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JP7602937B2 - Vaporizer and deposition device - Google Patents
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Description

本発明は、キャリアガスを用いて薄膜形成材料を気化させる気化装置及びキャリアガスを用いて薄膜形成材料を気化させた薄膜形成ガスを含む製膜ガスによって蒸着する蒸着装置に関する。 The present invention relates to a vaporizer that vaporizes a thin film forming material using a carrier gas, and a deposition apparatus that deposits a thin film using a film forming gas that contains a thin film forming gas obtained by vaporizing a thin film forming material using a carrier gas.

従来から、基材上に有機EL素子が積層され、有機EL素子で発生した光を基材側から取り出すボトムエミッション型の有機EL装置が知られている。
ボトムエミッション型の有機EL装置300の代表的な層構成は、図6のようなものであり、透明基板301上に透明電極層302、発光機能層303、及び裏面電極層304から構成される有機EL素子が積層されたものである。
この発光機能層303は、多層の有機化合物層が積層されて構成されており、例えば、図6のように透明電極層302側から裏面電極層304側に向けて順に正孔注入層310、正孔輸送層311、有機発光層312、電子輸送層313、及び電子注入層314が積層されたものがある。
2. Description of the Related Art A bottom-emission type organic EL device has been known in the past, in which an organic EL element is laminated on a substrate and light generated by the organic EL element is extracted from the substrate side.
A typical layer structure of a bottom-emission type organic EL device 300 is as shown in FIG. 6, in which an organic EL element composed of a transparent electrode layer 302, a light-emitting functional layer 303, and a back electrode layer 304 is laminated on a transparent substrate 301.
This light-emitting functional layer 303 is configured by laminating multiple organic compound layers, and for example, as shown in Figure 6, there is one in which a hole injection layer 310, a hole transport layer 311, an organic light-emitting layer 312, an electron transport layer 313, and an electron injection layer 314 are laminated in this order from the transparent electrode layer 302 side to the back electrode layer 304 side.

ここで、有機EL装置300は、透明電極層302がスパッタ法又はCVD法で形成され、残りの発光機能層303の各層310~314と裏面電極層304が真空蒸着法を用いて形成されることが多い。すなわち、有機EL装置300の高性能化には、真空蒸着法を行う真空蒸着装置の高機能化が重要である。 Here, in the organic EL device 300, the transparent electrode layer 302 is formed by a sputtering method or a CVD method, and the remaining layers 310 to 314 of the light-emitting functional layer 303 and the back electrode layer 304 are often formed by a vacuum deposition method. In other words, to improve the performance of the organic EL device 300, it is important to improve the functionality of the vacuum deposition device that performs the vacuum deposition method.

有機EL装置300の製造に使用される真空蒸着装置の一例としては、例えば、特許文献1に記載の蒸着装置がある。
特許文献1の蒸着装置は、蒸発室で粉体状の薄膜形成材料を加熱し、気化させて蒸気を生成し、キャリアガスで蒸気を製膜室まで流送し、製膜室内においてキャリアガスと蒸気の混合ガスを基材に対して吹き付ける構造となっている。
An example of a vacuum deposition apparatus used in the manufacture of the organic EL device 300 is the deposition apparatus described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233696.
The deposition apparatus of Patent Document 1 is configured to heat and vaporize a powdered thin film forming material in an evaporation chamber to generate vapor, transport the vapor to a film formation chamber using a carrier gas, and spray a mixture of the carrier gas and vapor onto a substrate in the film formation chamber.

特開2016-98417号公報JP 2016-98417 A

ところで、特許文献1の蒸着装置は、キャリアガスによって粉体状の薄膜形成材料を気化又は昇華させて蒸気とするため、キャリアガスの熱量が十分でない場合、薄膜形成材料が完全に気化せずに粉体のまま基材に到達し、基材上に粉体状の薄膜形成材料が付着して異常の原因となるおそれがある。 However, the deposition device of Patent Document 1 uses a carrier gas to vaporize or sublimate the powdered thin film material into vapor. If the heat capacity of the carrier gas is insufficient, the thin film material will not vaporize completely and will reach the substrate in powder form, causing the powdered thin film material to adhere to the substrate and potentially causing anomalies.

そこで、本発明は、固体状の薄膜形成材料を除去した薄膜材料ガスを供給できる気化装置及び基材に固体状の薄膜形成材料が付着することを防止できる蒸着装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a vaporizer that can supply thin film material gas from which solid thin film forming materials have been removed, and a deposition apparatus that can prevent the solid thin film forming material from adhering to a substrate.

上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制する、気化装置である。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a gas supply device having a material vaporization section, a material supply section, a material supply piping section, a carrier gas supply section, a carrier gas supply piping section, a gas exhaust section, and a first filter member, the material supply section being connected to an upper section of the material vaporization section via the material supply piping section and capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization section, the carrier gas supply section being connected to a lower section of the material vaporization section via the carrier gas supply piping section and capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material. a gas supply unit to the material vaporization unit, the material vaporization unit vaporizes the thin film material supplied from the material supply unit with the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and supplies the thin film material gas to the gas exhaust unit, and the first filter member is provided between the material vaporization unit and the gas exhaust unit, and allows the thin film material gas in the material vaporization unit to move toward the gas exhaust unit, while restricting the movement of the thin film material toward the gas exhaust unit.

ここでいう「気化」とは、液体が気体に変わる現象(蒸発、沸騰)だけではなく、固体が液体を経ずに直接気体に変わる現象(昇華)も含む。以下、同様とする。 The term "vaporization" here includes not only the phenomenon in which a liquid turns into a gas (evaporation, boiling), but also the phenomenon in which a solid turns into a gas directly without first becoming a liquid (sublimation). The same applies below.

本様相によれば、材料気化部とガス排出部の間に、薄膜材料ガスの移動を許容し、かつ薄膜形成材料の移動を規制する第1フィルター部材が設けられているため、ガス排出部から排出される薄膜材料ガスに薄膜形成材料が混ざることを防止できる。 According to this aspect, a first filter member is provided between the material vaporization section and the gas exhaust section, which allows the movement of the thin film material gas and restricts the movement of the thin film material, thereby preventing the thin film material from mixing with the thin film material gas exhausted from the gas exhaust section.

好ましい様相は、前記材料気化部内、又は前記材料気化部と前記キャリアガス供給部との間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜形成材料の前記キャリアガス供給部側への移動を規制する第2フィルター部材を備えることである。 A preferred aspect is to have a second filter member provided within the material vaporization section or between the material vaporization section and the carrier gas supply section, which restricts the movement of the thin film forming material within the material vaporization section toward the carrier gas supply section.

本様相によれば、薄膜形成材料の移動を規制する第2フィルター部材が設けられているため、キャリアガス供給部側に薄膜形成材料が移動することを防止できる。 According to this aspect, a second filter member is provided to restrict the movement of the thin film forming material, so that the thin film forming material can be prevented from moving toward the carrier gas supply section.

より好ましい様相は、前記第2フィルター部材は、前記材料気化部内を上下に仕切るように設けられており、前記材料気化部は、前記第2フィルター部材上で前記薄膜形成材料を気化して前記薄膜材料ガスを形成可能であることである。 In a more preferred aspect, the second filter member is arranged to divide the material vaporization section into upper and lower sections, and the material vaporization section is capable of vaporizing the thin film forming material on the second filter member to form the thin film material gas.

