説明

蒸着装置及び薄膜製造方法

【課題】蒸着装置及び薄膜製造方法を提供する。
【解決手段】大型基板の場合にも、均一な薄膜を形成し、基板のサイズが変更される場合にも、装備の変更なしに容易に適用するためのものであって、直線動するように備えられた第1蒸着源と、第1蒸着源から離隔され、第1蒸着源と同時及び同一方向に直線動するように備えられた第2蒸着源と、第1蒸着源及び第2蒸着源と被蒸着体との間に位置し、第1蒸着源及び第2蒸着源と同時及び同一方向に直線動するように備えられた補正部材とを含み、補正部材は、第1蒸着源に対応する位置に備えられた第1補正板及び第2蒸着源に対応する位置に備えられた第2補正板を備える蒸着装置である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蒸着装置及び薄膜製造方法に係り、さらに詳細には、被蒸着体が大型である場合にも、薄膜の厚さ均一度を向上させうる蒸着装置及び薄膜製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光表示装置のような平板表示装置で有機物や電極として使われる金属は、真空雰囲気で該当物質を蒸着して平板上に薄膜を形成する。
【0003】
このような薄膜の形成に薄膜の厚さ均一度は、表示装置の特性、すなわち、効率散布及び色座標散布に大きい影響を及ぼす。したがって、蒸着時、この薄膜の均一度を高めようとする試みが多かった。
【0004】
その代表的な例として、特許文献1に開示された蒸着装置によれば、蒸着材料を加熱して蒸発させる蒸発源と基板との間に薄膜の厚さ均一化のために遮断部材を備えている。
【0005】
特許文献2には、蒸着材料の飛散角度を有効に制御しつつ、膜厚分布を最適化した蒸着装置が開示されている。開示された蒸着装置によれば、線形蒸着源を使用して大面積基板に蒸着を容易にして、蒸着源に蒸着物質遮蔽用器具物を形成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】韓国公開特許2004−0007811号公報
【特許文献2】特開第2004−238663号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記特許文献1に開示された蒸着装置は、基本的に小型の基板に適用されるものであって、基板が大型化する場合、適用され難いという限界がある。また、上記特許文献2の蒸着装置の場合にも固定されている蒸着源に適用しうる形態だけでなく、基板のサイズがさらに大きくなる場合、蒸着源も大型化せねばならないため、適用には限界がある。
【0008】
本発明の目的は、大型基板の場合にも、均一な薄膜を形成できる蒸着装置及び薄膜製造方法を提供することである。
【0009】
本発明の他の目的は、基板のサイズが変更される場合にも、装備の変更なしに容易に適用できる蒸着装置及び薄膜製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記目的を達成するために、本発明は、直線動するように備えられた第1蒸着源と、前記第1蒸着源から離隔され、前記第1蒸着源と同時及び同一方向に直線動するように備えられた第2蒸着源と、前記第1蒸着源及び第2蒸着源と被蒸着体(被処理体)との間に位置し、前記第1蒸着源及び第2蒸着源と同時及び同一方向に直線動するように備えられた補正部材と、を含み、前記補正部材は、前記第1蒸着源に対応する位置に備えられた第1補正板及び前記第2蒸着源に対応する位置に備えられた第2補正板を備える蒸着装置を提供する。
【0011】
前記補正部材は、前記第1補正板と前記第2補正板とを連結する支持部をさらに備えうる。
【0012】
前記第1補正板及び前記第2補正板は、前記支持部から前記第1蒸着源及び第2蒸着源の方向に突出しうる。
【0013】
前記第1補正板及び前記第2補正板は、前記支持部から前記第1蒸着源及び第2蒸着源が直線動する方向に対してそれぞれ平行に突出しうる。
【0014】
前記補正部材は、少なくとも、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源の進行方向の前方に配置されうる。
【0015】
前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源は、往復直線動しうる。
【0016】
前記補正部材は、少なくとも、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源の進行方向の後方に配置されうる。
【0017】
本発明はまた、相互離隔されて直線動する少なくとも二つの蒸着源を準備するステップと、前記蒸着源に対向して被蒸着体を配置するステップと、前記蒸着源を一方向に同時に移動させつつ、前記被蒸着体に薄膜を形成するステップと、前記蒸着源の進行方向の前方及び後方のうち、少なくとも一方の前記蒸着源と被蒸着体との間の空間を遮蔽することによって前記各蒸着源の位置にそれぞれ対応する位置の空間を遮蔽するステップと、を含む薄膜製造方法(薄膜形成方法)を提供する。
【0018】
前記各蒸着源に対応する位置での遮蔽量は、前記各蒸着源の間隔に対応する位置での遮蔽量より多くしうる。
【0019】
