JP5346268B2 - Vapor deposition apparatus and vapor deposition method - Google Patents
Vapor deposition apparatus and vapor deposition method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5346268B2 JP5346268B2 JP2009235757A JP2009235757A JP5346268B2 JP 5346268 B2 JP5346268 B2 JP 5346268B2 JP 2009235757 A JP2009235757 A JP 2009235757A JP 2009235757 A JP2009235757 A JP 2009235757A JP 5346268 B2 JP5346268 B2 JP 5346268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- evaporation source
- vapor deposition
- heating
- evaporation
- terminal portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 title claims description 127
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 216
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 209
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 96
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 87
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 85
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 42
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 29
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M caesium bromide Chemical compound [Br-].[Cs+] LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、複数の蒸発源を有し連続成膜が可能な蒸着装置及び蒸着方法に関する。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method having a plurality of evaporation sources and capable of continuous film formation.
画像医療の分野において、デジタル方式の放射線画像検出装置の開発が進められている。この種の放射線画像検出装置においては、放射線を可視光に変換するシンチレータパネルが用いられる。シンチレータパネルは、放射線により発光する特性を有するX線蛍光体で作製されたシンチレータ層を有する。 In the field of medical imaging, development of digital radiological image detection devices is in progress. In this type of radiation image detection apparatus, a scintillator panel that converts radiation into visible light is used. The scintillator panel has a scintillator layer made of an X-ray phosphor having a characteristic of emitting light by radiation.
近年、低線量の撮影においてのSN比を向上させるため、発光効率の高いシンチレータパネルが要求されている。一般に、シンチレータパネルの発光効率は、シンチレータ層の厚さ、蛍光体のX線吸収係数などによって決定される。例えば、シンチレータ層が厚いほど、感度が向上するため、発光効率が高くなる。しかし、シンチレータ層が厚いほど、シンチレータ内での発光光の散乱が発生するため、鮮鋭性(解像度)は低下する。 In recent years, a scintillator panel with high luminous efficiency has been demanded in order to improve the SN ratio in low-dose imaging. In general, the luminous efficiency of the scintillator panel is determined by the thickness of the scintillator layer, the X-ray absorption coefficient of the phosphor, and the like. For example, as the scintillator layer is thicker, the sensitivity is improved, so that the light emission efficiency is increased. However, as the scintillator layer is thicker, the light emission is scattered in the scintillator, so that the sharpness (resolution) decreases.
一方、シンチレータ材料のひとつとして、ヨウ化セシウム(CsI)が知られている。ヨウ化セシウムは、X線から可視光への変換効率が比較的高いという利点がある。ヨウ化セシウムの柱状結晶は、光ガイド効果を有し、結晶内での発光光の散乱を抑える。したがって、鮮鋭性を低下させることなくシンチレータ層を厚くすることが可能となる。 On the other hand, cesium iodide (CsI) is known as one of scintillator materials. Cesium iodide has the advantage that the conversion efficiency from X-rays to visible light is relatively high. The columnar crystal of cesium iodide has a light guiding effect and suppresses scattering of emitted light in the crystal. Therefore, it is possible to increase the thickness of the scintillator layer without reducing sharpness.
ヨウ化セシウムの柱状結晶は、真空蒸着法によって形成することができる。例えば特許文献1には、高真空中で原料を加熱し蒸発させることで、基板上に蛍光膜を蒸着する方法が記載されている。 The columnar crystal of cesium iodide can be formed by a vacuum deposition method. For example, Patent Document 1 describes a method of depositing a fluorescent film on a substrate by heating and evaporating a raw material in a high vacuum.
真空蒸着法においては蒸着材料の使用効率が比較的低いため、300〜1000μm程度の厚みの蒸着膜を形成する場合、大量の蒸着材料が必要となり、成膜時間も長時間に及ぶ。また、2つ以上の蒸発源を切り替えて蒸着膜を形成する方法が知られている。例えば特許文献2には、回転昇降台の上に複数個の蒸着源を配置し、加熱する蒸着源を順次切り替えて、蒸着膜を連続的に形成する蒸着装置及び蒸着方法が記載されている。
Since the use efficiency of the vapor deposition material is relatively low in the vacuum vapor deposition method, when a vapor deposition film having a thickness of about 300 to 1000 μm is formed, a large amount of the vapor deposition material is required, and the film formation time is long. In addition, a method for forming a deposited film by switching two or more evaporation sources is known. For example,
上記特許文献2に記載の蒸着装置及び蒸着方法においては、蒸着源の切り替えの際、切り替えられた新しい蒸着源から蒸発材料を蒸発させるに先立って、当該蒸発材料を溶かし込む時間が必要となる。このため、成膜に要する時間が長くなるという問題がある。
In the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method described in
また上述のように、特許文献2に記載の蒸着装置は、蒸着源の切り替えの際に蒸発材料を溶かし込む時間が必要であるため、蒸着源の切り替えの前後にわたる連続成膜が不可能である。このため、上述したように比較的大きな厚みを有するヨウ化セシウムの成膜に上記特許文献2に記載の蒸着装置を適用した場合、成膜面へのガス吸着や基板温度などの条件の変動により柱状結晶の乱れや界面の形成が起こり、所望の鮮鋭度や発光効率が得られなくなる。
In addition, as described above, the vapor deposition apparatus described in
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、成膜時間の短縮化と連続成膜が可能な蒸着装置及び蒸着方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method capable of shortening the film formation time and performing continuous film formation.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蒸着装置は、チャンバと、回転台と、複数の蒸発源と、回動機構と、第1の加熱機構と、第2の加熱機構とを具備する。
上記チャンバは、真空排気可能に構成されている。
上記回転台は、上記チャンバの内部に配置される。上記回転台は、成膜位置と、上記成膜位置に隣接する予備加熱位置とを有する。
上記複数の蒸発源は、上記回転台上に所定角度間隔で同一円周上に配置される。上記複数の蒸発源は、上記成膜位置に属する第1の蒸発源と、上記予備加熱位置に属する第2の蒸発源とを含む。
上記回動機構は、上記回転台を上記所定角度ずつ回動させることで、上記複数の蒸発源を上記予備加熱位置と上記成膜位置とに順次移動させる。
上記第1の加熱機構は、上記第1の蒸発源と電気的に接続されることで、上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱することが可能である。
上記第2の加熱機構は、上記第2の蒸発源と電気的に接続されることで、上記第2の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱することが可能である。
In order to achieve the above object, a vapor deposition apparatus according to one embodiment of the present invention includes a chamber, a turntable, a plurality of evaporation sources, a rotation mechanism, a first heating mechanism, and a second heating mechanism. It has.
The chamber is configured to be evacuated.
The turntable is disposed inside the chamber. The turntable has a film forming position and a preheating position adjacent to the film forming position.
The plurality of evaporation sources are arranged on the same circumference at predetermined angular intervals on the turntable. The plurality of evaporation sources includes a first evaporation source belonging to the film forming position and a second evaporation source belonging to the preheating position.
The rotation mechanism sequentially moves the plurality of evaporation sources to the preheating position and the film formation position by rotating the turntable by the predetermined angle.
The first heating mechanism can electrically heat the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source by being electrically connected to the first evaporation source.
The second heating mechanism can electrically heat the vapor deposition material accommodated in the second evaporation source by being electrically connected to the second evaporation source.
また、上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る蒸着方法は、回転台を所定角度回動させることで、上記回転台上に配置された第1の蒸発源を予備加熱位置へ移動させることを含む。
上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記予備加熱位置において第1の所定温度に保持される。
上記回転台を上記所定角度回動させることで、上記第1の蒸発源は上記予備加熱位置から成膜位置へ移動させられ、上記回転台上に上記第1の蒸発源に隣接して配置された第2の蒸発源は、上記予備加熱室へ移動させられる。
上記第2の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記予備加熱位置において上記第1の所定温度に加熱される。上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記成膜位置において上記第1の所定温度よりも高い第2の所定温度で加熱され、これにより上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、蒸発させられる。
Moreover, in order to achieve the said objective, the vapor deposition method which concerns on one form of this invention rotates the turntable by the predetermined angle, and moves the 1st evaporation source arrange | positioned on the said turntable to a preheating position. Including moving.