本様相によれば、第2フィルター部材によってトラップされた薄膜形成材料を薄膜材料ガスに気化でき、より薄膜形成材料の残渣を少なくすることができる。 According to this aspect, the thin film forming material trapped by the second filter member can be vaporized into thin film material gas, further reducing the amount of thin film forming material residue.

より好ましい様相は、記第2フィルター部材は、前記材料気化部内を上下に仕切るように設けられており、前記材料気化部は、前記第2フィルター部材と前記キャリアガス供給配管部との間に空間を有することである。 In a more preferred embodiment, the second filter member is arranged to divide the material vaporization section into upper and lower sections, and the material vaporization section has a space between the second filter member and the carrier gas supply piping section.

本様相によれば、第2フィルター部材と前記キャリアガス供給配管部との間に空間を有する。そのため、空間内で拡散された状態でキャリアガスを第2フィルター部材に通過させることができ、より効率的に薄膜形成材料を気化できる。 According to this aspect, there is a space between the second filter member and the carrier gas supply piping section. Therefore, the carrier gas can be passed through the second filter member while being diffused within the space, and the thin film forming material can be vaporized more efficiently.

好ましい様相は、前記ガス排出部は、前記材料供給配管部の周囲を囲繞するように設けられていることである。 In a preferred embodiment, the gas exhaust section is arranged to surround the material supply pipe section.

本様相によれば、よりコンパクト化が可能である。 This aspect makes it possible to make the device even more compact.

好ましい様相は、前記材料気化部は、筒状であって、中心軸に対して直交する断面の開口面積が前記材料供給配管部の中心軸に対して直交する断面の開口面積よりも大きいことである。 In a preferred aspect, the material vaporizing section is cylindrical and the opening area of a cross section perpendicular to the central axis is larger than the opening area of a cross section perpendicular to the central axis of the material supply piping section.

本様相によれば、より薄膜形成材料にキャリアガスを晒すことができ、効率的に薄膜材料ガスを形成できる。 According to this aspect, the carrier gas can be exposed to the thin film forming material more efficiently, and the thin film material gas can be formed more efficiently.

好ましい様相は、前記材料気化部は、円筒状であり、前記薄膜形成材料は、粉体状であり、以下の式(1)を満たすことである。

Figure 0007602937000001
なお、Fは前記キャリアガスの流量[m/s]を表し、dは前記材料気化部の内径[m]を表し、Dpは前記薄膜形成材料の最大粒子径[m]を表し、mは前記薄膜形成材料の重量[kg]を表し、gは重力加速度[m/s]を表し、μは前記キャリアガスの粘性係数[Pa・s]を表す。 In a preferred aspect, the material vaporizing portion is cylindrical, the thin film forming material is in powder form, and satisfies the following formula (1).
Figure 0007602937000001
In addition, F represents the flow rate of the carrier gas [ m3 /s], d represents the inner diameter of the material vaporization section [m], Dp represents the maximum particle diameter of the thin film forming material [m], m represents the weight of the thin film forming material [kg], g represents the gravitational acceleration [m/ s2 ], and μ represents the viscosity coefficient of the carrier gas [Pa·s].

本様相によれば、より効率的に薄膜形成材料にキャリアガスを晒すことができる。 According to this aspect, the carrier gas can be exposed to the thin film forming material more efficiently.

好ましい様相は、前記材料供給配管部は、前記材料供給部側から前記材料気化部側に向かって第1配管部と第2配管部を有し、前記第2配管部の内径は、前記第1配管部の内径よりも大きいことである。 In a preferred aspect, the material supply piping section has a first piping section and a second piping section from the material supply section side toward the material vaporization section side, and the inner diameter of the second piping section is larger than the inner diameter of the first piping section.

本様相によれば、第2配管部の内径が第1配管部の内径よりも大きいため、薄膜形成材料が材料気化部側から材料供給部側に逆流しにくい。 According to this aspect, since the inner diameter of the second piping section is larger than the inner diameter of the first piping section, the thin film forming material is less likely to flow back from the material vaporizing section to the material supplying section.

好ましい様相は、前記材料供給部は、真空室内に、前記薄膜形成材料を一時的に貯留する材料供給装置と、前記材料供給配管部側に向かって前記薄膜形成材料を導入する材料導入部を有し、前記材料供給装置は、前記材料導入部の上方に材料排出部を有し、前記材料排出部から所定量の前記薄膜形成材料を排出可能であり、前記材料排出部から前記薄膜形成材料が前記材料導入部に向かって落下し、前記薄膜形成材料が前記材料導入部から前記材料供給配管部側に導入されることである。 In a preferred aspect, the material supply section has a material supply device that temporarily stores the thin film forming material within a vacuum chamber, and a material introduction section that introduces the thin film forming material toward the material supply piping section, the material supply device has a material discharge section above the material introduction section, and is capable of discharging a predetermined amount of the thin film forming material from the material discharge section, the thin film forming material falls from the material discharge section toward the material introduction section, and the thin film forming material is introduced from the material introduction section to the material supply piping section.

本様相によれば、材料供給装置で貯留された薄膜形成材料と、材料導入部から材料供給配管部に導入される薄膜形成材料が真空室内で縁切りされるため、材料供給装置内と材料排出部との間で差圧が生じることがなく、安定した雰囲気で薄膜形成用材料を移送することが可能である。 According to this aspect, the thin film forming material stored in the material supply device and the thin film forming material introduced from the material introduction section to the material supply piping section are separated within the vacuum chamber, so no pressure difference occurs between the inside of the material supply device and the material discharge section, making it possible to transfer the thin film forming material in a stable atmosphere.

本発明の一つの様相は、上記した気化装置と、製膜室と、前記気化装置と前記製膜室を接続する供給流路を有し、前記製膜室内で前記薄膜材料ガスを含む製膜ガスを基材に対して吹き付けて製膜する、蒸着装置である。 One aspect of the present invention is a deposition apparatus that has the vaporizer described above, a film-forming chamber, and a supply flow path that connects the vaporizer and the film-forming chamber, and sprays a film-forming gas containing the thin film material gas onto a substrate in the film-forming chamber to form a film.

本様相によれば、基材に固体状の薄膜形成材料が付着することを防止できる。 This aspect makes it possible to prevent the solid thin film forming material from adhering to the substrate.

本発明の気化装置によれば、固体状の薄膜形成材料を除去した薄膜材料ガスを供給できる。
本発明の蒸着装置によれば、基材に固体状の薄膜形成材料が付着することを防止できる。
According to the vaporizer of the present invention, it is possible to supply a thin film material gas from which the solid thin film forming material has been removed.
According to the deposition apparatus of the present invention, it is possible to prevent the solid thin film forming material from adhering to the substrate.

