다. 이에 의해, 각종 성막 재료 단체의 기화 속도와, 이들이 혼합된 성막 재료의 성막 속도에 기초하여, 각 증착원의 온도를 더욱 정밀도좋게 제어할 수 있고, 이 결과, 성막의 제어성을 높여, 보다 균일하며 양질인 박막을 피처리체에 형성할 수 있다. 또한, 제 1 센서가 설치되어 있으면, 제 2 센서는 반드시 설치할 필요는 없다.
또한, 각 센서로부터 출력된 각 성막 재료(단체)의 기화 속도에 기초하여, 각 증착원의 온도를 정밀도좋게 제어하기 위해서는, 예를 들어, QCM(Quartz Crystal Microbalance)가 이용된다. 이하에, QCM의 기본 원리에 대해 간단하게 설명한다.
수정 진동자 표면에 물질을 부착시켜, 수정 진동체 치수, 탄성률, 밀도 등을 등가적으로 변화시킨 경우, 수정 진동자의 압전기 성질에 의해 이하의 식으로 나타내어지는 전기적 공진 주파수(f)의 변화가 일어난다.
f = 1/2t(√C/ρ) t：수정편의 두께 C：탄성 상수 ρ：밀도
이 현상을 이용하여, 수정 진동자의 공진 주파수의 변화량에 따라, 극미량인 부착물을 정량적으로 측정한다. 이와 같이 설계된 수정 진동자의 총칭이 QCM이다. 상기 식에 나타낸 바와 같이, 주파수의 변화는 부착 물질에 따른 탄성 상수의 변화와 물질의 부착 두께를 수정 밀도로 환산했을 때의 두께 치수로 정해지는 것이라고 생각되고, 이 결과, 주파수의 변화를 부착물의 중량으로 환산할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 증착 장치를 제어하는 장치로서, 상기 복수의 제 1 센서를 이용하여 검출된 성막 재료마다의 기화 속도에 기초하여, 증착원마다에 설치된 온도 제어 기구의 온도를 피드백 제어하는 증착 장치의 제어 장치가 제공된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 증착 장치를 제어하는 방법으로서, 상기 복수의 제 1 센서를 이용하여 검출된 성막 재료마다의 기화 속도에 기초하여, 증착원마다에 설치된 온도 제어 기구의 온도를 피드백 제어하는 증착 장치의 제어 방법이 제공된다.
이에 따르면, 제 1 센서를 이용하여 검출된 각종 성막 재료 단체의 기화 속도에 기초하여, 각 증착원의 온도를 정밀도좋게 실시간으로 제어할 수 있다. 이에 의해, 성막 재료의 기화 속도를 보다 정확하게 목표치에 근접하게 하여, 분출 용기로부터 분출되는 혼합 기체 분자의 혼합비를 보다 정밀도좋게 제어할 수 있다. 이 결과, 성막의 제어성을 높여, 보다 균일하며 양질인 박막을 피처리체에 형성할 수 있다.
또한, 기화된 성막 재료가 방출되는 증착원의 출구 부분의 온도를 증착원의 성막 재료가 넣어진 부분의 온도보다 높게 또는 동일하게 되도록 증착원마다에 설치된 온도 제어 기구의 온도를 제어함으로써, 성막 재료가 분출 용기측으로 날아오는 동안에 증착원 또는 연결로에 부착되는 기체 분자의 수를 보다 줄여, 재료의 사용 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 증착 장치를 사용하는 방법으로서, 증착원에 넣어진 성막 재료를 기화시켜, 상기 기화된 성막 재료를, 연결로, 수송로를 통하여 분출 용기에 설치된 완충 공간에 통과시키고, 상기 완충 공간에 통과시킨 성막 재료를 상기 분출 용기의 다공질체의 분출구로부터 분출시켜, 상기 분출된 성막 재료에 의해 처리 용기에서 피처리체에 성막 처리를 실시하는 증착 장치의 사용 방법이 제공된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 증착 장치를 사용하는 방법으로서, 증착원에 넣어진 성막 재료를 기화시켜, 상기 기화된 성막 재료를, 연결로, 수송로를 통하여 분출 용기에 설치된 완충 공간에 통과시키고, 상기 완충 공간의 압력이 상기 분출 용기의 외부의 압력보다 높아지도록 상기 분출 용기에 설치된 분출구로부터 상기 완충 공간에 통과시킨 성막 재료를 분출시켜, 상기 분출된 성막 재료에 의해 처리 용기의 내부에서 피처리체에 성막 처리를 실시하는 증착 장치의 사용 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 증착원으로부터 기화된 성막의 원료를 분출하는 분출 용기의 분출구를 제조하는 제조 방법으로서, 상기 분출구가 가지는 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 상기 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내이며, 또한, 상기 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 상기 개구의 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 피처리체의 길이(ls)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 길어지도록 분출구의 형상을 형성하는 분출구의 제조 방법이 제공된다.
이에 따르면, 성막 재료의 기체 분자는, 예를 들어, 소정의 정밀도 및 소정의 형상을 가지는 슬릿 형상의 분출구로부터 분출된다. 이 때문에, 분출되는 기체 분자의 양은 제한된다. 이에 따라, 증착원에서 기화되어, 연결로 및 수송로를 통하여 완충 공간으로 들어간 기체 분자 중, 소정량을 초과한 기체 분자는 바로 다공질체 또는 소정의 슬릿 형상의 분출구를 통과하지 못하고, 일시적으로 완충 공간에 체류한다. 이 결과, 완충 공간은 외부의 압력보다 높은 소정의 압력(밀도)으로 유지되고, 기체 분자는 완충 공간에 체류하는 동안에 혼합되어, 어느 정도 균일한 상태가 된다.
또한, 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 그 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내가 되도록 슬릿폭의 정밀도를 높임으로써, 개구의 긴 쪽 방향에 대하여 매우 균일한 가스를 분출할 수 있다.
또한, 상기 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 상기 분출 용기의 상방에 위치하는 피처리체의 상기 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 길이(ls)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 길어지도록 분출구의 형상을 형성함으로써, 개구의 길이 방향으로 유기 분자가 확산될 때에 피처리체의 외주연부까지 확산되는 유기 분자의 양을 피처리체의 다른 위치로 확산되는 유기 분자의 양과 거의 동일한 양으로 유지할 수 있다. 이 결과, 피처리체상에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 재료의 사용 효율이 좋고, 신규이며 개량된 증착 장치, 증착 장치의 제어 장치, 증착 장치의 제어 방법, 증착 장치의 사용 방법 및 분출구의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 증착 장치의 주요부 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 증착 장치의 도 1의 A - A 단면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 확산판을 도시한 도면이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 분출 용기를 도시한 도면이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 6 층 연속 성막 처리에 의해 형성되는 막을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 온도와 부착 계수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 실험시의 처리 조건을 나타낸 도면이다.
도 8은 제 1 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 신뢰성에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 제 1 실시예의 증착 장치에 따른 분출구의 다공질체의 기공률을 변화시킨 경우의 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 증착 장치의 주요부 사시도이다.
도 11은 제 2 실시예에 따른 증착 장치의 도 10의 A - A 단면도이다.
도 12는 제 2 실시예에 따른 분출구의 평면도이다.
도 13은 제 2 실시예에 따른 분출구를 이용한 실험을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제 2 실시예에 따른 분출구의 짧은 쪽 방향의 길이의 정밀도에 관한 실험 데이터를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14의 각 슬롯 폭을 정규화한 도면이다.
도 16은 제 2 실시예에 따른 분출구의 긴 쪽 방향의 길이를 변화시킨 경우의 실험 결과를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 증착 장치
100 : 제 1 처리 용기
110, 110a ~ 110f : 분출 용기
110e1 : 분출 기구
110e11, 110e17 : 분출구
110e12 : 프레임
110e13 : 확산판
110e16 : 오리피스
110e2 : 수송 기구
110e21 : 수송로
200 : 제 2 처리 용기
210, 210a ~ 210f : 증착원
210e1 : 제 1 도가니
210e13 : 오리피스
210e2 : 제 2 도가니
210e23 : 오리피스
210e3 : 제 3 도가니
210e33 : 오리피스
220e, 220e1 ~ 220e3 : 연결관
230e1 ~ 230e3 : 밸브
240e2, 240e3 : 오리피스
300, 310 : QCM
400e, 410e, 420e, 430e : 히터
700 : 제어 장치
S : 완충 공간
(제 1 실시예)
우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증착 장치에 대하여, 그 주요부 사시도인 도 1을 참조하면서 설명한다. 이하에서는, 증착 장치를 이용하여, 차례대로, 피처리체 상에 유기 EL층을 포함한 6 층을 연속적으로 증착함으로써 유기 EL 디스플레이를 제조하는 방법을 예로 들어 설명한다.
또한, 이하의 설명 및 첨부 도면에 있어서, 동일한 구성 및 기능을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 중, 1 mTorr는 (10-3 × 101325/760)Pa, 1 sccm은 (10-6/60) m3/sec로 한다.
(증착 장치)
증착 장치(10)는, 제 1 처리 용기(100) 및 제 2 처리 용기(200)로 구성되어 있다. 이하에서는, 우선, 제 1 처리 용기(100)의 형상 및 내부 구성에 대해 설명하고, 그 후, 제 2 처리 용기(200)의 형상 및 내부 구성에 대해 설명한다.
(제 1 처리 용기)
제 1 처리 용기(100)는, 직육면체의 형상을 가지고 있고, 제 1 분출 용기(110a), 제 2 분출 용기(110b), 제 3 분출 용기(110c), 제 4 분출 용기(110d), 제 5 분출 용기(110e) 및 제 6 분출 용기(110f)를 내장하고 있다. 제 1 처리 용 기(100)의 내부에서는, 이 6 개의 분출 용기(110)로부터 분출된 기체 분자에 의해, 피처리체(G)에 연속적으로 성막 처리가 실시된다. 제 1 처리 용기(100)는, 증착원에서 기화된 성막 재료에 의해 피처리체(G)에 성막 처리를 실시하는 처리 용기에 상당한다.
6 개의 분출 용기(110)는, 그 긴 쪽 방향이 피처리체(G)의 진행 방향에 대하여 대략 수직이 되도록 서로 평행하게 등간격으로 배치되어 있다. 각 분출 용기(110)의 사이에는 격벽(120)이 설치되어 있고, 7 개의 격벽(120)에 의해 각 분출 용기(110)를 구획함으로써, 각 분출 용기(110)로부터 분출되는 성막 재료의 기체 분자가, 인접하는 분출 용기(110)로부터 분출되는 성막 재료의 기체 분자에 혼입되는 것을 방지하도록 되어 있다.
각 분출 용기(110)는, 그 긴 쪽 방향이 피처리체(G)의 폭과 동등한 정도의 길이를 가지며, 형상 및 구조가 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는, 제 5 분출 용기(110e)를 예로 들어 그 내부 구조에 대해 설명함으로써, 그 밖의 분출 용기(110)의 설명을 생략한다.
도 1 및 도 1의 증착 장치(10)를 A - A 단면으로 절단한 도 2에 도시한 바와 같이, 제 5 분출 용기(110e)는, 그 상부에 분출 기구(110e1), 그 하부에 수송 기구(110e2)를 가지고 있다. 분출 기구(110e1)는, 그 내부가 중공(中空) (이하, 이 공간을 완충 공간(S)이라고 한다.)이며, 그 상부에 분출구(110e11) 및 프레임(110e12)이 설치되고, 또한, 완충 공간(S)에 확산판(110e13)을 가지고 있다.
분출구(110e11)는, 메탈 포러스로 형성되어 있다. 메탈 포러스는 금속의 다 공질체이며, 그 내부에서 기공끼리가 연통되어 있다. 기공 직경(호칭 홀 직경)은 150 μm이며, 기공률은 87%이다. 이에 따라, 분출구(110e11)는, 메탈 포러스 내부의 기공 간의 간극에 기화된 성막 재료를 통과하여, 피처리체(G)를 향하여 분출하도록 되어 있다. 또한, 메탈 포러스의 기공률은 97% 이하인 것이 바람직하지만, 기공률의 최적화에 대해서는 후술한다. 분출구(110e11)에는, 분출구(110e11)의 온도를 제어하는 히터(420e)가 매립되어 있다. 히터(420e)에는 교류 전원(600)이 접속되어 있다.
프레임(110e12)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 중앙에서 분출구(110e11)의 메탈 포러스가 노출되도록 직사각형 형상의 개구를 가지며, 분출구(110e11)의 주연부에서 분출구(110e11)를 나사 고정하고 있다.
확산판(110e13)은, 완충 공간(S)을, 분출구(110e11)측의 공간과 후술하는 수송로(110e21)측의 공간으로 구획하도록, 분출구(110e11)의 메탈 포러스에 평행하게 설치되어 있다. 확산판(110e13)은, 확산판(110e13)을 위에서 본 도 3에 도시한 바와 같이, 금속판을 펀칭함으로써 다수의 홀(h)이 설치된 펀칭 메탈 등, 복수의 홀이 형성된 구획판이다. 또한, 확산판(110e13)은, 도시하지 않은 메탈 포러스 등의 다공질체로 형성되어 있어도 좋다.
다시 도 2로 돌아오면, 확산판(110e13)에는, 확산판(110e13)의 온도를 제어하는 히터(430e)가 매립되어 있다. 히터(430e)에는, 교류 전원(600)이 접속되어 있다.
또한, 분출구(110e11) 및 확산판(110e13)은, 금속 등의 도전성 부재로 각각 형성되어 있으므로, 분출구(110e11) 및 확산판(110e13)을 히터(420e, 430e)로 가열하고, 그 열을 분출구(110e11) 및 확산판(110e13) 전체에 전달시킴으로써, 분출구(110e11) 및 확산판(110e13) 전체를 고온으로 유지할 수 있다.
여기서, 서적명 박막 광학(출판사 마루젠 주식회사, 발행자 무라타 세이시로, 발행 년월일 2003 년 3 월 15 일 발행, 2004 년 4 월 10 일 제 2 쇄 발행)의 기재에 따르면, 피처리체 상에 입사된 증발 분자(성막 재료의 기체 분자)는, 결코 그대로 피처리체에 부착되어 쌓이듯이 막을 형성하는 것이 아니라, 입사된 분자의 일부는 반사되어 진공 중에 되튄다. 또한, 표면에 흡착된 분자는 표면 상을 돌아다니고, 어떤 것은 다시 진공으로 튀어나가고, 또 어떤 것은 피처리체의 어느 사이트(site)에 붙잡혀 막을 형성한다. 분자가 흡착 상태에 있는 평균 시간(평균 체류 시간 τ)은, 이탈의 활성화 에너지를 Ea로 하면, τ = τ0exp(Ea/kT)로 나타난다.
T는 절대 온도, k는 볼츠만 상수, τ0는 소정의 상수이므로, 평균 체류 시간 τ는, 절대 온도 T의 함수라고 생각된다. 따라서, 발명자들은, 이 식을 이용하여 온도와 부착 계수의 관계를 확인하기 위한 계산을 행하였다. 유기 재료에는, α-NPD(디페닐나프틸디아민：유기 재료의 일예)를 이용하였다. 그 계산 결과를 도 6에 나타낸다. 이 결과로부터, 온도(℃)가 높아질수록 부착 계수는 작아진다고 하는 경향을 확인할 수 있었다. 즉, 이는 온도가 높아질수록 수송로 등에 물리적으로 흡착되는 기체 분자의 수가 적어지는 것을 나타내고 있다.
즉, 기체 분자가 통과하는 부분의 부재(예를 들어, 분출구(110e11) 및 확산 판(110e13))를 고온으로 할수록, 기체 분자가 부재를 통과하는 동안에 그 부재에 부착하는 기체 분자의 수는 적어진다. 이 결과, 대부분의 기체 분자를 분출구(110e11) 또는 확산판(110e13)에 부착시키지 않고 피처리체(G)에 부착시킬 수 있어, 이에 의해, 재료의 사용 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
분출 기구(110e1)에는, 제 1 처리 용기(100)의 측벽 및 분출 기구(110e1)의 측벽을 관통함으로써, 제 1 처리 용기(100)의 외부와 분출 기구(110e1)의 완충 공간(S)을 연통시키는 공급관(110e14)이 설치되어 있다. 공급관(110e14)은, 도시하지 않은 가스 공급원으로부터 분출 기구(110e1)의 완충 공간(S)에 불활성 가스(예를 들어, Ar 가스)를 공급하기 위하여 이용된다. 불활성 가스는, 완충 공간(S)에 존재하는 혼합 기체 분자(성막 가스)의 균일성을 높이기 위하여 공급하는 편이 좋으나, 필수는 아니다.
또한, 분출 기구(110e1)에는, 분출 기구(110e1)의 측벽을 관통함으로써, 제 1 처리 용기(100)의 내부(U)와, 분출 기구(110e1)의 완충 공간(S)을 연통시키는 배기관(110e15)이 설치되어 있다. 배기관(110e15)에는, 그 유로를 좁히기 위하여 오리피스(110e16)가 관입되어 있다.
수송 기구(110e2)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 1 개에서 4 개로 분기하면서 그 내부를 관통하는 수송로(110e21)가 형성되어 있다. 분기 위치(A)로부터 4 개의 수송로(110e21)의 개구(B1, B2, B3, B4)(수송로(110e21)와 완충 공간(S)과의 연통구)까지의 길이는 거의 등거리이다.
분기 후의 각 수송로(110e21)는, 수송로(110e21)의 분기 위치(A)에 대하여 축(aX)을 중심으로서 점 대칭으로(동일 형상으로) 형성된다. 또한, 수송로(110e21)의 복수의 출구(B1, B2, B3, B4)는, 완충 공간(S)의 저면(底面)에서 등간격으로 배치된다.
