JP2008106360A - 真空熱蒸着用の、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板を回転させずに、均一な厚さの薄膜を面積が大きい基板に形成でき、かつ蒸発される物質の使用効率が高いエバポレータを提供する。
【解決手段】 本発明は、真空熱蒸着用のエバポレータに関し、特に、広範囲に均一な薄膜を形成し、かつ、蒸着される物質の使用効率を改善することができる、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータに関する。エバポレータは、開放頂面を有する円筒るつぼ１１０と、るつぼ１１０の頂面に組立てられる円筒本体部分１２１を有するノズルユニット１２０とを含み、本体部分１２１は、本体部分を貫いて掘られ、本体部分１２１の上部の周囲部分に形成された円錐状の多層スリット１２２と、スリット１２２に接続され本体部分１２１の下面を貫く蒸発管１２３とを備える。円錐状の多層スリットノズルは、蒸着された薄膜の厚みの均一性を増し、かつ蒸着される物質の使用効率を改善し得る、蒸着される物質の噴出分布をもたらす。
【選択図】 図４
【解決手段】 本発明は、真空熱蒸着用のエバポレータに関し、特に、広範囲に均一な薄膜を形成し、かつ、蒸着される物質の使用効率を改善することができる、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータに関する。エバポレータは、開放頂面を有する円筒るつぼ１１０と、るつぼ１１０の頂面に組立てられる円筒本体部分１２１を有するノズルユニット１２０とを含み、本体部分１２１は、本体部分を貫いて掘られ、本体部分１２１の上部の周囲部分に形成された円錐状の多層スリット１２２と、スリット１２２に接続され本体部分１２１の下面を貫く蒸発管１２３とを備える。円錐状の多層スリットノズルは、蒸着された薄膜の厚みの均一性を増し、かつ蒸着される物質の使用効率を改善し得る、蒸着される物質の噴出分布をもたらす。
【選択図】 図４
Description
本発明は、真空熱蒸着用のエバポレータ（蒸着器）に関し、特に、エバポレータ内で蒸発される物質を、その物質の使用効率を改善して基板に堆積でき、それにより、広範囲に均一な薄膜を形成できる、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータに関する。
一般に、様々な薄膜形成技術が半導体装置やフラットパネルディスプレイ装置の製造に使用される。そのうちの一方法は、真空熱蒸着方法である。真空熱蒸着方法は、真空容器内の上側に基板を置き、基板より下に置かれかつ蒸発される物質を含むエバポレータを加熱して、蒸発した物質を基板に堆積（蒸着）することによる薄膜形成方法である。
真空熱蒸着方法で最も一般的に使用されるのは、ポイントエバポレータである。ポイントエバポレータは、噴出部分を有する円筒形の容器を含む。円筒形容器に、蒸発される物質を充填し、次に物質を蒸発するために該容器を加熱して、蒸発した物質が容器から基板へ噴出して薄膜を形成する。しかしながら、ポイントエバポレータは蒸発した物質のほとんどを、そこから噴出部分によって導かれる方向に噴出させるので、広範囲に均一な薄膜を得ることができない、という問題がある。
この問題を解決するために、本発明者は、２００４年５月２４日発行の下記特許文献１において、面積が大きい基板においても均一な薄膜を得ることが可能な、円錐状のノズルを有するエバポレータを提案している。
図１および２は、上記韓国特許におけるエバポレータの主要部分を示す。エバポレータ１は、開放された頂面を有する円筒形るつぼ１０と、るつぼ１０の頂面に組立てられた円筒形挿入体ユニット２０とを含む。
挿入体ユニット２０は、全体的に円錐状のノズルチューブ２１と、ノズルチューブ２１に接続され挿入体ユニットの下部を貫く蒸発管２２とを備える。
円錐状のノズルを有するエバポレータにおいては、蒸発管２２および円錐状のノズルチューブ２１を通して蒸着物質が噴出して面積が大きい基板においても均一な厚さの薄膜を形成する。
韓国特許第４３４４３８号明細書
しかしながら、円錐状のノズルを有する従来のエバポレータは広範囲に均一な薄膜を提供できるが、円錐状のノズルを通して噴出する蒸着物質のほとんどが基板の外周領域に導かれるので、物質の使用効率が悪くなる。
従って、本発明は上述の問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、基板を回転させずに、均一な厚さの薄膜を面積が大きい基板に形成でき、かつ蒸発される物質の使用効率が高いエバポレータを提供することである。
本発明による、真空熱蒸着用の、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータは、開放した頂面を有する円筒形のるつぼと、るつぼの頂面に組立てられる円筒形の本体部分を有するノズルユニットとを有し、ここで本体部分は、本体部分を貫いて掘られていて、本体部分の上部の周囲部分に形成された円錐状の多層スリットと、スリットに接続され本体部分の下面を貫く蒸発管とを備える。