The vapor deposition material accommodated in the first evaporation source is held at a first predetermined temperature at the preheating position.
By rotating the turntable by the predetermined angle, the first evaporation source is moved from the preheating position to the film forming position, and is arranged on the turntable adjacent to the first evaporation source. The second evaporation source is moved to the preheating chamber.
The vapor deposition material accommodated in the second evaporation source is heated to the first predetermined temperature at the preheating position. The vapor deposition material accommodated in the first evaporation source is heated at the second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature at the film forming position, and thereby the vapor deposition accommodated in the first evaporation source. The material is evaporated.
本発明の一実施形態に係る蒸着装置は、チャンバと、回転台と、複数の蒸発源と、回動機構と、第1の加熱機構と、第2の加熱機構とを具備する。
上記チャンバは、真空排気可能に構成されている。
上記回転台は、上記チャンバの内部に配置される。上記回転台は、成膜位置と、上記成膜位置に隣接する予備加熱位置とを有する。
上記複数の蒸発源は、上記回転台上に所定角度間隔で同一円周上に配置される。上記複数の蒸発源は、上記成膜位置に属する第1の蒸発源と、上記予備加熱位置に属する第2の蒸発源とを含む。
上記回動機構は、上記回転台を上記所定角度ずつ回動させることで、上記複数の蒸発源を上記予備加熱位置と上記成膜位置とに順次移動させる。
上記第1の加熱機構は、上記第1の蒸発源と電気的に接続されることで、上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱することが可能である。
上記第2の加熱機構は、上記第2の蒸発源と電気的に接続されることで、上記第2の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱することが可能である。
An evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber, a turntable, a plurality of evaporation sources, a rotation mechanism, a first heating mechanism, and a second heating mechanism.
The chamber is configured to be evacuated.
The turntable is disposed inside the chamber. The turntable has a film forming position and a preheating position adjacent to the film forming position.
The plurality of evaporation sources are arranged on the same circumference at predetermined angular intervals on the turntable. The plurality of evaporation sources includes a first evaporation source belonging to the film forming position and a second evaporation source belonging to the preheating position.
The rotation mechanism sequentially moves the plurality of evaporation sources to the preheating position and the film formation position by rotating the turntable by the predetermined angle.
The first heating mechanism can electrically heat the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source by being electrically connected to the first evaporation source.
The second heating mechanism can electrically heat the vapor deposition material accommodated in the second evaporation source by being electrically connected to the second evaporation source.
上記蒸着装置において、回転台は、回動機構によって回動されることで、回転台上の複数の蒸発源を予備加熱位置と成膜位置とに順次移動させる。第1の加熱機構は、成膜位置に属する蒸発源(第1の蒸発源)に収容された蒸着材料を加熱する。第2の加熱機構は、予備加熱位置に属する蒸発源(第2の蒸発源)に収容された蒸着材料を加熱する。各蒸発源は、予備加熱位置から成膜位置に移動させられる。成膜位置は、回転台の回動方向から見て、予備加熱位置の下流側に隣接して配置される。これにより、予備加熱位置で加熱された蒸発材料は、その温度が保持されたまま、成膜位置へ移動させられる。
したがって、上記蒸着装置によれば、成膜位置に供給された蒸着材料は予備加熱位置であらかじめ加熱されているため、当該蒸着材料を成膜位置で溶かし込む時間を削減でき、速やかに蒸着材料を蒸発させることができる。これにより、成膜時間の短縮化を図ることができるとともに、複数の蒸発源を用いた連続成膜が可能となる。
In the vapor deposition apparatus, the turntable is turned by a turning mechanism to sequentially move a plurality of evaporation sources on the turntable to the preheating position and the film forming position. The first heating mechanism heats the vapor deposition material accommodated in the evaporation source (first evaporation source) belonging to the film formation position. The second heating mechanism heats the vapor deposition material accommodated in the evaporation source (second evaporation source) belonging to the preheating position. Each evaporation source is moved from the preheating position to the film forming position. The film forming position is disposed adjacent to the downstream side of the preheating position when viewed from the rotation direction of the turntable. As a result, the evaporation material heated at the preheating position is moved to the film forming position while maintaining the temperature.
Therefore, according to the vapor deposition apparatus, since the vapor deposition material supplied to the deposition position is preheated at the preheating position, the time for melting the vapor deposition material at the deposition position can be reduced, and the vapor deposition material can be quickly removed. Can be evaporated. As a result, the film formation time can be shortened, and continuous film formation using a plurality of evaporation sources is possible.
上記第1及び第2の蒸発源は第1の端子部を、第1及び第2の加熱機構は第2の端子部をそれぞれ有していてもよい。この場合、上記蒸着装置は、スイッチング機構をさらに具備することができる。上記スイッチング機構は、上記回転台の回転時に上記第1の端子部と上記第2の端子部とを離間させ、上記回転台の回転停止時に上記第1の端子部と上記第2の端子部とを相互に接触させる。
これにより、回転台の回動動作に影響を与えることなく、成膜位置及び予備加熱位置に属する各蒸発源と第1及び第2の加熱機構との間の電気的接続及び遮断が可能となる。また、複数の蒸発源のうち、成膜位置及び予備加熱位置に属する蒸発源に対して、第1及び第2の加熱機構を選択的に加熱することができる。
The first and second evaporation sources may have a first terminal portion, and the first and second heating mechanisms may have a second terminal portion, respectively. In this case, the vapor deposition apparatus can further include a switching mechanism. The switching mechanism separates the first terminal portion and the second terminal portion when the turntable rotates, and the first terminal portion and the second terminal portion when the turntable stops rotating. Are in contact with each other.
Thereby, electrical connection and disconnection between each evaporation source belonging to the film formation position and the preheating position and the first and second heating mechanisms can be performed without affecting the rotation operation of the turntable. . In addition, the first and second heating mechanisms can be selectively heated with respect to the evaporation sources belonging to the film formation position and the preheating position among the plurality of evaporation sources.
上記スイッチング機構は、上記第1及び第2の蒸発源と上記第1及び第2の加熱機構との接続及び遮断を同時に切り替えてもよい。
これにより、成膜位置及び予備加熱位置それぞれについて別々に加熱機構を駆動する場合と比較して、工程時間の短縮化を図ることができ、複数の蒸発源を用いた連続成膜が実現可能となる。
The switching mechanism may simultaneously switch connection and disconnection between the first and second evaporation sources and the first and second heating mechanisms.
As a result, the process time can be shortened compared to the case where the heating mechanism is driven separately for each of the film formation position and the preheating position, and continuous film formation using a plurality of evaporation sources can be realized. Become.
上記第1及び第2の加熱機構は、上記第2の端子部を上記第1の端子部に対して相対移動させるためのガイド部をさらに有してもよい。上記スイッチング機構は、上記第1及び第2の加熱機構の上記第2の端子部それぞれに連結された駆動ロッドと、上記駆動ロッドを伸縮させることで上記各第2の端子部を上記ガイド部に沿って移動させる駆動源とを有する。
これにより、駆動ロッドの伸縮動作によって、第1及び第2の蒸発源に対する第1及び第2の加熱機構の接続及び遮断を行うことができる。
The first and second heating mechanisms may further include a guide portion for moving the second terminal portion relative to the first terminal portion. The switching mechanism includes a drive rod coupled to each of the second terminal portions of the first and second heating mechanisms, and the second rod terminal portions as the guide portions by extending and contracting the drive rod. And a drive source that is moved along.
