成膜装置、成膜方法
【課題】高密度な有機薄膜をマスク成膜で成膜する
【解決手段】本発明に用いるマスク７０は、貫通孔７２の内壁面が傾斜し、貫通孔７２は基板７側程狭く、放出装置５０側程広くなっている。従って、マスク本体７１の厚さが５０μｍ以上２００μｍ以下と厚い場合であっても、貫通孔７２の底面７４縁部分に斜めに入射する蒸気も基板７に到達可能であり、膜厚均一な有機薄膜８が形成される。マスク本体７１が厚いため、マスク７０は変形し難く、洗浄等によって再利用が可能であり、成膜精度も落ちない。
【解決手段】本発明に用いるマスク７０は、貫通孔７２の内壁面が傾斜し、貫通孔７２は基板７側程狭く、放出装置５０側程広くなっている。従って、マスク本体７１の厚さが５０μｍ以上２００μｍ以下と厚い場合であっても、貫通孔７２の底面７４縁部分に斜めに入射する蒸気も基板７に到達可能であり、膜厚均一な有機薄膜８が形成される。マスク本体７１が厚いため、マスク７０は変形し難く、洗浄等によって再利用が可能であり、成膜精度も落ちない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成膜装置と成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の分野において、有機ＥＬ表示装置が注目されている。
有機ＥＬ表示装置の有機薄膜を成膜するために、従来では図６の符号１０１に示すような蒸着装置が用いられている。
蒸着装置１０１は真空槽１１１を有している。真空槽１１１内の天井付近には基板ホルダ１１２が水平配置されている。基板ホルダ１１２はモーター１１８に取り付けられており、モーター１１８を動作させると、基板ホルダ１１２は鉛直な回転軸線を中心として回転し、基板ホルダ１１２が水平面内で回転する。
【０００３】
真空槽１１１内の底壁側には、有機材料１１６の配置された蒸発容器１１５が、基板ホルダ１１２の回転軸線より離間した位置に配置されている。蒸発容器１１５には蒸気を放出するための小さな開口（放出孔）を有している。
この蒸着装置１０１を用いて有機薄膜を形成するためには、先ず、真空排気系１１９により、真空槽１１１内に真空雰囲気を形成し、該真空雰囲気を維持したまま、成膜対象物である基板１１３を搬入し、基板ホルダ１１２に取り付ける。
【０００４】
不図示の加熱装置により、有機材料１１６を加熱し、有機材料１１６の蒸気を発生させながら、基板ホルダ１１２を回転させる。
符号１１７は、有機材料１１６の蒸気が放出される方向を模式的に示すものであり、蒸気は蒸発容器１１５の放出孔から拡散して放出される。
【０００５】
蒸発容器１１５の開口は、基板ホルダ１１２の回転軸線から離間させてあるため、基板１１３に到達する蒸気量は、基板ホルダ１１２が一回転する間に変化し、平均すると基板１１３表面に略同一量の蒸気が到達するようにされている。
ところで、基板１１３の所定領域だけに有機膜を形成する場合には、基板と放出孔の間にマスクを配置するマスク成膜が行なわれる。
【０００６】
図７は、基板１１３表面にマスク１２０を装着させたものであり、マスク１２０には開口１２５が形成され、開口１２５を通過した蒸気によって、有機膜が開口１２５底面に部分的に露出する基板１１３の表面に形成される。
図８は、開口１２５部分の部分拡大図であり、図中の符号１２１、１２２はマスク１２０及び基板１１３に入射する蒸気の飛行方向を示している。
【０００７】
マスク１２０と交差しない飛行方向１２１の蒸気は開口１２５を通過して基板１１３に入射するが、マスク１２０と交差する飛行方向１２２の蒸気は、マスク１２０と衝突し、基板１１３表面に到達できない。
同図の符号θpは、基板表面に垂直な垂線Ｈと、蒸気の飛行方向とが成す角度である入射角度を示している。
【０００８】
蒸気が垂線Ｈに対して傾斜し、入射角度θpでマスク１２０に入射すると、マスク１２０のうち、蒸気の飛行方向１２２と交差する部分によって、開口１２５底面に影ができ、開口１２５底面の縁部分には蒸気が到達しない。従って、開口１２５の底面には、開口１２５よりも狭い面積にしか薄膜１３０が形成されない。
【０００９】
マスク１２０の厚みを薄くすれば、蒸気の飛行方向１２２と交差する部分が小さくなり、開口１２５底面の影ができる場所が狭くなるから、開口１２５底面に形成される薄膜１３０の面積を広くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３６２９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２３９６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
フルカラー表示の有機ＥＬ表示装置は、例えば画素ピッチ（中心間の距離）が３７０μｍ、画素数が１２８０×１０２４であるが、そのような微細な画素パターンは、厚さが１８μｍ以上５０μｍ未満の薄いマスク１２０でないと成膜できなかった。
【００１２】
しかし、薄いマスク１２０は撓み易く、そのためマスク１２０を基板１１３に装着する際に張力を与えるが、張力により開口１２５に歪みが生じ、成膜精度が落ちるという問題がある。またマスク１２０が薄いと破損しやすいため、洗浄が困難という問題もある。
【００１３】
そのため、マスク成膜の代わりに、レーザー照射により有機材料を基板に転写するレーザー転写法が提案されているが、レーザー転写法はマスク成膜に比べ成膜コストが高いという問題がある。
【００１４】
また、均一に成膜する為に、基板の中心からオフセットした蒸発源から蒸気を発生させ、基板を回転させる必要があるが、基板の大型化により基板の回転が困難になっている。また、蒸発源と基板間が広くなるため、材料の無駄も多くなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明は、成膜対象である基板が配置される真空槽と、前記基板に成膜する蒸着材料の蒸気を発生させる蒸発源と、前記蒸発源で発生した蒸気が供給される放出装置とを有し、前記放出装置の少なくとも一部は前記真空槽内部に位置し、前記放出装置の前記真空槽内部に位置する面に、複数の放出孔が互いに離間して配置され、前記放出部と前記基板の間にはマスクが配置され、前記放出装置に供給された前記蒸気は、前記放出孔から前記真空槽内部に放出され、前記マスクの貫通孔を通った前記蒸気が前記基板に到達し、薄膜が形成される成膜装置であって、前記マスクは、厚さ５０μｍ以上２００μｍ以下の板状のマスク本体と、前記マスク本体に形成された複数の貫通孔とを有し、前記マスクは、表面を前記基板に向け、裏面を前記放出部に向けて配置され、前記各貫通孔の内壁面には、前記マスク本体の前記基板側の面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記放出部側の面と鈍角を成す傾斜部が形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記貫通孔の平面形状は多角形であり、前記傾斜部は、前記貫通孔の全辺に形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記貫通孔の平面形状は細長であり、前記傾斜部は前記貫通孔の長辺に形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記傾斜部と、前記マスク本体表面に対して垂直な垂線との成す角度が、５２°以上６５°以下にされた成膜装置である。