本発明の上述のおよび他の目的、特徴および利点は、添付の図面と併せて、以下の好ましい実施形態の説明から明らかになる。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図３〜５は、本発明の実施形態による円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータを示す。特に、図３は、エバポレータの斜視図を示し、図４は、エバポレータの挿入体ユニットの断面図を示し、および図５は、本発明のエバポレータを使用する真空熱蒸着方法の概略図を示す。
図３および４に示すように、本発明による円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータは、開放した頂面を有する円筒形のるつぼ１１０と、るつぼ１１０の頂面に組立てられる円筒形本体部分１２１を有するノズルユニット１２０とを含み、ここで本体部分１２１は、本体部分を貫いて掘られ、本体部分１２１の上部の周囲部分（縁部分）に形成された円錐状の多層スリット１２２と、スリット１２２に接続され本体部分１２１の下面を貫く（貫通する）蒸発管１２３とを備える。
本体部分１２１の下端には、本体部分をるつぼ１１０に取り付ける結合手段１２１ａを備える。
本発明による円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータは、単一の円錐状のノズルを有する従来のエバポレータとは、挿入体ユニットまたはノズルユニットに複数の円錐状のノズルが多層状に形成されているという点で異なる。それらの構造における当該差異によって、蒸着される物質の使用効率の有利な改善効果をもたらす。
単一の円錐状のノズルを有する従来のエバポレータ、および本発明による円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータにおける、噴出分布の比較結果を図６を参照して詳細に説明する。
真空条件で使用されるエバポレータに単純な円筒ノズルを適応した場合の噴出の分布を測定すると、複数の直径の小さいシリンダを通して物質が噴出する場合の噴出分布の方が、単一の直径の大きなシリンダを通して物質が噴出する場合の噴出分布よりも指向性が大きい（すなわち、噴出分布グラフにおけるピーク領域においてより高くてより急なプロット点を有する）。この傾向を、１つ以上の円錐状のノズルを有するエバポレータに適用すれば、円錐状の多層ノズルを有するエバポレータの噴出分布は、単一の円錐状のノズルを有するエバポレータの噴出分布よりも指向性が大きいということになる。それゆえ、基板の外側で浪費される物質の量を最小限にすることが可能である。図６のグラフにおいて、1つの円錐状のノズルを有する従来のエバポレータの噴出分布（ＣＮＳ）を、本発明による円錐状の多層ノズルを有するエバポレータの噴出分布（Ｓ−ＣＮＳ）と比較すると、どちらの場合も有効範囲においては同様の分散をするが、本発明のエバポレータは従来のエバポレータよりも、有効範囲外の他の領域における物質の噴出が少ないことがわかる。それゆえ、本発明による円錐状の多層ノズルを有するエバポレータは、蒸着される物質の使用効率の有利な改善効果を達成する。
次に、本発明による円錐状の多層ノズルを有するエバポレータを使用する基板への薄膜形成方法を以下説明する。
図３および４に示すように、るつぼとノズルユニットを、ノズルユニットの結合手段１２１ａと、るつぼの結合手段（図示せず）とを使用して互いに結合する。次に、ノズルユニットとるつぼとから構成されるエバポレータを外部から加熱して、るつぼ内の蒸発される物質を蒸発させ、当該物質は、ノズルユニットの蒸発管および円錐状のノズルを連続的に通過しながら噴出し、最終的に、図５に示すように、エバポレータの上に置かれた基板Ｐに蒸着する。
このとき、ノズルユニットの上面に多層反射板を配置して、ノズルユニットの上面を通して大量の熱が逃るのをさまたげるようにするのが望ましい。反射板を、固定孔１２４を使用して固定する。
上述の本発明によれば、均一な厚さの薄膜が面積が大きい基板に形成され、かつ円錐状の多層ノズルを使用することにより、蒸着される物質の使用効率が改善される。
前述の実施形態は、本発明の技術的概念を具体的に示す例であり、本発明の範囲は実施形態または図面に限定されない。
１ エバポレータ
１０ るつぼ
２０ 挿入体ユニット
２１ ノズルチューブ
２２ 蒸発管
１００ エバポレータ
１１０ るつぼ
１２０ ノズルユニット
１２１ 本体部分
１２１ａ 結合手段
１２２ 円錐状の多層スリット
１２３ 蒸発管
１２４ 固定孔
Ｐ 基板
１０ るつぼ
２０ 挿入体ユニット
２１ ノズルチューブ
２２ 蒸発管
１００ エバポレータ
１１０ るつぼ
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１２１ 本体部分
１２１ａ 結合手段
１２２ 円錐状の多層スリット
１２３ 蒸発管
１２４ 固定孔
Ｐ 基板
Claims (1)
- 真空熱蒸着用の、円錐状の多層スリットノズルを有するエバポレータであって、
開放した頂面を有する円筒形のるつぼと、
前記るつぼの頂面に組立てられる円筒形の本体部分を有するノズルユニットと
を有し、
前記本体部分は、前記本体部分を貫いて掘られていて、前記本体部分の上部の周囲部分に形成された円錐状の多層スリットと、前記スリットに接続され前記本体部分の下面を貫く蒸発管とを備える、ことを特徴とするエバポレータ。
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