Accordingly, the first and second heating mechanisms can be connected to and disconnected from the first and second evaporation sources by the expansion and contraction operation of the drive rod.
上記蒸発源は、上記蒸着材料を収容する複数の円筒状ボートをそれぞれ有してもよい。
各ボートに収容される蒸着材料は、同一の材料とされるが、異種の材料でも構わない。また、ボート毎に蒸着材料の蒸発量を調整するようにしてもよい。
The evaporation source may include a plurality of cylindrical boats that accommodate the vapor deposition material.
The vapor deposition materials housed in each boat are the same material, but different materials may be used. Moreover, you may make it adjust the evaporation amount of vapor deposition material for every boat.
本発明の一実施形態に係る蒸着方法は、回転台を所定角度回動させることで、上記回転台上に配置された第1の蒸発源を予備加熱位置へ移動させることを含む。
上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記予備加熱位置において第1の所定温度に保持される。
上記回転台を上記所定角度回動させることで、上記第1の蒸発源は上記予備加熱位置から成膜位置へ移動させられ、上記回転台上に上記第1の蒸発源に隣接して配置された第2の蒸発源は、上記予備加熱室へ移動させられる。
上記第2の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記予備加熱位置において上記第1の所定温度に加熱される。上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記成膜位置において上記第1の所定温度よりも高い第2の所定温度で加熱され、これにより上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料は、蒸発させられる。
The vapor deposition method which concerns on one Embodiment of this invention includes moving the 1st evaporation source arrange | positioned on the said turntable to the preheating position by rotating a turntable by the predetermined angle.
The vapor deposition material accommodated in the first evaporation source is held at a first predetermined temperature at the preheating position.
By rotating the turntable by the predetermined angle, the first evaporation source is moved from the preheating position to the film forming position, and is arranged on the turntable adjacent to the first evaporation source. The second evaporation source is moved to the preheating chamber.
The vapor deposition material accommodated in the second evaporation source is heated to the first predetermined temperature at the preheating position. The vapor deposition material accommodated in the first evaporation source is heated at the second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature at the film forming position, and thereby the vapor deposition accommodated in the first evaporation source. The material is evaporated.
上記蒸着方法によれば、成膜位置に供給された蒸着材料は予備加熱位置であらかじめ加熱されているため、当該蒸着材料を成膜位置で溶かし込む時間を削減でき、速やかに蒸着材料を蒸発させることができる。これにより、成膜時間の短縮化を図ることができるとともに、複数の蒸発源を用いた連続成膜が可能となる。 According to the above vapor deposition method, since the vapor deposition material supplied to the film formation position is preheated at the preheating position, the time for melting the vapor deposition material at the film deposition position can be reduced, and the vapor deposition material is quickly evaporated. be able to. As a result, the film formation time can be shortened, and continuous film formation using a plurality of evaporation sources is possible.
上記第2の蒸発源に収容された蒸着材料は、上記成膜位置において上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料が加熱されてから所定時間経過後に、上記予備加熱位置において加熱されるようにしてもよい。
すなわち、第2の蒸発源に収容された蒸着材料は、予備加熱位置から成膜位置へ移動されるまでに第1の所定温度に達していればよいので、第2の蒸発源における加熱開始時間は、第1の蒸発源側よりも遅れてもよい。これにより、蒸着材料の加熱によるエネルギーを低減することができる。
The vapor deposition material accommodated in the second evaporation source is heated in the preheating position after a predetermined time has elapsed since the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source was heated in the film formation position. It may be.
That is, since the vapor deposition material accommodated in the second evaporation source only needs to reach the first predetermined temperature before being moved from the preheating position to the film formation position, the heating start time in the second evaporation source is sufficient. May be delayed from the first evaporation source side. Thereby, the energy by the heating of vapor deposition material can be reduced.
上記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を蒸発させた後、上記回転台を上記所定角度回動させることで、上記第2の蒸発源は、上記予備加熱位置から上記成膜位置へ移動させられる。
これにより、第1の蒸発源と第2の蒸発源を用いた連続成膜が可能となる。
After evaporating the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source, the second evaporation source moves from the preheating position to the film forming position by rotating the turntable by the predetermined angle. Be made.
Thereby, continuous film formation using the first evaporation source and the second evaporation source becomes possible.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る蒸着装置を示す図である。本実施形態の蒸着装置1は、真空チャンバ2と、蒸発源ユニット3とを備える。
FIG. 1 is a view showing a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. The vapor deposition apparatus 1 of this embodiment includes a
真空チャンバ2は、内部に蒸着室Vを形成し、バルブ4を介して真空ポンプ5と接続されることで蒸着室Vが真空排気可能とされている。真空チャンバ2には、蒸着室Vにプロセスガスを導入するためのガス導入管9が設置されている。プロセスガスとしては、アルゴン等の不活性ガスのほか、酸素や窒素等の反応性ガスが含まれる。
The
蒸着室Vの上方には、基板を支持するステージ6が設置されている。ステージ6は、円形であり、その中心部に駆動モータ7の回転軸7aが固定されている。回転軸7aは、真空チャンバ2の上壁部を気密かつ回転自在に貫通している。これにより、ステージ6は、駆動モータ7によって回転自在に構成されている。
Above the vapor deposition chamber V, a
ステージ6は、その下面に基板Sを支持する。基板Sには、例えば、ガラス基板が用いられる。基板Sの成膜面には、あらかじめ、アルミニウムやカーボンなどの下地膜、あるいは光学デバイス等の機能層が形成されていてもよい。また、成膜中、基板Sを所定温度に加熱するためのヒータ(図示略)を、ステージ6に設置してもよい。
The
蒸発源ユニット3は、移動台車10に設置されている。移動台車10は、真空チャンバ2の一側壁部2aに対して着脱自在に構成されている。移動台車10が真空チャンバ2に接続されると、蒸発源ユニット3は、真空チャンバ2の内部の所定位置に配置される。蒸発源ユニット3のメンテナンス時、移動台車10は真空チャンバ2と分離され、蒸発源ユニット3は、真空チャンバ2の側壁部2aに形成された開口2bを介して、真空チャンバ2の外部へ取り出される。
The evaporation source unit 3 is installed in the
次に、蒸発源ユニット3の詳細について説明する。 Next, details of the evaporation source unit 3 will be described.