本発明は、蒸発源で発生した有機材料を放出装置に供給し、前記放出装置に設けられた複数の放出孔から、前記蒸気を真空槽内部に放出し、前記真空槽内部の基板と前記放出装置との間に、板状のマスク本体に複数の貫通孔が形成されたマスクを配置しておき、前記貫通孔を通った蒸気を、前記基板に到達させて有機薄膜を形成する成膜方法であって、前記マスク本体の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記貫通孔の内壁面に、前記マスク本体の片面である第一面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記第一面と反対側の面である第二面と鈍角を成す傾斜部が形成された前記マスクを、前記第一面が前記基板と対面し、前記第二面が前記放出装置と対面するように配置して、前記放出孔から前記蒸気を放出させる成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記傾斜部と、前記第一面に垂直な垂線との成す角度を、５２°以上６５°以下にする成膜方法である。
【発明の効果】
【００１６】
マスクが厚いので貫通孔に歪みが生じにくく成膜精度が高い上、洗浄が可能であり、マスクの寿命が長い。貫通孔のピッチ（中心間の距離）が短く、また、貫通孔が小径な場合でも、基板の貫通孔の底面に露出する部分に均一に薄膜を形成可能であり、高密度画素のフルカラー有機ＥＬ表示装置を製造できる。有機薄膜をマスク成膜で成膜可能なため、有機ＥＬ表示装置の製造コストが下がる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す断面図
【図２】本発明の成膜装置の一例を模式的に示す平面図
【図３】マスクの一例を示す平面図
【図４】マスクの他の例を示す平面図
【図５】マスクの貫通孔の部分の拡大断面図
【図６】従来技術の成膜装置の一例を示す断面図
【図７】従来技術の成膜装置にマスクを配置した状態を示す断面図
【図８】従来技術のマスクの拡大断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１、２の符号１は本発明の成膜装置の一例を示しており、図１は図２のＡ−Ａ切断線断面図に相当する。成膜装置１は真空槽１１と、真空槽１１内部に配置された放出装置５０と、真空槽１１外部に配置された蒸発源２０とを有している。図２では真空槽は省略している。
【００１９】
蒸発源２０は、タンク３１と、タンク３１の下方に配置された加熱室２１と、加熱室２１とタンク３１の間に配置された供給管３６とを有している。供給管３６の上端はタンク３１に、下端は加熱室２１に気密に接続され、タンク３１と加熱室２１は供給管３６により気密に接続されている。
【００２０】
供給管３６には回転軸３５が挿通されている。回転軸３５の側面には螺旋状のネジ溝が形成されている。図１は粉体の有機材料３９をタンク３１に収容した状態を示しており、不図示の回転手段により、回転軸３５を供給管３６内で中心軸線を中心として回転させると、有機材料３９は回転軸３５のネジ溝を通って供給管３６内を下方へ移動し、供給管３６の下端から加熱室２１内部に落下する。
【００２１】
加熱室２１内の供給管３６の真下位置には加熱台２２が配置されている。真空槽１１と加熱室２１とタンク３１には真空排気系１９が接続されており、真空排気系１９により、真空槽１１と加熱室２１とタンク３１の内部に真空雰囲気を形成した後、真空槽１１の真空排気を続けながら、加熱室２１とタンク３１の真空排気を停止する。
【００２２】
所望膜厚の成膜に必要な有機材料３９の量と、その有機材料３９を落下させるのに必要な回転軸３５の回転量とを求めておく。加熱手段２５により加熱台２２を、有機材料３９の蒸発温度以上に加熱しておき、回転軸３５を求めた回転量回転させ、必要量の有機材料３９を加熱台２２に落下させて加熱し、必要量の有機材料３９の蒸気を加熱室２１内に発生させる。
【００２３】
加熱室２１には配管４９の一端が接続され、配管４９の他端は一本の収集管４７に接続されている。配管４９の途中には加熱装置４６が設けられており、加熱室２１で発生した蒸気は、析出せずに配管４９を通って収集管４７に送られる。
収集管４７には複数の接続管４８の一端が接続され、接続管４８の他端は放出装置５０に接続されており、蒸気は収集管４７に充満し、濃度が均一になってから、各接続管４８を通って放出装置５０に供給される。
【００２４】
放出装置５０は放出容器５１を有している。放出容器５１の内部は一又は複数に区分けされ、区分けされた各空間５２に接続管４８がそれぞれ接続され、収集管４７から蒸気が供給される。
放出容器５１の天井には、複数の放出孔６０が行列状又は千鳥状に配置されている。従って、同一面（放出面）内に、複数の放出孔６０が間隔を空けて並べられた列が、複数列配置され、放出孔６０が点在している。尚、放出孔６０は細長形状でもよく、その場合、放出孔６０を同一面内で互いに平行に配置しておく。
【００２５】
放出容器５１の区分けされた各空間には、一列以上の放出孔６０（又は一本以上の細長い放出孔６０）が接続され、列を構成する各放出孔６０から真空槽１１の内部空間へ放出される。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま真空槽１１内に基板７を搬入しておき、放出孔６０から蒸気が放出される前に、基板７を、放出孔６０が配置された面上に配置し、基板７と放出装置５０の間に、後述するよう位置合わせしたマスク７０を、基板７と平行に配置しておく。
【００２６】
マスク７０は、板状のマスク本体７１と、マスク本体７１を表面から裏面まで貫通する複数の貫通孔７２とを有している。貫通孔７２の平面形状は、四角形等の多角形であって、行列状又は千鳥状に並べられている（図３）。従って、複数の貫通孔７２が並べられた列が、同一面内に間隔を空けて複数列配置されている。
【００２７】
図５は図３のＢ−Ｂ切断線断面図であり、貫通孔７２の内壁面７７を構成するマスク本体７１が、マスク本体７１の基板７に向けられた面（第一面７８）と鋭角を成し、反対側の面（第二面７９）と鈍角を成すように傾斜している。従って、貫通孔７２は第一面７８側が、第二面７９側よりも狭くなっている。
【００２８】
マスク７０は第一面７８を基板７に、第二面７９を放出装置５０に向けて配置されている。貫通孔７２は基板７側よりも放出装置５０側が広くなっており、貫通孔７２の内壁面７７は、第一、第二面７８、７９に垂直な垂線Ｈから傾斜する。
図５の符号θbは、垂線Ｈと貫通孔７２内壁面７７との成す角度である傾斜角度(≦９０°)を示している。
【００２９】