本発明の第1実施形態の蒸着装置を模式的に示した構成図である。1 is a configuration diagram that illustrates a vapor deposition device according to a first embodiment of the present invention. 図1の気化装置の要部を模式的に示した断面図である。2 is a cross-sectional view showing a schematic view of a main part of the vaporizer shown in FIG. 1. 図1の材料供給部の要部を模式的に示した正面図である。FIG. 2 is a front view showing a schematic view of a main part of the material supply unit in FIG. 1 . 図2の気化装置における薄膜形成材料、キャリアガス、及び薄膜材料ガスの流れを表す説明図である。3 is an explanatory diagram showing the flows of a thin film forming material, a carrier gas, and a thin film material gas in the vaporization apparatus of FIG. 2. 本発明の第2実施形態の蒸着装置を模式的に示した構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a deposition device according to a second embodiment of the present invention. 有機EL装置の代表的な層構成を示す断面図であり、理解を容易にするためにハッチングを省略している。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical layer structure of an organic EL device, and hatching has been omitted for ease of understanding.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 The following describes an embodiment of the present invention in detail.

本発明の第1実施形態の蒸着装置1は、上述したような図6に示される有機EL装置300の発光機能層303の各層310~314及び裏面電極層304の形成に好適に使用される真空蒸着装置である。 The deposition apparatus 1 of the first embodiment of the present invention is a vacuum deposition apparatus that is preferably used to form the layers 310 to 314 and the back electrode layer 304 of the light-emitting functional layer 303 of the organic EL device 300 shown in FIG. 6 as described above.

蒸着装置1は、図1のように、主に製膜部2と、気化部3を有している。
蒸着装置1は、気化部3の気化装置40において有機材料を含む薄膜形成材料を気化又は昇華させて薄膜形成材料の蒸気(以下、薄膜材料ガスともいう)を生成し、製膜部2において薄膜材料ガスを含む製膜ガスを基材100に吹き付けることで基材100上に薄膜を形成する真空蒸着装置である。
製膜ガスは、少なくとも薄膜材料ガスを含有する蒸気含有ガスであり、具体的には、薄膜材料ガスにキャリアガスが混ざった混合ガスである。
As shown in FIG. 1 , the deposition apparatus 1 mainly includes a film forming section 2 and a vaporizing section 3 .
The deposition apparatus 1 is a vacuum deposition apparatus that vaporizes or sublimes a thin film forming material including an organic material in the vaporizer 40 of the vaporizer section 3 to generate vapor of the thin film forming material (hereinafter also referred to as thin film material gas), and forms a thin film on the substrate 100 by spraying the film forming gas including the thin film material gas onto the substrate 100 in the film forming section 2.
The film forming gas is a vapor-containing gas that contains at least a thin film material gas, and specifically, is a mixed gas in which a carrier gas is mixed with a thin film material gas.

製膜部2は、図1のように、製膜室10内に基材保持部11と蒸着ヘッド12が配されている。
製膜部2は、蒸着ヘッド12を介して、基材保持部11に保持された基材100に向かって製膜ガスを吹き付けることで基材100上に所望の薄膜の製膜が可能となっている。
As shown in FIG. 1 , the film forming unit 2 has a substrate holding unit 11 and a deposition head 12 arranged in a film forming chamber 10 .
The film forming unit 2 is capable of forming a desired thin film on the substrate 100 by spraying a film forming gas via a deposition head 12 toward the substrate 100 held by the substrate holding unit 11 .

製膜部2は、図示しない排気系が接続されており、排気系によって製膜室10内を排気し、製膜室10内を実質的に真空状態とすることが可能となっている。 The film-forming section 2 is connected to an exhaust system (not shown), and the exhaust system can evacuate the film-forming chamber 10, making it possible to create a substantially vacuum state inside the film-forming chamber 10.

基材保持部11は、基材100を保持可能な部位であり、図示しないゲートを介して基材100を製膜室10に搬入及び搬出可能となっている。 The substrate holding section 11 is a section capable of holding the substrate 100, and the substrate 100 can be transported in and out of the deposition chamber 10 through a gate (not shown).

蒸着ヘッド12は、ガス放出口を有し、ガス放出口が基材保持部11に保持された基材100と対面し、ガス放出口から製膜ガスを基材100に吹き付ける部位である。
蒸着ヘッド12は、供給流路15を介して気化部3の気化装置40と接続されている。
The deposition head 12 has a gas ejection port that faces the substrate 100 held by the substrate holding part 11 , and is a part that blows a film forming gas from the gas ejection port onto the substrate 100 .
The deposition head 12 is connected to the vaporizer 40 of the vaporizer 3 via a supply passage 15 .

供給流路15は、図1のように、蒸着ヘッド12と気化室51を繋ぐ流路であり、蒸着ヘッド12側から順に、第1供給経路20と、第2供給経路21と、第3供給経路22によって構成されている。
第1供給経路20の中途には、開閉弁25が設けられており、第3供給経路22には、開閉弁26が設けられている。
As shown in FIG. 1 , the supply flow path 15 is a flow path that connects the deposition head 12 and the vaporization chamber 51, and is composed of, in order from the deposition head 12 side, a first supply path 20, a second supply path 21, and a third supply path 22.
An on-off valve 25 is provided midway along the first supply path 20 , and an on-off valve 26 is provided in the third supply path 22 .

供給流路15の開閉弁25,26の間には、排気流路30を介して排気系31が接続されており、排気流路30の中途には、排気弁32が接続されている。すなわち、排気流路30は、第1供給経路20に接続されており、第1供給経路20を経て蒸着ヘッド12内のガスを排気することが可能となっている。 An exhaust system 31 is connected between the on-off valves 25, 26 of the supply flow path 15 via an exhaust flow path 30, and an exhaust valve 32 is connected to the middle of the exhaust flow path 30. In other words, the exhaust flow path 30 is connected to the first supply path 20, and it is possible to exhaust gas from within the deposition head 12 via the first supply path 20.

気化部3は、薄膜材料ガスを含む蒸気含有ガスを発生させ、発生した蒸気含有ガスを製膜ガスとして製膜部2の蒸着ヘッド12に供給するものである。
気化部3は、図1のように、気化装置40と、ガス供給部41を備えている。
気化装置40は、図1,図2のように、主に気化室51と、材料供給部52と、ガス供給部53,54と、材料供給配管部55と、ガス供給配管部56と、第1フィルター部材58と、第2フィルター部材59を備えている。
The vaporizing section 3 generates a vapor-containing gas containing a thin film material gas, and supplies the generated vapor-containing gas to the deposition head 12 of the film forming section 2 as a film forming gas.
As shown in FIG. 1, the vaporization section 3 includes a vaporization device 40 and a gas supply section 41 .
As shown in Figures 1 and 2, vaporization device 40 mainly includes a vaporization chamber 51, a material supply section 52, gas supply sections 53 and 54, a material supply piping section 55, a gas supply piping section 56, a first filter member 58, and a second filter member 59.

気化室51は、図2のように、円筒状であって上下方向に延びた鉛直直管であり、薄膜形成材料を気化又は昇華させて薄膜材料ガスを生成する部位である。 As shown in Figure 2, the vaporization chamber 51 is a cylindrical vertical tube that extends in the vertical direction, and is the part where the thin film forming material is vaporized or sublimated to generate thin film material gas.