蒸発源ユニット3は、インデックステーブル30(回転台)と、複数の蒸発源31と、回動機構32と、第1の加熱機構33と、第2の加熱機構34とを有する。
The evaporation source unit 3 includes an index table 30 (a rotary table), a plurality of
図2は、蒸発源ユニット3の平面図である。図3は、蒸発源ユニット3の要部の側断面図である。インデックステーブル30は、円盤形状を有しており、その中心部には基部30aが形成されている。インデックステーブル30は、後述する回動機構32によって、水平面内においてその中心のまわりに所定角度ピッチで回動可能に構成されている。蒸発源31は、インデックステーブル30の上面の同一円周上に上記所定角度ピッチで等間隔に配置されている。本実施形態では、蒸発源31は10個備えられており、インデックステーブル30の回転中心のまわりに36度ピッチで配置されている。蒸発源31の設置数は上記の例に限定されず、適宜変更することが可能である。
FIG. 2 is a plan view of the evaporation source unit 3. FIG. 3 is a side sectional view of a main part of the evaporation source unit 3. The index table 30 has a disk shape, and a
インデックステーブル30は、矢印Rで示す方向に回転することで、その周方向に10分割された位置P1〜P10に各蒸発源31を順次移動させる。本実施形態では、位置P1は予備加熱位置、位置P2は成膜位置、位置P3〜P10は待機位置とされている。予備加熱位置P1において、蒸発源31に収容された蒸着材料は、その融点よりも低い予備加熱温度に加熱される。成膜位置P2において、蒸発源31に収容された蒸着材料は、その融点以上の温度に加熱される。待機位置P3〜P10においては、蒸発源31に収容された蒸着材料は、加熱されない。
The index table 30 rotates in the direction indicated by the arrow R, thereby sequentially moving each
各蒸発源31は、それぞれ同一の構成を有している。蒸発源31は、蒸着材料を収容する複数個のボート42を有している。ボート42はそれぞれ同一の構成を有し、円筒形状であって、上面に蒸気放出用の長方形状の開口42aが形成されている。ボート42の設置数は上記の例に限定されず、適宜変更することができる。各ボート42は共通に加熱制御されてもよいし、個別に加熱制御されてもよい。
Each
各ボート42には、それぞれ同一の蒸着材料が収容されるが、用途に応じてボート42毎に異なる蒸着材料が収容されてもよい。蒸着材料には、金属、合金、その他の材料が用いられる。蒸着材料は、蒸着膜の種類に応じて適宜選定することができ、シンチレータを製造する場合には、例えば、ヨウ化セシウム(CsI)、ヨウ化ナトリウム、臭化セシウムが用いられる。一方、ボート42の構成材料には、典型的には高融点材料が用いられ、例えば、Ta、W、Nb、Zr、Ni、Moなどの金属または合金が挙げられる。また、これら金属とC、B、N等との化合物が用いられてもよい。
Although the same vapor deposition material is accommodated in each
各蒸発源31は、例えば、抵抗加熱式の蒸発源で構成されている。各蒸発源31は、後述する加熱機構33、34から電力の供給を受けるための受電端子部310a、310b(第1の端子部)を有している。受電端子部310a、310bは、図3に示すように、インデックステーブル30の下方側に突出するようにして、各蒸発源31の両端部に形成されている。受電端子部310aは、各ボート42に対して共通の単一の端子部で構成されており、受電端子部310bは、各ボート42に独立して設けられた複数の端子部で構成されている。受電端子部310a、310bの構成は上記の例に限定されない。
Each
回動機構32は、インデックステーブル30を矢印Rで示す方向に回動させる。回動機構32は、インデックステーブル30の基部30aを貫通する回動軸321と、回動軸321に対して基部30aを回動自在に支持する軸受322とを有する。回動軸321は、インデックステーブル30の下方に設置された台座35の底部35aに固定されており、台座35は、隔壁8に固定されている。隔壁8は、蒸発源ユニット3が真空チャンバ2の内部に設置されたとき、真空チャンバ2の側壁部2aに接合されることで、開口2bを気密に閉塞する。
The
回動機構32はさらに、水平方向に延在する駆動軸323aを含む駆動源323を有している。駆動軸323aの先端部には、インデックステーブル30の基部30aの下端部に取り付けられた第1のギヤ324と噛み合う第2のギヤ325が取り付けられている。第1のギヤ324及び第2のギヤ325は、駆動軸323aの回転動力をインデックステーブル30の水平面内での回転動力に変換する。
The
駆動源323は、典型的には、電動モータで構成されている。駆動源323は、隔壁8に気密に固定されている。駆動軸323aは、隔壁8を貫通している。駆動源323は、移動台車10に設置されたコントローラ101から駆動信号が入力され、インデックステーブル30を上記所定角度ピッチで間欠的に回動させる。これにより、インデックステーブル30上の各蒸発源31は、位置P1〜P10に順次移動させられる。
The
インデックステーブル30の回転軸線L1は、ステージ6の回転軸線L2とは異なる直線上に位置している。本実施形態では、インデックステーブル30の成膜位置P2がステージ6の回転軸線L2に位置するように、インデックステーブル30の回転軸線L1が定められている。また、図7(A)、(B)は、成膜位置P2に位置する蒸発源31と、ステージ6との位置的関係を示しており、(A)は側方側から見た図、(B)は上方側から見た図である。軸線L2をZ軸、ボート42の軸線と平行な軸をX軸、X軸及びX軸にそれぞれ直交する軸をY軸としたときに、蒸発源31の中心部は、X−Y−Z座標系の原点に位置している。ここでは、蒸発源31の中心部は、中央に位置するボート42の中心部とした。
The rotation axis L1 of the index table 30 is located on a straight line different from the rotation axis L2 of the
次に、第1及び第2の加熱機構33、34の構成について説明する。
Next, the configuration of the first and
第1及び第2の加熱機構33、34は、台座35の底部35a上に設置されている。第1の加熱機構33は、インデックステーブル30の成膜位置P2に属する蒸発源31(第1の蒸発源)の直下に位置し、第2の加熱機構34は、インデックステーブル30の予備加熱位置P1に属する蒸発源31(第2の蒸発源)の直下に位置している。第1及び第2の加熱機構33、34はそれぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第1の加熱機構33について説明する。
The first and
第1の加熱機構33は、給電端子部300a、300b(第2の端子部)を有する。給電端子部300a、300bは、成膜位置P2に位置する蒸発源31の受電端子部310a、310bにそれぞれ対向する。給電端子部300は、受電端子部310bに対応して単一の端子部で構成されており、給電端子部300bは、受電端子部310bに対応して複数の端子部で構成されている。給電端子部300a、300bは、共通の支持板301の上面に設置されており、支持板301は、ガイド部302を介して台座35に支持されている。
The
図4は、第1の加熱機構33の構成の詳細を示す要部の側面図である。ガイド部302は、支持板301をインデックステーブル30の径方向に沿って移動させるためのものであり、架台303と、ガイドレール304と、リニア軸受305などを有する。架台303は、台座35に固定されている。
FIG. 4 is a side view of the main part showing details of the configuration of the
架台303には、電力供給源102(図1)と給電端子部300a、300bとの間における電力の授受を中継する中継基板306が設置されている。給電端子部300a、300bと中継基板306とは、フレキシブル配線基板307a、307bを介して相互に接続される。これにより、中継基板306に対して相対移動する給電端子部300a、300bに電力を安定して供給することが可能となる。
The