前記蒸着源及び補正部材を往復動させつつ、前記被蒸着体に薄膜を形成するステップを含みうる。なお、蒸着源を往復動させて薄膜を形成するステップは、蒸着源を一方向に同時に移動させて薄膜を形成するステップに代えておこなうようにしてもよい。
【0020】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、互いに離隔して配置され、同一方向に同時に移動することができる蒸着源群と、前記蒸着源群と被蒸着体との間に位置し、前記蒸着源群と同一方向に同時に移動することができる補正部材と、を含み、前記補正部材は、前記蒸着源群のそれぞれに対応する位置に配置された補正板を備える蒸着装置が提供される。
【0021】
なお、「蒸着源群」とは、2個以上の蒸着源を意味する。蒸着源群を構成する蒸着源の数は特に限定されず、基板のサイズに合わせて適宜設定される数である。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、大型基板に適用される駆動する蒸着源を使用した場合にも、蒸着される膜厚さの均一度を維持しうる。また、基板のサイズが変化する場合にも、簡単に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の望ましい一実施形態による蒸着装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1の蒸着装置の蒸着源及び補正部材の平面図である。
【図3】図2のIII−IIIによる本発明の望ましい一実施形態による蒸着装置の断面図である。
【図4】本発明の補正部材の設計概念図である。
【図5】本発明の補正部材を使用しない場合に形成された薄膜プロファイルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい一実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【0025】
図1は、本発明の望ましい一実施形態による蒸着装置を概略的に示す斜視図である。
【0026】
図1には、説明の便宜のためにチャンバを示していないが、図1の全ての構成は、適切な真空度が維持されるチャンバ内に配置されることが望ましい。
【0027】
このようなチャンバ内には、被蒸着体である基板12が配置される。平板表示装置用基板となりうるが、多数の平板表示装置を形成できるマザーガラスのような大面積基板が適用されうる。
【0028】
この基板12に対向して、すなわち、図1から見るとき、基板12とZ軸方向に相互離隔されて対向した側に蒸着源20が配置される。この蒸着源20は、ベース10に配設され、ベース10は、チャンバ内のY軸方向に沿って延びているガイドレール11上に設置され、このガイドレール11に沿ってY軸方向に往復動するように備えられる。したがって、ベース10は、別途の駆動部(図示せず)と連結されて駆動される。
【0029】
前記蒸着源20は、第1蒸着源22及び第2蒸着源23を含む。
【0030】
前記第1蒸着源22及び第2蒸着源23は、図1に示したように、相互所定間隔で離隔されていると同時に、同じ方向(Y方向)に移動するように備えられる。そして、前記第1蒸着源22及び第2蒸着源23は、それぞれ複数の蒸着用坩堝21を含んで備えられる。このとき、各第1、2蒸着源22,23で蒸着用坩堝21は、同じ方向(Y方向)に直線上に配列されうる。しかし、前記第1蒸着源22及び第2蒸着源23は、必ずしも坩堝21が複数個配列されている構造を取る必要はなく、図1から見るとき、Y方向に延びている線形の坩堝であってもよい。
【0031】
また、本実施形態で前記蒸着源20は、第1蒸着源22及び第2蒸着源23の二つの蒸着源が備えられたと限定したが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、2つ以上の蒸着源で備えられうる。しかし、この場合には、後述するように、補正部材の形状も、これに対応して備えられねばならない。
【0032】
前記のような構造の蒸着源20をそのまま利用して蒸着して薄膜を形成する場合、形成された薄膜は、図5のようなプロファイルを有する。
【0033】
図5に示したように、この場合には、蒸着源のすぐ対向部に位置した部分の膜厚が蒸着源の間の位置に比べて顕著に厚くなる膜不均一化が現れる。
【0034】
本発明では、このような膜不均一化を避けるために、図2に示したような構造の第1補正部材30及び第2補正部材40を蒸着源20と基板12との間に配置する。
【0035】
本発明において、前記第1補正部材30及び第2補正部材40は、図2に示したように、Y方向に沿って相互離隔されており、その離隔された距離の間に蒸着源20が配置される。
【0036】
前記第1補正部材30及び第2補正部材40は、それぞれ第1蒸着源22に対応する位置に備えられた第1補正板32、42、第2蒸着源23に対応する位置に備えられた第2補正板33、43を備える。すなわち、前記第1補正部材30の第1補正板32と第2補正部材40の第1補正板42とは、相互対向しており、前記第1補正部材30の第2補正板33と第2補正部材40の第2補正板43とは、相互対向している。そして、前記第1補正部材30の第1補正板32と第2補正部材40の第1補正板42との間に第1蒸着源22が配置されており、前記第1補正部材30の第2補正板33と第2補正部材40の第2補正板43との間に第2蒸着源23が配置されている。
【0037】
なお、補正板が蒸着源に対応する位置に備えられる形態としては、例えば、蒸着源の周辺部において被蒸着体と蒸着源とが遮蔽され、かつ、蒸着源の近傍において被蒸着体と蒸着源とが遮蔽されないように補正板が配置される形態が挙げられる。また、さらに具体的には、被蒸着面に対して垂直であり、かつ、補正板の進行方向に対して平行であり、かつ、蒸着源を通る平面上に補正板の任意の一点が存在するように補正板が配置され、さらに、補正板が蒸着源から被蒸着体への垂線上に存在しない形態とすることができる。このような形態にすることにより、蒸着源に対応する位置での遮蔽量が蒸着源の間隔に対応する位置での遮蔽量より多くすることができる。
【0038】
補正板は、円弧状または半円状で形成されることが望ましい。これによって、形成される薄膜の膜厚さの均一度をさらに高めることができる。
【0039】
そして、前記第1補正部材30及び第2補正部材40は、第1蒸着源22から第2蒸着源23に至る方向、すなわち、図2のX方向に沿って延びた支持部34、44を備えている。このような支持部34,44から第1蒸着源22及び第2蒸着源23の方向に第1補正板32、42及び第2補正板33、43がそれぞれ突出した構造を有する。したがって、第1補正部材30と第2補正部材40とにおいて、第1補正板32、42、支持部34,44及び第2補正板33、43の端部は、波形をなすように備えられる。
【0040】
このとき、前記第1補正板32、42及び第2補正板33、43は、図3に示したように、各支持部34、44から第1蒸着源22及び第2蒸着源23の方向にそれぞれ平行に突出している。
【0041】
このような構造の第1補正部材30及び第2補正部材40は、ベース10から延びた第1遮蔽壁31及び第2遮蔽壁41に連結されている。この第1遮蔽壁31及び第2遮蔽壁41によって、図3に示したように、第1蒸着源22と第2蒸着源23とが配列されている方向(X方向)に垂直方向(Y方向)への蒸着角度を減らす。したがって、基板12と蒸着源20との間にマスクを介在させる場合にも、シャドー効果を減らせる。
【0042】
一方、本発明において、前記第1補正部材30及び第2補正部材40は、必ずしも前述した実施形態のように蒸着源20の進行方向の前方及び後方に2つが存在せねばならないものではなく、第1補正部材30及び第2補正部材40のうち、何れか一つのみが備えられていてもよい。
【0043】
また、第1補正部材30の第1補正板32と第2補正板33とは、さらに相互近接して配置されうる。第1補正板32と第2補正板33との突出位置は、第1蒸着源22及び第2蒸着源23のすぐ上部の位置より相互近接して配置されうる。もちろん、第2補正部材40の第1補正板42も第2補正板43も同様に、さらに相互近接して配置されうるが、このとき、必ずしも第1補正部材30の第1補正板32と第2補正板33との離隔距離と同一に配置される必要はなく、第1補正部材30の第1補正板32と第2補正板33との離隔距離より近く、あるいは遠く配置されることもある。
【0044】
それだけでなく、第1補正部材30と第2補正部材40とは、さらに相互近接して配置されて、図2から見るとき、線形に配置されている第1蒸着源22及び第2蒸着源23の最外郭の坩堝21のエッジのすぐ上部に位置させることができ、逆に、さらに相互離隔されるように配置されることもある。
【0045】
このように、第1補正部材30と第2補正部材40との第1補正板32,42及び第2補正板33,43の距離を調節するか、または第1補正部材30と第2補正部材40との距離を調節することによって、第1蒸着源22及び第2蒸着源23の飛散角度を所望の通りに調節できて、蒸着物質の特性による適切な設計が可能になる。
【0046】
このような本発明の蒸着装置によれば、第1蒸着源22及び第2蒸着源23で蒸着物質が飛散すると同時に、ベース10がガイドレール11に沿ってY方向に動く。
【0047】
このとき、蒸着源20の進行方向による蒸着量は、第1補正部材30及び第2補正部材40によって制限を受け、この制限は、図5のような薄膜プロファイルを補正する形態でなされて、均一な薄膜が得られる。
【0048】
図4は、前記のような第1補正部材30及び第2補正部材40の設計概念図の一例を示す。X軸は、第1蒸着源と第2蒸着源との位置を表したものであり、Y軸は、第1蒸着源及び第2蒸着源から基板の蒸着面までの高さを表したものである。
【0049】
図4に示したように、第1蒸着源及び第2蒸着源は、相互重畳して基板の蒸着面に向けて蒸着物質を発散する。第1蒸着源は、基板に対してA1からA2にわたる領域に対して蒸着物質を発散し、第2蒸着源は、基板に対してB1からB2にわたる領域に対して蒸着物質を発散する。
【0050】
一方、図4から見るとき、第1蒸着源は、第1蒸着源が位置した基板の半分部分に対してA1からA3の蒸着プロファイルを通じて蒸着物質を発散し、第2蒸着源は、第2蒸着源が位置した基板の残りの半分部分に対してB1からB3の蒸着プロファイルを通じて蒸着物質を発散する。
【0051】
第1補正板は、A1からA3の蒸着プロファイル内に位置するように設計し、第1蒸着源が位置した基板の半分部分に対して図4のような遮蔽量が現れるようにする。そして、第2補正板は、B1からB3の蒸着プロファイル内に位置するように設計し、第2蒸着源が位置した基板の半分部分に対して図4のような遮蔽量が現れるようにする。この第1補正板と第2補正板との間の領域である支持部を通じては、図4のように、遮蔽量が前記第1補正板及び第2補正板の遮蔽量に比べて少ない。したがって、全体的に形成される薄膜の厚さは、均一になりうる。
【0052】
第1補正部材と第2補正部材との設計は、必ずしも図4のような遮蔽量に限定して設計される必要はなく、蒸着される物質の性質、例えば、蒸着物質の飛散速度、質量、密度、これにより形成される膜の緻密度、膜厚さの均一度によって、多様に変形可能である。例えば、前述したように、第1補正部材30の第1補正板32と第2補正板33との距離、第2補正部材40の第1補正板42と第2補正板43との距離を調節するか、または第1補正部材30と第2補正部材40との距離を調節でき、第1補正部材30と第2補正部材40との設置高もそれぞれ調節しうる。
【0053】
これにより、第1補正板32、42によっても第2蒸着源23から飛散される蒸着物質を一部遮蔽し、第2補正板33、43によっても第1蒸着源22から飛散される蒸着物質を一部遮蔽しうる。したがって、蒸着物質の遮蔽量を設計条件によって多角度に調節しうる。
【0054】
一方、第1補正板32、42と第2補正板33、43との間の領域である支持部34、44は、第1蒸着源22及び第2蒸着源23から一定角度以上の急な傾斜を有して発散される蒸着物質を遮蔽して、シャドー効果を減らす、すなわち、角度制限板の役割を兼ねうる。
【0055】
次いで、前記のような蒸着装置を利用して、薄膜を形成する方法を説明する。
【0056】
図1〜図3に示したように、チャンバ内に相互離隔されている第1蒸着源22及び第2蒸着源23を準備する。
【0057】
そして、これに対向して被蒸着体である基板12を配置する。
【0058】
前記チャンバ内部が所定の真空状態を維持するようにした状態、あるいは不活性雰囲気を維持するようにした状態で、前記第1蒸着源22及び第2蒸着源23が稼動され、その内部の蒸着物質を前記基板12に向けて発散する。これと同時に、ベース10は、Y方向に移動する。
【0059】
このとき、第1蒸着源22の進行方向の前方及び後方に位置した第1補正板32、42によって、前記第1蒸着源22と基板12との間の空間のうち、第1蒸着源22の位置に対応する位置の空間が遮蔽される。したがって、第1蒸着源22から発散される蒸着物質の蒸着量は、図4に示したように、一定部分が遮蔽される。
【0060】
同様に、第2蒸着源23の進行方向の前方及び後方に位置した第2補正板33,43によって、前記第2蒸着源23と基板12との間の空間のうち、第2蒸着源23の位置に対応する位置の空間が遮蔽される。したがって、第2蒸着源23から発散される蒸着物質の蒸着量も、図4に示したように、一定部分が遮蔽される。
【0061】
このとき、第1蒸着源22と第2蒸着源23との間に対応する位置での遮蔽量は、図4に示したように、第1蒸着源22と第2蒸着源23とにそれぞれ対応する位置での遮蔽量に比べて少ない。
【0062】
したがって、全体的に膜は、均一な厚さに形成される。
【0063】
このような蒸着は、ベース10がY方向への移動を往復で反復することによって、所望の厚さの膜が得られる。
【0064】
本明細書では、本発明について、限定された実施形態を中心に説明したが、本発明の範囲内で多様な実施形態が可能である。また、説明されていないが、均等な手段もまた、本発明にそのまま結合されるものでありうる。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【0065】
例えば、上記実施形態では、蒸着源の数を2個としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、蒸着装置が蒸着源群(多数の蒸着源)を有するように構成されていてもよい。蒸着装置が蒸着源群を有する場合においても、上記実施形態と同様の技術的思想に基づいて蒸着装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0066】
本発明は、ディスプレイ関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【0067】
10 ベース
11 ガイドレール
12 基板
20 蒸着源
21 坩堝
22 第1蒸着源
23 第2蒸着源
30 第1補正部材
31 第1遮蔽壁
32、42 第1補正板
33、43 第2補正板
34、44 支持部
40 第2補正部材
41 第2遮蔽壁


【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1方向に直線動するように備えられた第1蒸着源と、
前記第1蒸着源から前記第1方向と垂直の第2方向に離隔され、前記第1蒸着源と同時に前記第1方向に直線動するように備えられた第2蒸着源と、