気化室51は、円筒状であって、第1フィルター部材58によって上下に区切られて、材料気化部60と、ガス排出部61を備えている。
材料気化部60は、薄膜形成材料を瞬間的に気化又は昇華させるフラッシュ蒸発を行うことが可能な部位である。
材料気化部60は、内部に内部空間65を有しており、内部空間65が第2フィルター部材59によって上部空間66と、下部空間67に上下に分割されている。
The vaporization chamber 51 is cylindrical and is divided into upper and lower sections by a first filter member 58 , and includes a material vaporization section 60 and a gas exhaust section 61 .
The material vaporizing section 60 is a section capable of performing flash evaporation, which instantaneously vaporizes or sublimates a thin film forming material.
The material vaporizing section 60 has an internal space 65 therein, which is divided vertically into an upper space 66 and a lower space 67 by a second filter member 59 .

上部空間66は、第2フィルター部材59の上部にあって、薄膜形成材料を気化して薄膜材料ガスを生成する気化空間である。
上部空間66は、材料供給配管部55と連通しており、第1フィルター部材58を介してガス排出部61と連通している。
下部空間67は、第2フィルター部材59の下部にある空間であり、ガス供給配管部56と連通している。
The upper space 66 is located above the second filter member 59 and is a vaporization space in which the thin film forming material is vaporized to generate a thin film material gas.
The upper space 66 communicates with the material supply pipe section 55 and with the gas exhaust section 61 via the first filter member 58 .
The lower space 67 is a space located below the second filter member 59 and communicates with the gas supply pipe 56 .

材料気化部60の内径dは、以下の式(1)を満たすように設けられている。 The inner diameter d of the material vaporization section 60 is set to satisfy the following formula (1):

Figure 0007602937000002
Figure 0007602937000002

なお、Fはキャリアガスの流量[m/s]を表し、dは材料気化部60の内径[m]を表し、Dpは薄膜形成材料の最大粒子径[m]を表し、mは薄膜形成材料の重量[kg]を表し、gは重力加速度[m/s]を表し、μはキャリアガスの粘性係数[Pa・s]を表す。
また、薄膜形成材料の最大粒径は、既知の開口径を有するふるいにかけて、開口径よりも径が大きい粒子を除外することで規定できる。
In addition, F represents the flow rate of the carrier gas [ m3 /s], d represents the inner diameter [m] of the material vaporization section 60, Dp represents the maximum particle diameter [m] of the thin film forming material, m represents the weight [kg] of the thin film forming material, g represents the gravitational acceleration [m/ s2 ], and μ represents the viscosity coefficient of the carrier gas [Pa·s].
The maximum particle size of the thin film-forming material can be determined by sieving the material through a sieve having a known opening size and excluding particles having a size larger than the opening size.

ガス排出部61は、材料気化部60の上部に設けられ、供給流路15の開閉弁26側に向かって薄膜材料ガスを排出する部位である。
ガス排出部61は、上下方向に延び、上方側が閉塞した円筒状となっており、側面に第3供給経路22が接続され、上面に第2配管部91を挿通可能な挿通孔95が形成されている。
The gas exhaust section 61 is provided at the top of the material vaporizing section 60 and is a section that exhausts thin film material gas toward the on-off valve 26 side of the supply flow path 15 .
The gas exhaust section 61 extends in the vertical direction and is cylindrical with a closed upper side. The third supply path 22 is connected to the side, and an insertion hole 95 is formed on the upper surface through which the second piping section 91 can be inserted.

材料供給部52は、材料供給配管部55を介して気化室51の材料気化部60に固体状の薄膜形成材料及びキャリアガスを定量的に供給する材料供給機構であり、薄膜形成材料を一時的に保管する保管容器でもある。
材料供給部52は、ガス供給部53から供給されたキャリアガスによって材料供給配管部55を介して薄膜形成材料を材料気化部60側に送り出すことが可能となっている。
The material supply section 52 is a material supply mechanism that quantitatively supplies solid thin film forming material and carrier gas to the material vaporization section 60 of the vaporization chamber 51 via the material supply piping section 55, and also serves as a storage container for temporarily storing the thin film forming material.
The material supply unit 52 is capable of sending the thin film forming material to the material vaporization unit 60 side via the material supply piping unit 55 by means of a carrier gas supplied from the gas supply unit 53 .

材料供給部52は、図3のように、真空室70と、材料保管部71と、材料供給装置72と、材料導入部73と、材料移送配管部74と、ガス移送配管部75を備えている。
真空室70は、図示しない排気系が接続されており、排気系によって真空室70内を排気し、真空室70内を実質的に真空状態とすることが可能となっている。
材料保管部71は、真空室70の外部に設けられ、薄膜形成材料を保管する部位である。
材料供給装置72は、所定量の薄膜形成材料を材料導入部73に供給する装置であり、本体部80と、材料受け部81と、材料排出部82を備えている。
本体部80は、一時的に薄膜形成材料を保管する部位である。
材料受け部81は、材料保管部71から真空室70内の雰囲気を介して薄膜形成材料を受け取り、受け取った薄膜形成材料を本体部80内に導入する部位である。
材料排出部82は、真空室70内の雰囲気を介して本体部80内の薄膜形成材料を定量的に材料導入部73に排出する部位である。
As shown in FIG. 3, the material supply section 52 includes a vacuum chamber 70 , a material storage section 71 , a material supply device 72 , a material introduction section 73 , a material transfer piping section 74 , and a gas transfer piping section 75 .
The vacuum chamber 70 is connected to an exhaust system (not shown), and the inside of the vacuum chamber 70 can be evacuated by the exhaust system, thereby making the inside of the vacuum chamber 70 substantially a vacuum state.
The material storage section 71 is provided outside the vacuum chamber 70 and is a section for storing thin film forming materials.
The material supply device 72 is a device that supplies a predetermined amount of thin film forming material to the material introduction section 73, and includes a main body section 80, a material receiving section 81, and a material discharge section 82.
The main body 80 is a portion for temporarily storing thin film forming materials.
The material receiving section 81 is a section that receives the thin film forming material from the material storage section 71 via the atmosphere in the vacuum chamber 70 and introduces the received thin film forming material into the main body section 80 .
The material discharge section 82 is a section that quantitatively discharges the thin film forming material within the main body section 80 to the material introduction section 73 via the atmosphere within the vacuum chamber 70 .

材料導入部73は、材料排出部82から真空室70内の雰囲気を介して薄膜形成材料を受け取り、受け取った薄膜形成材料を材料供給配管部55内に導入する部位である。
材料移送配管部74は、真空室70の内外に延び、真空室70の外部にある材料保管部71内の薄膜形成材料を真空室70の内部にある材料受け部81に向かって移送する配管である。材料移送配管部74の中途には、開閉弁85が設けられている。
ガス移送配管部75は、ガス供給部53から供給されたキャリアガスを真空室70内に導入する配管であり、ガス移送配管部75の中途には、開閉弁86が設けられている。
The material introduction section 73 is a section that receives the thin film forming material from the material discharge section 82 via the atmosphere in the vacuum chamber 70 and introduces the received thin film forming material into the material supply piping section 55 .
The material transfer piping section 74 is a pipe that extends inside and outside the vacuum chamber 70 and transfers the thin film forming material in the material storage section 71 located outside the vacuum chamber 70 to the material receiving section 81 located inside the vacuum chamber 70. An opening/closing valve 85 is provided midway through the material transfer piping section 74.
The gas transport piping section 75 is a pipe that introduces the carrier gas supplied from the gas supply section 53 into the vacuum chamber 70 , and an opening/closing valve 86 is provided midway along the gas transport piping section 75 .