電力供給源102は、移動台車10に設置されており、当該電力供給源102と中継基板306との間は、電力ケーブル等の配線部材(図示略)によって接続されている。本実施形態では、電力供給源102は、コントローラ101によって制御される。すなわち、給電端子部300a、300bに対する電力供給は、コントローラ101によって制御される。電力供給源102は、第1及び第2の加熱機構33、34に対して相互に異なる電力を各々供給できるように構成されている。例えば、電力供給源102は、第1の加熱機構33に電力を供給するための電源と、第2の加熱機構34に電力を供給するための電源とをそれぞれ備えていてもよい。
The
ガイドレール304は、架台303の上部に敷設されている。ガイドレール304は、架台303に対して、それぞれ平行に一対設けられている。リニア軸受305は、ガイドレール304と支持板301との間に取り付けられ、支持板301の直線移動を案内する。
The
支持板301は、シリンダ装置や電動モータによってガイドレール304の上を移動される。ガイドレール304に対して支持板301が往復移動されることで、給電端子部300a、300bが受電端子部310a、310bから離間する第1の状態(スイッチオフ状態)と、給電端子部300a、300bが受電端子部310a、310bと接触する第2の状態(スイッチオン状態)とを選択的にとることが可能となる。
The
一方、第2の加熱機構34もまた、給電端子部300a、300b(第2の端子部)とを有する(図5)。これら給電端子部300a、300bは、予備加熱位置P1に位置する蒸発源31の受電端子部310a、310bにそれぞれ対向している。給電端子部300a、300b及びこれらを支持する支持板301を含むガイド部の構成は、第1の加熱機構33におけるそれらと同一の構成を有するので、その説明は省略する。
On the other hand, the
蒸発源ユニット3は、第1及び第2の加熱機構33、34の給電端子部300a、300bをそれぞれ上記第1の状態と第2の状態との間で往復移動させるスイッチング機構36をさらに備える。図5及び図6は、スイッチング機構36の構成を示す要部の平面図である。スイッチング機構36は、給電端子部300a、300bを架台303に対して移動させる駆動源308を有する。駆動源308は、給電端子部300a、300bをインデックステーブル30の径方向に沿って移動させる。駆動源308は、例えばシリンダ装置で構成されており、隔壁8の外面側に気密に取り付けられている。
The evaporation source unit 3 further includes a
駆動源308は、その軸方向に伸縮する駆動ロッド308aを有している。駆動ロッド308aは隔壁8を貫通し、駆動ロッド308aの先端部は、インデックステーブル30の基部30aの周囲を取り囲むように形成された枠状の治具308bに取り付けられている。治具308bは、連結部309を介して、第1及び第2の加熱機構33、34の各々の支持板301に連結されている。
The
連結部309は、治具308bに形成された一対の連結板309aと、各連結板309aに形成された貫通孔309bと、第1及び第2の加熱機構33、34の各々の支持板301に形成されたピン309cとを有する。ピン309cは、貫通孔309bに嵌合することで、支持板301と治具308bとが相互に連結される。これにより、駆動ロッド308aの伸縮動作によって、各支持板301を同時に移動させることが可能となる。
The connecting
ここで、各貫通孔309bは、ピン309cが遊動可能となるように長孔状に形成されている。これにより、図5及び図6に示すように、駆動ロッド308aの伸縮動作に伴う支持板301間の相対距離の変動が貫通孔309bに対するピン309cの相対移動で吸収され、各支持板301の円滑な移動が確保される。
Here, each through
コントローラ101は、駆動源308の駆動を制御することで、上記スイッチング機構の切替動作を制御する。本実施形態では、インデックステーブル30の回転時に、給電端子部300a、300bが上記第1の状態をとるようにスイッチング機構36を制御し、インデックステーブル30の回転停止時に給電端子部300a、300bが上記第2の状態をとるようにスイッチング機構36を制御する。以上のようにして、予備加熱位置P1及び成膜位置P2に属する蒸発源31と、第1及び第2の加熱機構33、34との接続及び遮断が、スイッチング機構36によって同時に切り替えられる。これにより、接点の切り替えに要する時間の短縮を図ることができる。
The
本実施形態の蒸着装置1は、以上のように構成される。次に、蒸着装置1の典型的な動作について説明する。ここでは、蒸着材料にヨウ化セシウムを用いて、ガラス製の基板S上にヨウ化セシウム膜を蒸着させる方法について説明する。 The vapor deposition apparatus 1 of this embodiment is comprised as mentioned above. Next, a typical operation of the vapor deposition apparatus 1 will be described. Here, a method of depositing a cesium iodide film on a glass substrate S using cesium iodide as a deposition material will be described.
図1に示すように、移動台車10が真空チャンバ2に装着され、各蒸発源31に蒸着材料が収容された蒸発源ユニット3が真空チャンバ2の内部に配置される。その後、真空ポンプ5が駆動され、真空チャンバ2の内部(蒸着室V)が1×10−3Pa以下に真空排気された後、Arなどのガスを導入し1〜0.05Pa程度に調整される。
As shown in FIG. 1, the
基板Sは、ステージ6の下面に支持されており、基板Sの中心部は、成膜位置にP2に属する蒸発源31と対向している。ステージ6は、内蔵するヒータによって基板Sを所定温度に加熱し、かつ、駆動モータ7の駆動により、中心軸のまわりに所定の回転数で回転させられる。上記所定温度は特に限定されず、例えば、100〜300℃程度とされる。
The substrate S is supported on the lower surface of the
蒸発源ユニット3において、インデックステーブル30の回転は停止されており、第1及び第2の加熱機構33、34の給電端子部300a、300bは、予備加熱位置P1及び成膜位置P2に属する蒸発源31の受電端子部310a、310bと接触した状態(図6)とされる。この状態で、コントローラ101は、電力供給源102を制御して、第1及び第2の加熱機構33、34に対して所要の電力を供給する。これにより、予備加熱位置P1及び成膜位置P2に属する各蒸発源31に収容された蒸着材料が、それぞれ所定温度に加熱される。
In the evaporation source unit 3, the rotation of the index table 30 is stopped, and the power
予備加熱位置P1において、当該位置に属する蒸発源31(ボート42)に収容されている蒸着材料は、所定の予備加熱温度に加熱されるとともに、その温度に保持される。予備加熱温度は、蒸着材料の融点より低い温度であれば特に制限されない。この予備加熱温度は、成膜位置P2において、効率よく蒸発させることができるように蒸着材料を溶かし込むことができる温度に設定することができる。例えば、蒸着材料をヨウ化セシウムとし、その蒸発温度を500〜750℃とした場合、予備加熱温度は、300〜500℃に設定される。 In the preheating position P1, the vapor deposition material accommodated in the evaporation source 31 (boat 42) belonging to the position is heated to a predetermined preheating temperature and held at that temperature. The preheating temperature is not particularly limited as long as it is lower than the melting point of the vapor deposition material. This preheating temperature can be set to a temperature at which the vapor deposition material can be dissolved so that it can be efficiently evaporated at the film forming position P2. For example, when the vapor deposition material is cesium iodide and the evaporation temperature is 500 to 750 ° C., the preheating temperature is set to 300 to 500 ° C.