従来の装置１０１では、貫通孔（開口１２５）底面の縁部分がマスク１２０の影になり、その縁部分に向かって入射角度θpで飛行する蒸気は到達できなかったが（図８）、本発明では貫通孔７２の内壁面７７が傾斜し、貫通孔７２の底面７４は影にならないから、入射角度θiが傾斜角度θb以下であれば、底面７４の縁部分に向かって飛行する蒸気が貫通孔７２を通過して基板７に到達できる。
従って、マスク本体７１の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下と厚くても、底面７４の縁部分に蒸気が到達可能であり、その縁部分の膜厚が従来よりも厚くなるから、膜厚均一な有機薄膜８が形成される。
【００３０】
基板７とマスク７０は平行だから、垂線Ｈは基板７に対しても垂直であり、その垂線Ｈと蒸気の飛行方向Ｄとの成す角度を入射角度θi(≦９０°)とすると、入射角度θiの平均は、従来の装置１０１の入射角度θpの平均に比べ小さくなる。即ち、本発明では、貫通孔７２の周辺に、入射角度θiが傾斜角度θb以下の蒸気が入射できるから、有機薄膜８の成膜効率が高くなる。
【００３１】
上述した必要量の有機材料３９が蒸発し、その蒸気が放出孔６０から放出されると、有機薄膜８が所望膜厚に達する。有機薄膜８が形成された基板７をマスク７０と一緒に、真空槽１１外部に搬出するか、基板７をマスク７０から取り外し、マスク７０を真空槽１１内部に残し、基板７のみを真空槽１１から搬出する。
【００３２】
マスク７０を真空槽１１内に残す場合、未処理の基板７を真空槽１１内部に搬入し、その基板７の各成膜部が貫通孔７２の底面に露出するように、マスク７０と基板７を位置合わせし、位置合わせされたマスク７０と基板７を放出装置５０上に配置した状態で、真空槽１１内部に蒸気を放出させて成膜を開始する。
マスク７０を基板７と一緒に搬出する場合は、真空槽１１外部で、新たな基板７とマスク７０との位置合わせをし、マスク７０と基板７の位置関係を固定してから真空槽１１内部に搬入してもよい。
【００３３】
有機薄膜８の成膜を続けると、蒸気がマスク７０に析出して貫通孔７２の形状が狭くなり、成膜精度が落ちるため、一枚以上の所定枚数の基板７に有機薄膜８を形成後、マスク７０を基板７から取り外して洗浄を行なう。
【００３４】
洗浄は、エッチング等の化学洗浄、真空プラズマ洗浄、又はブラッシング等の機械洗浄と特に限定されないが、マスク本体７１は厚さが５０μｍ以上と厚いため、いずれの洗浄方法でも変形し難い。従って、マスク７０を繰り返し使用することが可能であり、その結果有機ＥＬ表示装置の製造コストが下がる。
また、マスク７０の厚みが５０μｍ以上と厚いと、従来のように、張力を加えなくてもマスク７０が撓まないので、マスク７０用のフレームが不要である。
【００３５】
赤、青、緑等２色以上の有機薄膜８を異なる場所に形成して、カラー表示の有機ＥＬ表示装置を形成する場合、図１、２の成膜装置１を複数台用意し、各色の有機薄膜８を別々の成膜装置１で成膜してもよい。
また、一つの成膜装置１で２色以上の有機薄膜８を形成してもよく、その場合は、放出装置５０に複数の蒸発源２０を接続し、各色の有機材料３９の蒸気を、別々の蒸発源２０で蒸発させる。
【００３６】
いずれの場合も、第１色目の有機薄膜８を形成した後、マスク７０を交換するか、マスク７０と基板７との位置関係を変え、有機薄膜８が成膜された成膜部７４をマスク本体７１で覆い、有機薄膜８が形成されていない成膜部７４を貫通孔７２底面に露出させてから、第二色目の成膜を行なう。
マスク７０の交換（又はマスク７０と基板７の位置関係の変更）と、有機薄膜８との成膜とを繰り返せば、２色以上の有機薄膜８を異なる場所に成膜し、フルカラー表示用の有機ＥＬ表示装置も製造することができる。
【００３７】
カラー表示の有機ＥＬ表示装置を製造する場合、２枚の基板７のうち、一方の基板７に複数の画素電極を、他方の基板７に共通電極を形成し、画素電極と共通電極とで有機薄膜８を挟み込むように、２枚の基板７を貼り合せ、各画素電極の上にいずれか１色の有機薄膜８を配置する。
【００３８】
画素電極が行列状又は千鳥状に点在する場合、図３に示したようなマスク７０を用い、千鳥状又は行列状の有機薄膜８を形成する。この有機ＥＬ表示装置では、各画素電極にＴＦＴのようなトランジスタを接続し、選択した画素電極に電圧を印加することで、所望の色、所望の位置の有機薄膜８を発光させることができる。
そのマスク７０の貫通孔７２の平面形状は特に限定されず、三角形、四角形等の多角形でもよいし、真円等の円形であってもよい。
細長の画素電極を複数平行配置させる場合は、楕円、長方形等細長形状の貫通孔が形成されたマスクを用い、細長の有機薄膜を成膜する。
【００３９】
図４は細長の貫通孔７６が複数形成されたマスク７５を示す平面図であり、貫通孔７６は中心が同一直線Ｌ上に位置するように、互いに平行に並べられている。貫通孔７６の平面形状は細長であるから、互いに平行な長辺を二本有しており、その長辺が他の貫通孔７６と隣接する。
【００４０】
貫通孔７６の内壁面７７のうち、基板７側の第一面７８と鋭角を成し、放出装置５０側の第二面７９と鈍角を成す傾斜部は、少なくとも貫通孔７６の長辺の部分に形成されている。
即ち、貫通孔７６の内壁面７７のうち、他の貫通孔７６と隣接する部分に、傾斜部が形成されており、貫通孔７６の中心間の距離（ピッチ）が狭い場合でも、高い精度で有機薄膜８を成膜することができる。
【００４１】
画素電極及び有機薄膜８が細長の場合、対向電極も細長にし、画素電極と対向電極が交差するように２枚の基板７を貼り合せる。画素電極と対向電極を選択して電圧を印加すれば、電極が交差する部分の有機薄膜８が発光する。従って、この場合も、所望の位置で所望の色の光を放出させることができる。
【００４２】
このように、マスク７０、７５や貫通孔７２、７６の形状は特に限定されないが、傾斜角度θbが大きすぎると、貫通孔７２の間隔を狭くするのが困難であり、また、傾斜角度θbが小さすぎると、斜め入射する蒸気が遮られるので、マスク本体７１の厚さが５０μｍ以上２００μｍ以下の場合は、傾斜角度θbを５２°以上６５°以下にする。本発明では、放出孔６０が複数あるので傾斜角度θbを大きくする必要がなく、また、放出孔とマスクの距離を短くすることができる。
【００４３】
マスク本体７１の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、傾斜角度θbが５２°以上６５°以下にすれば、貫通孔７２、７６の中心間の距離を２０μｍ以上４０μｍ以下、放出孔６０とマスク７０、７５との間の距離を９０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下の時に、貫通孔７２、７６底面の膜の充填率が９５％を超え、ピクセル内の膜厚分布が±２％と良好であった。
【００４４】
本発明の放出孔６０先端の口径ｄは、放射される蒸気の分布が蝋燭の炎形状となる程狭い。放出孔６０の中心線からの蒸気の放射角をθとすると、放出孔６０から放射された蒸気の分布はｃｏｓnθで表され、ｎ値が大きい程、蒸気の炎形状が鋭くなり、蒸気の入射角度θiの平均を小さくできる。
【００４５】
放出孔６０の口径ｄが小さい程ｎ値は大きくなり、また、放出孔６０の長さｔが長い程ｎ値が大きくなるから、微細パターンの有機薄膜８を成膜する場合には、ｎ値が１５以上になるように、口径ｄと長さｔを設定する。
【００４６】
蒸気が放出孔６０から放出される前に析出すると蒸着効率が落ちるため、加熱室２１から放出孔６０までの蒸気の流路（加熱室２１、配管４９、収集管４７、接続管４８、放出装置５０）を、蒸気の析出温度以上であって、有機材料３９が変性しない温度（例えば４００℃）に加熱手段２５で加熱する。
【００４７】
放出装置５０を加熱すると、放出装置５０からの放射熱でマスク７０、７５や基板７が加熱され、マスク７０、７５の歪みや、有機薄膜８の劣化等が起こるので、放出装置５０とマスク７０の間に、冷却部材を配置する。
【００４８】
図１の符号６５は冷却部材の一例を示している。この冷却部材６５は冷却板６６を有しており、冷却板６６には、複数の貫通孔６７が、放出孔６０と同じ間隔（中心間の距離）を空けて形成されている。
各貫通孔６７は放出孔６０よりも広くされ、冷却部材６５は貫通孔６７が放出孔６０の真上に位置するよう配置されおり、蒸気は冷却板６６に遮られずに、真空槽１１内部に放出される。
【００４９】
放出装置５０が冷却されるのを避けるために、放出装置５０と冷却部材６５を離間させるか、放出装置５０と冷却部材６５の間に断熱材を配置する。
蒸気が冷却板６６に接触するのを避けるために、放出孔６０の先端を、冷却部材６５のマスク７０、７５側の面（冷却板６６表面）と面一にするか、冷却部材６５よりもマスク７０、７５側に突き出すことが望ましい。
【００５０】
具体的には、放出容器５１の天井に貫通孔を形成し、その貫通孔と内部空間が気密に連通するようにされた放出筒６２を放出容器５１上に設け、放出筒６２の内部空間と、放出容器５１の貫通孔とで、放出孔６０を構成する。
【００５１】
冷却部材６５の貫通孔６７を放出筒６２よりも大径にしておく。放出筒６２の放出容器５１とは反対側の端部（先端）を、冷却部材６５に接触しないように、貫通孔６７に挿通し、その先端を冷却部材６５のマスク７０、７５側の面と面一にするか、それよりもマスク７０、７５側に突き出させる。
冷却部材６５の構造は特に限定されないが、冷却板６６内、又は、冷却板６６の表面に配管を引き回し、該配管の内部に、水等の冷却媒体を流せば冷却効率が上がる。
【００５２】
マスク７０、７５の材質は、剛性、耐熱性、加工性に優れたものであれば特に限定されないが、インバー（コバルトニッケル合金）や、ＳＵＳ等がある。
マスク７０、７５の放出装置５０側の面（第二面７９）を研磨して、反射率を高くすれば放射熱が反射され、また、冷却板６６のマスク７０、７５側の面を黒色に着色すれば、マスク７０、７５側に回りこんだ放射熱が吸収されるため、マスク７０、７５がより昇温し難くなる。
【００５３】
基板７とマスク７０、７５の配置は特に限定されないが、成膜精度を高めるためには、基板７とマスク７０、７５を平行にし、基板７とマスク７０、７５間の距離を２μｍ以下にする。
放出装置５０はマスク７０、７５と対面するのであれば、その設置場所は特に限定されない。図１に示したように、放出容器５１の放出孔６０が配置された面（天井）を上方に向け、放出容器５１上に基板７及びマスク７０、７５を配置してもよいし、放出容器５１の天井を下方に向け、放出容器５１の下方に基板７及びマスク７０を配置してもよい。更に、放出容器５１を立設し、その天井を側方に向けてもよい。
【００５４】
また、放出装置５０は少なくとも放出孔が配置された部分が真空槽１１の内部に位置すればよく、一部が真空槽の外部に位置してもよい。
放出容器５１の内部空間は区分けしなくてもよいが、その内部空間が広いと蒸気の分布にむらが生じ、放出孔６０から放出される蒸気量が不均一になるので、内部空間は複数に区分けすることが望ましい。
【００５５】
基板７とマスク７０、７５の大きさは特に限定されないが、一例を述べると基板７は平面形状が縦７３０ｍｍ、横９２０ｍｍの矩形である。また、放出装置５０の放出孔６０が配置された領域は、基板７の有機薄膜８を形成すべき領域よりも広くすることが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１……成膜装置 ７……基板 ８……有機薄膜 １１……蒸着装置 ２０……蒸発源 ３９……有機材料 ５０……放出装置 ６０……放出孔 ７０、７５……マスク ７１……マスク本体 ７２、７６……貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は成膜装置と成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の分野において、有機ＥＬ表示装置が注目されている。
有機ＥＬ表示装置の有機薄膜を成膜するために、従来では図６の符号１０１に示すような蒸着装置が用いられている。
蒸着装置１０１は真空槽１１１を有している。真空槽１１１内の天井付近には基板ホルダ１１２が水平配置されている。基板ホルダ１１２はモーター１１８に取り付けられており、モーター１１８を動作させると、基板ホルダ１１２は鉛直な回転軸線を中心として回転し、基板ホルダ１１２が水平面内で回転する。
【０００３】
真空槽１１１内の底壁側には、有機材料１１６の配置された蒸発容器１１５が、基板ホルダ１１２の回転軸線より離間した位置に配置されている。蒸発容器１１５には蒸気を放出するための小さな開口（放出孔）を有している。
この蒸着装置１０１を用いて有機薄膜を形成するためには、先ず、真空排気系１１９により、真空槽１１１内に真空雰囲気を形成し、該真空雰囲気を維持したまま、成膜対象物である基板１１３を搬入し、基板ホルダ１１２に取り付ける。
【０００４】
不図示の加熱装置により、有機材料１１６を加熱し、有機材料１１６の蒸気を発生させながら、基板ホルダ１１２を回転させる。
符号１１７は、有機材料１１６の蒸気が放出される方向を模式的に示すものであり、蒸気は蒸発容器１１５の放出孔から拡散して放出される。
【０００５】
蒸発容器１１５の開口は、基板ホルダ１１２の回転軸線から離間させてあるため、基板１１３に到達する蒸気量は、基板ホルダ１１２が一回転する間に変化し、平均すると基板１１３表面に略同一量の蒸気が到達するようにされている。
ところで、基板１１３の所定領域だけに有機膜を形成する場合には、基板と放出孔の間にマスクを配置するマスク成膜が行なわれる。
【０００６】
図７は、基板１１３表面にマスク１２０を装着させたものであり、マスク１２０には開口１２５が形成され、開口１２５を通過した蒸気によって、有機膜が開口１２５底面に部分的に露出する基板１１３の表面に形成される。
図８は、開口１２５部分の部分拡大図であり、図中の符号１２１、１２２はマスク１２０及び基板１１３に入射する蒸気の飛行方向を示している。
【０００７】
マスク１２０と交差しない飛行方向１２１の蒸気は開口１２５を通過して基板１１３に入射するが、マスク１２０と交差する飛行方向１２２の蒸気は、マスク１２０と衝突し、基板１１３表面に到達できない。