材料側ガス供給部53は、材料供給部52にキャリアガスを供給し、薄膜形成材料の気化室51への供給量を調節する部位である。
材料側ガス供給部53は、キャリアガスの供給源の下流側に熱交換器やマスフローコントローラーを備え、所定の温度で所定の流量のキャリアガスを材料供給部52に供給可能となっている。
気化側ガス供給部54(キャリアガス供給部)は、図2のように、気化室51の材料気化部60にキャリアガスを供給し、薄膜形成材料の気化量を調節する部位である。
気化側ガス供給部54は、キャリアガスの供給源の下流側に熱交換器やマスフローコントローラーを備え、所定の温度で所定の流量のキャリアガスを材料気化部60に供給可能となっている。
すなわち、気化側ガス供給部54は、材料側ガス供給部53で供給されるキャリアガスよりも高温のキャリアガスを供給可能となっており、薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを供給可能となっている。
The material-side gas supply unit 53 is a portion that supplies a carrier gas to the material supply unit 52 and adjusts the amount of thin film forming material supplied to the vaporization chamber 51 .
The material-side gas supply unit 53 includes a heat exchanger and a mass flow controller downstream of the carrier gas supply source, and is capable of supplying carrier gas at a predetermined temperature and a predetermined flow rate to the material supply unit 52 .
As shown in FIG. 2, the vaporization-side gas supply unit 54 (carrier gas supply unit) is a portion that supplies a carrier gas to the material vaporization unit 60 of the vaporization chamber 51 and adjusts the amount of vaporization of the thin film forming material.
The vaporization-side gas supply unit 54 includes a heat exchanger and a mass flow controller downstream of the carrier gas supply source, and is capable of supplying carrier gas at a predetermined temperature and a predetermined flow rate to the material vaporization unit 60 .
In other words, the vaporization side gas supply unit 54 is capable of supplying a carrier gas at a higher temperature than the carrier gas supplied by the material side gas supply unit 53, and is capable of supplying a carrier gas at a temperature higher than the boiling point or sublimation point of the thin film formation material.

材料供給配管部55は、材料供給部52と気化室51を接続する接続配管であり、図2のように、材料供給部52側から気化室51側に向かって、第1配管部90と、第2配管部91を有している。
材料供給配管部55は、第1配管部90と第2配管部91が開閉弁92を介して接続されており、第2配管部91の中途には流量調整弁93が設けられている。
第2配管部91の内径は、薄膜形成材料の流れ方向の上流側に位置する第1配管部90の内径よりも大きく、第1配管部90の内径の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。
第2配管部91の内径は、薄膜形成材料の流れ方向の下流側に位置する気化室51の内径dよりも小さく、気化室51の内径は、第2配管部91の内径の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。
The material supply piping section 55 is a connecting pipe that connects the material supply section 52 and the vaporization chamber 51, and as shown in Figure 2, has a first piping section 90 and a second piping section 91 from the material supply section 52 side to the vaporization chamber 51 side.
In the material supply piping section 55 , a first piping section 90 and a second piping section 91 are connected via an on-off valve 92 , and a flow rate adjustment valve 93 is provided midway in the second piping section 91 .
The inner diameter of the second piping section 91 is larger than the inner diameter of the first piping section 90 located upstream in the flow direction of the thin film forming material, and is preferably 1.5 to 3 times the inner diameter of the first piping section 90.
The inner diameter of the second piping section 91 is smaller than the inner diameter d of the vaporization chamber 51 located downstream in the flow direction of the thin film forming material, and it is preferable that the inner diameter of the vaporization chamber 51 is 1.5 to 3 times the inner diameter of the second piping section 91.

開閉弁92は、第1配管部90の内部空間と第2配管部91の内部空間を仕切る仕切り弁であり、例えば、ボール弁が使用できる。
流量調整弁93は、第2配管部91の内部空間を仕切り、薄膜形成材料の通過する流量を調整する弁であり、例えば、グローブ弁が使用できる。
The on-off valve 92 is a gate valve that separates the internal space of the first piping section 90 from the internal space of the second piping section 91, and for example, a ball valve can be used.
The flow rate adjustment valve 93 is a valve that divides the internal space of the second piping section 91 and adjusts the flow rate of the thin film forming material passing through, and for example, a globe valve can be used.

ガス供給配管部56(キャリアガス供給配管部)は、気化室51の材料気化部60と気化側ガス供給部54を接続する接続配管であり、中途に開閉弁97を有している。 The gas supply piping section 56 (carrier gas supply piping section) is a connecting pipe that connects the material vaporizing section 60 of the vaporizing chamber 51 to the vaporizing side gas supply section 54, and has an opening/closing valve 97 in the middle.

第1フィルター部材58は、図2のように、材料気化部60とガス排出部61の境界部分に設けられ、材料気化部60とガス排出部61を区画するフィルターである。
第1フィルター部材58は、材料気化部60内の薄膜材料ガスのガス排出部61側への移動を許容し、かつ固体状の薄膜形成材料のガス排出部61側への移動を規制する部材である。
第1フィルター部材58は、円環状のシートであり、中央に開口部96を備えている。
第1フィルター部材58は、薄膜形成材料が実質的に通過不能な複数のガス通過孔が設けられている。
ここでいう「実質的に通過不能」とは、99.9%以上のものが通過不能である状態をいう。すなわち、「薄膜形成材料が実質的に通過不能」とは、薄膜形成材料の99.9%以上が通過不能である状態をいう。以下、同様とする。
As shown in FIG. 2, the first filter member 58 is a filter that is provided at the boundary between the material vaporizing section 60 and the gas exhaust section 61 and separates the material vaporizing section 60 from the gas exhaust section 61 .
The first filter member 58 is a member that allows the movement of thin film material gas in the material vaporizing section 60 toward the gas exhaust section 61 side, and restricts the movement of solid thin film forming material toward the gas exhaust section 61 side.
The first filter member 58 is an annular sheet having an opening 96 in the center.
The first filter member 58 is provided with a plurality of gas passage holes through which the thin film forming material is substantially unable to pass.
Here, "substantially impermeable" refers to a state in which 99.9% or more of the thin film-forming material cannot pass through. In other words, "substantially impermeable for the thin film-forming material" refers to a state in which 99.9% or more of the thin film-forming material cannot pass through. The same applies hereinafter.

第2フィルター部材59は、材料気化部60内に設けられ、材料気化部60内の薄膜形成材料の気化側ガス供給部54側への移動を規制する部材である。
第2フィルター部材59は、円形状のシートであり、薄膜形成材料が実質的に通過不能な複数のガス通過孔が設けられている。
The second filter member 59 is provided in the material vaporizing section 60 and serves to restrict the movement of the thin film forming material in the material vaporizing section 60 toward the vaporizing side gas supply section 54 .
The second filter member 59 is a circular sheet having a plurality of gas passage holes through which the thin film forming material is substantially unable to pass.

ここで、気化装置40の各構成部位の位置関係について説明する。 Here, we will explain the relative positions of each component part of the vaporizer 40.

気化装置40は、図2のように、材料供給配管部55の第2配管部91の一部が気化室51内に挿入されており、ガス排出部61の挿通孔95を通過して材料気化部60内に位置している。
ガス排出部61は、材料気化部60の上部に接続され、第2配管部91を囲繞するように設けられている。
気化室51、第1配管部90、及び第2配管部91は、いずれも中心軸が同軸となっている。
気化室51と第2配管部91は、二重筒状となっており、材料気化部60の内壁と第2配管部91の外壁との間には隙間が形成され、当該隙間を閉塞するように第1フィルター部材58が形成されている。
第2配管部91は、第1フィルター部材58の開口部96に挿入されており、第1フィルター部材58の縁部分が気化室51の内壁によって保持されている。
As shown in FIG. 2 , in the vaporization device 40 , a portion of the second piping section 91 of the material supply piping section 55 is inserted into the vaporization chamber 51 and passes through an insertion hole 95 of the gas exhaust section 61 to be positioned within the material vaporization section 60 .
The gas exhaust unit 61 is connected to the upper part of the material vaporizing unit 60 and is provided so as to surround the second piping unit 91 .
The vaporization chamber 51, the first piping section 90, and the second piping section 91 all have the same central axis.
The vaporization chamber 51 and the second piping section 91 are double-cylindrical, and a gap is formed between the inner wall of the material vaporization section 60 and the outer wall of the second piping section 91, and a first filter member 58 is formed to block the gap.
The second piping portion 91 is inserted into an opening 96 of the first filter member 58 , and the edge portion of the first filter member 58 is held by the inner wall of the vaporization chamber 51 .

ガス供給部41は、図1のように、供給流路15の開閉弁25,26の間に接続経路98を介して接続され、蒸着ヘッド12から放出される製膜ガスの総流量を調節し、製膜速度を調整する部位である。
ガス供給部41は、キャリアガスの供給源の下流側に熱交換器やマスフローコントローラーを備え、接続経路98を介して、所定の温度で所定の流量のキャリアガスを供給流路15に供給可能となっている。
As shown in FIG. 1, the gas supply unit 41 is connected between the on-off valves 25, 26 of the supply flow path 15 via a connection path 98, and is a part that adjusts the total flow rate of the film formation gas released from the deposition head 12 and adjusts the film formation speed.
The gas supply unit 41 includes a heat exchanger and a mass flow controller downstream of the carrier gas supply source, and is capable of supplying carrier gas at a predetermined temperature and a predetermined flow rate to the supply passage 15 via a connection path 98.

接続経路98は、ガス供給部41と供給流路15を接続する接続配管であり、中途に開閉弁99が設けられている。 The connection path 98 is a connection pipe that connects the gas supply unit 41 and the supply flow path 15, and has an on-off valve 99 installed midway.

薄膜形成材料は、キャリアガスで加熱することで薄膜材料ガスが発生するものである。本実施形態で使用する薄膜形成材料は、主に、有機EL装置300の発光機能層303の各層310~314を構成する有機材料や裏面電極層304を構成する金属材料などの有機EL材料であり、常温で粉体状の固体材料である。 The thin film forming material is heated with a carrier gas to generate a thin film material gas. The thin film forming material used in this embodiment is mainly an organic EL material such as the organic material constituting each layer 310 to 314 of the light emitting functional layer 303 of the organic EL device 300 and the metal material constituting the back electrode layer 304, and is a powder-like solid material at room temperature.

ガス供給部41,53,54で供給されるキャリアガスは、所定の温度に加熱された加熱キャリアガスである。
キャリアガスの温度は、薄膜形成材料の沸点や昇華点、供給場所等によって適宜変更されるものであり、例えば、摂氏100度以上摂氏700度以下であることが好ましい。
キャリアガスは、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスであることが好ましく、窒素ガスであることがより好ましい。
The carrier gas supplied by the gas supply units 41, 53, and 54 is a heated carrier gas that has been heated to a predetermined temperature.
The temperature of the carrier gas may be appropriately changed depending on the boiling point or sublimation point of the thin film forming material, the supply location, etc., and is preferably, for example, 100 degrees Celsius or higher and 700 degrees Celsius or lower.
The carrier gas is preferably an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, and more preferably nitrogen gas.

排気系31は、排気流路30の内部空間からガスを排気するものであり、例えば、ドライポンプ、TMP(ターボ分子ポンプ)やCP(クライオポンプ)等の真空排気ポンプが使用できる。 The exhaust system 31 exhausts gas from the internal space of the exhaust flow path 30, and can be, for example, a vacuum exhaust pump such as a dry pump, a turbomolecular pump (TMP), or a cryopump (CP).

続いて、蒸着装置1を使用した薄膜の製造方法の一例について説明する。 Next, we will explain an example of a method for manufacturing a thin film using the deposition device 1.

まず、必要に応じて材料保管部71に薄膜形成材料を充填して密閉し、薄膜形成材料を脱気するとともに真空室70内を真空排気して真空状態とする。
続いて、真空室70内において、材料保管部71に接続された材料移送配管部74から材料受け部81に薄膜形成材料を落下させ、薄膜形成材料を材料受け部81から本体部80に導入する。そして、本体部80の下部に設けられた材料排出部82から材料導入部73に向かって所定量の薄膜形成材料を落下させて、薄膜形成材料を材料導入部73から材料供給配管部55に導入する。
First, the material storage section 71 is filled with thin film forming material as required and sealed, the thin film forming material is degassed, and the inside of the vacuum chamber 70 is evacuated to create a vacuum state.
Next, in the vacuum chamber 70, the thin film forming material is dropped from the material transfer piping 74 connected to the material storage section 71 into the material receiving section 81, and the thin film forming material is introduced from the material receiving section 81 into the main body section 80. Then, a predetermined amount of the thin film forming material is dropped from the material discharge section 82 provided at the bottom of the main body section 80 toward the material introduction section 73, and the thin film forming material is introduced from the material introduction section 73 into the material supply piping section 55.

材料供給配管部55に薄膜形成材料が導入されると、材料側ガス供給部53からキャリアガスが供給されて薄膜形成材料が下流側に押し出され、図4のように、薄膜形成材料Aは、第1配管部90、第2配管部91の順に気化室51の材料気化部60に向かって移送され、材料気化部60の上部から材料気化部60内部に供給される。
ここで、材料気化部60の下部では、気化側ガス供給部54から薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度を有するキャリアガスBがガス供給配管部56を経て供給される。
材料気化部60の上部から送り出されて落下する薄膜形成材料Aは、材料気化部60内において、材料気化部60の下部から上方に向かって供給される高温のキャリアガスBに晒されて加熱され、瞬間的に気化又は昇華して性状が変化し、薄膜材料ガスCに変化して材料気化部60の上部に向かって上昇する。
そして、上記にて生成された薄膜材料ガスCは、材料気化部60から第1フィルター部材58を通過してガス排出部61に至り、ガス排出部61から供給流路15に送り出される。
When the thin film forming material is introduced into the material supply piping section 55, a carrier gas is supplied from the material side gas supply section 53 to push the thin film forming material downstream, and as shown in Figure 4, the thin film forming material A is transported toward the material vaporization section 60 of the vaporization chamber 51 through the first piping section 90 and the second piping section 91, and is supplied into the interior of the material vaporization section 60 from the top of the material vaporization section 60.
Here, in the lower part of the material vaporizing section 60 , a carrier gas B having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material is supplied from the vaporizing gas supply section 54 via the gas supply piping section 56 .
The thin film forming material A that is sent out from the top of the material vaporization section 60 and falls is exposed to high-temperature carrier gas B that is supplied upward from the bottom of the material vaporization section 60 and is heated within the material vaporization section 60, and instantly vaporizes or sublimes, changing its properties, transforming into thin film material gas C and rising toward the top of the material vaporization section 60.
The thin film material gas C generated as described above passes from the material vaporizing section 60 through the first filter member 58 to the gas exhaust section 61 , and is sent from the gas exhaust section 61 to the supply flow path 15 .

このようにして気化室51で薄膜材料ガスが生成されると、薄膜材料ガスを供給流路15に通過させ、製膜ガスとして製膜室10内で蒸着ヘッド12より基材100上に吐出される。基材100上に吐出された製膜ガスは、基材100上で冷却され、析出することで薄膜が着膜する。 When the thin film material gas is thus generated in the vaporization chamber 51, the thin film material gas is passed through the supply flow path 15 and is discharged as a film-forming gas from the deposition head 12 onto the substrate 100 in the film-forming chamber 10. The film-forming gas discharged onto the substrate 100 is cooled on the substrate 100 and precipitates to form a thin film.

このとき、必要に応じて接続経路98の開閉弁99を開状態とし、ガス供給部41から供給流路15に所定の温度のキャリアガスを所定の流量で供給することもできる。こうすることで、気化装置40のプロセス条件によらず、蒸着ヘッド12から吐出されるキャリアガスの流量及び温度を一定とすることができる。この場合、製膜ガスは、気化室51で生成された薄膜材料ガスとガス供給部41から供給されたキャリアガスの混合ガスとなる。 At this time, if necessary, the on-off valve 99 of the connection path 98 can be opened to supply carrier gas at a predetermined temperature at a predetermined flow rate from the gas supply unit 41 to the supply flow path 15. In this way, the flow rate and temperature of the carrier gas discharged from the deposition head 12 can be kept constant regardless of the process conditions of the vaporization device 40. In this case, the film formation gas is a mixed gas of the thin film material gas generated in the vaporization chamber 51 and the carrier gas supplied from the gas supply unit 41.

第1実施形態の気化装置40によれば、材料気化部60において、気化側ガス供給部54から供給された高温のキャリアガスによって材料供給部52から供給された薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、薄膜材料ガスを第1フィルター部材58に通過させてガス排出部61から薄膜材料ガスを供給流路15側に供給する。そのため、材料気化部60からガス排出部61に薄膜材料ガスを流すにあたって、薄膜材料ガスに含まれた粉末状の薄膜形成材料が第1フィルター部材58で捕捉され、実質的に薄膜材料ガスのみがガス排出部61に至る。その結果、ガス排出部61から供給流路15に排出される薄膜材料ガスに薄膜形成材料が混ざることを防止できる。 According to the vaporization device 40 of the first embodiment, in the material vaporization section 60, the thin film forming material supplied from the material supply section 52 is vaporized by the high-temperature carrier gas supplied from the vaporization side gas supply section 54 to form a thin film material gas, which is passed through the first filter member 58 and supplied from the gas exhaust section 61 to the supply flow path 15 side. Therefore, when the thin film material gas is flowed from the material vaporization section 60 to the gas exhaust section 61, the powdered thin film forming material contained in the thin film material gas is captured by the first filter member 58, and essentially only the thin film material gas reaches the gas exhaust section 61. As a result, it is possible to prevent the thin film forming material from being mixed with the thin film material gas discharged from the gas exhaust section 61 to the supply flow path 15.

第1実施形態の気化装置40によれば、材料気化部60が第2フィルター部材59によって上下に仕切られ、上部空間66側から下部空間67側への薄膜形成材料の移動が規制されている。そのため、気化側ガス供給部54側に薄膜形成材料が移動することを防止できる。 According to the vaporizer 40 of the first embodiment, the material vaporizer 60 is divided into upper and lower parts by the second filter member 59, and the movement of the thin film forming material from the upper space 66 side to the lower space 67 side is restricted. Therefore, the movement of the thin film forming material to the vaporization side gas supply section 54 side can be prevented.

第1実施形態の気化装置40によれば、材料気化部60は、第2フィルター部材59上で捕捉された薄膜形成材料を気化して薄膜材料ガスを形成できるため、薄膜形成材料の残渣をより少なくすることができる。 According to the vaporizer 40 of the first embodiment, the material vaporizer 60 can vaporize the thin film material captured on the second filter member 59 to form a thin film material gas, thereby reducing the amount of residue of the thin film material.

第1実施形態の気化装置40によれば、第2フィルター部材59とガス供給配管部56との間に下部空間67を有するため、下部空間67内で拡散された状態でキャリアガスを第2フィルター部材59に通過させることができ、より効率的に薄膜形成材料を気化できる。 The vaporizer 40 of the first embodiment has a lower space 67 between the second filter member 59 and the gas supply pipe section 56, so that the carrier gas can pass through the second filter member 59 while being diffused within the lower space 67, and the thin film forming material can be vaporized more efficiently.

第1実施形態の気化装置40によれば、ガス排出部61が材料供給配管部55の周囲を囲繞するように設けられているため、上下の高さを小さくすることができ、よりコンパクト化が可能である。 According to the vaporizer 40 of the first embodiment, the gas exhaust section 61 is arranged to surround the periphery of the material supply pipe section 55, so that the vertical height can be reduced, making it possible to make the device more compact.

第1実施形態の気化装置40によれば、第1フィルター部材58は、気化室51と材料供給配管部55の第2配管部91の間の隙間を閉塞する。そのため、薄膜材料ガスがガス排出部61のどの部分から入っても、第1フィルター部材58を通過することとなり、より確実に薄膜形成材料を捕集できる。 According to the vaporizer 40 of the first embodiment, the first filter member 58 closes the gap between the vaporizer chamber 51 and the second piping section 91 of the material supply piping section 55. Therefore, no matter which part of the gas exhaust section 61 the thin film material gas enters from, it passes through the first filter member 58, and the thin film forming material can be collected more reliably.

第1実施形態の気化装置40によれば、材料気化部60の中心軸に対して直交する断面の開口面積が材料供給配管部55の中心軸に対して直交する断面の開口面積よりも大きい。そのため、材料供給配管部55から落下した薄膜形成材料が材料気化部60内で拡散された状態でキャリアガスに晒すことができ、効率的に薄膜材料ガスを形成できる。 According to the vaporization device 40 of the first embodiment, the opening area of the cross section perpendicular to the central axis of the material vaporization section 60 is larger than the opening area of the cross section perpendicular to the central axis of the material supply pipe section 55. Therefore, the thin film forming material that has fallen from the material supply pipe section 55 can be exposed to the carrier gas in a diffused state within the material vaporization section 60, and thin film material gas can be efficiently formed.