一方、成膜位置P2において、当該位置に属する蒸発源31(ボート42)に収容されている蒸着材料は、当該蒸着材料の融点以上である所定の蒸発温度に加熱される。例えば、蒸着材料をヨウ化セシウムとした場合、蒸発温度は500〜750℃に設定される。蒸着材料の蒸発粒子は、対向するステージ6上の基板Sの表面に堆積する。これにより、基板Sの表面に、ヨウ化セシウム膜が形成される。
On the other hand, in the film formation position P2, the vapor deposition material accommodated in the evaporation source 31 (boat 42) belonging to the position is heated to a predetermined evaporation temperature that is equal to or higher than the melting point of the vapor deposition material. For example, when the vapor deposition material is cesium iodide, the evaporation temperature is set to 500 to 750 ° C. The evaporated particles of the vapor deposition material are deposited on the surface of the substrate S on the
例えばシンチレータパネルを構成するシンチレータ層は、300〜1000μmの厚みで形成される。このように厚みの大きな蒸着膜をひとつの蒸発源で成膜することが困難である場合、複数の蒸発源を順次切り替えて連続的に成膜する方法が採られている。そこで本実施形態では、以下のように、インデックステーブル30上の複数の蒸発源31を用いて厚みの大きな蒸着膜を連続的に成膜するようにしている。
For example, the scintillator layer constituting the scintillator panel is formed with a thickness of 300 to 1000 μm. When it is difficult to form a thick vapor deposition film with one evaporation source in this way, a method of successively forming a film by sequentially switching a plurality of evaporation sources is employed. Therefore, in the present embodiment, a thick deposited film is continuously formed using a plurality of
本実施形態の蒸着装置1においては、インデックステーブル30を矢印R(図2)方向に所定角度回転させることによって、予備加熱位置P1に位置する蒸発源31を成膜位置P2へ移動させる。蒸発源31の切り替えのタイミングは適宜設定することができ、典型的には、ひとつの蒸発源31による成膜時間で決定することができる。また、蒸着材料の残存量をモニタリングし、その量が所定以下になったときにインデックステーブル30を回転させるようにしてもよい。
In the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, the
成膜位置P2に属する蒸発源31の切り替え動作は、以下のようにして行われる。
The switching operation of the
まず、コントローラ101は、電力供給源102から加熱機構33、34の各給電端子部300a、300bへの電力の供給を遮断した後、駆動源308を駆動させて、スイッチング機構36を上記第1の状態とする。これにより、給電端子部300a、300bは、受電端子部310a、310bから離間する(図5)。次いで、コントローラ101は、駆動源323を駆動して、インデックステーブル30を矢印R(図2)方向へ1ピッチ分回転させる。これにより、予備加熱位置P1上の蒸発源31が成膜位置P2へ移動させられる。
First, the
成膜位置P2に属する蒸発源31が切り替えられた後、コントローラ101は、駆動源308を駆動させて、スイッチング機構36を上記第2の状態とする。これにより、新たな蒸発源31の受電端子部310a、310bに対して給電端子部300a、300bが接続される(図6)。その後、電力供給源102から各給電端子部300a、300bへそれぞれ所要の電力が供給される。これにより、成膜位置P2に供給された新しい蒸発源31を用いて、基板Sに対する蒸着処理が再開される。本実施形態においては、基板Sに対して柱状結晶構造のヨウ化セシウム膜が形成される。なお、待機位置P10から予備加熱位置P1へ移動された蒸発源31は、予備加熱位置P1において上述した予備加熱処理が施される。
After the
上述のようにして成膜位置P2へ移動された蒸発源31は、あらかじめ予備加熱位置P1において所定温度に加熱され、その温度が保持された状態で成膜位置P2へ導入される。したがって、成膜位置P2に移動された後、蒸着材料の溶かし込みに要する時間を大幅に削減できるため、蒸発源31に収容されている蒸着材料は、成膜位置P2において速やかに蒸発させられる。これにより、蒸発源31の切り替え前後にわたる成膜停止時間を極力短くすることができるため、基板Sに対する連続成膜が可能となる。
The
以後、同様な動作を繰り返して、インデックステーブル30上の蒸発源31が順次、予備加熱位置P1及び成膜位置P2へ移動される。そして、予備加熱位置P1及び成膜位置P2において、蒸発源31のボート42に収容された蒸着材料に対して、それぞれ上述した予備加熱処理及び蒸発のための加熱処理が行われる。
Thereafter, the same operation is repeated, and the
図8(A)、(B)は、予備加熱した蒸着材料を蒸発させるときのプロセス時間と、予備加熱していない蒸着材料を蒸発させるときのプロセス時間とを比較した説明図である。蒸着材料を予備加熱しない場合、図8(A)に示すように、1組目の蒸発源を2組目の蒸発源に切り替えた後、成膜位置において2組目の蒸着材料の溶かし込みのための時間が必要となり、その分、基板Sに対する所定厚みの蒸着膜の形成時間が長くなる。これに対して、本実施形態のように予備加熱した2組目の蒸着材料を成膜位置へ搬送する場合、図8(B)に示すように、成膜位置における2組目の蒸着材料の溶かし込みに要する時間を大幅に削減できるため、所定厚みの蒸着膜を短時間で形成することが可能となる。 FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams comparing a process time for evaporating the preheated vapor deposition material and a process time for evaporating the preheated vapor deposition material. When the deposition material is not preheated, as shown in FIG. 8A, after the first set of evaporation sources is switched to the second set of evaporation sources, the second set of deposition materials is melted at the film forming position. For this reason, the time required for forming the deposited film on the substrate S is increased. On the other hand, when the second set of vapor deposition materials preheated as in the present embodiment is transported to the film formation position, as shown in FIG. Since the time required for melting can be greatly reduced, a deposited film having a predetermined thickness can be formed in a short time.
また、蒸発源31の切り替えに伴う成膜停止時間を極力短くすることができるため、ガス吸着や基板温度の変動による界面の形状や柱状結晶の乱れを生じさせることなく、厚みの大きな蒸着膜を形成することが可能となる。特に、例えばシンチレータ層の成膜に本実施形態を適用した場合、所望とする発光効率を有するシンチレータ層を安定して形成することが可能となる。
In addition, since the film formation stop time associated with the switching of the
一方、本実施形態の蒸着装置1は、インデックステーブル30上の予備加熱位置P1及び成膜位置P2に属する蒸発源31にのみ加熱用電源の接点機構が構成されている。これにより、複数の蒸発源の中から特定の蒸発源に対してのみ加熱処理を施すことが可能となるため、電力供給源102の電力供給量を小さくすることができる。また、全ての蒸発源を電力供給源に接続する場合と比較して、装置構成の複雑化を抑えることができる。
On the other hand, in the vapor deposition apparatus 1 of this embodiment, the contact mechanism of the heating power source is configured only in the
予備加熱位置P1及び成膜位置P2に属する各々の蒸発源31に対する給電端子部300a、300bと受電端子部310a、310bとの間の接続/遮断は、上記スイッチング機構によって同時に行われる。このように、各加熱機構33、34に対するスイッチング機構を各々独立して構成する場合と比較して、装置構成の簡素化を図ることができる。また、インデックステーブル30は、給電端子部300a、300bと受電端子部310a、310bとが相互に離間した状態(第1の状態)において駆動源323から回転駆動力を受けるため、インデックステーブル30の円滑な回転動作が確保される。
Connection / cutoff between the power
一方、電力供給源102から給電端子部300a、300bへの電力の供給は各加熱機構33、34に対して同期させてもよいが、これに限られない。図8(B)に示したように、予備加熱位置P1における蒸着材料の加熱開始を、成膜位置P2における蒸着材料の加熱開始よりも遅らせることにより、トータル電力の更なる削減を図ることができる。予備加熱位置P1における蒸着材料の加熱開始遅延時間は、蒸着材料の融点や収容量、昇温速度などに応じて適宜設定することができる。
On the other hand, the supply of power from the
以上のように、本実施形態によれば、インデックステーブル30上の複数の蒸発源31を予備加熱位置P1及び成膜位置P2へ順次移動させながら、基板Sに対する連続成膜が可能となる。これにより、生産性の向上を図ることができるとともに、所望とする膜構造を有し、かつ比較的厚みの大きい蒸着膜を安定して形成することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to continuously form films on the substrate S while sequentially moving the plurality of
一方、本実施形態では、蒸発源31は複数のボート42を収容し、これら各ボート42を同時に加熱して蒸着材料を蒸発させるようにしている。このため、各ボート42から放出される蒸気が、隣接するボート42から放出される蒸気と干渉し合うことで、蒸気が蒸発源31の直上方向(Z軸方向)に向けられる。これにより、蒸気の指向性が大きくなり、蒸着材料の使用効率を高めることが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the
ここで、蒸発材料の蒸気の指向性は、一般にcos(n+3)θで表され、nの値が大きいほど蒸発源からの蒸気の広がり角(立体角)が小さく、蒸気の指向性が高くなる。ここで、n値は蒸発材料の蒸気の広がり方を表しており、nが大きいほど蒸気が広がらず絞られて、指向性が高くなる。蒸気の指向性が高いほど、基板への付着量は大きくなる。また、それに伴い、真空チャンバ2の内壁面への材料の付着量は少なくなる。つまり、より指向性の大きな蒸発源を用いることで、材料の使用効率及び基板への成膜効率をともに向上させることが可能となる。
Here, the directivity of the vapor of the evaporation material is generally expressed by cos (n + 3) θ, and the larger the value of n, the smaller the spread angle (solid angle) of the vapor from the evaporation source, and the higher the directivity of the vapor. . Here, the n value represents how the vapor of the evaporating material spreads, and the larger the n is, the more the vapor is not spread and is squeezed, and the directivity becomes higher. The higher the vapor directivity, the greater the amount of adhesion to the substrate. In addition, the amount of material attached to the inner wall surface of the
本発明者らは、1〜10mm×40〜100mmの大きさの開口を有するボートを10〜300mmのピッチで2個以上並列に並べ、同時に加熱することにより、蒸気の指向性を向上させることができることを見出した。すなわち、上述の条件で蒸発源を構成することにより、ボートの開口から放出される蒸気がボート間で相互に干渉し合い、各ボートから放出される蒸気の流れを蒸発源の直上方向に向けさせることができる。 The present inventors can improve the directivity of steam by arranging two or more boats having openings of 1 to 10 mm × 40 to 100 mm in parallel at a pitch of 10 to 300 mm and heating them at the same time. I found out that I can do it. That is, by configuring the evaporation source under the above-described conditions, the steam discharged from the boat openings interferes with each other, and the flow of the steam discharged from each boat is directed directly above the evaporation source. be able to.