前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源と被処理体との間に位置し、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源と同時に前記第1方向に直線動するように備えられた第1補正部材と、
前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源と被処理体との間に位置し、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源と同時に前記第1方向に直線動するように備えられ、
前記第1補正部材から前記第1方向に離隔され、前記第1補正部材との間に対応する位置に前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源が位置するように備えられた第2補正部材と、
を含み、
前記第1補正部材及び前記第2補正部材は、
前記第1蒸着源に対応する位置に備えられた第1補正板と、
前記第2蒸着源に対応する位置に備えられた第2補正板と、
を含み、
前記第1補正部材及び前記第2補正部材の各第1補正板は相互対向し、前記第1補正部材及び前記第2補正部材の各第2補正板は相互対向し、
前記第1補正部材及び前記第2補正部材の相互離隔された間にはいかなる部材も位置しないこととを特徴する、蒸着装置。
【請求項2】
前記第1補正部材及び前記第2補正部材は、前記第1補正板と前記第2補正板とを連結する支持部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の蒸着装置。
【請求項3】
前記第1補正板及び前記第2補正板は、前記支持部から前記第1蒸着源及び第2蒸着源の方向に突出していることを特徴とする請求項2に記載の蒸着装置。
【請求項4】
前記第1補正板及び前記第2補正板は、前記支持部から前記第1蒸着源及び第2蒸着源にそれぞれ平行に突出していることを特徴とする請求項2又は3に記載の蒸着装置。
【請求項5】
前記第1補正部材及び前記第2補正部材は、少なくとも、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源の進行方向の前方に配置されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項6】
前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源は、往復直線動することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項7】
前記第1補正部材及び前記第2補正部材は、少なくとも、前記第1蒸着源及び前記第2蒸着源の進行方向の後方に配置されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項8】
相互離隔されて直線動する少なくとも二つの蒸着源を準備するステップと、
前記蒸着源に対向して被処理体を配置するステップと、
前記蒸着源を一方向に同時に移動させつつ、前記被処理体に薄膜を形成するステップと、
前記蒸着源の進行方向の前方及び後方のうち、少なくとも一方の前記蒸着源と被処理体との間の空間を遮蔽するが、前記各蒸着源の位置にそれぞれ対応する位置の空間を遮蔽するステップと、
を含み、
前記各蒸着源に対向する位置での蒸着物質の遮蔽量は、前記各蒸着源の間に対応する位置での蒸着物質の遮蔽量より多いことを特徴する、薄膜形成方法。
【請求項9】
前記各蒸着源に対応する位置での遮蔽量は、前記各蒸着源の間隔に対応する位置での遮蔽量より多いことを特徴とする請求項8に記載の薄膜製造方法。
【請求項10】
前記蒸着源及び補正部材を往復動させつつ、前記被処理体に薄膜を形成するステップを含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の薄膜製造方法。
【請求項11】
互いに離隔して配置され、同一方向に同時に移動することができる蒸着源群と、
前記蒸着源群と被蒸着体との間に位置し、前記蒸着源群と同一方向に同時に移動することができる補正部材と、
を含み、
前記補正部材は、前記蒸着源群のそれぞれに対応する位置に配置された補正板を備える蒸着装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−53374(P2013−53374A)
【公開日】平成25年3月21日(2013.3.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−266436(P2012−266436)
【出願日】平成24年12月5日(2012.12.5)
【分割の表示】特願2009−22715(P2009−22715)の分割
【原出願日】平成21年2月3日(2009.2.3)
【出願人】(512187343)三星ディスプレイ株式會社 (73)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Display Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】95,Samsung 2 Ro,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do,Korea
【Fターム(参考)】