도 2의 제 1 처리 용기(100)에는, 그 내부에서 배기관(110e15)의 개구 근방에 QCM(300)(Quartz Crystal Microbalance：수정 진동자)가 설치되어 있다. QCM(300)은, 배기관(110e15)의 개구로부터 배기된 혼합 기체 분자의 생성 속도, 즉, 성막 속도(D/R：deposition rate)를 검출하는 제 2 센서의 일예이다. 이하에, QCM의 원리에 대해 간단하게 설명한다.
수정 진동자 표면에 물질을 부착시켜, 수정 진동체 치수, 탄성률, 밀도 등을 등가적으로 변화시킨 경우, 진동자의 압전기(壓電氣) 성질에 의해 이하의 식으로 나타내어지는 전기적 공진 주파수(f)의 변화가 발생된다.
f = 1/2t(√C/ρ) t：수정편의 두께 C：탄성 상수 ρ：밀도
이 현상을 이용하여, 수정 진동자의 공진 주파수의 변화량에 따라 극미량인 부착물을 정량적으로 측정한다. 이와 같이 설계된 수정 진동자의 총칭이 QCM이다. 상기 식에 나타낸 바와 같이, 주파수의 변화는, 부착 물질에 따른 탄성 상수의 변화와 물질의 부착 두께를 수정 밀도로 환산했을 때의 두께 치수로 정해지는 것이라고 생각되며, 이 결과, 주파수의 변화를 부착물의 중량으로 환산할 수 있다.
이러한 원리를 이용하여, QCM(300)은, 수정 진동자에 부착된 막 두께(성막 속도)를 검출하기 위하여 주파수 신호(ft)를 출력하도록 되어 있다. 주파수 신호(ft)로부터 검출된 성막 속도는, 각 도가니에 넣어진 각 성막 재료의 기화 속도 를 제어하기 위하여 각 도가니의 온도를 피드백 제어할 때에 이용된다.
(제 2 처리 용기)
이어서, 제 2 처리 용기(200)의 형상 및 내부 구성에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 제 2 처리 용기(200)는, 상술한 바와 같이, 제 1 처리 용기(100)와 별개로 설치되어 있고, 대략 직육면체의 형상을 가지며, 저부(底部)에서 요철을 가지고 있다.
제 2 처리 용기(200)는, 제 1 증착원(210a), 제 2 증착원(210b), 제 3 증착원(210c), 제 4 증착원(210d), 제 5 증착원(210e), 제 6 증착원(210f)을 각각 내장하고 있다.
제 1 증착원(210a), 제 2 증착원(210b), 제 3 증착원(210c), 제 4 증착원(210d), 제 5 증착원(210e), 제 6 증착원(210f)은, 연결관(220a, 220b, 220c, 220d, 220e, 220f)을 각각 통하여, 제 1 분출 용기(110a), 제 2 분출 용기(110b), 제 3 분출 용기(110c), 제 4 분출 용기(110d), 제 5 분출 용기(110e), 제 6 분출 용기(110f)에 각각 연결되어 있다.
각 증착원(210)은, 형상 및 구조가 동일하다. 따라서, 이하에서는, 제 5 증착원(210e)을 예로 들어, 그 내부 구조에 대해 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명함으로써, 그 밖의 증착원(210)의 설명을 생략한다.
제 5 증착원(210e)은, 제 1 도가니(210e1), 제 2 도가니(210e2) 및 제 3 도가니(210e3)를 3 개의 증착원으로서 가지고 있다. 제 1 도가니(210e1), 제 2 도가니(210e2) 및 제 3 도가니(210e3)에는, 제 1 연결관(220e1), 제 2 연결관(220e2) 및 제 3 연결관(220e3)이 각각 연결되어 있고, 이들 3 개의 연결관(220e1 ~ 220e3)은, 제 2 처리 용기(200)를 관통하여 결합 부분(C)에서 결합하고, 또한 제 1 처리 용기(100)를 관통하여 제 5 분출 용기(110e)에 연결되어 있다.
각 도가니(210e1, 210e2, 210e3)에는, 상이한 종류의 성막 재료가 성막의 원료로서 들어가 있고, 각 도가니를, 예를 들어, 200 ~ 500℃ 정도의 고온으로 함으로써, 각종 성막 재료를 기화시키도록 되어 있다. 각 도가니(210e)는, 그 저면을 제 2 처리 용기(200)에 접촉시킴으로써, 각 도가니(210e)의 저면 근방의 열을 제 2 처리 용기(200)에 설치된 요철로부터 외부로 보내도록 되어 있다.
각 연결관(220e1 ~ 220e3)에는, 제 2 처리 용기 밖(대기 중)에서 밸브(230e1) ~ 밸브(230e3)가 각각 장착되어 있고, 각 밸브(230e)의 개폐를 조작함으로써, 각 성막 재료(기체 분자)를 제 1 처리 용기(100)에 공급할지의 여부를 제어하도록 되어 있다. 또한, 각 도가니에 성막 원료를 보충할 때에는, 제 2 처리 용기(200)의 내부뿐만 아니라 연결관(220e)의 내부가 대기에 개방된다. 따라서, 원료 보충 시에 각 밸브(230e)를 닫음으로써, 연결관(220e) 내부와 제 1 처리 용기(100) 내부와의 연통을 차단하고, 이에 의해, 제 1 처리 용기(100)의 내부가 대기에 개방되는 것을 방지하여, 제 1 처리 용기(100) 내를 소정의 감압 상태로 유지하도록 되어 있다.
또한, 연결관(220e)(제 1 연결관(220e1), 제 2 연결관(220e2) 및 제 3 연결관(220e3)을 포함함)은, 증착원(210)과 분출 용기(110)를 연결함으로써, 증착원(210)에서 기화된 성막 재료를 분출 용기(110)측으로 전송하는 연결로를 형성한 다.
제 2 연결관(220e2) 및 제 3 연결관(220e3)에는, 제 2 처리 용기 내에서 직경 0.5 mm의 홀이 설치된 오리피스(240e2) 및 오리피스(240e3)가 관입되어 있다.
각 도가니(210e1, 210e2, 210e3)에는, 각 도가니의 측벽을 관통함으로써, 제 2 처리 용기(200)의 내부(T)와 각 도가니의 내부(R1, R2, R3)를 연통하는 공급관 (210e11, 210e21, 210e31)이 각각 설치되어 있다. 각 공급관(210e11, 210e21, 210e31)은, 도시하지 않은 가스 공급원으로부터 각 도가니의 내부(R1, R2, R3)에 불활성 가스(예를 들어, Ar 가스)를 공급하기 위하여 이용된다. 공급된 불활성 가스는, 내부(R1, R2, R3)에 존재하는 각 성막 가스(기체 분자)를, 연결관(220e), 수송로(110e21)를 통해 분출 기구(110e1)까지 운반하는 캐리어 가스로서 기능한다.
또한, 각 도가니(210e1, 210e2, 210e3)에는, 각 도가니(210e)의 측벽을 관통함으로써, 제 2 처리 용기(200)의 내부(T)와 각 도가니(210e)의 내부(R1, R2, R3)를 연통하는 배기관(210e12, 210e22, 210e32)이 각각 설치되어 있다. 배기관 (210e12, 210e22, 210e32)에는, 오리피스(210e13, 210e23, 210e33)가 각각 관입되어 있다. 오리피스(210e13, 210e23, 210e33)에는, 그 중앙에서 직경이 0.1 mm인 개구가 설치되어 있고, 배기관(210e12, 210e22, 210e32)의 유로를 좁히도록 되어 있다. (도 2를 참조).
제 2 처리 용기(200)에는, 그 내부(T)에서 배기관(210e12, 210e22, 210e32)의 개구 근방에 QCM(310a, 310b, 310c)이 각각 설치되어 있다. QCM(310a, 310b, 310c)은, 배기관(210e12, 210e22, 210e32)의 개구로부터 배기되는 각 성막 재료의 기화 속도를 검출하기 위하여, 주파수 신호(f1, f2, f3)를 각각 출력한다. QCM(310)은 제 1 센서의 일예이다.
각 증착원(210e)에는, 각 증착원(210e)의 온도를 제어하는 히터(400, 410)가 매립되어 있다. 예를 들어, 제 1 도가니(210e1)에는, 그 저벽에 히터(400e1)가 매립되어 있고, 또한, 그 측벽에 히터(410e1)가 매립되어 있다. 제 2 도가니(210e2) 및 제 3 도가니(210e3)도 마찬가지로, 그 저벽에 히터(400e2, 400e3)가 매립되어 있고, 또한, 그 측벽에 히터(410e2, 410e3)가 매립되어 있다. 각 히터(400, 410)에는 교류 전원(600)이 접속되어 있다.
제어 장치(700)는, ROM(710), RAM(720), CPU(730), 입출력 I/F(인터페이스)(740)를 가지고 있다. ROM(710), RAM(720)에는, 예를 들어, 주파수와 막 두께의 관계를 나타내는 데이터 또는 히터를 피드백 제어하기 위한 프로그램 등이 저장되어 있다. CPU(730)는, 이들 기억 영역에 저장된 각종 데이터 또는 프로그램을 이용하여 입출력 I/F에 입력된 주파수(ft, f1, f2, f3)에 관한 신호로부터 각 성막 재료의 기체 분자의 생성 속도를 연산하고, 연산된 생성 속도로부터 히터(400e1 ~ 400e3) 및 히터(410e1 ~ 410e3)에 인가하는 전압을 구하여, 온도 제어 신호로서 교류 전원(600)으로 송신한다.
교류 전원(600)은, 제어 장치(700)으로부터 송신된 온도 제어 신호에 기초하여, 소정의 전압을 히터(400, 410)에 인가한다. 또한, 교류 전원(600)은, 사전에 설정된 처리 조건에 기초하여, 히터(420, 430)가 원하는 온도가 되도록 소정의 전압을 히터(420, 430)에 인가한다.
또한, 연결관(220e)이 관통하고 있는 제 1 처리 용기(100)의 하면 외벽측에는, O 링(500)이 설치되어 있어, 대기계와 제 1 처리 용기(100)의 연통을 차단하여, 제 1 처리 용기 내를 기밀하게 유지하도록 되어 있다.
또한, 연결관(220e1, 220e2, 220e3)이 각각 관통하고 있는 제 2 처리 용기(200)의 상면 외벽측에는, O 링(510, 520, 530)이 각각 설치되어 있어, 대기계와 제 2 처리 용기(200)의 연통을 차단하여, 제 2 처리 용기(200) 내를 기밀하게 유지하도록 되어 있다. 또한, 제 1 처리 용기(100)의 내부 및 제 2 처리 용기(200)의 내부는, 도시하지 않은 배기 장치에 의해 소정의 진공도까지 감압되도록 되어 있다.
피처리체(G)는, 제 1 처리 용기(100)의 상부에서, 슬라이드 기구를 구비한 스테이지(함께 도시하지 않음)에 정전 흡착되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이, 7 개의 격벽(120)으로 구획된 각 분출 용기(110a ~ 110f)의 약간 상방을, 제 1 분출 용기(110a) → 제 2 분출 용기(110b) → 제 3 분출 용기(110c) → 제 4 분출 용기(110d) → 제 5 분출 용기(110e) → 제 6 분출 용기(110f) 의 순으로 소정의 속도로 이동한다. 이에 따라, 피처리체(G)에는, 각 분출 용기(110a ~ 110f)로부터 각각 분출되는 성막 재료에 따라, 원하는 상이한 막이 6 층 적층되도록 되어 있다. 이어서, 이 6 층 연속 성막 처리 시의 증착 장치(10)의 구체적인 동작에 대해 설명한다.
(6 층 연속 성막 처리)
우선, 6 층 연속 성막 처리에 이용되는 성막 재료에 대해, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는, 증착 장치(10)를 이용하여 6 층 연속 성막 처리를 실행한 결 과, 피처리체(G)에 적층되는 각 층의 상태를 나타내고 있다.
증착 장치(10)에서는, 우선, 피처리체(G)가, 제 1 분출 용기(110a)의 상방을 소정 속도로 진행할 때, 제 1 분출 용기(110a)로부터 분출된 성막 재료가 피처리체(G)에 부착됨으로써, 피처리체(G)에 제 1 층의 홀 수송층이 형성된다. 이어서, 피처리체(G)가 제 2 분출 용기(110b)의 상방을 이동할 때, 제 2 분출 용기(110b)로부터 분출된 성막 재료가 피처리체(G)에 부착됨으로써, 피처리체(G)에 제 2 층의 비발광층(전자 블록층)이 형성된다. 마찬가지로, 피처리체(G)가 제 3 분출 용기(110c) → 제 4 분출 용기(110d) → 제 5 분출 용기(110e) → 제 6 분출 용기(110f)의 상방을 이동할 때, 각 분출 용기로부터 분출된 성막 재료에 따라, 피처리체(G)에 제 3 층의 청(靑)발광층, 제 4 층의 적(赤)발광층, 제 5 층의 녹(綠)발광층, 제 6 층의 전자 수송층이 형성된다.
이상으로 설명한 증착 장치(10)의 6 층 연속 성막 처리에 의하면, 동일 용기(즉, 제 1 처리 용기(100)) 내에서 6 개의 막이 연속적으로 형성된다. 이에 따라, 스루풋을 향상시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이, 형성되는 막마다 복수의 처리 용기를 설치할 필요가 없으므로, 설비가 대형화하지 않아, 설비 비용을 저감시킬 수 있다.
(분출 용기 내부에서의 기체 분자의 흐름)
이어서, 증착 장치(10)를 사용하여 피처리체(G)에 성막 처리를 실시하고 있는 동안, 분출 용기(110)의 내부에서 기체 분자가 어떻게 흐르고 있는지에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다.
(수송로)
각 도가니(210e1 ~ 210e3)에서 기화된 각 성막 재료의 기체 분자(단체)는, 각 연결관(220e1 ~ 220e3)을 통과하여 결합 부분(C)에서 섞이면서 연결관(220e)을 통과하여, 수송로(110e21)로 들어간다. 들어간 기체 분자는, 도 4에 도시한 바와 같이, 분기 위치(A)를 기점으로 하여 점 대칭으로 동일 형상으로 형성된 분기 후의 4 개의 수송로(110e21)를 통하여 수송되고, 완충 공간(S)의 저면에서 그 긴 쪽 방향 및 그 짧은 쪽 방향에 대하여 등간격으로 설치된 개구(B((B1 ~ B4))로부터 완충 공간(S) 내로 방출된다.
이에 따르면, 수송로의 분기 위치(A)로부터 분기 후의 4 개의 개구(B)까지의 거리는 등거리이다. 한편, 기체 분자가, 수송로(110e21)를 통과하는 동안에 수송로(110e21)의 벽면 또는 다른 기체 분자에 충돌하여 감속되는 정도는, 기체 분자가 통과하는 수송로(110e21)의 길이에 비례한다. 따라서, 기체 분자가 동일한 길이의 4 개의 수송로(110e21)를 통과하는 동안에 감속되는 정도는 거의 동일한 정도가 된다. 이에 따라, 거의 동일한 속도의 기체 분자를 각 수송로의 개구(B1 ~ B4)로부터 완충 공간(S)으로 각각 방출할 수 있다.
또한, 개구(B1 ~ B4)는 등간격으로 배치되어 있으므로, 기체 분자는 각 수송로의 개구(B1 ~ B4)로부터 완충 공간(S)으로 균등하게 방출된다. 이에 따라, 거의 동일한 속도의 기체 분자를 균일한 상태로 완충 공간(S)으로 방출할 수 있다.
또한, 분기 후의 수송로(110e21)는, 도 4에 도시한 형상에 한정되지 않고, 분기 후의 각 수송로(110e21)의 거리가 등거리이며, 분기 후의 각 수송로(110e21) 의 개구(B)가, 개구면의 소정 방향에 대하여 등간격으로 배치되어 있으면 좋다.
(확산판)
상술한 바와 같이, 확산판(110e13)은, 분출 용기의 완충 공간(S)을 분출구(110e11)측의 공간과 수송로(110e21)측의 공간을 구획하도록 배설(配設)된다. 이에 따르면, 완충 공간(S)에 방출된 기체 분자는, 반드시 확산판(110e13)을 통과한다. 이와 같이 하여, 확산판(110e13) 내부에 형성된 통로(홀(h))에 기체 분자를 통과시킴으로써, 기체 분자를 더욱 혼합시킬 수 있다. 또한, 확산판(110e13)의 구획에 의해, 분출구측의 공간의 압력을 보다 안정시킬 수 있다.
(메탈 포러스의 분출구)
확산판(110e13)을 통과하여 분출구측으로 이동한 기체 분자는, 분출구(110e11)에 설치된 메탈 포러스로부터 분출된다. 이 때, 기체 분자는, 분출구(110e11)의 메탈 포러스 내부에 형성된 기공 간의 간극을 통과하여 분출되므로, 분출되는 기체 분자의 양은 제한된다. 이에 따라, 증착원(210e)에서 기화되어 연결로(220e) 및 수송로(110e21)를 통하여 완충 공간(S)으로 들어간 기체 분자 중, 소정량을 초과한 기체 분자는 바로 메탈 포러스의 분출구(110e11)를 통과하지 못하고, 일시적으로 완충 공간(S)에 체류한다.
이와 같이 하여, 완충 공간(S)의 압력이, 분출 용기(110)의 외부의 압력(즉, 처리실(U)의 압력)보다 높아지도록, 기체 분자를 완충 공간(S)에 일시적으로 체류시켜, 상기 분출구로부터 분출한다. 이 결과, 완충 공간(S)은 소정의 압력(밀도)으로 유지되고, 기체 분자는 완충 공간(S)을 체류하는 동안에 혼합되어, 보다 균일한 상태가 된다.
이와 같이 하여, 보다 균일한 상태가 된 기체 분자는, 포러스의 분출구(110e11)를 통과할 때, 포러스 내부의 유로(기공 간의 간극)의 벽면 또는 다른 기체 분자에 충돌한다. 이에 따라, 기체 분자는 그 속도를 떨어뜨리면서, 포러스의 분출구(110e11) 표면 전체로부터 골고루, 방향의 편향도 적은 상태로 분출된다. 즉, 포러스의 분출구(110e11)로부터 분출되는 성막 재료의 기체 분자는 충분히 혼합되어, 균일성이 높은 상태를 유지하면서 포러스의 분출구(110e11)의 표면 전체로부터 분출된다. 이 결과, 성막의 제어성이 향상됨으로써, 분출 용기(110e)의 분출구(110e11)와 피처리체(G)의 간격(Gap)을 종래에 비해 현저하게 짧게해도, 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있다.
또한, 이와 같이 하여 분출 용기(110)의 분출구(110e11)와 피처리체(G)의 간격을 짧게함으로써, 분출구(110e11)로부터 분출된 기체 분자의 과도한 확산을 억제하여, 보다 많은 기체 분자를 피처리체(G)의 증착면에 부착시킬 수 있다. 이 결과, 재료의 사용 효율을 향상시켜, 제품의 생산비를 저감할 수 있다.
또한, 이와 같이 기체 분자의 과도한 확산을 억제함으로써, 기체 분자가 처리 용기 내의 다른 부분에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 처리 용기 내의 클리닝의 주기를 길게할 수 있고, 이 결과, 스루풋을 향상시켜 제품의 생산성을 높일 수 있다.
(온도 제어 기구)
증착 장치(10)는, 증착원(210)의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 가지고 있다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 증착원(210e)에는, 도가니마다 히터(400e) 및 히터(410e)가 각각 설치되어 있다. 히터(400e)는, 각 도가니의 성막 재료가 넣어진 부분(도 2의 q로 나타낸 위치)측에 배설되는 제 1 온도 제어 기구에 상당한다. 또한, 히터(410e)는, 각 도가니에서 기화된 성막 재료가 나가는 각 도가니의 출구(도 2의 r로 나타낸 위치)측에 배설되는 제 2 온도 제어 기구에 상당한다. 교류 전원(600)으로부터 히터(410e)에 인가되는 전압이, 히터(400e)에 인가되는 전압보다 크거나 또는 동일한 경우, 성막 재료가 넣어진 부분 근방의 온도보다, 각 도가니의 출구 근방의 온도가 높거나 또는 동일하게 된다.
이와 같이 하여, 각 도가니의 출구 근방의 온도를, 성막 재료가 넣어진 부분 근방의 온도보다 높거나 또는 동일하게 함으로써, 성막 재료가 넣어진 부분의 온도보다 기화된 성막 재료가 통과하는 부분의 온도를 높거나 또는 동일하게 할 수 있다. 이 결과, 기체 분자가 된 성막 재료가 분출 용기(110)측으로 날아오는 동안에 증착원(210) 또는 연결관(220) 등에 부착되는 기체 분자의 수를 보다 줄일 수 있어, 재료의 사용 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
(온도 제어 기구의 피드백 제어)
본 실시예에 따른 증착 장치(10)에서는, 제어 장치(700)의 제어에 의해 히터(400, 410)의 온도가 피드백 제어된다. 이 피드백 제어를 위하여, 증착원(210)의 각 도가니에 대응하여 각 QCM(310)이 각각 설치되어 있다.
본 실시예에 따른 증착 장치(10)에 의하면, 증착원(210)과 분출 용기(110)가 별개의 용기 내에 각각 내장되어 있다. 이 때문에, 복수의 증착원(210)에 대응하여 각각 설치된 QCM(310)으로부터 출력되는 수정 진동자의 진동수(주파수(f1, f2, f3))에 기초하여, 제어 장치(700)는, 복수의 도가니에 각각 넣어진 각종 성막 재료의 기화 속도를 각각 검출한다. 이에 따라, 제어 장치(700)는, 기화 속도에 기초하여 각 증착원(210)의 온도를 정밀도좋게 피드백 제어한다. 이 결과, 제어 장치(700)가, 각 증착원(210)에 넣어진 성막 재료의 기화 속도를 보다 정확하게 목표치에 근접하게 함으로써, 분출 용기(110)로부터 분출되는 혼합 기체 분자의 양 및 혼합비를 보다 정밀도좋게 제어할 수 있다. 이에 따라, 성막의 제어성을 높여, 균일하며 양질인 박막을 피처리체(G) 상에 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)에서는, 분출 용기(110)에 대응하여 QCM(300)이 배설되어 있고, 제어 장치(700)는, QCM(300)으로부터 출력되는 수정 진동자의 진동수(주파수(ft))에 기초하여, 분출 용기(110)로부터 분출되는 혼합 기체 분자의 성막 속도를 구한다.
이에 따라, 제어 장치(700)는, 각 증착원(210)에 넣어진 성막 재료의 기화 속도와, 또한, 그 최종 결과를 나타내는 분출 용기(110)를 통과하고 있는 혼합 기체 분자의 생성 속도도 검출한다. 이 결과, 각 기체 분자가, 연결관(220)을 통하여 증착원(210)으로부터 분출 용기(110)까지 통과하는 동안에, 어느 정도로 연결관(220) 등에 부착되어 손실되고 있는지를 알 수 있다. 이에 의해, 각종 성막 재료 단체의 기체 분자의 기화 속도와, 이들이 혼합된 혼합 기체 분자의 생성 속도에 기초하여, 각 증착원(210)의 온도를 더욱 정밀도좋게 제어함으로써, 더욱 성막의 제어성을 높임으로써 균일하며 양질인 막을 피처리체 상에 형성할 수 있다. 또한, QCM(300)은, 설치하는 편이 바람직하지만, 필수는 아니다.
(오리피스)
상술한 바와 같이, 도 2에 도시한 제 2 연결관(220e2) 및 제 3 연결관(220e3)에는, 오리피스(240e2) 및 오리피스(240e3)가 관입되어 있다. 이와 같이, 증착원(210)에 연결되는 어느 하나의 연결관(220)에는, 복수의 도가니에서 기화되는 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 분자량의 대소 관계에 기초하여, 연결관(220)을 통과하는 성막 재료의 양을 조정하기 위하여 결합부(C)의 바로 앞의 어느 하나의 위치에 오리피스를 장착하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 제 5 층에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, A 재료, B 재료 및 Alq3(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum : 퀴놀리놀 알루미늄 착체)가 성막 재료로서 사용된다고 하자. 그리고, 예를 들어, 제 1 도가니(210e1)에서 기화되는 A 재료의 단위 시간 당의 분자량이, 제 2 도가니(210e2)에서 기화되는 B 재료 및 제 3 도가니(210e3)에서 기화되는 Alq3의 단위 시간 당의 분자량보다 많다고 하자.
이 경우, A 재료가 통과하는 연결로(220e1)의 내부 압력은, B 재료 및 Alq3가 통과하는 연결로(220e2, 220e3)의 내부 압력보다 높아진다. 따라서, 연결로(220e)가 동일한 직경을 가지는 경우, 기체 분자는 내부 압력이 높은 연결로(220e1)로부터 결합부(C)를 거쳐 내부 압력이 낮은 연결로(220e2, 220e3)로 유입되려고 한다.
그러나, 오리피스(240e2) 및 오리피스(240e3)에 의해 제 2 연결관(220e2) 및 제 3 연결관(220e3)의 유로는 좁아져, A 재료의 기체 분자의 통과가 제한된다. 이에 따라, A 재료가 통과하는 연결로(220e1)의 내부 압력이, B 재료 및 Alq3가 통과하는 연결로(220e2, 220e3)의 내부 압력보다 높아서, 내부 압력이 높은 연결로(220e1)로부터 낮은 연결로(220e2, 220e3)를 향하여 성막 재료의 기체 분자가 유입되려고 하는 상기 현상을 피할 수 있다. 이와 같이 하여, 성막 재료의 기체 분자를 역류시키지 않음으로써, 각종 성막 재료의 기체 분자를 분출 용기(110)에 각각 유도할 수 있다. 이 결과, 보다 많은 기체 분자를 피처리체(G) 상에 증착시킬 수 있어, 재료의 사용 효율을 보다 높일 수 있다.
이와 같이, 복수의 증착원(도가니)에서 기화된 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 분자량의 대소 관계를 비교하여, 그 기화량이 적은 성막 재료가 통과하는 연결관(220e)에 오피리스를 설치하는 것이 바람직하다.
단, 오리피스(240e)는, 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 양의 대소 관계에 관계없이, 3 개의 연결관(220e1 ~ 220e3) 중 어느 것에도 설치하지 않아도 좋고, 3 개의 연결관(220e1 ~ 220e3) 중 어느 하나에 1 개 설치해도 좋다. 또한, 오리피스(240e)는, 연결관(220e1 ~ 220e3)의 결합 위치(C)로부터 근방의 위치(도가니측)에 설치할 수 있으나, 기화된 성막 재료의 증착원(210e)에의 역류를 방지하기 위하여, 각 도가니(210e)의 근방보다 결합 위치(C)의 근방에 설치하는 쪽이 바람직하다.
또한, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)에서는, 상술한 바와 같이, QCM(300) 및 QCM(310)측에 각 성막 재료의 일부를 배기하는 배기로(110e15, 210e12, 210e22, 210e32)에도, 각각 오리피스(110e16, 210e13, 210e23, 210e33)가 설치되어 있다.
이에 따르면, 각 오리피스에 의해 각 배기로 내를 통과하는 기체 분자의 양을 제한함으로써, 배기되는 분자량을 줄일 수 있다. 이 결과, 성막 재료의 기체 분자의 불필요한 배기를 억제하여 재료의 사용 효율을 더욱 높일 수 있다.
(막의 균일성을 확인하기 위한 실험)
발명자들은, 분출구로부터 피처리체(G)까지의 간격(Gap)을 15 mm로 설정한 경우, 이상으로 설명한 구성을 가지는 증착 장치(10)를 이용하여, 어느 정도로 균일하며 양호한 막이 형성되는지를 확인하기 위한 실험을 7 회 행하였다. 이 때의 처리 조건을 도 7에 나타내고, 또한, 실험 결과를 도 8에 나타낸다.
우선, 처리 조건에 대해 설명한다. 성막 재료는, Alq3(tris 8 - hydroxyquinoline aluminum)을 이용하고, 그 유량은 0.5 sccm이었다. 온도에 대해서는, 각 도가니(210)(저면 근방)의 온도(즉, 도 2의 히터(400e)의 온도)가 360℃, 각 도가니(210)의 덮개 부근의 온도(즉, 도 2의 히터(410e)의 온도)가 380℃가 되도록, 교류 전원(600)으로부터 각 히터에 교류 전압을 인가했다. 또한, 수송 기구 부분(즉, 도 2의 수송 기구(110e2))의 온도가 380℃가 되도록, 교류 전원(600)으로부터 수송 기구에 설치된 도시하지 않은 히터에 교류 전압을 인가하고, 또한, 분출구(110e11)의 온도가 380℃가 되도록, 히터(420e)에 교류 전압을 인가했다. 또한, 피처리체(G)를 재치하는 스테이지(도시하지 않음)의 온도를 20℃로 유지했다.
또한, 발명자들은, 각 도가니(210) 내부의 덮개　부근(즉, 각 도가니(210)의 성막 재료가 방출되는 출구 부근)에, 캐리어 가스로서 아르곤　가스를 0.5 sccm 공급하였다. 또한, 분출구(110e11)에는 아무런 가스도 공급하지 않았다. 피처리체(G)로서는, 200 mm × 80 mm의 실리콘 웨이퍼를 이용하였다.
또한, 발명자들은, 웨이퍼를 정전 흡착하기 위하여, 스테이지에 4 kV의 고전압(HV(High Voltage))을 인가했다. 또한, 웨이퍼 이면의 압력(BP(Back Pressure))을 높여 스테이지의 열을 방열하기 위하여, 웨이퍼 이면에 40 Torr의 아르곤 가스를 공급하였다.
발명자들은, 이상으로 설명한 처리 조건 하에서, 증착 장치(10)를 이용하여 Alq3 가스를 기화시켜 분출구(110e11)의 메탈 포러스로부터 분출시켜 웨이퍼에 부착시켰다. 도 8에 실리콘 웨이퍼의 폭(200 mm) 방향(x 축)의 각 위치에서의 막 두께 비(y 축)를 나타낸다. 그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이 1 ~ 7회를 통하여 편차가 없는 양호한 결과가 얻어졌다.
이 실험 결과 중, 실리콘 웨이퍼의 길이 200 mm의 양단으로부터 10 mm씩은, 실제로는 제품으로서 사용하지 않는 부분이다. 따라서, 이하에 설명하는 모든 실험 데이터에서는, 실리콘 웨이퍼의 중심 0으로부터 거리가 ± 90 mm의 범위 내에 형성된 막의 상태에 주목하고, 도면 중에서도, 실리콘 웨이퍼의 길이 200 mm의 양단으로부터 10 mm 내의 데이터를 생략한다.
실험 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼의 중심 0으로부터 거리 가 ± 90 mm의 범위 내의 데이터의 상한치와 하한치의 차이는 불과 6%(즉, +3% ~ -3%)였다. 이에 따라, 발명자들은, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)를 이용하여 분출구로부터 실리콘 웨이퍼까지의 간격(Gap)을 15 mm로 설정한 경우여도, 제품화에 충분히 견딜 수 있는 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있음을 증명할 수 있었다.
또한, 발명자들은, 분출구(110e11)의 메탈 포러스의 기공률의 최적치를 구하는 실험도 행하였다. 즉, 분출구(110e11)를 구성하는 메탈 포러스의 기공률을 변화시킨 경우에, 실리콘 웨이퍼 상에 어떻게 막 두께 비가 변화하는지에 대한 실험을 행하였다. 도 9에 실리콘 웨이퍼의 폭(200 mm) 방향(x 축)의 각 위치에서의 막 두께 비(y 축)를 나타낸다.
실험 결과, 발명자들은, 메탈 포러스의 입경(粒徑)이 600 μm, 즉, 기공률이 97% 인 때의 α - NPD를 이용한 증착막의 막 두께 비도, 메탈 포러스의 입경이 150 μm, 즉, 기공률이 87%인 때의 Alq3(유기 재료의 일예)을 이용한 증착막의 막 두께비도, 중심 0으로부터의 거리가 ± 9 cm의 범위 내에 형성된 막의 상한치와 하한치의 차이는 7% 정도이며, 편차가 없는 양호한 결과임을 확인할 수 있었다. 이에 의해, 발명자들은, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)의 분출구(110e11)에 설치되는 메탈 포러스는, 그 기공률이 97% 이하이면, 균일하며 양질인 막을 실리콘 웨이퍼에 형성할 수 있음을 증명할 수 있었다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)에 의하면, 분출구(110e11)에 다공질체를 설치함으로써, 기체 분자를 일시적으로 완충 공간(S)에 체류시킬 수 있다. 이에 따라, 기체 분자를 균일한 상태로 다공질체로부터 분출할 수 있고, 이 결과, 피처리체(G)와 분출구(110e11)의 거리를 종래에 비해 단축해도 피처리체(G)에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있다.
(제 2 실시예)
이어서, 제 2 실시예에 따른 증착 장치(10)에 대해 설명한다. 제 2 실시예에 따른 증착 장치(10)에서는, 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 분출 용기(110)의 분출구(110e17)가 슬릿 형상으로 형성되어 있는 점에서, 도 2의 분출구(110e11)가 다공질체인 제 1 실시예의 증착 장치(10)와 구성상 상이하다. 따라서, 이 차이점을 중심으로 본 실시예에 따른 증착 장치(10)에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 분출 용기(110)의 분출구(110e17)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 상기 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위에 포함되는 정밀도를 가진 슬릿 형상의 개구를 가진다. 또, 이하, 분출구(110e17)의 긴 쪽 방향의 길이를 lo로 한다.
발명자들은, 실험 결과, 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 치수 및 긴 쪽 방향의 치수에 대하여 이하에 나타내는 최적치를 발견하였다. 그 실험 결과에 대하여 이하에 설명한다.
(슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 치수의 최적화)
도 14는, 도 13에 도시한 슬릿의 폭의 목표치(Wg) 및 현실치(Wp)를 변화시켰을 때에, 분출구(110e17)의 슬릿의 각 위치(-90, -45, 0, +45, +90)에서의 막 두께 를 나타낸 실험 결과이다. 구체적으로는, No. 1, 2, 3, 5, 4의 목표치(Wg)인 α는, 1 mm, 3 mm, 1 mm, 1 mm, 1 mm이며, 그 현실치(Wp)는, 도 14에 나타낸 바와 같다. 또한, No. 5는, 슬릿 입구의 개구 폭이 1 mm인데 반해, 슬릿 출구를 향하여 그 개구가 넓어져 슬릿 출구의 개구 폭이 6 mm가 되는 슬릿 형상을 가지고 있다. 따라서, 도 14에서는, 슬릿 출구의 개구 폭을 나타내고 있으나, 실제로는, 슬릿 입구의 개구 폭 1 mm에 의해 가스는 율속(律速)한다. 따라서, No. 5의 목표치(Wg)인 α는 1 mm이다.
또한, 표의 괄호 안은, 0 mm의 슬릿 위치(슬릿 중앙)를 기준으로 했을 때에 기준치로부터 얼마나 이탈되어 있는지를 퍼센트로 나타낸 것이다. 즉, 표의 괄호 안은, 슬릿의 중앙 위치의 폭에 대한 각 위치(-90, -45, 0, +45, +90)에서의 슬릿 폭의 정밀도를 나타내고 있다.
실험 결과를 참조하면, No. 1, 2, 3, 5의 경우, 슬릿 폭(α)에 대하여 각 위치의 슬릿 폭의 정밀도는 모두 1% 미만을 만족시키고 있다. 한편, No. 4의 경우(구(舊) 슬릿), 슬릿 폭(α)에 대하여 각 위치의 슬릿 폭의 정밀도는 약 1.5 ~ 5% 정도가 되어 있다.
상기 결과를 슬릿의 위치 0 mm를 1로서 정규화시킨 것을 도 15에 나타낸다. No. 1, 2, 3, 5의 경우, 실리콘 웨이퍼 상의 각 위치에서의 막 두께 비의 차이는, ± 1% 이하로 안정되어 있다. 한편, No. 4(구 슬릿)의 경우, 실리콘 웨이퍼 상의 각 위치에서의 막 두께 비의 차이는 ± 5%를 초과하고 있다.
이 실험 결과로부터, 발명자들은, 슬릿 개구의 짧은 쪽 방향의 폭을, 그 폭 의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내로 하면, 실리콘 웨이퍼 상의 각 점에서의 막 두께 비의 차이를 1% 이하로 할 수 있으므로, 바람직하다는 것을 밝혀냈다. 또한, 이 실험 결과로부터, 발명자들은, 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)가, 3 mm 이하이면 슬릿 형상의 분출구(110e17)로부터 성막 재료의 기체 분자가 저속이며 균일하게 분출되는 것을 밝혀냈다.
이상의 실험 결과에 기초하여, 발명자들은, 본 실시예에 따른 증착 장치(10)에 의하면, 다음과 같은 메커니즘에 의해, 슬릿 형상의 분출구(110e17)로부터 성막 재료의 기체 분자가 저속이며 균일하게 분출된다고 생각하였다.
즉, 슬릿이 상기 형상을 가지는 경우, 분출 용기(110)의 내부에 존재하는 기체 분자의 대부분은 순조롭게 분출구(110e17)를 통과하지 못하고, 분출 용기(110)의 내벽에 반사되어 완충 공간(S)으로 되튄다. 이를 반복한 후, 기체 분자는 분출구(110e17)의 슬롯으로부터 외부로 나간다. 즉, 증착원(210)에서 기화되어 연결관(220e) 및 수송로(110e21)를 통하여 완충 공간(S)으로 들어간 기체 분자 중, 소정량을 초과한 기체 분자는 바로 분출구(110e17)를 통과하지 못하고, 일시적으로 완충 공간(S)에 체류한다. 이와 같이 하여, 완충 공간(S) 내의 압력은, 분출 용기(110)의 외부의 압력보다 높은 소정의 압력(밀도)으로 유지된다. 이에 따라, 기체 분자는, 완충 공간(S)에 체류하는 동안에 혼합되어, 어느 정도 균일한 상태가 된다.
이와 같이 하여 성막의 제어성이 높아진 결과, 분출구(110e17)와 피처리 체(G)와의 간격을 종래에 비해 단축해도, 피처리체(G)에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있음이 밝혀졌다.
(슬릿 형상의 개구의 긴 쪽 방향의 치수의 최적화)
이에 더하여, 발명자들은, 슬릿 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)는, 분출 용기의 상방에 위치하는 실리콘 웨이퍼의 슬릿 개구의 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 길이(ls)(도 10 참조)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 긴 것이 바람직함을 밝혀냈다. 도 16에, 슬릿 형상의 개구의 긴 쪽 방향의 치수의 최적치를 구하기 위하여 발명자들이 실행한 실험 결과를 나타낸다.
이 실험에서는, 도 13의 4 개의 수송로(110e21)의 개구(B1 ~ B4)는, 슬롯 형상의 분출구(110e17)의 하방에서 완충 공간(S)의 저면의 위치에 그 긴 쪽 방향에 등간격으로 배치되어 있다. 각 개구(B)의 간격은 58 mm이며, 개구(B1) 및 개구(B4)로부터 분출 용기(110e)의 각 단부까지의 길이는 각각 18 mm이다.
실험 A에서는, 가스는 개구(B2)에서만 분출된다. 실험 B에서는, 가스는 개구(B1)에서만 분출된다. 실험 C 및 실험 D에서는, 가스는 개구(B1) 및 개구(B4)에서 분출된다. 또한, 도 16에 나타낸 통상 성막의 실험에서는, 슬릿의 긴 쪽 방향의 길이(lo)는 실리콘 웨이퍼의 폭과 동일한 데 반해, 실험 A ~ 실험 D에서는, 슬릿의 긴 쪽 방향의 길이(lo)를, 피처리체의 폭(도 10의 피처리체의 길이(ls) = 200 mm)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩(이 경우, 20 mm씩) 길게하여 240 mm로 하였다.
이 실험 결과로부터, 발명자들은, 슬릿의 긴 쪽 방향의 길이(lo)를 실리콘 웨이퍼의 길이(ls)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 길게한 경우, 슬릿 길이가 실리콘 웨이퍼의 폭과 동일한 통상 성막의 경우에 비해, 균일하게 성막할 수 있음을 밝혀냈다. 이에 따라, 상기 슬롯 형상을 상술한 바와 같이 최적화함으로써, 성막의 제어성이 높여진 결과, 분출구(110e17)와 피처리체(G)와의 간격을 종래에 비해 단축해도, 피처리체(G)에 균일하며 양질인 막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.
또한, 분출구(110e17)와 피처리체(G)와의 간격이 15 mm로 짧으므로, 분출구(110e17)로부터 분출된 기체 분자는, 거의 확산되지 않고 피처리체(G)에 부착되는 점에서, 슬릿 길이(lo)를 피처리체(G)의 길이(ls)보다 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 길게하는 것만으로도, 매우 균일한 성막이 가능해진다는 것을 증명할 수 있었다.
또한, 실험 C 및 실험 D에서는, 실험 A 및 실험 B보다 균일하게 성막 처리가 실시된 점에서, 발명자들은, 분출구(110e17)의 단부로부터 10% 정도 내측의 위치로부터 가스를 분출하면 양호한 성막 처리가 가능해진다는 것을 밝혀냈다.
이상으로 설명한 바와 같이, 각 실시예에 따른 증착 장치(10)에 의하면, 분출구의 구조를 소정의 형상으로 특정함으로써, 성막의 제어성을 높여 재료의 사용 효율을 향상시키고, 제품의 생산비를 저감할 수 있다.
또한, 상술한 실험 결과는, 실리콘 웨이퍼를 대상으로 하였으나, 성막 처리가 실시되는 피처리체는 글라스 기판이어도 좋다. 이 경우, 증착 장치(10)에서 성막 처리할 수 있는 글라스 기판의 사이즈는, 730 mm × 920 mm 이상이며, 예를 들 어, 730 mm × 920 mm(챔버 내의 직경 : 1000 mm × 1190 mm)의 G4.5 기판 사이즈, 또는, 1100 mm × 1300 mm(챔버 내의 직경 : 1470 mm × 1590 mm)의 G5 기판 사이즈여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서 피드백 제어에 이용된 센서의 다른 예로서는, 예를 들어, 광원으로부터 출력된 광을 피검체에 형성된 막의 상면과 하면에 조사하여, 반사된 2 개의 광의 광로(光路) 차이에 의해 발생하는 간섭호(干涉縞)를 파악하고, 이를 해석하여 피검체의 막 두께를 검출하는 간섭계(예를 들어, 레이저 간섭계)를 들 수 있다.
또한, 각 실시예에서 연결관의 유로 또는 배기로를 조정하는 유로 조정 부재의 그 밖의 예로서는, 밸브의 개구도를 변화시킴으로써 관의 유로를 조정하는 개구 가변 밸브를 들 수 있다.
또한, 증착 장치(10)의 외부에 설치된 전원(600) 대신에 냉매 공급원(도시하지 않음)을 배설하고, 온도 제어 기구로서 도 2의 히터(400, 410) 대신에 제 2 처리 용기(200)의 벽면에 냉매 공급로(도시하지 않음)를 매립하고, 냉매를 냉매 공급원으로부터 냉매 공급로에 순환 공급함으로써, 증착원(210)의 성막 재료가 넣어진 부분을 냉각하도록 해도 좋다.
냉매 공급로를 설치하지 않고, 냉매 공급원으로부터 공급된 공기 등의 냉매를 성막 재료가 넣어진 부분 근방에 직접 분사함으로써, 성막 재료가 넣어진 부분을 냉각하도록 해도 좋다.
상기 실시예에서, 각 부의 동작은 서로 관련되어 있고, 서로의 관련을 고려 하면서 일련의 동작으로서 치환할 수 있다. 그리고, 이와 같이 치환함으로써, 증착 장치의 발명의 실시예를 증착 장치의 사용 방법의 실시예로 할 수 있고, 증착 장치의 제어 장치의 실시예를 증착 장치의 제어 방법의 실시예로 할 수 있다.
또한, 상기 각 부의 동작을, 각 부의 처리와 치환함으로써, 증착 장치의 제어 방법의 실시예를, 증착 장치를 제어하는 프로그램의 실시예 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체의 실시예로 할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 당연히 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에서, 각종의 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있음은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
예를 들어, 상기 실시예에 따른 증착 장치(10)에서는, 성막 재료에 파우더 형상(고체)의 유기 EL 재료를 이용하여, 피처리체(G) 상에 유기 EL 다층 성막 처리를 실시하였다. 그러나, 본 발명에 따른 증착 장치는, 예를 들어, 성막 재료에 주로 액체의 유기 금속을 이용하여 기화시킨 성막 재료를, 500 ~ 700℃로 가열된 피처리체 상에서 분해시킴으로써, 피처리체 상에 박막을 성장시키는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：유기 금속 기상 성장법)에 이용할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 증착 장치는, 유기 EL 성막 재료 또는 유기 금속 성막 재료를 원료로 하여, 증착에 의해 피처리체에 유기 EL막 또는 유기 금속막을 형성하는 장치로서 이용해도 좋다.
또한, 상기 실시예에 따른 증착 장치에서는, 복수의 증착원 및 복수의 분출 용기는 제 1 처리 용기 및 제 2 처리 용기에 각각 넣어져 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 증착 장치는, 복수의 증착원 및 복수의 분출 용기를 1 개의 처리 용기에 넣고 있어도 좋다.

Claims (24)

  1. 성막의 원료인 성막 재료를 기화시키는 증착원과, 연결로를 거쳐 상기 증착원에 연결되어 상기 증착원에서 기화된 성막 재료를 수송하는 수송로와, 상기 수송로와 연결된 분출구를 가지고, 상기 수송로로 수송된 성막 재료를 상기 분출구로부터 분출하는 분출 용기와, 상기 분출된 성막 재료에 의해 피처리체에 성막 처리를 실시하는 처리 용기를 구비한 증착 장치로서,
    상기 분출 용기는,
    상기 분출 용기의 내부에 완충 공간을 설치하고, 상기 분출 용기의 내부에 설치된 완충 공간의 압력이, 상기 분출 용기의 외부의 압력보다 높아지도록, 상기 성막 재료를 상기 완충 공간에 통과시키고 나서 상기 분출구로부터 분출하는 것이고,
    상기 증착원은 복수 설치되고,
    상기 복수의 증착원에는 상이한 종류의 성막 재료가 각각 넣어지고,
    각 증착원에 연결된 연결로는 소정 위치에서 결합하고,
    상기 완충 공간은 상기 상이한 종류의 성막 재료를 혼합한 상태로 통과시키는 것인 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분출구는, 다공질체로 형성되는 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분출구는,
    상기 분출구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 상기 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내이며, 상기 분출구의 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 상기 분출 용기의 상방에 위치하는 피처리체의 상기 개구의 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 길이(ls)보다, 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 긴 형상을 가지고 있는 증착 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수송로는 복수의 수송로에 분기되고,
    분기 후의 각 수송로의 거리는 등거리인 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분기 후의 각 수송로의 개구는 등간격으로 배치되는 증착 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 분기 후의 수송로는, 수송로의 분기 위치에 대하여 점 대칭으로 형성되는 증착 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분출 용기의 완충 공간을 상기 분출구측의 공간과 상기 수송로측의 공간으로 구획하고, 성막 재료의 통과가 가능한 확산판을 추가로 구비하는 증착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 확산판은,
    다공질체로 형성된 구획판 또는 복수의 홀이 형성된 구획판 중 어느 하나인 증착 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 분출구 및 상기 확산판은 도전성 부재로 각각 형성되어 있는 증착 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분출구 및 상기 확산판은, 상기 분출구 및 상기 확산판의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 각각 가지는 증착 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증착원은, 상기 증착원의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 가지는 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 증착원의 온도 제어 기구는, 제 1 온도 제어 기구 및 제 2 온도 제어 기구를 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 온도 제어 기구는,
    상기 증착원의 성막 재료가 넣어진 부분측에 배설되어, 상기 성막 재료가 넣어진 부분을 소정의 온도로 유지하고,
    상기 제 2 온도 제어 기구는,
    상기 증착원의 성막 재료가 방출되는 출구측에 배설되어, 상기 출구 부분의 온도를 상기 성막 재료가 넣어진 부분의 온도보다 높게 또는 동일하게 유지하는 증착 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증착원은, 복수 설치되고,
    상기 복수의 증착원에는, 상이한 종류의 성막 재료가 각각 넣어지고,
    각 증착원에 각각 연결된 연결로는, 소정 위치에서 결합하고,
    상기 복수의 증착원에서 기화하는 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 양의 대소 관계에 기초하여, 상기 소정 위치에서 결합하기 전의 연결로 중 어느 한 위치에 상기 연결로의 유로를 조정하는 유로 조정 부재를 설치한 증착 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 유로 조정 부재는, 상기 복수의 증착원에서 기화하는 각종 성막 재료의 단위 시간 당의 양의 대소 관계에 기초하여, 단위 시간 당의 기화량이 적은 성막 재료가 통과하는 연결로에 설치되는 증착 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분출 용기는, 복수 설치되고,
    상기 처리 용기는, 상기 복수의 분출 용기를 내장하여, 각 분출 용기로부터 각각 분출되는 성막 재료에 의해, 상기 처리 용기의 내부에서 피처리체에 연속적으로 복수의 성막 처리가 실시되는 증착 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    처리 용기는,
    유기 EL 성막 재료 또는 유기 금속 성막 재료를 원료로 하여 증착에 의해 피처리체에 유기 EL막 또는 유기 금속막을 형성하는 증착 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증착원은, 복수 설치되고,
    상기 복수의 증착원에 넣어진 각 성막 재료의 기화 속도를 각각 검출하기 위하여, 상기 복수의 증착원에 대응하여 복수의 제 1 센서를 구비한 증착 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 분출 용기로부터 분출되는 성막 재료의 성막 속도를 검출하기 위하여, 상기 분출 용기에 대응하여 제 2 센서를 구비한 증착 장치.
  19. 제 2 항에 있어서,
    상기 분출구의 다공질체는,
    97% 이하의 기공률을 가지는 증착 장치.
  20. 제 3 항에 있어서,
    상기 분출구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)인 α mm는, 3 mm 이하로 설정되는 증착 장치.
  21. 청구항 17에 기재된 증착 장치를 제어하는 장치로서,
    상기 복수의 제 1 센서를 이용하여 검출된 성막 재료마다의 기화 속도에 기초하여, 증착원마다에 설치된 온도 제어 기구의 온도를 피드백 제어하는 증착 장치의 제어 장치.
  22. 청구항 17에 기재된 증착 장치를 제어하는 방법로서,
    상기 복수의 제 1 센서를 이용하여 검출된 성막 재료마다의 기화 속도에 기초하여, 증착원마다에 설치된 온도 제어 기구의 온도를 피드백 제어하는 증착 장치의 제어 방법.
  23. 청구항 1에 기재된 증착 장치를 사용하는 방법으로서,
    증착원에 넣어진 성막 재료를 기화시키고,
    상기 기화된 성막 재료를 연결로, 수송로를 통하여 분출 용기에 설치된 완충 공간에 통과시키고,
    상기 완충 공간의 압력이, 상기 분출 용기의 외부의 압력보다 높아지도록 상기 분출 용기에 설치된 분출구로부터 상기 완충 공간에 통과시킨 성막 재료를 분출시키고,
    상기 분출된 성막 재료에 의해 처리 용기에서 피처리체에 성막 처리를 실시하는 증착 장치의 사용 방법.
  24. 증착원에 의해 기화된 성막 재료를 분출하는 분출 용기에 설치된 분출구를 제조하는 제조 방법으로서,
    상기 분출구가 가지는 슬릿 형상의 개구의 짧은 쪽 방향의 폭의 목표치(Wg)를 α mm라고 정했을 때, 목표치(Wg)에 대하여 상기 폭의 현실치(Wp)가 α mm ± α × 0.01 mm의 범위 내이며, 또한, 상기 개구의 긴 쪽 방향의 길이(lo)가, 상기 개구의 긴 쪽 방향에 수평인 방향의 피처리체의 길이(ls)보다, 그 양단에서 길이(ls) × 0.1 mm씩 이상 길어지도록 분출구의 형상을 형성하는 분출구의 제조 방법.
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