図7に示すように、縦5mm×横70mmの開口42aを有する直径30mmφ×長さ100mmのTa製の円筒形ボート42を3個、40mmピッチで並べた蒸発源31を用意した。蒸発源31と基板Sとの間の距離は450mmとした。この蒸発源31を用いて実際に基板Sに蒸着材料を蒸着させ、その膜厚分布(実測値)を得た。成膜時はチャンバ内にアルゴンガスを導入し、圧力は1×10E−1(1×10−1)Paとした。一方、比較例として、上記構成のボートを1本だけ用いて成膜したときの膜厚分布を基に、当該ボートを40mmピッチで3本並べて成膜した場合の膜厚分布(計算値)を得た。上記実験の実測値と計算値とを図9に示す。図9から明らかなように、計算値に比べて実測値の方が、ボートから放出される蒸気流の指向性が高いことが確認された。
As shown in FIG. 7, an
上記構成において、ボート42単独でのn値は0.5であった。3本のボート42を50mmピッチで並べて蒸発源を構成したときのn値は2であった。ボート42の配置間隔(ピッチ)が大きくなるほど、各ボートから放出される蒸気間の干渉効果が小さくなるため、n値はボート単独でのn値に近づく。したがって、n値を大きくするためには、ボート間のピッチは小さいほどよい。
In the above configuration, the n value of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.
例えば以上の実施形態では、単一の蒸発源ユニット3を備えた蒸着装置を例に挙げて説明したが、蒸発源ユニット3以外の他の蒸発源を備えていてもよい。当該他の蒸発源は、例えば、添加元素や合金元素の蒸発源とすることができる。また、当該他の蒸発源もまた、蒸発源ユニット3と同様に構成してもよい。 For example, in the above embodiment, the vapor deposition apparatus including the single evaporation source unit 3 has been described as an example. However, an evaporation source other than the evaporation source unit 3 may be provided. The other evaporation source can be, for example, an evaporation source of an additive element or an alloy element. The other evaporation source may also be configured in the same manner as the evaporation source unit 3.
各蒸発源31の3本のボート42に対して加熱用の電力を供給するに際して、当該電力値は、ボート42毎に異ならせてもよい。例えば、中央に位置するボートよりも外側に位置するボートの方が加熱温度が大きくなるように供給電力値が調整されてもよい。
When supplying heating power to the three
また、以上の実施形態では、蒸発源ユニット3を真空チャンバ2に対して着脱自在に構成した蒸着装置1を例に挙げて説明したが、これに限られず、当該蒸発源ユニットを真空チャンバの内部に固定した蒸着装置にも、本発明は適用可能である。
In the above embodiment, the vapor deposition apparatus 1 in which the evaporation source unit 3 is configured to be detachable from the
1…蒸着装置
2…真空チャンバ
3…蒸発源ユニット
6…ステージ
10…移動台車
30…インデックステーブル
31…蒸発源
32…回動機構
33…第1の加熱機構
34…第2の加熱機構
36…スイッチング機構
42…ボート
101…コントローラ
102…電力供給源
300a、300b…給電端子部
310a、310b…受電端子部
302…ガイド部
308、323…駆動源
P1…予備加熱位置
P2…成膜位置
P3〜P10…待機位置
S…基板
V…蒸着室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
前記チャンバの内部に配置され、成膜位置と前記成膜位置に隣接する予備加熱位置とを有する回転台と、
前記回転台上に所定角度間隔で同一円周上に配置され、前記成膜位置に属し第1の端子部を有する第1の蒸発源と前記予備加熱位置に属し第1の端子部を有する第2の蒸発源とを含む複数の蒸発源と、
前記回転台を前記所定角度ずつ回動させることで、前記複数の蒸発源を前記予備加熱位置と前記成膜位置とに順次移動させる回動機構と、
前記第1の蒸発源の前記第1の端子部と電気的に接続されることで前記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱可能な第2の端子部を有する第1の加熱機構と、
前記第2の蒸発源の前記第1の端子部と電気的に接続されることで前記第2の蒸発源に収容された蒸着材料を加熱可能な第2の端子部を有する第2の加熱機構と、
前記回転台の回転時に前記第1及び第2の蒸発源各々の前記第1の端子部と前記第1及び第2の加熱機構各々の前記第2の端子部とを離間させ、前記回転台の回転停止時に前記第1及び第2の蒸発源各々の前記第1の端子部と前記第1及び第2の加熱機構各々の前記第2の端子部とを相互に接触させるスイッチング機構と
を具備し、
前記複数の蒸発源各々は、1〜10mm×40〜100mmの大きさの開口を有し10〜300mmのピッチで2個以上並列に並べられた複数の円筒形状のボートを含み、前記複数のボートは同時に加熱されることで各々の前記開口から蒸着材料の蒸気を放出する
蒸着装置。 A evacuable chamber;
A turntable disposed inside the chamber and having a deposition position and a preheating position adjacent to the deposition position;
Wherein disposed on the same circumference at predetermined angular intervals on the turntable, the belong to the film formation position first evaporation source and the first terminal portion belong to the pre-heating position to have a first terminal portion a plurality of evaporation sources and a second evaporation source to have a,
A rotation mechanism for sequentially moving the plurality of evaporation sources to the preheating position and the film forming position by rotating the turntable by the predetermined angle;
A first heating mechanism having a second terminal portion capable of heating the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source by being electrically connected to the first terminal portion of the first evaporation source. When,
A second heating mechanism having a second terminal portion capable of heating the vapor deposition material accommodated in the second evaporation source by being electrically connected to the first terminal portion of the second evaporation source. and,
The first terminal portion of each of the first and second evaporation sources and the second terminal portion of each of the first and second heating mechanisms are separated from each other when the turntable is rotated. and said first and second evaporation sources each of said first terminal portion and said first and second heating mechanism each of the second terminal portion; and a switching mechanism is brought into contact with each other during rotation stop ,
Each of the plurality of evaporation sources includes a plurality of cylindrical boats having openings of 1 to 10 mm × 40 to 100 mm and arranged in parallel at a pitch of 10 to 300 mm. Is a vapor deposition apparatus that releases vapor of the vapor deposition material from each of the openings by being simultaneously heated .
前記スイッチング機構は、前記第1及び第2の蒸発源と前記第1及び第2の加熱機構との接続及び遮断を同時に切り替える
蒸着装置。 The vapor deposition apparatus according to claim 1 ,
The switching mechanism simultaneously switches connection and disconnection between the first and second evaporation sources and the first and second heating mechanisms.
前記第1及び第2の加熱機構は、前記第1及び第2の加熱機構各々の前記第2の端子部を前記第1及び第2の蒸発源各々の前記第1の端子部に対して相対移動させるためのガイド部をさらに有し、
前記スイッチング機構は、
前記第1及び第2の加熱機構各々の前記第2の端子部それぞれに連結された駆動ロッドと、
前記駆動ロッドを伸縮させることで前記第1及び第2の加熱機構各々の前記第2の端子部を前記ガイド部に沿って移動させる駆動源とを有する
蒸着装置。 The vapor deposition apparatus according to claim 2 ,
The first and second heating mechanisms are configured such that the second terminal part of each of the first and second heating mechanisms is relative to the first terminal part of each of the first and second evaporation sources. It further has a guide part for moving,
The switching mechanism is
A drive rod connected to each of the second terminal portions of each of the first and second heating mechanisms;
A vapor deposition apparatus comprising: a drive source that moves the second terminal portion of each of the first and second heating mechanisms along the guide portion by extending and contracting the drive rod.