同図の符号θpは、基板表面に垂直な垂線Ｈと、蒸気の飛行方向とが成す角度である入射角度を示している。
【０００８】
蒸気が垂線Ｈに対して傾斜し、入射角度θpでマスク１２０に入射すると、マスク１２０のうち、蒸気の飛行方向１２２と交差する部分によって、開口１２５底面に影ができ、開口１２５底面の縁部分には蒸気が到達しない。従って、開口１２５の底面には、開口１２５よりも狭い面積にしか薄膜１３０が形成されない。
【０００９】
マスク１２０の厚みを薄くすれば、蒸気の飛行方向１２２と交差する部分が小さくなり、開口１２５底面の影ができる場所が狭くなるから、開口１２５底面に形成される薄膜１３０の面積を広くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３６２９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２３９６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
フルカラー表示の有機ＥＬ表示装置は、例えば画素ピッチ（中心間の距離）が３７０μｍ、画素数が１２８０×１０２４であるが、そのような微細な画素パターンは、厚さが１８μｍ以上５０μｍ未満の薄いマスク１２０でないと成膜できなかった。
【００１２】
しかし、薄いマスク１２０は撓み易く、そのためマスク１２０を基板１１３に装着する際に張力を与えるが、張力により開口１２５に歪みが生じ、成膜精度が落ちるという問題がある。またマスク１２０が薄いと破損しやすいため、洗浄が困難という問題もある。
【００１３】
そのため、マスク成膜の代わりに、レーザー照射により有機材料を基板に転写するレーザー転写法が提案されているが、レーザー転写法はマスク成膜に比べ成膜コストが高いという問題がある。
【００１４】
また、均一に成膜する為に、基板の中心からオフセットした蒸発源から蒸気を発生させ、基板を回転させる必要があるが、基板の大型化により基板の回転が困難になっている。また、蒸発源と基板間が広くなるため、材料の無駄も多くなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明は、成膜対象である基板が配置される真空槽と、前記基板に成膜する蒸着材料の蒸気を発生させる蒸発源と、前記蒸発源で発生した蒸気が供給される放出装置とを有し、前記放出装置の少なくとも一部は前記真空槽内部に位置し、前記放出装置の前記真空槽内部に位置する面に、複数の放出孔が互いに離間して配置され、前記放出部と前記基板の間にはマスクが配置され、前記放出装置に供給された前記蒸気は、前記放出孔から前記真空槽内部に放出され、前記マスクの貫通孔を通った前記蒸気が前記基板に到達し、薄膜が形成される成膜装置であって、前記マスクは、厚さ５０μｍ以上２００μｍ以下の板状のマスク本体と、前記マスク本体に形成された複数の貫通孔とを有し、前記マスクは、表面を前記基板に向け、裏面を前記放出部に向けて配置され、前記各貫通孔の内壁面には、前記マスク本体の前記基板側の面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記放出部側の面と鈍角を成す傾斜部が形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記貫通孔の平面形状は多角形であり、前記傾斜部は、前記貫通孔の全辺に形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記貫通孔の平面形状は細長であり、前記傾斜部は前記貫通孔の長辺に形成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記傾斜部と、前記マスク本体表面に対して垂直な垂線との成す角度が、５２°以上６５°以下にされた成膜装置である。
本発明は、蒸発源で発生した有機材料を放出装置に供給し、前記放出装置に設けられた複数の放出孔から、前記蒸気を真空槽内部に放出し、前記真空槽内部の基板と前記放出装置との間に、板状のマスク本体に複数の貫通孔が形成されたマスクを配置しておき、前記貫通孔を通った蒸気を、前記基板に到達させて有機薄膜を形成する成膜方法であって、前記マスク本体の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記貫通孔の内壁面に、前記マスク本体の片面である第一面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記第一面と反対側の面である第二面と鈍角を成す傾斜部が形成された前記マスクを、前記第一面が前記基板と対面し、前記第二面が前記放出装置と対面するように配置して、前記放出孔から前記蒸気を放出させる成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記傾斜部と、前記第一面に垂直な垂線との成す角度を、５２°以上６５°以下にする成膜方法である。
【発明の効果】
【００１６】
マスクが厚いので貫通孔に歪みが生じにくく成膜精度が高い上、洗浄が可能であり、マスクの寿命が長い。貫通孔のピッチ（中心間の距離）が短く、また、貫通孔が小径な場合でも、基板の貫通孔の底面に露出する部分に均一に薄膜を形成可能であり、高密度画素のフルカラー有機ＥＬ表示装置を製造できる。有機薄膜をマスク成膜で成膜可能なため、有機ＥＬ表示装置の製造コストが下がる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す断面図
【図２】本発明の成膜装置の一例を模式的に示す平面図
【図３】マスクの一例を示す平面図
【図４】マスクの他の例を示す平面図
【図５】マスクの貫通孔の部分の拡大断面図
【図６】従来技術の成膜装置の一例を示す断面図
【図７】従来技術の成膜装置にマスクを配置した状態を示す断面図
【図８】従来技術のマスクの拡大断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１、２の符号１は本発明の成膜装置の一例を示しており、図１は図２のＡ−Ａ切断線断面図に相当する。成膜装置１は真空槽１１と、真空槽１１内部に配置された放出装置５０と、真空槽１１外部に配置された蒸発源２０とを有している。図２では真空槽は省略している。
【００１９】
蒸発源２０は、タンク３１と、タンク３１の下方に配置された加熱室２１と、加熱室２１とタンク３１の間に配置された供給管３６とを有している。供給管３６の上端はタンク３１に、下端は加熱室２１に気密に接続され、タンク３１と加熱室２１は供給管３６により気密に接続されている。
【００２０】
供給管３６には回転軸３５が挿通されている。回転軸３５の側面には螺旋状のネジ溝が形成されている。図１は粉体の有機材料３９をタンク３１に収容した状態を示しており、不図示の回転手段により、回転軸３５を供給管３６内で中心軸線を中心として回転させると、有機材料３９は回転軸３５のネジ溝を通って供給管３６内を下方へ移動し、供給管３６の下端から加熱室２１内部に落下する。
【００２１】
加熱室２１内の供給管３６の真下位置には加熱台２２が配置されている。真空槽１１と加熱室２１とタンク３１には真空排気系１９が接続されており、真空排気系１９により、真空槽１１と加熱室２１とタンク３１の内部に真空雰囲気を形成した後、真空槽１１の真空排気を続けながら、加熱室２１とタンク３１の真空排気を停止する。
【００２２】
所望膜厚の成膜に必要な有機材料３９の量と、その有機材料３９を落下させるのに必要な回転軸３５の回転量とを求めておく。加熱手段２５により加熱台２２を、有機材料３９の蒸発温度以上に加熱しておき、回転軸３５を求めた回転量回転させ、必要量の有機材料３９を加熱台２２に落下させて加熱し、必要量の有機材料３９の蒸気を加熱室２１内に発生させる。
【００２３】
加熱室２１には配管４９の一端が接続され、配管４９の他端は一本の収集管４７に接続されている。配管４９の途中には加熱装置４６が設けられており、加熱室２１で発生した蒸気は、析出せずに配管４９を通って収集管４７に送られる。
収集管４７には複数の接続管４８の一端が接続され、接続管４８の他端は放出装置５０に接続されており、蒸気は収集管４７に充満し、濃度が均一になってから、各接続管４８を通って放出装置５０に供給される。
【００２４】
放出装置５０は放出容器５１を有している。放出容器５１の内部は一又は複数に区分けされ、区分けされた各空間５２に接続管４８がそれぞれ接続され、収集管４７から蒸気が供給される。
放出容器５１の天井には、複数の放出孔６０が行列状又は千鳥状に配置されている。従って、同一面（放出面）内に、複数の放出孔６０が間隔を空けて並べられた列が、複数列配置され、放出孔６０が点在している。尚、放出孔６０は細長形状でもよく、その場合、放出孔６０を同一面内で互いに平行に配置しておく。
【００２５】
放出容器５１の区分けされた各空間には、一列以上の放出孔６０（又は一本以上の細長い放出孔６０）が接続され、列を構成する各放出孔６０から真空槽１１の内部空間へ放出される。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま真空槽１１内に基板７を搬入しておき、放出孔６０から蒸気が放出される前に、基板７を、放出孔６０が配置された面上に配置し、基板７と放出装置５０の間に、後述するよう位置合わせしたマスク７０を、基板７と平行に配置しておく。
【００２６】
マスク７０は、板状のマスク本体７１と、マスク本体７１を表面から裏面まで貫通する複数の貫通孔７２とを有している。貫通孔７２の平面形状は、四角形等の多角形であって、行列状又は千鳥状に並べられている（図３）。従って、複数の貫通孔７２が並べられた列が、同一面内に間隔を空けて複数列配置されている。
【００２７】
図５は図３のＢ−Ｂ切断線断面図であり、貫通孔７２の内壁面７７を構成するマスク本体７１が、マスク本体７１の基板７に向けられた面（第一面７８）と鋭角を成し、反対側の面（第二面７９）と鈍角を成すように傾斜している。従って、貫通孔７２は第一面７８側が、第二面７９側よりも狭くなっている。
【００２８】
マスク７０は第一面７８を基板７に、第二面７９を放出装置５０に向けて配置されている。貫通孔７２は基板７側よりも放出装置５０側が広くなっており、貫通孔７２の内壁面７７は、第一、第二面７８、７９に垂直な垂線Ｈから傾斜する。
図５の符号θbは、垂線Ｈと貫通孔７２内壁面７７との成す角度である傾斜角度(≦９０°)を示している。
【００２９】
従来の装置１０１では、貫通孔（開口１２５）底面の縁部分がマスク１２０の影になり、その縁部分に向かって入射角度θpで飛行する蒸気は到達できなかったが（図８）、本発明では貫通孔７２の内壁面７７が傾斜し、貫通孔７２の底面７４は影にならないから、入射角度θiが傾斜角度θb以下であれば、底面７４の縁部分に向かって飛行する蒸気が貫通孔７２を通過して基板７に到達できる。
従って、マスク本体７１の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下と厚くても、底面７４の縁部分に蒸気が到達可能であり、その縁部分の膜厚が従来よりも厚くなるから、膜厚均一な有機薄膜８が形成される。
【００３０】
基板７とマスク７０は平行だから、垂線Ｈは基板７に対しても垂直であり、その垂線Ｈと蒸気の飛行方向Ｄとの成す角度を入射角度θi(≦９０°)とすると、入射角度θiの平均は、従来の装置１０１の入射角度θpの平均に比べ小さくなる。即ち、本発明では、貫通孔７２の周辺に、入射角度θiが傾斜角度θb以下の蒸気が入射できるから、有機薄膜８の成膜効率が高くなる。
【００３１】
上述した必要量の有機材料３９が蒸発し、その蒸気が放出孔６０から放出されると、有機薄膜８が所望膜厚に達する。有機薄膜８が形成された基板７をマスク７０と一緒に、真空槽１１外部に搬出するか、基板７をマスク７０から取り外し、マスク７０を真空槽１１内部に残し、基板７のみを真空槽１１から搬出する。
【００３２】
マスク７０を真空槽１１内に残す場合、未処理の基板７を真空槽１１内部に搬入し、その基板７の各成膜部が貫通孔７２の底面に露出するように、マスク７０と基板７を位置合わせし、位置合わせされたマスク７０と基板７を放出装置５０上に配置した状態で、真空槽１１内部に蒸気を放出させて成膜を開始する。
マスク７０を基板７と一緒に搬出する場合は、真空槽１１外部で、新たな基板７とマスク７０との位置合わせをし、マスク７０と基板７の位置関係を固定してから真空槽１１内部に搬入してもよい。
【００３３】
有機薄膜８の成膜を続けると、蒸気がマスク７０に析出して貫通孔７２の形状が狭くなり、成膜精度が落ちるため、一枚以上の所定枚数の基板７に有機薄膜８を形成後、マスク７０を基板７から取り外して洗浄を行なう。
【００３４】
洗浄は、エッチング等の化学洗浄、真空プラズマ洗浄、又はブラッシング等の機械洗浄と特に限定されないが、マスク本体７１は厚さが５０μｍ以上と厚いため、いずれの洗浄方法でも変形し難い。従って、マスク７０を繰り返し使用することが可能であり、その結果有機ＥＬ表示装置の製造コストが下がる。
また、マスク７０の厚みが５０μｍ以上と厚いと、従来のように、張力を加えなくてもマスク７０が撓まないので、マスク７０用のフレームが不要である。
【００３５】
赤、青、緑等２色以上の有機薄膜８を異なる場所に形成して、カラー表示の有機ＥＬ表示装置を形成する場合、図１、２の成膜装置１を複数台用意し、各色の有機薄膜８を別々の成膜装置１で成膜してもよい。
また、一つの成膜装置１で２色以上の有機薄膜８を形成してもよく、その場合は、放出装置５０に複数の蒸発源２０を接続し、各色の有機材料３９の蒸気を、別々の蒸発源２０で蒸発させる。
【００３６】
いずれの場合も、第１色目の有機薄膜８を形成した後、マスク７０を交換するか、マスク７０と基板７との位置関係を変え、有機薄膜８が成膜された成膜部７４をマスク本体７１で覆い、有機薄膜８が形成されていない成膜部７４を貫通孔７２底面に露出させてから、第二色目の成膜を行なう。
マスク７０の交換（又はマスク７０と基板７の位置関係の変更）と、有機薄膜８との成膜とを繰り返せば、２色以上の有機薄膜８を異なる場所に成膜し、フルカラー表示用の有機ＥＬ表示装置も製造することができる。
【００３７】
カラー表示の有機ＥＬ表示装置を製造する場合、２枚の基板７のうち、一方の基板７に複数の画素電極を、他方の基板７に共通電極を形成し、画素電極と共通電極とで有機薄膜８を挟み込むように、２枚の基板７を貼り合せ、各画素電極の上にいずれか１色の有機薄膜８を配置する。
【００３８】
画素電極が行列状又は千鳥状に点在する場合、図３に示したようなマスク７０を用い、千鳥状又は行列状の有機薄膜８を形成する。この有機ＥＬ表示装置では、各画素電極にＴＦＴのようなトランジスタを接続し、選択した画素電極に電圧を印加することで、所望の色、所望の位置の有機薄膜８を発光させることができる。
そのマスク７０の貫通孔７２の平面形状は特に限定されず、三角形、四角形等の多角形でもよいし、真円等の円形であってもよい。
細長の画素電極を複数平行配置させる場合は、楕円、長方形等細長形状の貫通孔が形成されたマスクを用い、細長の有機薄膜を成膜する。
【００３９】
図４は細長の貫通孔７６が複数形成されたマスク７５を示す平面図であり、貫通孔７６は中心が同一直線Ｌ上に位置するように、互いに平行に並べられている。貫通孔７６の平面形状は細長であるから、互いに平行な長辺を二本有しており、その長辺が他の貫通孔７６と隣接する。
【００４０】
貫通孔７６の内壁面７７のうち、基板７側の第一面７８と鋭角を成し、放出装置５０側の第二面７９と鈍角を成す傾斜部は、少なくとも貫通孔７６の長辺の部分に形成されている。
即ち、貫通孔７６の内壁面７７のうち、他の貫通孔７６と隣接する部分に、傾斜部が形成されており、貫通孔７６の中心間の距離（ピッチ）が狭い場合でも、高い精度で有機薄膜８を成膜することができる。
【００４１】
画素電極及び有機薄膜８が細長の場合、対向電極も細長にし、画素電極と対向電極が交差するように２枚の基板７を貼り合せる。画素電極と対向電極を選択して電圧を印加すれば、電極が交差する部分の有機薄膜８が発光する。従って、この場合も、所望の位置で所望の色の光を放出させることができる。
【００４２】
このように、マスク７０、７５や貫通孔７２、７６の形状は特に限定されないが、傾斜角度θbが大きすぎると、貫通孔７２の間隔を狭くするのが困難であり、また、傾斜角度θbが小さすぎると、斜め入射する蒸気が遮られるので、マスク本体７１の厚さが５０μｍ以上２００μｍ以下の場合は、傾斜角度θbを５２°以上６５°以下にする。本発明では、放出孔６０が複数あるので傾斜角度θbを大きくする必要がなく、また、放出孔とマスクの距離を短くすることができる。
【００４３】
マスク本体７１の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、傾斜角度θbが５２°以上６５°以下にすれば、貫通孔７２、７６の中心間の距離を２０μｍ以上４０μｍ以下、放出孔６０とマスク７０、７５との間の距離を９０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下の時に、貫通孔７２、７６底面の膜の充填率が９５％を超え、ピクセル内の膜厚分布が±２％と良好であった。
【００４４】
本発明の放出孔６０先端の口径ｄは、放射される蒸気の分布が蝋燭の炎形状となる程狭い。放出孔６０の中心線からの蒸気の放射角をθとすると、放出孔６０から放射された蒸気の分布はｃｏｓnθで表され、ｎ値が大きい程、蒸気の炎形状が鋭くなり、蒸気の入射角度θiの平均を小さくできる。
【００４５】
放出孔６０の口径ｄが小さい程ｎ値は大きくなり、また、放出孔６０の長さｔが長い程ｎ値が大きくなるから、微細パターンの有機薄膜８を成膜する場合には、ｎ値が１５以上になるように、口径ｄと長さｔを設定する。
【００４６】
蒸気が放出孔６０から放出される前に析出すると蒸着効率が落ちるため、加熱室２１から放出孔６０までの蒸気の流路（加熱室２１、配管４９、収集管４７、接続管４８、放出装置５０）を、蒸気の析出温度以上であって、有機材料３９が変性しない温度（例えば４００℃）に加熱手段２５で加熱する。
【００４７】
放出装置５０を加熱すると、放出装置５０からの放射熱でマスク７０、７５や基板７が加熱され、マスク７０、７５の歪みや、有機薄膜８の劣化等が起こるので、放出装置５０とマスク７０の間に、冷却部材を配置する。
【００４８】
図１の符号６５は冷却部材の一例を示している。この冷却部材６５は冷却板６６を有しており、冷却板６６には、複数の貫通孔６７が、放出孔６０と同じ間隔（中心間の距離）を空けて形成されている。
各貫通孔６７は放出孔６０よりも広くされ、冷却部材６５は貫通孔６７が放出孔６０の真上に位置するよう配置されおり、蒸気は冷却板６６に遮られずに、真空槽１１内部に放出される。
【００４９】
放出装置５０が冷却されるのを避けるために、放出装置５０と冷却部材６５を離間させるか、放出装置５０と冷却部材６５の間に断熱材を配置する。
蒸気が冷却板６６に接触するのを避けるために、放出孔６０の先端を、冷却部材６５のマスク７０、７５側の面（冷却板６６表面）と面一にするか、冷却部材６５よりもマスク７０、７５側に突き出すことが望ましい。
【００５０】
具体的には、放出容器５１の天井に貫通孔を形成し、その貫通孔と内部空間が気密に連通するようにされた放出筒６２を放出容器５１上に設け、放出筒６２の内部空間と、放出容器５１の貫通孔とで、放出孔６０を構成する。
【００５１】
冷却部材６５の貫通孔６７を放出筒６２よりも大径にしておく。放出筒６２の放出容器５１とは反対側の端部（先端）を、冷却部材６５に接触しないように、貫通孔６７に挿通し、その先端を冷却部材６５のマスク７０、７５側の面と面一にするか、それよりもマスク７０、７５側に突き出させる。
冷却部材６５の構造は特に限定されないが、冷却板６６内、又は、冷却板６６の表面に配管を引き回し、該配管の内部に、水等の冷却媒体を流せば冷却効率が上がる。
【００５２】
マスク７０、７５の材質は、剛性、耐熱性、加工性に優れたものであれば特に限定されないが、インバー（コバルトニッケル合金）や、ＳＵＳ等がある。
マスク７０、７５の放出装置５０側の面（第二面７９）を研磨して、反射率を高くすれば放射熱が反射され、また、冷却板６６のマスク７０、７５側の面を黒色に着色すれば、マスク７０、７５側に回りこんだ放射熱が吸収されるため、マスク７０、７５がより昇温し難くなる。
【００５３】
基板７とマスク７０、７５の配置は特に限定されないが、成膜精度を高めるためには、基板７とマスク７０、７５を平行にし、基板７とマスク７０、７５間の距離を２μｍ以下にする。
放出装置５０はマスク７０、７５と対面するのであれば、その設置場所は特に限定されない。図１に示したように、放出容器５１の放出孔６０が配置された面（天井）を上方に向け、放出容器５１上に基板７及びマスク７０、７５を配置してもよいし、放出容器５１の天井を下方に向け、放出容器５１の下方に基板７及びマスク７０を配置してもよい。更に、放出容器５１を立設し、その天井を側方に向けてもよい。
【００５４】
また、放出装置５０は少なくとも放出孔が配置された部分が真空槽１１の内部に位置すればよく、一部が真空槽の外部に位置してもよい。
放出容器５１の内部空間は区分けしなくてもよいが、その内部空間が広いと蒸気の分布にむらが生じ、放出孔６０から放出される蒸気量が不均一になるので、内部空間は複数に区分けすることが望ましい。
【００５５】
基板７とマスク７０、７５の大きさは特に限定されないが、一例を述べると基板７は平面形状が縦７３０ｍｍ、横９２０ｍｍの矩形である。また、放出装置５０の放出孔６０が配置された領域は、基板７の有機薄膜８を形成すべき領域よりも広くすることが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１……成膜装置 ７……基板 ８……有機薄膜 １１……蒸着装置 ２０……蒸発源 ３９……有機材料 ５０……放出装置 ６０……放出孔 ７０、７５……マスク ７１……マスク本体 ７２、７６……貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象である基板が配置される真空槽と、
前記基板に成膜する蒸着材料の蒸気を発生させる蒸発源と、
前記蒸発源で発生した蒸気が供給される放出装置とを有し、
前記放出装置の少なくとも一部は前記真空槽内部に位置し、前記放出装置の前記真空槽内部に位置する面に、複数の放出孔が互いに離間して配置され、
前記放出部と前記基板の間にはマスクが配置され、
前記放出装置に供給された前記蒸気は、前記放出孔から前記真空槽内部に放出され、前記マスクの貫通孔を通った前記蒸気が前記基板に到達し、薄膜が形成される成膜装置であって、
前記マスクは、厚さ５０μｍ以上２００μｍ以下の板状のマスク本体と、前記マスク本体に形成された複数の貫通孔とを有し、
前記マスクは、表面を前記基板に向け、裏面を前記放出部に向けて配置され、
前記各貫通孔の内壁面には、前記マスク本体の前記基板側の面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記放出部側の面と鈍角を成す傾斜部が形成された成膜装置。
【請求項２】
前記貫通孔の平面形状は多角形であり、
前記傾斜部は、前記貫通孔の全辺に形成された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記貫通孔の平面形状は細長であり、
前記傾斜部は前記貫通孔の長辺に形成された請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
前記傾斜部と、前記マスク本体表面に対して垂直な垂線との成す角度が、５２°以上６５°以下にされた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
蒸発源で発生した有機材料を放出装置に供給し、
前記放出装置に設けられた複数の放出孔から、前記蒸気を真空槽内部に放出し、
前記真空槽内部の基板と前記放出装置との間に、板状のマスク本体に複数の貫通孔が形成されたマスクを配置しておき、
前記貫通孔を通った蒸気を、前記基板に到達させて有機薄膜を形成する成膜方法であって、
前記マスク本体の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記貫通孔の内壁面に、前記マスク本体の片面である第一面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記第一面と反対側の面である第二面と鈍角を成す傾斜部が形成された前記マスクを、
前記第一面が前記基板と対面し、前記第二面が前記放出装置と対面するように配置して、前記放出孔から前記蒸気を放出させる成膜方法。
【請求項６】
前記傾斜部と、前記第一面に垂直な垂線との成す角度を、５２°以上６５°以下にする請求項５記載の成膜方法。
【請求項１】
成膜対象である基板が配置される真空槽と、
前記基板に成膜する蒸着材料の蒸気を発生させる蒸発源と、
前記蒸発源で発生した蒸気が供給される放出装置とを有し、
前記放出装置の少なくとも一部は前記真空槽内部に位置し、前記放出装置の前記真空槽内部に位置する面に、複数の放出孔が互いに離間して配置され、
前記放出部と前記基板の間にはマスクが配置され、
前記放出装置に供給された前記蒸気は、前記放出孔から前記真空槽内部に放出され、前記マスクの貫通孔を通った前記蒸気が前記基板に到達し、薄膜が形成される成膜装置であって、
前記マスクは、厚さ５０μｍ以上２００μｍ以下の板状のマスク本体と、前記マスク本体に形成された複数の貫通孔とを有し、
前記マスクは、表面を前記基板に向け、裏面を前記放出部に向けて配置され、
前記各貫通孔の内壁面には、前記マスク本体の前記基板側の面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記放出部側の面と鈍角を成す傾斜部が形成された成膜装置。
【請求項２】
前記貫通孔の平面形状は多角形であり、
前記傾斜部は、前記貫通孔の全辺に形成された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記貫通孔の平面形状は細長であり、
前記傾斜部は前記貫通孔の長辺に形成された請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
前記傾斜部と、前記マスク本体表面に対して垂直な垂線との成す角度が、５２°以上６５°以下にされた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
蒸発源で発生した有機材料を放出装置に供給し、
前記放出装置に設けられた複数の放出孔から、前記蒸気を真空槽内部に放出し、
前記真空槽内部の基板と前記放出装置との間に、板状のマスク本体に複数の貫通孔が形成されたマスクを配置しておき、
前記貫通孔を通った蒸気を、前記基板に到達させて有機薄膜を形成する成膜方法であって、
前記マスク本体の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記貫通孔の内壁面に、前記マスク本体の片面である第一面と鋭角を成し、前記マスク本体の前記第一面と反対側の面である第二面と鈍角を成す傾斜部が形成された前記マスクを、
前記第一面が前記基板と対面し、前記第二面が前記放出装置と対面するように配置して、前記放出孔から前記蒸気を放出させる成膜方法。
【請求項６】
前記傾斜部と、前記第一面に垂直な垂線との成す角度を、５２°以上６５°以下にする請求項５記載の成膜方法。
【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２０１０−１５９４５４（Ｐ２０１０−１５９４５４Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１０（Ｐ２００９−２１１０）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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