成膜方法および成膜装置
【課題】成膜中に基板を搬送しつつ、基板上に所望の被膜のパターンを形成する成膜方法および成膜装置を提供する。
【解決手段】並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法が提供される。
【解決手段】並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧下で、大型の基板に被膜を形成する方法として、蒸着材をライン状の蒸着源に供給し、この蒸着源に設けた複数の開口を通じて蒸着材を基板に照射する方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。この方法では、基板の広範囲に被膜を形成するために、蒸着源に対向する基板を搬送しながら成膜を行う。
しかしながら、蒸着源が基板よりも高温であると、基板の直下に見かけ上、局部的な熱源が存在することになる。従って、成膜の最中に蒸着源上に位置する基板、もしくは基板と蒸着源との間に介在したマスク部材が膨張する場合がある。これにより、基板上に所望の被膜のパターンが形成できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１７９５７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、成膜中に基板を搬送しつつ、基板上に所望の被膜のパターンを形成する成膜方法および成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有し、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、基板およびマスク部材を前記孔部に対向させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交な方向に搬送する搬送手段と、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて前記基板および前記マスク部材が前記搬送される方向とは反対側に設けられた、少なくとも１つの加熱手段と、を備え、前記基板および前記マスク部材を搬送しながら前記基板に前記蒸着材を蒸着する前に、前記加熱手段により前記基板の被蒸着部分を予備加熱することを特徴とする成膜装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、前記孔部に基板を近接させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に前記基板を搬送する搬送手段と、を備え、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ搬送しながら、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成膜中に基板を搬送しつつ、基板上に所望の被膜のパターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】成膜装置の要部模式図である。
【図２】成膜装置の要部模式図である。
【図３】成膜装置の動作を説明するための図である。
【図４】成膜装置の要部模式図である。
【図５】成膜装置の要部模式図である。
【図６】成膜装置の要部模式図である。
【図７】変形例を説明する図である。
【図８】変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る成膜装置の要部模式図である。図１（ａ）には、基板上に薄膜積層体を形成する成膜装置１の要部斜視が示され、図１（ｂ）には、成膜装置１のノズル（蒸着源）３０の位置での成膜装置１の要部断面が示されている。図１には、成膜装置１のほか、成膜装置１に設置される基板１０、マスク部材２０等が表示されている。
【００１３】
成膜装置１は、ノズル（蒸着源）３０と、基板１０を搬送する搬送手段（例えば、搬送用ローラ４１）と、ノズル３０に隣接する加熱手段（例えば、パイプ３５）と、を備える。
成膜装置１においては、大型で平面状の基板１０のほか、基板１０と略同じサイズのマスク部材２０を、その内部に設置することができる。基板１０は、例えば、ガラス基板、もしくは透明電極付きのガラス基板である。基板１０のサイズは、横（長手）６００ｍｍ、縦（短手）５００ｍｍである。
基板１０の下側に配置されたマスク部材２０は、例えば、金属製マスクである。マスク部材２０には、ライン状の開口２０ｈが複数設けられている。
【００１４】
また、成膜装置１においては、基板１０側に対向するように、ライン状のノズル３０が設けられている。ノズル３０の長手方向は、基板１０を搬送する方向（矢印Ａの方向）に対し略直交している。
ノズル３０の上側には、複数の孔部３０ｈが設けられている。孔部３０ｈは、ノズル３０の長手方向において並設している。孔部３０ｈは、並列状に配列している。これらの孔部３０ｈは、基板１０側に対向している。孔部３０ｈの形状は、成膜装置１の上方から眺めて、例えば円状である。
【００１５】
孔部３０ｈと反対側のノズル３０には、複数の配管３０ａが接続されている。それぞれの配管３０ａは、ノズル３０下方に設けられた配管３０ｂに接続されている。配管３０ｂは、さらに配管３０ｃに接続されている。さらに、配管３０ｃは、材料源３１に接続している。
ノズル３０、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃの材質は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム（Ａｌ）等である。
配管３０ａ、材料源３１については、図示された数に限られるものではなく、さらに多くの配管３０ａ、材料源３１を設けてもよい。
【００１６】
成膜装置１は、一例として、有機ＥＬディスプレイを製造する工程で使用される装置である。例えば、成膜装置１は、有機ＥＬ素子の有機層を基板１０上にパターニングする場合に用いられる。有機層がパターニングされた基板１０は、有機層付き基板として、有機ＥＬディスプレイの一部品として使用される。このため、材料源３１には、有機ＥＬ素子の原料となる低分子有機材料が蓄えられている。なお、成膜装置１の使用用途は、有機ＥＬディスプレイを製造する目的外であってもよい。
【００１７】
低分子有機材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）等の発光物質、ペリレン、キンクリドン、クマリン、ＤＣＪＢＴ等の蛍光物質、芳香族アミン誘導体、１，３，４−オキサゾール誘導体、１，２，４-トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）等のキャリア輸送物質が該当する。
【００１８】
これらの蒸着材は、材料源３１に設けられたヒータ（図示しない）により加熱される。蒸着材は、材料源３１内で蒸発し、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃを通じて、ノズル３０にまで供給される。さらに、孔部３０ｈからは、蒸着材３２が基板１０側に向かい飛散する。ノズル３０と基板１０との間の距離は、蒸着速度の向上を図る都合上、なるべく短くすることが望ましい。また。この距離を短くすることにより、蒸着材の広角拡散が抑制される。これにより、蒸着材の使用効率が向上する。なお、孔部３０ｈの口径については、それぞれの孔部３０ｈから噴射する蒸着材の噴射量が略均一になるように、適宜調整される。
【００１９】
なお、ノズル３０、孔部３０ｈおよび配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、加熱することができる。この加熱により、成膜中には、ノズル３０、孔部３０ｈおよび配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃの内部には、気相状態の蒸着材が存在する。
加熱の方法としては、ノズル３０、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれの管内に設けられた棒状ヒータ、それぞれの管に巻き付けられるシースヒータ等により実施する（図示しない）。材料源３１、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよびノズル３０のそれぞれの温度は、所定の温度に制御される。
【００２０】
さらに、材料源３１と孔部３０ｈとの間には、蒸着材３２の流量を制御するための流量制御手段が設けられている。流量制御手段としては、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）等が該当する。
【００２１】
また、成膜装置１は、ノズル３０と、基板１０（マスク部材２０）との相対位置を変えることが可能な搬送手段を備える。この場合、基板１０は、背面側から静電チャック４０により支持され（図１（ｂ）参照）、静電チャック４０とともに基板１０が矢印Ａの方向に搬送される。図１（ａ）には、基板１０の全面を表示する都合上、静電チャック４０、搬送用ローラ４１を表示させていない。マスク部材２０については、例えば、基板１０の背面側に設けられた磁石により基板１０に固定される。この場合、マスク部材２０の少なくとも一部（例えば、外周）は、磁性体材で構成されている。
【００２２】
搬送手段としては、例えば、静電チャック４０の端の下側に設けられた搬送用ローラ４１が該当する。搬送用ローラ４１の回転軸（図示しない）は、矢印Ａの方向に対し略直交するように配置されている。この回転軸を回転させることにより、静電チャック４０に支持された基板１０およびマスク部材２０が孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送される。また、蒸着面側の全域がノズル３０に対し開放されている。
なお、搬送手段としては、静電チャック４０等をワイヤで牽引する方法、ベルトコンベア式で搬送する方法、搬送用アームにより搬送する方法等でもよい。
【００２３】
このような搬送手段により、基板１０を矢印Ａの方向に移動させることができる。これにより、基板１０の全面に蒸着材３２のパターニングが可能になる。例えば、マスク部材２０の開口２０ｈが矢印Ａの方向に略平行に形成されている場合には、基板１０に、ライン・スペース状のパターンが形成される。
【００２４】
さらに、成膜装置１においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５が設けられている。パイプ３５は、ノズル３０の外形と略同じ形状をしている。パイプ３５は、基板１０等を加熱することができる加熱手段である。このパイプ３５については、図２を用いて説明する。
【００２５】
図２には、矢印Ａの方向に対し略垂直な方向から成膜装置１を眺めた場合の模式図が示されている。
パイプ３５は、ノズル３０に対し、搬送により基板１０等が移動する方向（矢印Ａが示す方向）とは反対側に位置している。パイプ３５は、その内部に棒状のヒータ３５ｈを有する。このヒータ３５ｈにより、ヒータ３５ｈ周囲のパイプ３５が加熱される。これにより、パイプ３５は、基板１０およびマスク部材２０を下方側から予備加熱する熱源（予備ヒータ）として機能する。なお、パイプ３５の本数については、１本とは限らず、複数本としてもよい。パイプ３５の温度は、例えば、ノズル３０が蒸着時に到達する温度に設定する。あるいは、パイプ３５の温度は、少なくともノズル３０が蒸着時に到達する温度以上に設定してもよい。
なお、基板１０およびマスク部材２０を予備加熱する加熱手段は、上述したパイプ３５のほか、ランプ加熱に依ってもよい。
【００２６】
以上説明した各部材については、真空槽５０内部に設けられている（図１（ａ）参照）。成膜装置１は、真空槽５０の内部を減圧状態にする排気手段を備える（図示しない）。蒸着材３２、流量制御手段については、真空槽５０外に設けてもよい。
【００２７】
次に、成膜装置１の動作について説明する。
図３は、成膜装置１の動作を説明するための図である。図３では、成膜装置を上方から眺めた状態が示されている。
比較のために、図３（ａ）には、パイプ３５が設けられていない成膜装置１００が示され、図３（ｂ）には、本実施の形態に係る成膜装置１が示されている。なお、図３では、基板１０が表示されていないが、マスク部材２０上に基板１０が配置されているのは勿論である。
【００２８】
先ず、図３（ａ）に示す成膜装置１００の動作から説明する。
成膜装置１００においては、成膜装置１と同様に、蒸着（成膜）中に、基板１０およびマスク部材２０（以下、基板１０等）を矢印Ａの方向に搬送する。この際、ノズル３０の温度は、基板１０およびマスク部材２０の温度よりも高温に設定されているので、基板１０等は、ノズル３０からの輻射熱よってノズル３０上に位置する部分において膨張してしまう。
【００２９】
例えば、マスク部材２０が膨張する前の幅（矢印Ａの方向に対し略直交する方向の幅）を幅Ｂ１とすると、ノズル３０上に位置するマスク部材２０の幅Ｂ２は、時間とともに増加する（Ｂ２＞Ｂ１）。
これは、ノズル３０上に、基板１０等を搬送した直後においては、基板１０等は充分に伸びていない状態にあり、ノズル３０上に位置する基板１０等は、ノズル３０からの輻射熱よって蒸着中に膨張し続けるためである。
【００３０】
なお、基板１０の主成分は、ガラスであり、マスク部材２０の主成分は、金属であるので、マスク部材２０の方が基板１０よりも、線膨張係数が大きく伸びやすい傾向にある。 これにより、マスク部材２０に設けた開口２０ｈのピッチ、線幅は、蒸着中に変動してしまう。その結果、基板１０上に形成する被膜のパターンのピッチ、線幅等は、歪（いびつ）になる場合がある。
【００３１】
仮に、基板１０とマスク部材２０との線膨張係数を近接させたとしても、表示パネル等に用いられる基板１０のサイズは、近年、益々増大する傾向にある。これに応じて、マスク部材２０のサイズも増大する。従って、基板１０等を加熱した直後では、基板１０の周辺において、基板１０とマスク部材２０とがずれ易くなっている。
【００３２】
また、マスク部材２０は、均一な開口パターンを全面に配置しているとは限らない。さらに、マスク部材２０には、開口２０ｈがある部分と開口２０ｈがない部分とがある。これにより、基板１０等を加熱した直後では、基板１０およびマスク部材２０は、それぞれ不均一に膨張し、基板１０とマスク部材２０との位置ずれを起こし易い。
【００３３】
これに対し、図３（ｂ）に示す成膜装置１においては、ノズル３０とは別の熱源であるパイプ３５がノズル３０に隣接している。
このような装置では、基板１０等を矢印Ａの方向に搬送すると、基板１０等は、ノズル３０によって加熱される前に、パイプ３５によって予め加熱される。そして、搬送により、パイプ３５によって温められた部分の基板１０等がノズル３０上に位置しても、ノズル３０上に位置する基板１０等は、既にパイプ３５によって充分に温められた状態にある。
【００３４】
すなわち、ノズル３０上に位置する基板１０等は、蒸着（成膜）を開始する前から、膨張がほぼ終了した状態になっている。例えば、ノズル３０上に位置するマスク部材２０の幅を幅Ｂ３とすると、この幅Ｂ３は、蒸着中において変動し難く、安定している。
【００３５】
従って、成膜装置１においては、蒸着中に、マスク部材２０に設けた開口２０ｈのピッチ、線幅が変動し難くなる。このような状況で、基板１０に対し蒸着材の蒸着を行えば、基板１０上には、常時所望の被膜のパターンが形成される。
【００３６】
なお、マスク設計に関しては、上述した基板１０等の膨張がほぼ終了して、マスク部材のサイズが安定した状態でのマスクパターンを、正規のマスクパターンとして設計すればよい。このようなマスク部材を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００３７】
また、蒸着（成膜）中の基板１０等の膨張の程度をより安定させるには、パイプ３５を複数本、設けてもよい。
このように、成膜装置１では、並列状に配列した孔部３０ｈを有するノズル３０から蒸着材を飛散させつつ、孔部３０ｈに対向する基板１０およびマスク部材２０を、孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送する。基板１０およびマスク部材２０を搬送する際には、ノズル３０に隣接する加熱手段を用いて、基板１０の被蒸着部分を予備加熱してから被蒸着部分に蒸着材を蒸着する。
次に、成膜装置の変形例について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【実施例２】
【００３８】
図４は、成膜装置の要部模式図である。図４には、矢印Ａの方向に対し略垂直な方向から成膜装置を眺めた場合の模式図が示されている。
成膜装置２には、さらに、基板１０もしくはマスク部材２０の伸縮の程度を検出するセンサ３７が設けられている。また、成膜装置２は、パイプ３５のほか、ノズル３０の近傍に、別のパイプ３６を有する。パイプ３６は、その内部にヒータ３６ｈを有し、熱源として機能する。このパイプ３６からの輻射熱を制御することにより、基板１０もしくはマスク部材２０の膨張の程度を徴調整できる。
【００３９】
例えば、基板１０、マスク部材２０を複数準備した段階では、それぞれのサイズ、厚みは、均一であるとは限らない。従って、ノズル３０（もしくは、パイプ３５）から同じ熱量を放出させた場合、バッチ処理毎において基板１０、マスク部材２０の膨張する程度が異なる場合がある。
【００４０】
これに対し、成膜装置２では、センサ３７が検知した信号に基づき、帰還制御方式によってパイプ３６から放出される熱量を制御して、各バッチ毎の基板１０、マスク部材２０の膨張の程度が同じ程度になるように調整する。このような形態によれば、それぞれの基板１０上に形成される被膜のパターンの精度（位置、幅等）は、より向上する。
【実施例３】
【００４１】
図５は、成膜装置の要部模式図である。図５（ａ）には、成膜装置３の要部斜視が示され、図５（ｂ）には、成膜装置３のノズル３０の位置での成膜装置３の要部断面が示されている。図５（ｃ）には、被膜のパターンが形成された基板１０の平面が示されている。図５には、成膜後の基板１０等が表示されている。
【００４２】
成膜装置３は、ノズル３０の孔部３０ｈと、基板１０とを接近させた構造を有する。 成膜装置３では、並列状に配列した孔部３０ｈを有するノズル３０から蒸着材を飛散させつつ、孔部３０ｈに対向する基板１０およびマスク部材２０を、孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送する。基板１０およびマスク部材２０を搬送する際には、ノズル３０に隣接する加熱手段を用いて、基板１０の被蒸着部分を予備加熱してから被蒸着部分に蒸着材を蒸着する。
成膜装置３では、上述したマスク部材２０を取り付けることを要さず、基板１０にライン・スペースのパターンが形成される。
【００４３】
ここで、ノズル３０に設けられた孔部３０ｈのピッチ、口径は、基板１０上に形成するラインパターンのピッチ、線幅に対応している。例えば、孔部３０ｈのピッチは、３００μｍ以下であり、孔部３０ｈの口径は、１００μｍ以下である。
【００４４】
そして、搬送手段により、基板１０が矢印Ａの方向に移動すると、孔部３０ｈから飛散した蒸着材が直ちに基板１０上に付着し、基板１０の全面に蒸着材３２のラインパターン１０ｐが形成される。
【００４５】
また、成膜装置３においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５を設けてもよい。パイプ３５は、ノズル３０に対し、矢印Ａが示す方向とは逆側に位置している。パイプ３５は、上述したように、熱源（予備ヒータ）として機能する。
【００４６】
このような装置によれば、基板１０を矢印Ａの方向に搬送すると、基板１０は、ノズル３０によって加熱される前に、予め、パイプ３５によって加熱される。パイプ３５によって加熱された部分の基板１０がノズル３０上に位置したときには、ノズル３０上に位置する基板１０は、既にパイプ３５によって充分に温められている。すなわち、ノズル３０上に位置する基板１０は、蒸着（成膜）を開始する前から、膨張がほぼ終了した状態になっている。
【００４７】
従って、成膜装置３においては、蒸着中に、ノズル３０に設けた孔部３０ｈのピッチ、口径が変動し難くなる。このような状況で、基板１０に対し蒸着材の蒸着を行えば、基板１０上には、所望の被膜のパターンが形成される。
なお、ノズル３０の設計に関しては、基板１０およびノズル３０の膨張がほぼ終了して、それぞれサイズが安定した状態での孔部３０ｈのピッチ、口径を、正規のノズルとすればよい。このようなノズル３０を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００４８】
また、基板１０上に形成するラインパターンの位置、幅、ピッチを変更する場合には、それぞれのラインパターンに対応するノズル３０を複数準備すればよい。また、蒸着中に、基板１０が反る場合には、その反りの程度に適合させてノズル３０の形状を変えたり、孔部３０ｈのピッチを適宜変更すればよい。
【００４９】
成膜装置３によれば、マスク部材２０が不要になり、成膜処理の低コスト化を図ることができる。さらに、マスク部材２０を介さず、蒸着材を直接基板１０上に形成できるので、蒸着材料の使用効率が向上する。
【実施例４】
【００５０】
図６は、成膜装置の要部模式図である。図６（ａ）には、成膜装置４の要部斜視が示され、図６（ｂ）には、成膜装置４のノズル３０の位置での成膜装置４の要部断面が示されている。図６（ｃ）には、ノズル３０に設けられた突起部３０ｔの斜視図が示されている。図６には、成膜装置４のほか、成膜装置４に設置される基板１０等が表示されている。
【００５１】
成膜装置４においては、ノズル３０の孔部３０ｈ上に、円錐状の突起部３０ｔが接続している。突起部３０ｔは、ノズル３０の孔部３０ｈの位置から延在している。さらに、突起部３０ｔの先端には、孔部３０ｔｈが設けられている。孔部３０ｔｈの形状は、成膜装置４の上方から眺めて、例えば円状である。蒸着材は、孔部３０ｔｈから飛散させることができる。なお、孔部３０ｔｈの口径については、それぞれの孔部３０ｔｈから噴射する蒸着材の噴射量が略均一になるように、適宜調整される。
【００５２】
また、成膜装置４は、突起部３０ｔの先端と、基板１０とを接近させた構造を有する。成膜装置４では、上述したマスク部材２０を取り付けることを要さず、基板１０にライン・スペースのパターンが形成される。
ここで、ノズル３０に設けられた突起部３０ｔの孔部３０ｔｈのピッチ、口径は、基板１０上に形成するラインパターンのピッチ、線幅に対応している。例えば、孔部３０ｔｈのピッチは、３００μｍ以下であり、口径は、１００μｍ以下である。
【００５３】
そして、搬送手段により、基板１０が矢印Ａの方向に移動すると、孔部３０ｔｈから飛散した蒸着材が直ちに基板１０上に付着し、基板１０の全面に蒸着材３２のラインパターン１０ｐが形成される。
【００５４】
また、成膜装置４においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５を設けてもよい。このような構成によれば、蒸着中に、ノズル３０に設けた孔部３０ｔｈのピッチ、口径がより変動し難くなる。従って、基板１０上には、所望の被膜のパターンが形成される。
【００５５】
また、成膜装置４によれば、マスク部材２０が不要になり、成膜処理の低コスト化を図ることができる。さらに、マスク部材２０を介さず、蒸着材を直接基板１０上に形成できるので、蒸着材料の使用効率が向上する。
【００５６】
特に、成膜装置４では、突起部３０ｔを通じて、孔部３０ｔｈから蒸着材を飛散させるので、基板１０に入射する蒸着材の方向性がより向上する。これにより、ラインパターンの精度（位置、幅等）は、より向上する。
【００５７】
なお、突起部３０ｔを設けたノズル３０の設計に関しては、基板１０およびノズル３０の膨張がほぼ終了して、それぞれサイズが安定した状態での孔部３０ｔｈのピッチ、口径を、正規のノズルとすればよい。このようなノズル３０を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００５８】
また、基板１０上に形成するラインパターンの位置、幅、ピッチを変更する場合には、それぞれのラインパターンに対応するノズル３０を複数準備すればよい。また、蒸着中に、基板１０が反る場合には、その反りの程度に適合させてノズル３０の形状を変えたり、突起部３０ｔの高さを変えたり、孔部３０ｔｈのピッチを適宜変更すればよい。
【実施例５】
【００５９】
さらに、成膜装置に設けた各部材および成膜方法については、以下のように変形してもよい。
図７は、変形例を説明する図である。
例えば、図７（ａ）に示すように、突起部３０ｔにおいては、孔部３０ｔｈを成膜装置４の上方から眺めた場合、その形状を、例えば、矢印Ａの方向を長軸とする楕円、もしくは矢印Ａの方向に伸びる長円としている。
【００６０】
このような形態であれば、孔部３０ｔｈの形状が搬送方向に伸びているので、突起部３０ｔから噴出する蒸着材の噴出量に揺らぎが生じても、基板１０に付着する蒸着材の量が平均化される。これにより、ラインパターンの精度（位置、幅等）は、さらに向上する。
【００６１】
また、ノズル３０の各孔部３０ｈから噴出する蒸着材の流量をより均等に制御するには、配管３０ａ、３０ｂのコンダクタンスを適宜調整してもよい。
例えば、図７（ｂ）に示すように、ノズル３０の下方に設けられた配管３０ａについては、外側に位置する配管３０ａａの太さを、内側に位置する配管３０ａｂの太さよりも太くしてもよい。あるいは配管３０ｂについては、外側の配管３０ｂａの太さを内側の配管３０ｂｂの太さよりも太くしてもよい。
このような構造であれば、配管３０ａ、３０ｂは外側ほどコンダクタンスが高くなる。従って、ノズル３０の中心部に材料源３１を設けても、材料源３１から各々の孔部３０ｈに蒸着材を均等に行き渡らせることができる。なお、配管３０ａ、３０ｂのコンダクタンスは、その長さにより適宜調整してもよい。
【００６２】
また、成膜装置内には、ノズル３０を複数配置してもよい。例えば、配管３０ａ、３０ｂの形状を変えることにより、ノズル３０の長手方向において内側の孔部３０ｈほど蒸着材の噴出量が高いノズル３０、あるいは、外側の孔部３０ｈほど蒸着材の噴出量が高いノズル３０をＡ方向に並列することにより、基板１０上には、結果的に均一な厚みのラインパターンが形成される。
【００６３】
図８は、別の変形例を説明する図である。
例えば、基板１０等が搬送される方向Ａとノズル３０の孔部３０ｈが配列する方向（ノズル３０の長手方向Ｃ）とのなす角を略直交させずに蒸着を行ってもよい。この方法では、方向Ａと方向Ｃのなす角を変更することによって、簡便にラインパターンのピッチを変更することができる。
【００６４】
さらに、本実施の形態においては、Ａ方向に並設させた複数のノズル３０を、方向Ｃにおいて互いにずらすように配置して蒸着を実施してもよい。これにより、孔部３０ｈのピッチよりも微細なラインパターンが形成される。また、ラインパターンの各層の材質に応じた各々のノズルを増設する方法も本実施の形態に含まれる。
【００６５】
以上、本実施の形態について説明した。しかし、本実施の形態は、これらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、マスク部材２０には、ライン状の開口２０ｈを並設するほか、ドット状の開口を設けてもよい。
【００６６】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６７】
１、２、３、４、１００ 成膜装置
１０ 基板
１０ｐ ラインパターン
２０ マスク部材
２０ｈ 開口
３０ ノズル（蒸着源）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 配管
３０ｈ、３０ｔｈ 孔部
３０ｔ 突起部
３１ 材料源
３２ 蒸着材
３５ パイプ
３５ｈ ヒータ
３６ パイプ
３６ｈ ヒータ
３７ センサ
４０ 静電チャック
４１ 搬送用ローラ
５０ 真空槽
Ａ 矢印（基板搬送方向）
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 幅
Ｃ ノズルの長手方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧下で、大型の基板に被膜を形成する方法として、蒸着材をライン状の蒸着源に供給し、この蒸着源に設けた複数の開口を通じて蒸着材を基板に照射する方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。この方法では、基板の広範囲に被膜を形成するために、蒸着源に対向する基板を搬送しながら成膜を行う。
しかしながら、蒸着源が基板よりも高温であると、基板の直下に見かけ上、局部的な熱源が存在することになる。従って、成膜の最中に蒸着源上に位置する基板、もしくは基板と蒸着源との間に介在したマスク部材が膨張する場合がある。これにより、基板上に所望の被膜のパターンが形成できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１７９５７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、成膜中に基板を搬送しつつ、基板上に所望の被膜のパターンを形成する成膜方法および成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有し、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、基板およびマスク部材を前記孔部に対向させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交な方向に搬送する搬送手段と、前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて前記基板および前記マスク部材が前記搬送される方向とは反対側に設けられた、少なくとも１つの加熱手段と、を備え、前記基板および前記マスク部材を搬送しながら前記基板に前記蒸着材を蒸着する前に、前記加熱手段により前記基板の被蒸着部分を予備加熱することを特徴とする成膜装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、前記孔部に基板を近接させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に前記基板を搬送する搬送手段と、を備え、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ搬送しながら、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成膜中に基板を搬送しつつ、基板上に所望の被膜のパターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】成膜装置の要部模式図である。
【図２】成膜装置の要部模式図である。
【図３】成膜装置の動作を説明するための図である。
【図４】成膜装置の要部模式図である。
【図５】成膜装置の要部模式図である。
【図６】成膜装置の要部模式図である。
【図７】変形例を説明する図である。
【図８】変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る成膜装置の要部模式図である。図１（ａ）には、基板上に薄膜積層体を形成する成膜装置１の要部斜視が示され、図１（ｂ）には、成膜装置１のノズル（蒸着源）３０の位置での成膜装置１の要部断面が示されている。図１には、成膜装置１のほか、成膜装置１に設置される基板１０、マスク部材２０等が表示されている。
【００１３】
成膜装置１は、ノズル（蒸着源）３０と、基板１０を搬送する搬送手段（例えば、搬送用ローラ４１）と、ノズル３０に隣接する加熱手段（例えば、パイプ３５）と、を備える。
成膜装置１においては、大型で平面状の基板１０のほか、基板１０と略同じサイズのマスク部材２０を、その内部に設置することができる。基板１０は、例えば、ガラス基板、もしくは透明電極付きのガラス基板である。基板１０のサイズは、横（長手）６００ｍｍ、縦（短手）５００ｍｍである。
基板１０の下側に配置されたマスク部材２０は、例えば、金属製マスクである。マスク部材２０には、ライン状の開口２０ｈが複数設けられている。
【００１４】
また、成膜装置１においては、基板１０側に対向するように、ライン状のノズル３０が設けられている。ノズル３０の長手方向は、基板１０を搬送する方向（矢印Ａの方向）に対し略直交している。
ノズル３０の上側には、複数の孔部３０ｈが設けられている。孔部３０ｈは、ノズル３０の長手方向において並設している。孔部３０ｈは、並列状に配列している。これらの孔部３０ｈは、基板１０側に対向している。孔部３０ｈの形状は、成膜装置１の上方から眺めて、例えば円状である。
【００１５】
孔部３０ｈと反対側のノズル３０には、複数の配管３０ａが接続されている。それぞれの配管３０ａは、ノズル３０下方に設けられた配管３０ｂに接続されている。配管３０ｂは、さらに配管３０ｃに接続されている。さらに、配管３０ｃは、材料源３１に接続している。
ノズル３０、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃの材質は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム（Ａｌ）等である。
配管３０ａ、材料源３１については、図示された数に限られるものではなく、さらに多くの配管３０ａ、材料源３１を設けてもよい。
【００１６】
成膜装置１は、一例として、有機ＥＬディスプレイを製造する工程で使用される装置である。例えば、成膜装置１は、有機ＥＬ素子の有機層を基板１０上にパターニングする場合に用いられる。有機層がパターニングされた基板１０は、有機層付き基板として、有機ＥＬディスプレイの一部品として使用される。このため、材料源３１には、有機ＥＬ素子の原料となる低分子有機材料が蓄えられている。なお、成膜装置１の使用用途は、有機ＥＬディスプレイを製造する目的外であってもよい。
【００１７】
低分子有機材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）等の発光物質、ペリレン、キンクリドン、クマリン、ＤＣＪＢＴ等の蛍光物質、芳香族アミン誘導体、１，３，４−オキサゾール誘導体、１，２，４-トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）等のキャリア輸送物質が該当する。
【００１８】
これらの蒸着材は、材料源３１に設けられたヒータ（図示しない）により加熱される。蒸着材は、材料源３１内で蒸発し、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃを通じて、ノズル３０にまで供給される。さらに、孔部３０ｈからは、蒸着材３２が基板１０側に向かい飛散する。ノズル３０と基板１０との間の距離は、蒸着速度の向上を図る都合上、なるべく短くすることが望ましい。また。この距離を短くすることにより、蒸着材の広角拡散が抑制される。これにより、蒸着材の使用効率が向上する。なお、孔部３０ｈの口径については、それぞれの孔部３０ｈから噴射する蒸着材の噴射量が略均一になるように、適宜調整される。
【００１９】
なお、ノズル３０、孔部３０ｈおよび配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、加熱することができる。この加熱により、成膜中には、ノズル３０、孔部３０ｈおよび配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃの内部には、気相状態の蒸着材が存在する。
加熱の方法としては、ノズル３０、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれの管内に設けられた棒状ヒータ、それぞれの管に巻き付けられるシースヒータ等により実施する（図示しない）。材料源３１、配管３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよびノズル３０のそれぞれの温度は、所定の温度に制御される。
【００２０】
さらに、材料源３１と孔部３０ｈとの間には、蒸着材３２の流量を制御するための流量制御手段が設けられている。流量制御手段としては、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）等が該当する。
【００２１】
また、成膜装置１は、ノズル３０と、基板１０（マスク部材２０）との相対位置を変えることが可能な搬送手段を備える。この場合、基板１０は、背面側から静電チャック４０により支持され（図１（ｂ）参照）、静電チャック４０とともに基板１０が矢印Ａの方向に搬送される。図１（ａ）には、基板１０の全面を表示する都合上、静電チャック４０、搬送用ローラ４１を表示させていない。マスク部材２０については、例えば、基板１０の背面側に設けられた磁石により基板１０に固定される。この場合、マスク部材２０の少なくとも一部（例えば、外周）は、磁性体材で構成されている。
【００２２】
搬送手段としては、例えば、静電チャック４０の端の下側に設けられた搬送用ローラ４１が該当する。搬送用ローラ４１の回転軸（図示しない）は、矢印Ａの方向に対し略直交するように配置されている。この回転軸を回転させることにより、静電チャック４０に支持された基板１０およびマスク部材２０が孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送される。また、蒸着面側の全域がノズル３０に対し開放されている。
なお、搬送手段としては、静電チャック４０等をワイヤで牽引する方法、ベルトコンベア式で搬送する方法、搬送用アームにより搬送する方法等でもよい。
【００２３】
このような搬送手段により、基板１０を矢印Ａの方向に移動させることができる。これにより、基板１０の全面に蒸着材３２のパターニングが可能になる。例えば、マスク部材２０の開口２０ｈが矢印Ａの方向に略平行に形成されている場合には、基板１０に、ライン・スペース状のパターンが形成される。
【００２４】
さらに、成膜装置１においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５が設けられている。パイプ３５は、ノズル３０の外形と略同じ形状をしている。パイプ３５は、基板１０等を加熱することができる加熱手段である。このパイプ３５については、図２を用いて説明する。
【００２５】
図２には、矢印Ａの方向に対し略垂直な方向から成膜装置１を眺めた場合の模式図が示されている。
パイプ３５は、ノズル３０に対し、搬送により基板１０等が移動する方向（矢印Ａが示す方向）とは反対側に位置している。パイプ３５は、その内部に棒状のヒータ３５ｈを有する。このヒータ３５ｈにより、ヒータ３５ｈ周囲のパイプ３５が加熱される。これにより、パイプ３５は、基板１０およびマスク部材２０を下方側から予備加熱する熱源（予備ヒータ）として機能する。なお、パイプ３５の本数については、１本とは限らず、複数本としてもよい。パイプ３５の温度は、例えば、ノズル３０が蒸着時に到達する温度に設定する。あるいは、パイプ３５の温度は、少なくともノズル３０が蒸着時に到達する温度以上に設定してもよい。
なお、基板１０およびマスク部材２０を予備加熱する加熱手段は、上述したパイプ３５のほか、ランプ加熱に依ってもよい。
【００２６】
以上説明した各部材については、真空槽５０内部に設けられている（図１（ａ）参照）。成膜装置１は、真空槽５０の内部を減圧状態にする排気手段を備える（図示しない）。蒸着材３２、流量制御手段については、真空槽５０外に設けてもよい。
【００２７】
次に、成膜装置１の動作について説明する。
図３は、成膜装置１の動作を説明するための図である。図３では、成膜装置を上方から眺めた状態が示されている。
比較のために、図３（ａ）には、パイプ３５が設けられていない成膜装置１００が示され、図３（ｂ）には、本実施の形態に係る成膜装置１が示されている。なお、図３では、基板１０が表示されていないが、マスク部材２０上に基板１０が配置されているのは勿論である。
【００２８】
先ず、図３（ａ）に示す成膜装置１００の動作から説明する。
成膜装置１００においては、成膜装置１と同様に、蒸着（成膜）中に、基板１０およびマスク部材２０（以下、基板１０等）を矢印Ａの方向に搬送する。この際、ノズル３０の温度は、基板１０およびマスク部材２０の温度よりも高温に設定されているので、基板１０等は、ノズル３０からの輻射熱よってノズル３０上に位置する部分において膨張してしまう。
【００２９】
例えば、マスク部材２０が膨張する前の幅（矢印Ａの方向に対し略直交する方向の幅）を幅Ｂ１とすると、ノズル３０上に位置するマスク部材２０の幅Ｂ２は、時間とともに増加する（Ｂ２＞Ｂ１）。
これは、ノズル３０上に、基板１０等を搬送した直後においては、基板１０等は充分に伸びていない状態にあり、ノズル３０上に位置する基板１０等は、ノズル３０からの輻射熱よって蒸着中に膨張し続けるためである。
【００３０】
なお、基板１０の主成分は、ガラスであり、マスク部材２０の主成分は、金属であるので、マスク部材２０の方が基板１０よりも、線膨張係数が大きく伸びやすい傾向にある。 これにより、マスク部材２０に設けた開口２０ｈのピッチ、線幅は、蒸着中に変動してしまう。その結果、基板１０上に形成する被膜のパターンのピッチ、線幅等は、歪（いびつ）になる場合がある。
【００３１】
仮に、基板１０とマスク部材２０との線膨張係数を近接させたとしても、表示パネル等に用いられる基板１０のサイズは、近年、益々増大する傾向にある。これに応じて、マスク部材２０のサイズも増大する。従って、基板１０等を加熱した直後では、基板１０の周辺において、基板１０とマスク部材２０とがずれ易くなっている。
【００３２】
また、マスク部材２０は、均一な開口パターンを全面に配置しているとは限らない。さらに、マスク部材２０には、開口２０ｈがある部分と開口２０ｈがない部分とがある。これにより、基板１０等を加熱した直後では、基板１０およびマスク部材２０は、それぞれ不均一に膨張し、基板１０とマスク部材２０との位置ずれを起こし易い。
【００３３】
これに対し、図３（ｂ）に示す成膜装置１においては、ノズル３０とは別の熱源であるパイプ３５がノズル３０に隣接している。
このような装置では、基板１０等を矢印Ａの方向に搬送すると、基板１０等は、ノズル３０によって加熱される前に、パイプ３５によって予め加熱される。そして、搬送により、パイプ３５によって温められた部分の基板１０等がノズル３０上に位置しても、ノズル３０上に位置する基板１０等は、既にパイプ３５によって充分に温められた状態にある。
【００３４】
すなわち、ノズル３０上に位置する基板１０等は、蒸着（成膜）を開始する前から、膨張がほぼ終了した状態になっている。例えば、ノズル３０上に位置するマスク部材２０の幅を幅Ｂ３とすると、この幅Ｂ３は、蒸着中において変動し難く、安定している。
【００３５】
従って、成膜装置１においては、蒸着中に、マスク部材２０に設けた開口２０ｈのピッチ、線幅が変動し難くなる。このような状況で、基板１０に対し蒸着材の蒸着を行えば、基板１０上には、常時所望の被膜のパターンが形成される。
【００３６】
なお、マスク設計に関しては、上述した基板１０等の膨張がほぼ終了して、マスク部材のサイズが安定した状態でのマスクパターンを、正規のマスクパターンとして設計すればよい。このようなマスク部材を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００３７】
また、蒸着（成膜）中の基板１０等の膨張の程度をより安定させるには、パイプ３５を複数本、設けてもよい。
このように、成膜装置１では、並列状に配列した孔部３０ｈを有するノズル３０から蒸着材を飛散させつつ、孔部３０ｈに対向する基板１０およびマスク部材２０を、孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送する。基板１０およびマスク部材２０を搬送する際には、ノズル３０に隣接する加熱手段を用いて、基板１０の被蒸着部分を予備加熱してから被蒸着部分に蒸着材を蒸着する。
次に、成膜装置の変形例について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【実施例２】
【００３８】
図４は、成膜装置の要部模式図である。図４には、矢印Ａの方向に対し略垂直な方向から成膜装置を眺めた場合の模式図が示されている。
成膜装置２には、さらに、基板１０もしくはマスク部材２０の伸縮の程度を検出するセンサ３７が設けられている。また、成膜装置２は、パイプ３５のほか、ノズル３０の近傍に、別のパイプ３６を有する。パイプ３６は、その内部にヒータ３６ｈを有し、熱源として機能する。このパイプ３６からの輻射熱を制御することにより、基板１０もしくはマスク部材２０の膨張の程度を徴調整できる。
【００３９】
例えば、基板１０、マスク部材２０を複数準備した段階では、それぞれのサイズ、厚みは、均一であるとは限らない。従って、ノズル３０（もしくは、パイプ３５）から同じ熱量を放出させた場合、バッチ処理毎において基板１０、マスク部材２０の膨張する程度が異なる場合がある。
【００４０】
これに対し、成膜装置２では、センサ３７が検知した信号に基づき、帰還制御方式によってパイプ３６から放出される熱量を制御して、各バッチ毎の基板１０、マスク部材２０の膨張の程度が同じ程度になるように調整する。このような形態によれば、それぞれの基板１０上に形成される被膜のパターンの精度（位置、幅等）は、より向上する。
【実施例３】
【００４１】
図５は、成膜装置の要部模式図である。図５（ａ）には、成膜装置３の要部斜視が示され、図５（ｂ）には、成膜装置３のノズル３０の位置での成膜装置３の要部断面が示されている。図５（ｃ）には、被膜のパターンが形成された基板１０の平面が示されている。図５には、成膜後の基板１０等が表示されている。
【００４２】
成膜装置３は、ノズル３０の孔部３０ｈと、基板１０とを接近させた構造を有する。 成膜装置３では、並列状に配列した孔部３０ｈを有するノズル３０から蒸着材を飛散させつつ、孔部３０ｈに対向する基板１０およびマスク部材２０を、孔部３０ｈが配列する方向に対し略直交に搬送する。基板１０およびマスク部材２０を搬送する際には、ノズル３０に隣接する加熱手段を用いて、基板１０の被蒸着部分を予備加熱してから被蒸着部分に蒸着材を蒸着する。
成膜装置３では、上述したマスク部材２０を取り付けることを要さず、基板１０にライン・スペースのパターンが形成される。
【００４３】
ここで、ノズル３０に設けられた孔部３０ｈのピッチ、口径は、基板１０上に形成するラインパターンのピッチ、線幅に対応している。例えば、孔部３０ｈのピッチは、３００μｍ以下であり、孔部３０ｈの口径は、１００μｍ以下である。
【００４４】
そして、搬送手段により、基板１０が矢印Ａの方向に移動すると、孔部３０ｈから飛散した蒸着材が直ちに基板１０上に付着し、基板１０の全面に蒸着材３２のラインパターン１０ｐが形成される。
【００４５】
また、成膜装置３においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５を設けてもよい。パイプ３５は、ノズル３０に対し、矢印Ａが示す方向とは逆側に位置している。パイプ３５は、上述したように、熱源（予備ヒータ）として機能する。
【００４６】
このような装置によれば、基板１０を矢印Ａの方向に搬送すると、基板１０は、ノズル３０によって加熱される前に、予め、パイプ３５によって加熱される。パイプ３５によって加熱された部分の基板１０がノズル３０上に位置したときには、ノズル３０上に位置する基板１０は、既にパイプ３５によって充分に温められている。すなわち、ノズル３０上に位置する基板１０は、蒸着（成膜）を開始する前から、膨張がほぼ終了した状態になっている。
【００４７】
従って、成膜装置３においては、蒸着中に、ノズル３０に設けた孔部３０ｈのピッチ、口径が変動し難くなる。このような状況で、基板１０に対し蒸着材の蒸着を行えば、基板１０上には、所望の被膜のパターンが形成される。
なお、ノズル３０の設計に関しては、基板１０およびノズル３０の膨張がほぼ終了して、それぞれサイズが安定した状態での孔部３０ｈのピッチ、口径を、正規のノズルとすればよい。このようなノズル３０を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００４８】
また、基板１０上に形成するラインパターンの位置、幅、ピッチを変更する場合には、それぞれのラインパターンに対応するノズル３０を複数準備すればよい。また、蒸着中に、基板１０が反る場合には、その反りの程度に適合させてノズル３０の形状を変えたり、孔部３０ｈのピッチを適宜変更すればよい。
【００４９】
成膜装置３によれば、マスク部材２０が不要になり、成膜処理の低コスト化を図ることができる。さらに、マスク部材２０を介さず、蒸着材を直接基板１０上に形成できるので、蒸着材料の使用効率が向上する。
【実施例４】
【００５０】
図６は、成膜装置の要部模式図である。図６（ａ）には、成膜装置４の要部斜視が示され、図６（ｂ）には、成膜装置４のノズル３０の位置での成膜装置４の要部断面が示されている。図６（ｃ）には、ノズル３０に設けられた突起部３０ｔの斜視図が示されている。図６には、成膜装置４のほか、成膜装置４に設置される基板１０等が表示されている。
【００５１】
成膜装置４においては、ノズル３０の孔部３０ｈ上に、円錐状の突起部３０ｔが接続している。突起部３０ｔは、ノズル３０の孔部３０ｈの位置から延在している。さらに、突起部３０ｔの先端には、孔部３０ｔｈが設けられている。孔部３０ｔｈの形状は、成膜装置４の上方から眺めて、例えば円状である。蒸着材は、孔部３０ｔｈから飛散させることができる。なお、孔部３０ｔｈの口径については、それぞれの孔部３０ｔｈから噴射する蒸着材の噴射量が略均一になるように、適宜調整される。
【００５２】
また、成膜装置４は、突起部３０ｔの先端と、基板１０とを接近させた構造を有する。成膜装置４では、上述したマスク部材２０を取り付けることを要さず、基板１０にライン・スペースのパターンが形成される。
ここで、ノズル３０に設けられた突起部３０ｔの孔部３０ｔｈのピッチ、口径は、基板１０上に形成するラインパターンのピッチ、線幅に対応している。例えば、孔部３０ｔｈのピッチは、３００μｍ以下であり、口径は、１００μｍ以下である。
【００５３】
そして、搬送手段により、基板１０が矢印Ａの方向に移動すると、孔部３０ｔｈから飛散した蒸着材が直ちに基板１０上に付着し、基板１０の全面に蒸着材３２のラインパターン１０ｐが形成される。
【００５４】
また、成膜装置４においては、ノズル３０に隣接するように、パイプ３５を設けてもよい。このような構成によれば、蒸着中に、ノズル３０に設けた孔部３０ｔｈのピッチ、口径がより変動し難くなる。従って、基板１０上には、所望の被膜のパターンが形成される。
【００５５】
また、成膜装置４によれば、マスク部材２０が不要になり、成膜処理の低コスト化を図ることができる。さらに、マスク部材２０を介さず、蒸着材を直接基板１０上に形成できるので、蒸着材料の使用効率が向上する。
【００５６】
特に、成膜装置４では、突起部３０ｔを通じて、孔部３０ｔｈから蒸着材を飛散させるので、基板１０に入射する蒸着材の方向性がより向上する。これにより、ラインパターンの精度（位置、幅等）は、より向上する。
【００５７】
なお、突起部３０ｔを設けたノズル３０の設計に関しては、基板１０およびノズル３０の膨張がほぼ終了して、それぞれサイズが安定した状態での孔部３０ｔｈのピッチ、口径を、正規のノズルとすればよい。このようなノズル３０を用いれば、バッチ処理毎に所望の被膜のパターンが形成される。
【００５８】
また、基板１０上に形成するラインパターンの位置、幅、ピッチを変更する場合には、それぞれのラインパターンに対応するノズル３０を複数準備すればよい。また、蒸着中に、基板１０が反る場合には、その反りの程度に適合させてノズル３０の形状を変えたり、突起部３０ｔの高さを変えたり、孔部３０ｔｈのピッチを適宜変更すればよい。
【実施例５】
【００５９】
さらに、成膜装置に設けた各部材および成膜方法については、以下のように変形してもよい。
図７は、変形例を説明する図である。
例えば、図７（ａ）に示すように、突起部３０ｔにおいては、孔部３０ｔｈを成膜装置４の上方から眺めた場合、その形状を、例えば、矢印Ａの方向を長軸とする楕円、もしくは矢印Ａの方向に伸びる長円としている。
【００６０】
このような形態であれば、孔部３０ｔｈの形状が搬送方向に伸びているので、突起部３０ｔから噴出する蒸着材の噴出量に揺らぎが生じても、基板１０に付着する蒸着材の量が平均化される。これにより、ラインパターンの精度（位置、幅等）は、さらに向上する。
【００６１】
また、ノズル３０の各孔部３０ｈから噴出する蒸着材の流量をより均等に制御するには、配管３０ａ、３０ｂのコンダクタンスを適宜調整してもよい。
例えば、図７（ｂ）に示すように、ノズル３０の下方に設けられた配管３０ａについては、外側に位置する配管３０ａａの太さを、内側に位置する配管３０ａｂの太さよりも太くしてもよい。あるいは配管３０ｂについては、外側の配管３０ｂａの太さを内側の配管３０ｂｂの太さよりも太くしてもよい。
このような構造であれば、配管３０ａ、３０ｂは外側ほどコンダクタンスが高くなる。従って、ノズル３０の中心部に材料源３１を設けても、材料源３１から各々の孔部３０ｈに蒸着材を均等に行き渡らせることができる。なお、配管３０ａ、３０ｂのコンダクタンスは、その長さにより適宜調整してもよい。
【００６２】
また、成膜装置内には、ノズル３０を複数配置してもよい。例えば、配管３０ａ、３０ｂの形状を変えることにより、ノズル３０の長手方向において内側の孔部３０ｈほど蒸着材の噴出量が高いノズル３０、あるいは、外側の孔部３０ｈほど蒸着材の噴出量が高いノズル３０をＡ方向に並列することにより、基板１０上には、結果的に均一な厚みのラインパターンが形成される。
【００６３】
図８は、別の変形例を説明する図である。
例えば、基板１０等が搬送される方向Ａとノズル３０の孔部３０ｈが配列する方向（ノズル３０の長手方向Ｃ）とのなす角を略直交させずに蒸着を行ってもよい。この方法では、方向Ａと方向Ｃのなす角を変更することによって、簡便にラインパターンのピッチを変更することができる。
【００６４】
さらに、本実施の形態においては、Ａ方向に並設させた複数のノズル３０を、方向Ｃにおいて互いにずらすように配置して蒸着を実施してもよい。これにより、孔部３０ｈのピッチよりも微細なラインパターンが形成される。また、ラインパターンの各層の材質に応じた各々のノズルを増設する方法も本実施の形態に含まれる。
【００６５】
以上、本実施の形態について説明した。しかし、本実施の形態は、これらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、マスク部材２０には、ライン状の開口２０ｈを並設するほか、ドット状の開口を設けてもよい。
【００６６】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６７】
１、２、３、４、１００ 成膜装置
１０ 基板
１０ｐ ラインパターン
２０ マスク部材
２０ｈ 開口
３０ ノズル（蒸着源）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 配管
３０ｈ、３０ｔｈ 孔部
３０ｔ 突起部
３１ 材料源
３２ 蒸着材
３５ パイプ
３５ｈ ヒータ
３６ パイプ
３６ｈ ヒータ
３７ センサ
４０ 静電チャック
４１ 搬送用ローラ
５０ 真空槽
Ａ 矢印（基板搬送方向）
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 幅
Ｃ ノズルの長手方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、
前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、
前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
並列状に配列した複数の孔部を有し、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜方法。
【請求項３】
前記蒸着源から延在する突起部の先端に設けられた前記孔部を前記基板に接近させながら、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、
基板およびマスク部材を前記孔部に対向させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交な方向に搬送する搬送手段と、
前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて前記基板および前記マスク部材が前記搬送される方向とは反対側に設けられた、少なくとも１つの加熱手段と、
を備え、
前記基板および前記マスク部材を搬送しながら前記基板に前記蒸着材を蒸着する前に、前記加熱手段により前記基板の被蒸着部分を予備加熱することを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、
前記孔部に基板を近接させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に前記基板を搬送する搬送手段と、
を備え、
前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ搬送しながら、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜装置。
【請求項１】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板およびマスク部材を前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記蒸着材を蒸着して薄膜を積層する成膜方法であって、
前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて搬送により前記基板および前記マスク部材が移動する方向とは反対側に設けられた加熱手段を用いて、前記基板の被蒸着部分を予備加熱した後、
前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
並列状に配列した複数の孔部を有し、ライン状の蒸着源の前記孔部から蒸着材を飛散させながら、前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に搬送し、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜方法。
【請求項３】
前記蒸着源から延在する突起部の先端に設けられた前記孔部を前記基板に接近させながら、前記被蒸着部分に前記蒸着材を蒸着することを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、
基板およびマスク部材を前記孔部に対向させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交な方向に搬送する搬送手段と、
前記蒸着源に隣接し、前記蒸着源からみて前記基板および前記マスク部材が前記搬送される方向とは反対側に設けられた、少なくとも１つの加熱手段と、
を備え、
前記基板および前記マスク部材を搬送しながら前記基板に前記蒸着材を蒸着する前に、前記加熱手段により前記基板の被蒸着部分を予備加熱することを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
並列状に配列した複数の孔部を有する、ライン状の蒸着源と、
前記孔部に基板を近接させつつ前記孔部が配列する方向に対して略直交する方向に前記基板を搬送する搬送手段と、
を備え、
前記孔部に対向する基板を前記孔部に接近させつつ搬送しながら、前記基板の上に前記孔部のそれぞれから飛散させた前記蒸着材を蒸着して、前記基板の上に互いに分離した複数のライン状の薄膜を積層する成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−６８９１６（Ｐ２０１１−６８９１６Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８２７１（Ｐ２００９−２１８２７１）
【出願日】平成２１年９月２２日（２００９．９．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２２日（２００９．９．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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