前記複数の蒸発源各々に、1〜10mm×40〜100mmの大きさの開口を有し蒸着材料を収容する複数の円筒形状のボートを10〜300mmのピッチで2個以上並列に並べ、
前記回転台を所定角度回動させることで、前記回転台上に配置された前記第1の蒸発源を前記予備加熱位置へ移動させ、
前記予備加熱位置において前記第1の蒸発源に収容された前記複数のボートを同時に加熱することで第1の所定温度に保持し、
前記回転台を前記所定角度回動させることで、前記第1の蒸発源を前記予備加熱位置から前記成膜位置へ移動させ、前記回転台上に前記第1の蒸発源に隣接して配置された第2の蒸発源を前記予備加熱位置へ移動させ、
前記予備加熱位置において前記第2の蒸発源に収容された前記複数のボートを同時に加熱することで前記第1の所定温度に保持し、前記成膜位置において前記第1の蒸発源に収容された前記複数のボートを同時に加熱し前記第1の所定温度よりも高い第2の所定温度に加熱することで前記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を蒸発させる
蒸着方法。 A chamber that can be evacuated, a turntable that is disposed inside the chamber and has a film forming position and a preheating position adjacent to the film forming position, and the same circumference on the turntable at predetermined angular intervals. A plurality of evaporation sources including a first evaporation source that belongs to the film formation position and has a first terminal portion, and a second evaporation source that belongs to the preheating position and has a first terminal portion; A rotating mechanism for sequentially moving the plurality of evaporation sources to the preheating position and the film forming position by rotating a turntable by the predetermined angle, and the first terminal of the first evaporation source A first heating mechanism having a second terminal portion capable of heating the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source by being electrically connected to the first evaporation source, and the first evaporation source. The vapor deposition material accommodated in the second evaporation source by being electrically connected to the terminal portion of A second heating mechanism having a second terminal portion capable of being heated; and the first terminal portion and the first and second heating mechanisms of each of the first and second evaporation sources when the turntable is rotated. The second terminal portions are separated from each other, and when the rotation of the turntable is stopped, the first terminal portions of the first and second evaporation sources, and the first and second heating mechanisms, respectively. A vapor deposition method using a vapor deposition apparatus having a switching mechanism for bringing the second terminal portion into contact with each other;
In each of the plurality of evaporation sources, two or more cylindrical boats each having an opening of 1 to 10 mm × 40 to 100 mm and containing a vapor deposition material are arranged in parallel at a pitch of 10 to 300 mm,
Wherein the turntable is thereby rotated by a predetermined angle, moving the rotary table being arranged on said first evaporation source to the preheating position,
Maintaining the first predetermined temperature by simultaneously heating the plurality of boats accommodated in the first evaporation source at the preheating position;
Said turntable be to the predetermined angle rotation, the first evaporation source is moved to the film forming position from the pre-heating position, is arranged adjacent to said first evaporation source on said turntable Moving the second evaporation source to the preheating position,
The plurality of boats accommodated in the second evaporation source at the preheating position are simultaneously heated to be held at the first predetermined temperature, and are accommodated in the first evaporation source at the film formation position. The vapor deposition method of evaporating the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source by simultaneously heating the plurality of boats and heating to a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature.
前記第2の蒸発源に収容された蒸着材料は、前記成膜位置において前記第1の蒸発源に収容された蒸着材料が加熱されてから所定時間経過後に、前記予備加熱位置において加熱される
蒸着方法。 The vapor deposition method according to claim 4 ,
The vapor deposition material accommodated in the second evaporation source is heated at the preheating position after a predetermined time has elapsed since the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source was heated at the film formation position. Method.
前記第1の蒸発源に収容された蒸着材料を蒸発させた後、前記回転台を前記所定角度回動させることで、前記第2の蒸発源を前記予備加熱位置から前記成膜位置へ移動させる
蒸着方法。 The vapor deposition method according to claim 4 , further comprising:
After evaporating the vapor deposition material accommodated in the first evaporation source, the second evaporation source is moved from the preheating position to the film formation position by rotating the turntable by the predetermined angle. Deposition method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009235757A JP5346268B2 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009235757A JP5346268B2 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011080136A JP2011080136A (en) | 2011-04-21 |
JP5346268B2 true JP5346268B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=44074465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009235757A Active JP5346268B2 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5346268B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016035086A (en) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 株式会社アルバック | Vacuum processing apparatus and method for vacuum-exhausting the same |
KR101965102B1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-04-02 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | Film forming method, film forming apparatus and manufacturing method of electronic device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62136564U (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | ||
JP3099065B2 (en) * | 1999-01-29 | 2000-10-16 | 工業技術院長 | Vacuum deposition equipment |
JP2003147513A (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-21 | Kiko Kenji Kagi Kofun Yugenkoshi | Organic el element manufacturing apparatus |
JP3790518B2 (en) * | 2002-02-21 | 2006-06-28 | 三洋化成工業株式会社 | Fluidity improver and fuel oil composition |
JP2004256843A (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Jeol Ltd | Vacuum vapor deposition apparatus |
KR100671673B1 (en) * | 2005-03-09 | 2007-01-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Device and Method for vacuum plating by Multiple evaporation |
JP2007070676A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Film deposition apparatus |
-
2009
- 2009-10-09 JP JP2009235757A patent/JP5346268B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011080136A (en) | 2011-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106637112B (en) | Horizontal magnetic control sputtering system and coating process for fuel battery metal double polar plate | |
JP4172806B2 (en) | Room temperature bonding method and room temperature bonding apparatus | |
JP5148488B2 (en) | Multilayer thin film capacitor and method and apparatus for manufacturing the same | |
JP2010261100A (en) | Vapor deposition apparatus | |
US8475596B2 (en) | Apparatus to process coating material using flame nozzle and evaporation deposition device having same | |
JPH0768613B2 (en) | Liquid substance sputter deposition method | |
JP5941016B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method using the same | |
JP5346268B2 (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method | |
TWI616547B (en) | Evaporation source for metals or metal alloys, evaporation source array having evaporation sources for metals or metal alloys, and method for operating an evaporation souce array for metals or metal alloys | |
US5445973A (en) | Method for manufacturing solar cells | |
US20110155568A1 (en) | Indexing magnet assembly for rotary sputtering cathode | |
JPS6335709B2 (en) | ||
JP7360851B2 (en) | Shutter device, film-forming device, film-forming method, and electronic device manufacturing method | |
CN1056465C (en) | Laser-evaporated thin-film scandium series cathode and its preparation method | |
WO2023277163A1 (en) | Sputtering apparatus and electronic device manufacturing method | |
CN118109786B (en) | Device and method for preparing thermal barrier coating by oxygen dissociation assisted physical vapor deposition | |
JP4921320B2 (en) | Vacuum deposition system | |
JP2006265692A (en) | Sputtering system | |
JPH0329216A (en) | Formation of transparent conductive film | |
CN221778026U (en) | Laser heating sample stage and molecular beam epitaxy equipment | |
CN110846625B (en) | Rectangular high vacuum cathode arc target device | |
US4776299A (en) | Source replenishment device for vacuum deposition | |
KR100589939B1 (en) | Apparatus and method for physical vapor deposition | |
CN102199749A (en) | Improved structure of tungsten boat for resistance evaporation coating machine | |
TW201241212A (en) | Cathode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121001 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130701 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130730 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130816 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5346268 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |