蒸着装置及び蒸着方法
【課題】大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる技術を提供する。
【解決手段】本発明の蒸着装置１は、真空槽２と、真空槽２内に設けられ、溶融蒸発材料３０を収容する細長形状の収容部１２と、当該収容部１２内の蒸発材料をその蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段１３とを有する蒸発源１０を有する。真空槽２内には、蒸発源１０の収容部１２の長手方向に対して直交する方向に基板４を搬送するための搬送経路５と、蒸発源１０の収容部１２の両側部に、蒸発材料３１、３２を移動させつつ収容部１２の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料３１、３２を供給する第１及び第２の材料供給手段２１、２２とを有する。
【解決手段】本発明の蒸着装置１は、真空槽２と、真空槽２内に設けられ、溶融蒸発材料３０を収容する細長形状の収容部１２と、当該収容部１２内の蒸発材料をその蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段１３とを有する蒸発源１０を有する。真空槽２内には、蒸発源１０の収容部１２の長手方向に対して直交する方向に基板４を搬送するための搬送経路５と、蒸発源１０の収容部１２の両側部に、蒸発材料３１、３２を移動させつつ収容部１２の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料３１、３２を供給する第１及び第２の材料供給手段２１、２２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイス等の有機デバイスを作製するための蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蒸着装置としては、例えば特許文献１〜３に記載されたようなものが知られている。
特許文献１に記載された発明は、点状の蒸発源であり、蒸発速度が遅いとともに、蒸発材料の利用効率が低く、生産効率が良くないという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献２に記載された発明は、構成が複雑でコスト高になるとともに、膜厚分布を調整する機構を有しておらず、膜厚分布の均一性を確保することが困難であるという問題がある。
さらに、特許文献３に記載された発明においては、大型基板に対して膜厚分布の均一性を確保することが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５０２３６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２９０８６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられ、蒸発材料を収容する細長形状の収容部と、当該収容部内の蒸発材料を当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段とを有する蒸発源と、前記真空槽内において前記蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するための搬送経路と、前記蒸発源の収容部の両側部に設けられ、前記蒸発材料を移動させつつ前記収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給する第１及び第２の材料供給手段と、を有する蒸着装置である。
本発明では、前記第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して前記蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、前記リール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する場合にも効果的である。
本発明では、前記搬送経路の両側部近傍に設けられ、前記蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて前記第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する場合にも効果的である。
本発明では、前記第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、前記蒸発源に、当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記制御手段が、前記リール部材の回転速度を制御するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記制御手段が、前記溶融用加熱手段に対する通電量を制御するように構成されている場合にも効果的である。
また、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用いた蒸着方法であって、前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に、前記第１及び第２の材料供給手段のうち、当該第１及び第２の膜厚センサのうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させて当該材料供給手段における蒸発材料の供給量を増加させる工程を有するものである。
【０００７】
本発明の場合、細長形状の収容部を有する蒸発源の両側部に第１及び第２の材料供給手段を設けるとともに、蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するようにし、さらに、第１及び第２の材料供給手段から蒸発源の収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給して加熱手段で当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱するようにしたことから、例えば金属等の蒸発材料を迅速且つ均一に溶融して高い蒸発速度で蒸発させることができるとともに、大型の成膜対象物に対して均一な膜厚で連続的な成膜を行うことができる。
そして、成膜対象物上に形成された均一な膜により成膜対象物の温度上昇が抑えられ、成膜対象物上に既に形成された膜への熱による影響を抑えることができる。
本発明において、第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、これらリール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する場合には、簡易な構成で所定量の蒸発材料を蒸発源の収容部に供給することができるとともに、リール部材の回転速度を調整することにより、成膜対象物の搬送方向の両側において蒸発速度の調整を容易に行うことができる。
本発明において、搬送経路の両側部近傍に設けられ、蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、これら第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する場合には、成膜を自動化することができるとともに、成膜対象物上における膜厚の均一性を向上させることができる。
本発明において、第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、蒸発源に当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている場合には、第１及び第２の材料供給手段において溶融した溶融蒸発材料は第１及び第２の材料供給手段に留まることなく蒸発源の収容部に注入されるため、蒸発源において溶融蒸発材料が均一に充填され、高速で均一に蒸発する。
このように、本発明によれば、第１及び第２の材料供給手段において溶融蒸発材料が留まらないため、溶融蒸発材料の無駄な蒸発が抑えられ、これにより蒸着装置のトラブルのリスクやメンテナンスの回数を減らすことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の実施の形態の全体構成を示す断面図（ｂ）：同実施の形態における蒸発源の配置構成を示す平面図
【図２】（ａ）（ｂ）：同蒸着装置の動作を示す断面図
【図３】本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図
【図５】本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図
【図６】（ａ）（ｂ）：同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図（その１）
【図７】同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の実施の形態の全体構成を示す断面図、図１（ｂ）は、同実施の形態における蒸発源の配置構成を示す平面図である。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の蒸着装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有している。
真空槽２内の例えば下部には、蒸発源１０が設けられている。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、蒸発源１０は、基板搬送方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向に延びる細長形状の蒸発容器１１を有し、この蒸発容器１１には、後述する溶融した蒸発材料（以下「溶融蒸発材料」という。）３０を収容するためのＸ軸方向に延びる細長形状の収容部１２が設けられている。
【００１３】
蒸発容器１１は、例えばセラミックス等の絶縁性材料からなり、その周囲には、例えば抵抗加熱方式の加熱手段１３が設けられている。この加熱手段１３は、図示しない加熱用電源に接続され、後述する蒸発材料３１、３２の蒸発温度より高い温度で加熱するように構成されている。
【００１４】
蒸発源１０の両側部には、第１及び第２の材料供給手段２１、２２がそれぞれ設けられている。
本実施の形態の場合、第１及び第２の材料供給手段２１、２２は、同一の構成を有している。
【００１５】
第１及び第２の材料供給手段２１、２２は、基板搬送方向と平行方向の回転軸２３、２４をそれぞれ有するリール部材２５、２６をそれぞれ有している。
各リール部材２５、２６には、それぞれ細長い形状に形成された固体の蒸発材料３１、３２が巻き付けられている。そして、例えば図示しないガイド部材によって蒸発材料３１、３２の先端部が蒸発容器１１の収容部１２内に位置するように位置決めされている。
【００１６】
本発明の場合、蒸発材料３１、３２としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）やこれらを含む合金を好適に用いることができる。
各リール部材２５、２６は、それぞれ隣接して配置されたモータ２７、２８によって回転するように構成されている。
ここで、各モータ２７、２８は、図示しない制御手段に接続され、この制御手段からの命令に基づいて後述するようにそれぞれの回転が制御されるようになっている。
【００１７】
一方、真空槽２内の蒸発源１０の上方には、ローラ等の搬送機構（図示せず）によって構成され上記基板搬送方向に延びる搬送経路５が設けられ、この搬送経路５に沿って複数の基板４が連続的に蒸発源１０の上方を通過するように構成されている。
【００１８】
図２（ａ）（ｂ）は、同蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態においては、まず、加熱手段１３を駆動して蒸発容器１１を蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度に加熱するとともに、図２（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０側に回転させて各蒸発材料３１、３２の先端部を蒸発容器１１の収容部１２の底部に接触させる。
【００１９】
これにより、各蒸発材料３１、３２が先端部から溶融し、さらに、収容部１２内に留まった溶融材料によって各蒸発材料３１、３２が溶融するので（以下、「溶融蒸発材料」３０という。）、リール部材２５、２６の回転を継続し、図２（ｂ）に示すように、溶融蒸発材料３０を蒸発容器１１の収容部１２内に充填させる。
【００２０】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１の収容部１２内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
そして、例えば予め定めたシーケンスに基づいてリール部材２５、２６の回転速度を調整して蒸発材料３１、３２の供給量を調整することにより、基板の両側において蒸着速度が均一になるようにする。
【００２２】
この場合、一方の蒸発材料（例えば蒸発材料３１）の供給量を増加させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１が溶融し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度を小さくすることができる。
【００２３】
逆に、蒸発材料３１の供給量を減少させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１の溶融量が減少し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が上昇するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が増加し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度を大きくすることができる。
【００２４】
また、本実施の形態において、蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つためには、例えば、次のような制御を行うとよい。
蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量は、第１の材料供給手段２１による蒸発材料３１の供給量と、第２の材料供給手段２２による蒸発材料３２の供給量から溶融蒸発材料３０の蒸発量を減じた値である。
ここで、第１及び第２の材料供給手段２１、２２による蒸発材料３１、３２の供給量は、それぞれの供給速度と各材料のサイズから算出する。
【００２５】
以上述べた本実施の形態によれば、細長形状の収容部１２を有する蒸発源１０の両側部に第１及び第２の材料供給手段２１、２２を設けるとともに、蒸発源１０の収容部１２の長手方向に対して直交方向に基板４を搬送するようにし、さらに、第１及び第２の材料供給手段２１、２２から蒸発源１０の収容部１２の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料３１、３２を供給して加熱手段１３で当該蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度で加熱するようにしたことから、例えば金属等の蒸発材料３１、３２を迅速に溶融して高い蒸発速度で蒸発させることができるとともに、大型の基板４に対して均一な膜厚で連続的な成膜を行うことができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、第１及び第２の材料供給手段２１、２２が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料３１、３２をその回転により繰り出して蒸発容器１１の収容部１２の両端部にそれぞれ供給するリール部材２５、２６と、これらリール部材２５、２６をそれぞれ回転させるためのモータ２７、２８とを有することから、簡易な構成で蒸発材料３１、３２を所定量だけ蒸発源１０の収容部１２に供給することができるとともに、リール部材２５、２６の回転速度を調整することにより、基板搬送方向の両側において蒸発速度を調整することができる。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施の形態の全体構成を示す断面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ａは、加熱手段１３が、加熱用電源１４に接続され、この加熱用電源１４に対する制御手段１５からの命令に基づいて加熱を行うように構成されている。
【００２８】
また、上述した各モータ２７、２８は、この制御手段１５に接続され、制御手段１５からの命令に基づいてそれぞれの回転が制御されるようになっている。
さらに、搬送経路５の両側部近傍には、蒸発材料３１、３２（溶融蒸発材料３０）の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサ４１、４２が設けられている。
【００２９】
第１及び第２の膜厚センサ４１、４２は、制御手段１５に接続され、後述するように、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段２１、２２における蒸発材料３１、３２の供給量をそれぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態では、まず、加熱手段１３を駆動して蒸発容器１１を蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度に加熱するとともに、図４（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０側に回転させて各蒸発材料３１、３２の先端部を蒸発容器１１の収容部１２の底部に接触させる。
【００３１】
これにより、各蒸発材料３１、３２が先端部から溶融するので、リール部材２５、２６の回転を継続し、図４（ｂ）に示すように、溶融蒸発材料３０を蒸発容器１１の収容部１２内に充填させる。
【００３２】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１の収容部１２内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図４（ｂ）参照）。
【００３３】
蒸着中においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて例えば以下のような制御を行う。
すなわち、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させるように予め制御手段１５に記憶させておく。
【００３４】
例えば、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１を動作させる。
【００３５】
すなわち、図４（ｃ）に示すように、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくしてリール部材２５の回転速度を大きくし、蒸発材料３１の供給量を増加させる。
【００３６】
これにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１が溶融し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下するため、第１の材料供給手段２１側の溶融蒸発材料３０の蒸発量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が小さくなる。
【００３７】
逆に、モータ２７の回転速度を小さくしてリール部材２５の回転速度を小さくし、蒸発材料３１の供給量を減少させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１の溶融量が減少し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が上昇するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が増加し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が大きくなる。
【００３８】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値以内になった時点において、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度をそのまま保持する。
その後、蒸着が終了するまで第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて上述した制御を行う。
【００３９】
また、本実施の形態において、蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つためには、例えば、次のような制御を行うとよい。
【００４０】
Ａ．溶融蒸発材料３０の量を一定の量に制御する。
蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量は、第１の材料供給手段２１による蒸発材料３１の供給量と、第２の材料供給手段２２による蒸発材料３２の供給量から溶融蒸発材料３０の蒸発量を減じた値である。
ここで、第１及び第２の材料供給手段２１、２２による蒸発材料３１、３２の供給量は、それぞれの供給速度と各材料のサイズから算出する。
【００４１】
一方、溶融蒸発材料３０の蒸発量については、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の平均値から算出する。
この場合、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の平均値と実際の蒸発速度との関係を予め求めておき、その関係から溶融蒸発材料３０の蒸発量を算出する。
【００４２】
さらに、リール部材２５、２６の回転速度即ち蒸発材料３１、３２の供給速度を同じ値で増加又は減少させる。例えば、溶融蒸発材料３０の供給量が目標値より少ない場合には、リール部材２５、２６の回転による材料供給量ΔＶだけ増加させ、溶融蒸発材料３０の供給量が目標値より多い場合には、リール部材２５、２６の回転による材料供給量ΔＶだけ減少させる。
【００４３】
Ｂ．蒸発速度（成膜レート）を一定に制御する。
第１及び第２の膜厚センサ４１，４２、加熱手段１３、加熱用電源１４及び制御手段１５のループにおいて、加熱手段１３に対する電力を制御することにより、目標とする蒸発速度に対し、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果の平均値を追従させるようにする。この場合、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果の平均値が所定の範囲内となるように制御する。
【００４４】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果が異なる場合、例えば、第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１のリール部材２５の回転速度を速くして蒸発材料３１の供給量を大きくするとともに、第２の材料供給手段２２のリール部材２６の回転速度を遅くして蒸発材料３２の供給量を少なくなるように制御し、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２における測定結果が第１及び第２の膜厚センサ４１，４２の平均値に近づくように蒸発速度のバランスを制御する。
【００４５】
以上述べた本実施の形態によれば、基板４の搬送経路５の両側部近傍において、蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサ４１、４２が設けられ、これら第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段２１、２２における蒸発材料３１、３２の供給量をそれぞれ制御するようにしたことから、上記実施の形態による効果に加え、成膜を自動化することができるとともに、基板４上における膜厚の均一性を向上させることができる。
【００４６】
また、上述したように蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つように制御することにより、蒸発容器１１の収容部１２から溶融蒸発材料３０が溢れたり、蒸発容器１１の収容部１２内において溶融蒸発材料３０がなくなることを防止することができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ｂは、蒸発源１０Ｂの両端部の上方に、蒸発材料３１、３２を溶融する第１及び第２の加熱手段５１、５２を有している。
【００４８】
第１及び第２の加熱手段５１、５２は、蒸発源１０Ｂの両端部の上方にそれぞれ配置されている。
第１及び第２の加熱手段５１、５２は、耐熱材料からなる例えば筒状の本体部５３、５４をそれぞれ有し、各本体部５３、５４内には、それぞれ内部を貫通する材料供給孔５３ａ、５４ａが設けられている。これら本体部５３、５４は、それぞれ蒸発源１０Ｂ側の部分を若干下方に傾斜させ、これにより材料供給孔５３ａ、５４ａが蒸発源１０Ｂに向って下方に傾斜するように配置されている。
そして、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４の蒸発源１０Ｂ側の端部が、蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂの両端部の上方近傍にそれぞれ配置されている。
【００４９】
その一方、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４の材料供給孔５３ａ、５４ａには、第１及び第２の加熱手段５１、５２側から蒸発材料３１、３２が挿入され、それぞれの先端部が材料供給孔５３ａ、５４ａの内壁に接触するように位置決めされている。
【００５０】
第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４には、溶融用電源１６に接続されたヒータ（溶融用加熱手段）５５、５６がそれぞれ設けられている。
また、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４には、これら本体部５３、５４の温度を測定するための温度センサ５７、５８がそれぞれ設けられている。
【００５１】
そして、溶融用電源１６及び温度センサ５７、５８は、上述した制御手段１５に接続され、温度センサ５７、５８にて得られた結果に基づいて各ヒータ５５、５６を制御するように構成されている。
なお、第１及び第２の加熱手段５１、５２は、固体の蒸発材料３１、３２が溶融する温度で且つできるだけ低い温度で加熱するように構成されている。
【００５２】
一方、本実施の形態の蒸発源１０Ｂは、高抵抗の導電材料からなり細長形状の収容部１２Ｂを有する蒸発容器１１Ｂを有している。
蒸発容器１１Ｂは、両端部にそれぞれ設けられた電極１７、１８を介して例えば交流電源からなる蒸発用電源１４Ｂに接続され、これにより蒸発容器１１Ｂ自体が蒸発用加熱手段として発熱するように構成されている。
なお、蒸発容器１１Ｂは、固体の蒸発材料３１、３２が溶融する温度より高く、溶融蒸発材料３０が蒸発する温度まで加熱されるようになっている。
【００５３】
図６（ａ）（ｂ）及び図７は、本実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態では、まず、溶融用電源１６を駆動しヒータ５５、５６に通電して第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４を加熱する。
【００５４】
この場合、温度センサ５７、５８にて得られた結果に基づいて各ヒータ５５、５６を制御することにより、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４を所定の温度に制御する。
【００５５】
そして、図６（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０Ｂ側に回転させて第１及び第２の加熱手段５１、５２の材料供給孔５３ａ、５４ａ内に蒸発材料３１、３２を挿入し、それぞれの先端部を材料供給孔５３ａ、５４ａの内壁に接触させる。
【００５６】
これにより、第１及び第２の加熱手段５１、５２の材料供給孔５３ａ、５４ａ内において各蒸発材料３１、３２が溶融し、溶融蒸発材料３０が材料供給孔５３ａ、５４ａからあふれ出して蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂの両端部内にそれぞれ連続的に注入される。
【００５７】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂ内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図６（ｂ）参照）。
蒸着中においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて例えば以下のような制御を行う。
【００５８】
すなわち、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させるように予め制御手段１５に記憶させておく。
【００５９】
例えば、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１を動作させる。
【００６０】
この場合は、図７に示すように、温度センサ５７にて得られた結果に基づき、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくしてリール部材２５の回転速度を大きくし、蒸発材料３１の供給量を増加させる。
これにより、第１の材料供給手段２１から蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂへ注入される溶融蒸発材料３０の量が増加する（符号３０Ｂで示す）。
【００６１】
第１の材料供給手段２１から蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂへ注入される溶融蒸発材料３０の温度は、収容部１２Ｂ内において蒸発している溶融蒸発材料３０の温度より低いため、溶融蒸発材料３０を注入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下し、その結果、第１の材料供給手段２１側の溶融蒸発材料３０の蒸発量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が小さくなる。
【００６２】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値以内になった時点において、制御手段１５からの命令により、溶融用電源１６から第１の材料供給手段２１のヒータ５５への通電量を元に戻すとともに、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度をそのまま保持する。
その後、蒸着が終了するまで第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて上述した制御を行う。
【００６３】
以上述べた本実施の形態によれば、第１及び第２の材料供給手段２１、２２が、固体の蒸発材料３１、３２を溶融するためのヒータ５５、５６をそれぞれ有するとともに、溶融蒸発材料３０を連続的に蒸発源１０Ｂに供給するように構成され、さらに、蒸発源１０Ｂの蒸発容器１１Ｂによって当該溶融蒸発材料３０を蒸発させるように構成されていることから、第１及び第２の材料供給手段２１、２２において溶融した溶融蒸発材料３０は第１及び第２の材料供給手段２１、２２に留まることなく蒸発源１０Ｂの収容部１２Ｂに注入され、蒸発源１０Ｂにおいて溶融蒸発材料３０が均一に充填されるので、均一な状態で高速に蒸発する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、第１及び第２の材料供給手段２１、２２において溶融蒸発材料３０が留まらないため、溶融蒸発材料３０の無駄な蒸発が抑えられ、これにより蒸着装置１のトラブルのリスクやメンテナンスの回数を減らすことができる。
【００６５】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、リール部材に細長形状の固体の蒸発材料を巻き付け、モータによってリール部材を回転させることにより蒸発材料を移動させて蒸発源に供給するようにしたが、本発明はこれに限られず、蒸発材料を蒸発源に向って移動させることができれば、他の機構を採用することもできる。
【００６６】
ただし、簡易な構成で所定量の蒸発材料を蒸発源の収容部に供給することができ、また、成膜対象物の搬送方向の両側において蒸発速度の調整を容易に行うことができる観点からは、上記実施の形態のように構成することが好ましい。
【００６７】
また、図５に示す実施の形態においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度が大きい方の側の例えば第１の材料供給手段２１について、溶融用電源１６から第１の材料供給手段２１のヒータ５５への通電量を大きくするとともに、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくするようにしたが、本発明はこれに限られず、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度が大きい方の側の材料供給手段の溶融用加熱手段への通電量を大きくする動作又は材料供給手段のモータの回転速度を大きくする動作のいずれか一方のみを行うこともできる。
【００６８】
さらに、上記実施の形態の蒸発源、第１及び第２の材料供給手段並びに第１及び第２の膜厚センサを搬送方向に複数配置することもできる。このような構成によれば、成膜対象物上に共蒸着膜を形成することができる。
加えて、本発明は、金属材料のみならず、有機材料についても適用することができるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１…蒸着装置
２…真空槽
４…基板（成膜対象物）
５…搬送経路
１０…蒸発源
１１…蒸発容器
１２…収容部
１３…加熱手段
２１…第１の材料供給手段
２２…第２の材料供給手段
２５…リール部材
２６…リール部材
２７…モータ
２８…モータ
３０…溶融蒸発材料
３１…蒸発材料
３２…蒸発材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイス等の有機デバイスを作製するための蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蒸着装置としては、例えば特許文献１〜３に記載されたようなものが知られている。
特許文献１に記載された発明は、点状の蒸発源であり、蒸発速度が遅いとともに、蒸発材料の利用効率が低く、生産効率が良くないという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献２に記載された発明は、構成が複雑でコスト高になるとともに、膜厚分布を調整する機構を有しておらず、膜厚分布の均一性を確保することが困難であるという問題がある。
さらに、特許文献３に記載された発明においては、大型基板に対して膜厚分布の均一性を確保することが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５０２３６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２９０８６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられ、蒸発材料を収容する細長形状の収容部と、当該収容部内の蒸発材料を当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段とを有する蒸発源と、前記真空槽内において前記蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するための搬送経路と、前記蒸発源の収容部の両側部に設けられ、前記蒸発材料を移動させつつ前記収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給する第１及び第２の材料供給手段と、を有する蒸着装置である。
本発明では、前記第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して前記蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、前記リール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する場合にも効果的である。
本発明では、前記搬送経路の両側部近傍に設けられ、前記蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて前記第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する場合にも効果的である。
本発明では、前記第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、前記蒸発源に、当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記制御手段が、前記リール部材の回転速度を制御するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記制御手段が、前記溶融用加熱手段に対する通電量を制御するように構成されている場合にも効果的である。
また、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用いた蒸着方法であって、前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に、前記第１及び第２の材料供給手段のうち、当該第１及び第２の膜厚センサのうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させて当該材料供給手段における蒸発材料の供給量を増加させる工程を有するものである。
【０００７】
本発明の場合、細長形状の収容部を有する蒸発源の両側部に第１及び第２の材料供給手段を設けるとともに、蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するようにし、さらに、第１及び第２の材料供給手段から蒸発源の収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給して加熱手段で当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱するようにしたことから、例えば金属等の蒸発材料を迅速且つ均一に溶融して高い蒸発速度で蒸発させることができるとともに、大型の成膜対象物に対して均一な膜厚で連続的な成膜を行うことができる。
そして、成膜対象物上に形成された均一な膜により成膜対象物の温度上昇が抑えられ、成膜対象物上に既に形成された膜への熱による影響を抑えることができる。
本発明において、第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、これらリール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する場合には、簡易な構成で所定量の蒸発材料を蒸発源の収容部に供給することができるとともに、リール部材の回転速度を調整することにより、成膜対象物の搬送方向の両側において蒸発速度の調整を容易に行うことができる。
本発明において、搬送経路の両側部近傍に設けられ、蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、これら第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する場合には、成膜を自動化することができるとともに、成膜対象物上における膜厚の均一性を向上させることができる。
本発明において、第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、蒸発源に当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている場合には、第１及び第２の材料供給手段において溶融した溶融蒸発材料は第１及び第２の材料供給手段に留まることなく蒸発源の収容部に注入されるため、蒸発源において溶融蒸発材料が均一に充填され、高速で均一に蒸発する。
このように、本発明によれば、第１及び第２の材料供給手段において溶融蒸発材料が留まらないため、溶融蒸発材料の無駄な蒸発が抑えられ、これにより蒸着装置のトラブルのリスクやメンテナンスの回数を減らすことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の実施の形態の全体構成を示す断面図（ｂ）：同実施の形態における蒸発源の配置構成を示す平面図
【図２】（ａ）（ｂ）：同蒸着装置の動作を示す断面図
【図３】本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図
【図５】本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図
【図６】（ａ）（ｂ）：同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図（その１）
【図７】同実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の実施の形態の全体構成を示す断面図、図１（ｂ）は、同実施の形態における蒸発源の配置構成を示す平面図である。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の蒸着装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有している。
真空槽２内の例えば下部には、蒸発源１０が設けられている。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、蒸発源１０は、基板搬送方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向に延びる細長形状の蒸発容器１１を有し、この蒸発容器１１には、後述する溶融した蒸発材料（以下「溶融蒸発材料」という。）３０を収容するためのＸ軸方向に延びる細長形状の収容部１２が設けられている。
【００１３】
蒸発容器１１は、例えばセラミックス等の絶縁性材料からなり、その周囲には、例えば抵抗加熱方式の加熱手段１３が設けられている。この加熱手段１３は、図示しない加熱用電源に接続され、後述する蒸発材料３１、３２の蒸発温度より高い温度で加熱するように構成されている。
【００１４】
蒸発源１０の両側部には、第１及び第２の材料供給手段２１、２２がそれぞれ設けられている。
本実施の形態の場合、第１及び第２の材料供給手段２１、２２は、同一の構成を有している。
【００１５】
第１及び第２の材料供給手段２１、２２は、基板搬送方向と平行方向の回転軸２３、２４をそれぞれ有するリール部材２５、２６をそれぞれ有している。
各リール部材２５、２６には、それぞれ細長い形状に形成された固体の蒸発材料３１、３２が巻き付けられている。そして、例えば図示しないガイド部材によって蒸発材料３１、３２の先端部が蒸発容器１１の収容部１２内に位置するように位置決めされている。
【００１６】
本発明の場合、蒸発材料３１、３２としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）やこれらを含む合金を好適に用いることができる。
各リール部材２５、２６は、それぞれ隣接して配置されたモータ２７、２８によって回転するように構成されている。
ここで、各モータ２７、２８は、図示しない制御手段に接続され、この制御手段からの命令に基づいて後述するようにそれぞれの回転が制御されるようになっている。
【００１７】
一方、真空槽２内の蒸発源１０の上方には、ローラ等の搬送機構（図示せず）によって構成され上記基板搬送方向に延びる搬送経路５が設けられ、この搬送経路５に沿って複数の基板４が連続的に蒸発源１０の上方を通過するように構成されている。
【００１８】
図２（ａ）（ｂ）は、同蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態においては、まず、加熱手段１３を駆動して蒸発容器１１を蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度に加熱するとともに、図２（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０側に回転させて各蒸発材料３１、３２の先端部を蒸発容器１１の収容部１２の底部に接触させる。
【００１９】
これにより、各蒸発材料３１、３２が先端部から溶融し、さらに、収容部１２内に留まった溶融材料によって各蒸発材料３１、３２が溶融するので（以下、「溶融蒸発材料」３０という。）、リール部材２５、２６の回転を継続し、図２（ｂ）に示すように、溶融蒸発材料３０を蒸発容器１１の収容部１２内に充填させる。
【００２０】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１の収容部１２内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
そして、例えば予め定めたシーケンスに基づいてリール部材２５、２６の回転速度を調整して蒸発材料３１、３２の供給量を調整することにより、基板の両側において蒸着速度が均一になるようにする。
【００２２】
この場合、一方の蒸発材料（例えば蒸発材料３１）の供給量を増加させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１が溶融し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度を小さくすることができる。
【００２３】
逆に、蒸発材料３１の供給量を減少させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１の溶融量が減少し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が上昇するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が増加し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度を大きくすることができる。
【００２４】
また、本実施の形態において、蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つためには、例えば、次のような制御を行うとよい。
蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量は、第１の材料供給手段２１による蒸発材料３１の供給量と、第２の材料供給手段２２による蒸発材料３２の供給量から溶融蒸発材料３０の蒸発量を減じた値である。
ここで、第１及び第２の材料供給手段２１、２２による蒸発材料３１、３２の供給量は、それぞれの供給速度と各材料のサイズから算出する。
【００２５】
以上述べた本実施の形態によれば、細長形状の収容部１２を有する蒸発源１０の両側部に第１及び第２の材料供給手段２１、２２を設けるとともに、蒸発源１０の収容部１２の長手方向に対して直交方向に基板４を搬送するようにし、さらに、第１及び第２の材料供給手段２１、２２から蒸発源１０の収容部１２の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料３１、３２を供給して加熱手段１３で当該蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度で加熱するようにしたことから、例えば金属等の蒸発材料３１、３２を迅速に溶融して高い蒸発速度で蒸発させることができるとともに、大型の基板４に対して均一な膜厚で連続的な成膜を行うことができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、第１及び第２の材料供給手段２１、２２が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料３１、３２をその回転により繰り出して蒸発容器１１の収容部１２の両端部にそれぞれ供給するリール部材２５、２６と、これらリール部材２５、２６をそれぞれ回転させるためのモータ２７、２８とを有することから、簡易な構成で蒸発材料３１、３２を所定量だけ蒸発源１０の収容部１２に供給することができるとともに、リール部材２５、２６の回転速度を調整することにより、基板搬送方向の両側において蒸発速度を調整することができる。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施の形態の全体構成を示す断面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ａは、加熱手段１３が、加熱用電源１４に接続され、この加熱用電源１４に対する制御手段１５からの命令に基づいて加熱を行うように構成されている。
【００２８】
また、上述した各モータ２７、２８は、この制御手段１５に接続され、制御手段１５からの命令に基づいてそれぞれの回転が制御されるようになっている。
さらに、搬送経路５の両側部近傍には、蒸発材料３１、３２（溶融蒸発材料３０）の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサ４１、４２が設けられている。
【００２９】
第１及び第２の膜厚センサ４１、４２は、制御手段１５に接続され、後述するように、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段２１、２２における蒸発材料３１、３２の供給量をそれぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態では、まず、加熱手段１３を駆動して蒸発容器１１を蒸発材料３１、３２の蒸発温度以上の温度に加熱するとともに、図４（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０側に回転させて各蒸発材料３１、３２の先端部を蒸発容器１１の収容部１２の底部に接触させる。
【００３１】
これにより、各蒸発材料３１、３２が先端部から溶融するので、リール部材２５、２６の回転を継続し、図４（ｂ）に示すように、溶融蒸発材料３０を蒸発容器１１の収容部１２内に充填させる。
【００３２】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１の収容部１２内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図４（ｂ）参照）。
【００３３】
蒸着中においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて例えば以下のような制御を行う。
すなわち、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させるように予め制御手段１５に記憶させておく。
【００３４】
例えば、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１を動作させる。
【００３５】
すなわち、図４（ｃ）に示すように、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくしてリール部材２５の回転速度を大きくし、蒸発材料３１の供給量を増加させる。
【００３６】
これにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１が溶融し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下するため、第１の材料供給手段２１側の溶融蒸発材料３０の蒸発量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が小さくなる。
【００３７】
逆に、モータ２７の回転速度を小さくしてリール部材２５の回転速度を小さくし、蒸発材料３１の供給量を減少させることにより、新たに液中に挿入した固体の蒸発材料３１の溶融量が減少し、その挿入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が上昇するため、第１の材料供給手段２１側の蒸発材料の蒸気の量が増加し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が大きくなる。
【００３８】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値以内になった時点において、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度をそのまま保持する。
その後、蒸着が終了するまで第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて上述した制御を行う。
【００３９】
また、本実施の形態において、蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つためには、例えば、次のような制御を行うとよい。
【００４０】
Ａ．溶融蒸発材料３０の量を一定の量に制御する。
蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量は、第１の材料供給手段２１による蒸発材料３１の供給量と、第２の材料供給手段２２による蒸発材料３２の供給量から溶融蒸発材料３０の蒸発量を減じた値である。
ここで、第１及び第２の材料供給手段２１、２２による蒸発材料３１、３２の供給量は、それぞれの供給速度と各材料のサイズから算出する。
【００４１】
一方、溶融蒸発材料３０の蒸発量については、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の平均値から算出する。
この場合、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の平均値と実際の蒸発速度との関係を予め求めておき、その関係から溶融蒸発材料３０の蒸発量を算出する。
【００４２】
さらに、リール部材２５、２６の回転速度即ち蒸発材料３１、３２の供給速度を同じ値で増加又は減少させる。例えば、溶融蒸発材料３０の供給量が目標値より少ない場合には、リール部材２５、２６の回転による材料供給量ΔＶだけ増加させ、溶融蒸発材料３０の供給量が目標値より多い場合には、リール部材２５、２６の回転による材料供給量ΔＶだけ減少させる。
【００４３】
Ｂ．蒸発速度（成膜レート）を一定に制御する。
第１及び第２の膜厚センサ４１，４２、加熱手段１３、加熱用電源１４及び制御手段１５のループにおいて、加熱手段１３に対する電力を制御することにより、目標とする蒸発速度に対し、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果の平均値を追従させるようにする。この場合、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果の平均値が所定の範囲内となるように制御する。
【００４４】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２にて得られた結果が異なる場合、例えば、第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１のリール部材２５の回転速度を速くして蒸発材料３１の供給量を大きくするとともに、第２の材料供給手段２２のリール部材２６の回転速度を遅くして蒸発材料３２の供給量を少なくなるように制御し、第１及び第２の膜厚センサ４１，４２における測定結果が第１及び第２の膜厚センサ４１，４２の平均値に近づくように蒸発速度のバランスを制御する。
【００４５】
以上述べた本実施の形態によれば、基板４の搬送経路５の両側部近傍において、蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサ４１、４２が設けられ、これら第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた結果に基づいて第１及び第２の材料供給手段２１、２２における蒸発材料３１、３２の供給量をそれぞれ制御するようにしたことから、上記実施の形態による効果に加え、成膜を自動化することができるとともに、基板４上における膜厚の均一性を向上させることができる。
【００４６】
また、上述したように蒸発容器１１の収容部１２内における溶融蒸発材料３０の量を一定に保つように制御することにより、蒸発容器１１の収容部１２から溶融蒸発材料３０が溢れたり、蒸発容器１１の収容部１２内において溶融蒸発材料３０がなくなることを防止することができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施の形態の蒸着装置の全体構成を示す断面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ｂは、蒸発源１０Ｂの両端部の上方に、蒸発材料３１、３２を溶融する第１及び第２の加熱手段５１、５２を有している。
【００４８】
第１及び第２の加熱手段５１、５２は、蒸発源１０Ｂの両端部の上方にそれぞれ配置されている。
第１及び第２の加熱手段５１、５２は、耐熱材料からなる例えば筒状の本体部５３、５４をそれぞれ有し、各本体部５３、５４内には、それぞれ内部を貫通する材料供給孔５３ａ、５４ａが設けられている。これら本体部５３、５４は、それぞれ蒸発源１０Ｂ側の部分を若干下方に傾斜させ、これにより材料供給孔５３ａ、５４ａが蒸発源１０Ｂに向って下方に傾斜するように配置されている。
そして、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４の蒸発源１０Ｂ側の端部が、蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂの両端部の上方近傍にそれぞれ配置されている。
【００４９】
その一方、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４の材料供給孔５３ａ、５４ａには、第１及び第２の加熱手段５１、５２側から蒸発材料３１、３２が挿入され、それぞれの先端部が材料供給孔５３ａ、５４ａの内壁に接触するように位置決めされている。
【００５０】
第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４には、溶融用電源１６に接続されたヒータ（溶融用加熱手段）５５、５６がそれぞれ設けられている。
また、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４には、これら本体部５３、５４の温度を測定するための温度センサ５７、５８がそれぞれ設けられている。
【００５１】
そして、溶融用電源１６及び温度センサ５７、５８は、上述した制御手段１５に接続され、温度センサ５７、５８にて得られた結果に基づいて各ヒータ５５、５６を制御するように構成されている。
なお、第１及び第２の加熱手段５１、５２は、固体の蒸発材料３１、３２が溶融する温度で且つできるだけ低い温度で加熱するように構成されている。
【００５２】
一方、本実施の形態の蒸発源１０Ｂは、高抵抗の導電材料からなり細長形状の収容部１２Ｂを有する蒸発容器１１Ｂを有している。
蒸発容器１１Ｂは、両端部にそれぞれ設けられた電極１７、１８を介して例えば交流電源からなる蒸発用電源１４Ｂに接続され、これにより蒸発容器１１Ｂ自体が蒸発用加熱手段として発熱するように構成されている。
なお、蒸発容器１１Ｂは、固体の蒸発材料３１、３２が溶融する温度より高く、溶融蒸発材料３０が蒸発する温度まで加熱されるようになっている。
【００５３】
図６（ａ）（ｂ）及び図７は、本実施の形態の蒸着装置の動作を示す断面図である。
本実施の形態では、まず、溶融用電源１６を駆動しヒータ５５、５６に通電して第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４を加熱する。
【００５４】
この場合、温度センサ５７、５８にて得られた結果に基づいて各ヒータ５５、５６を制御することにより、第１及び第２の加熱手段５１、５２の本体部５３、５４を所定の温度に制御する。
【００５５】
そして、図６（ａ）に示すように、リール部材２５、２６をそれぞれ蒸発源１０Ｂ側に回転させて第１及び第２の加熱手段５１、５２の材料供給孔５３ａ、５４ａ内に蒸発材料３１、３２を挿入し、それぞれの先端部を材料供給孔５３ａ、５４ａの内壁に接触させる。
【００５６】
これにより、第１及び第２の加熱手段５１、５２の材料供給孔５３ａ、５４ａ内において各蒸発材料３１、３２が溶融し、溶融蒸発材料３０が材料供給孔５３ａ、５４ａからあふれ出して蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂの両端部内にそれぞれ連続的に注入される。
【００５７】
そして、溶融蒸発材料３０が蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂ内に充填された後は、リール部材２５、２６の回転速度を遅くして例えば同一の一定速度に保持するとともに、基板４の搬送を開始し、基板４上への蒸着を行う（図６（ｂ）参照）。
蒸着中においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて例えば以下のような制御を行う。
【００５８】
すなわち、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させるように予め制御手段１５に記憶させておく。
【００５９】
例えば、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち第１の膜厚センサ４１にて得られた蒸発速度が第２の膜厚センサ４２にて得られた蒸発速度より大きい場合には、第１の材料供給手段２１を動作させる。
【００６０】
この場合は、図７に示すように、温度センサ５７にて得られた結果に基づき、制御手段１５からの命令により、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくしてリール部材２５の回転速度を大きくし、蒸発材料３１の供給量を増加させる。
これにより、第１の材料供給手段２１から蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂへ注入される溶融蒸発材料３０の量が増加する（符号３０Ｂで示す）。
【００６１】
第１の材料供給手段２１から蒸発容器１１Ｂの収容部１２Ｂへ注入される溶融蒸発材料３０の温度は、収容部１２Ｂ内において蒸発している溶融蒸発材料３０の温度より低いため、溶融蒸発材料３０を注入した部分の近傍において溶融蒸発材料３０の温度が低下し、その結果、第１の材料供給手段２１側の溶融蒸発材料３０の蒸発量が減少し、第１の材料供給手段２１側の蒸発速度が小さくなる。
【００６２】
そして、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２にて得られた蒸発速度の差が所定値以内になった時点において、制御手段１５からの命令により、溶融用電源１６から第１の材料供給手段２１のヒータ５５への通電量を元に戻すとともに、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度をそのまま保持する。
その後、蒸着が終了するまで第１及び第２の膜厚センサ４１、４２の測定結果を常時モニターしておき、その結果に応じて上述した制御を行う。
【００６３】
以上述べた本実施の形態によれば、第１及び第２の材料供給手段２１、２２が、固体の蒸発材料３１、３２を溶融するためのヒータ５５、５６をそれぞれ有するとともに、溶融蒸発材料３０を連続的に蒸発源１０Ｂに供給するように構成され、さらに、蒸発源１０Ｂの蒸発容器１１Ｂによって当該溶融蒸発材料３０を蒸発させるように構成されていることから、第１及び第２の材料供給手段２１、２２において溶融した溶融蒸発材料３０は第１及び第２の材料供給手段２１、２２に留まることなく蒸発源１０Ｂの収容部１２Ｂに注入され、蒸発源１０Ｂにおいて溶融蒸発材料３０が均一に充填されるので、均一な状態で高速に蒸発する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、第１及び第２の材料供給手段２１、２２において溶融蒸発材料３０が留まらないため、溶融蒸発材料３０の無駄な蒸発が抑えられ、これにより蒸着装置１のトラブルのリスクやメンテナンスの回数を減らすことができる。
【００６５】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、リール部材に細長形状の固体の蒸発材料を巻き付け、モータによってリール部材を回転させることにより蒸発材料を移動させて蒸発源に供給するようにしたが、本発明はこれに限られず、蒸発材料を蒸発源に向って移動させることができれば、他の機構を採用することもできる。
【００６６】
ただし、簡易な構成で所定量の蒸発材料を蒸発源の収容部に供給することができ、また、成膜対象物の搬送方向の両側において蒸発速度の調整を容易に行うことができる観点からは、上記実施の形態のように構成することが好ましい。
【００６７】
また、図５に示す実施の形態においては、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度が大きい方の側の例えば第１の材料供給手段２１について、溶融用電源１６から第１の材料供給手段２１のヒータ５５への通電量を大きくするとともに、第１の材料供給手段２１のモータ２７の回転速度を大きくするようにしたが、本発明はこれに限られず、第１及び第２の膜厚センサ４１、４２のうち蒸発速度が大きい方の側の材料供給手段の溶融用加熱手段への通電量を大きくする動作又は材料供給手段のモータの回転速度を大きくする動作のいずれか一方のみを行うこともできる。
【００６８】
さらに、上記実施の形態の蒸発源、第１及び第２の材料供給手段並びに第１及び第２の膜厚センサを搬送方向に複数配置することもできる。このような構成によれば、成膜対象物上に共蒸着膜を形成することができる。
加えて、本発明は、金属材料のみならず、有機材料についても適用することができるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１…蒸着装置
２…真空槽
４…基板（成膜対象物）
５…搬送経路
１０…蒸発源
１１…蒸発容器
１２…収容部
１３…加熱手段
２１…第１の材料供給手段
２２…第２の材料供給手段
２５…リール部材
２６…リール部材
２７…モータ
２８…モータ
３０…溶融蒸発材料
３１…蒸発材料
３２…蒸発材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に設けられ、蒸発材料を収容する細長形状の収容部と、当該収容部内の蒸発材料を当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段とを有する蒸発源と、
前記真空槽内において前記蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するための搬送経路と、
前記蒸発源の収容部の両側部に設けられ、前記蒸発材料を移動させつつ前記収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給する第１及び第２の材料供給手段と、
を有する蒸着装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して前記蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、前記リール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記搬送経路の両側部近傍に設けられ、前記蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、
前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて前記第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する請求項１又は２のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、前記蒸発源に、当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている請求項３記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記リール部材の回転速度を制御するように構成されている請求項２乃至４のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記溶融用加熱手段に対する通電量を制御するように構成されている請求項２乃至５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項記載の蒸着装置を用いた蒸着方法であって、
前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に、前記第１及び第２の材料供給手段のうち、当該第１及び第２の膜厚センサのうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させて当該材料供給手段における蒸発材料の供給量を増加させる工程を有する蒸着方法。
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に設けられ、蒸発材料を収容する細長形状の収容部と、当該収容部内の蒸発材料を当該蒸発材料の蒸発温度以上の温度で加熱する加熱手段とを有する蒸発源と、
前記真空槽内において前記蒸発源の収容部の長手方向に対して交差する方向に成膜対象物を搬送するための搬送経路と、
前記蒸発源の収容部の両側部に設けられ、前記蒸発材料を移動させつつ前記収容部の両端部にそれぞれ所定量の蒸発材料を供給する第１及び第２の材料供給手段と、
を有する蒸着装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の材料供給手段が、巻き付けられた細長形状の蒸発材料をその回転により繰り出して前記蒸発源の収容部の両端部に当該蒸発材料をそれぞれ供給するリール部材と、前記リール部材をそれぞれ回転させるためのモータとを有する請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記搬送経路の両側部近傍に設けられ、前記蒸発材料の蒸発速度をそれぞれ検出する第１及び第２の膜厚センサと、
前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた結果に基づいて前記第１及び第２の材料供給手段における蒸発材料の供給量をそれぞれ制御する制御手段とを有する請求項１又は２のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の材料供給手段が、固体の蒸発材料を溶融するための溶融用加熱手段をそれぞれ有するとともに当該溶融蒸発材料を連続的に前記蒸発源に供給するように構成され、さらに、前記蒸発源に、当該溶融蒸発材料を蒸発させるための蒸発用加熱手段が設けられている請求項３記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記リール部材の回転速度を制御するように構成されている請求項２乃至４のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記溶融用加熱手段に対する通電量を制御するように構成されている請求項２乃至５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項記載の蒸着装置を用いた蒸着方法であって、
前記第１及び第２の膜厚センサにて得られた蒸発速度の差が所定値を超えた場合に、前記第１及び第２の材料供給手段のうち、当該第１及び第２の膜厚センサのうち蒸発速度の大きい方の側の材料供給手段を動作させて当該材料供給手段における蒸発材料の供給量を増加させる工程を有する蒸着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１００５８１（Ｐ２０１３−１００５８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５１５２（Ｐ２０１１−２４５１５２）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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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