第1実施形態の気化装置40によれば、キャリアガスと材料気化部60と薄膜形成材料の関係が以下の式(1)を満たすため、薄膜形成材料が材料供給配管部55から逆流しにくく、薄膜形成材料を第2フィルター部材59側に流すことができる。 According to the vaporizer 40 of the first embodiment, the relationship between the carrier gas, the material vaporizer 60, and the thin film forming material satisfies the following formula (1), so that the thin film forming material is less likely to flow back from the material supply pipe section 55, and the thin film forming material can flow to the second filter member 59 side.

Figure 0007602937000003
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なお、Fはキャリアガスの流量[m/s]を表し、dは材料気化部60の内径[m]を表し、Dpは薄膜形成材料の最大粒子径[m]を表し、mは薄膜形成材料の重量[kg]を表し、gは重力加速度[m/s]を表し、μはキャリアガスの粘性係数[Pa・s]を表す。 In addition, F represents the flow rate of the carrier gas [ m3 /s], d represents the inner diameter [m] of the material vaporization section 60, Dp represents the maximum particle diameter [m] of the thin film forming material, m represents the weight [kg] of the thin film forming material, g represents the gravitational acceleration [m/ s2 ], and μ represents the viscosity coefficient of the carrier gas [Pa·s].

第1実施形態の気化装置40によれば、材料供給配管部55が材料供給部52側から材料気化部60側に向かって第1配管部90と第2配管部91を有し、第2配管部91の内径が第1配管部90の内径よりも大きい。そのため、第1配管部90と第2配管部91との間で流速差が生じ、薄膜形成材料が材料気化部60側から材料供給部52側に逆流しにくい。 According to the vaporization device 40 of the first embodiment, the material supply pipe section 55 has a first pipe section 90 and a second pipe section 91 from the material supply section 52 side toward the material vaporization section 60 side, and the inner diameter of the second pipe section 91 is larger than the inner diameter of the first pipe section 90. Therefore, a flow rate difference occurs between the first pipe section 90 and the second pipe section 91, and the thin film forming material is unlikely to flow back from the material vaporization section 60 side to the material supply section 52 side.

第1実施形態の気化装置40によれば、材料供給部52は、真空室70内で材料供給装置72の材料排出部82から材料導入部73に薄膜形成材料が落下して、材料導入部73から材料供給配管部55に導入される。すなわち、材料供給装置72で貯留された薄膜形成材料と、材料導入部73から材料供給配管部55に導入される薄膜形成材料が真空室70内で縁切りされる。そのため、材料供給装置72内と材料排出部82との間で差圧が生じることがなく、安定した雰囲気で薄膜形成用材料を移送することが可能である。 According to the vaporization device 40 of the first embodiment, the material supply unit 52 is configured such that the thin film forming material falls from the material discharge unit 82 of the material supply device 72 to the material introduction unit 73 within the vacuum chamber 70, and is then introduced from the material introduction unit 73 into the material supply piping unit 55. In other words, the thin film forming material stored in the material supply device 72 and the thin film forming material introduced from the material introduction unit 73 into the material supply piping unit 55 are separated within the vacuum chamber 70. Therefore, no pressure difference occurs between the material supply device 72 and the material discharge unit 82, and the thin film forming material can be transferred in a stable atmosphere.

第1実施形態の蒸着装置1によれば、気化装置40によって固体状の薄膜形成材料を実質的に含まない薄膜材料ガスが供給されるので、基材100に固体状の薄膜形成材料が付着することを防止できる。 According to the deposition apparatus 1 of the first embodiment, the vaporizer 40 supplies a thin film material gas that does not substantially contain solid thin film material, so that the solid thin film material can be prevented from adhering to the substrate 100.

第1実施形態の蒸着装置1によれば、材料供給部52が定量的に薄膜形成材料を材料気化部60に供給できるので、必要な量の材料のみを連続的に供給して、全量を気化させることで気化速度を安定させることができる。 According to the deposition device 1 of the first embodiment, the material supply unit 52 can quantitatively supply the thin film forming material to the material vaporization unit 60, so that only the necessary amount of material is continuously supplied and the entire amount is vaporized, thereby stabilizing the vaporization rate.

第1実施形態の蒸着装置1によれば、材料気化部60の上部に設けられた材料供給配管部55から薄膜形成材料が第2フィルター部材59上に落下し、材料気化部60の下部に設けられたガス供給配管部56から供給されたキャリアガスが第2フィルター部材59によって均一な流れとなる。そのため、第2フィルター部材59上で薄膜形成材料とキャリアガスが効率よく接触し、低温で気化することが可能となり、薄膜形成材料の劣化を抑えることができる。また、気化に時間が掛かる粒子径の大きな薄膜形成材料は、自重により落下し、第2フィルター部材59上で気化が進むため、未気化の薄膜形成材料の発生を抑制できる。 According to the deposition apparatus 1 of the first embodiment, the thin film forming material falls onto the second filter member 59 from the material supply pipe section 55 provided at the top of the material vaporization section 60, and the carrier gas supplied from the gas supply pipe section 56 provided at the bottom of the material vaporization section 60 becomes a uniform flow by the second filter member 59. Therefore, the thin film forming material and the carrier gas come into contact efficiently on the second filter member 59, making it possible to vaporize at a low temperature, and deterioration of the thin film forming material can be suppressed. In addition, thin film forming material with a large particle size that takes a long time to vaporize falls under its own weight, and vaporization proceeds on the second filter member 59, so the generation of unvaporized thin film forming material can be suppressed.

続いて、本発明の第2実施形態の蒸着装置200について説明する。なお、第1実施形態の蒸着装置1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Next, a deposition device 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. Note that the same components as those in the deposition device 1 according to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and will not be described.

本発明の第2実施形態の蒸着装置200は、図5のように、製膜部2と、複数の気化部3(3a,3b)と、混合装置201で構成されている。
以下の説明においては、特に断りのない限り、気化部3a,3bを区別するために、気化部3aに属する構成に「a」を付し、気化部3bに属する構成に「b」を付する。
As shown in FIG. 5, a deposition apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention is composed of a film forming section 2, a plurality of vaporizing sections 3 (3a, 3b), and a mixer 201.
In the following description, unless otherwise specified, in order to distinguish between vaporizers 3a and 3b, components belonging to vaporizer 3a are marked with "a" and components belonging to vaporizer 3b are marked with "b."

混合装置201は、各気化部3a,3bで種類の異なる薄膜形成材料から生成した薄膜材料ガスを混合する装置である。すなわち、混合装置201は、第1気化部3aの気化装置40aで第1薄膜形成材料を蒸発させて発生した薄膜材料ガスと、第2気化部3bの気化装置40bで第2薄膜形成材料を蒸発させて発生した薄膜材料ガスを混合する装置である。 The mixing device 201 is a device that mixes thin film material gases generated from different types of thin film forming materials in each vaporization section 3a, 3b. In other words, the mixing device 201 is a device that mixes thin film material gases generated by vaporizing the first thin film forming material in the vaporization device 40a of the first vaporization section 3a and thin film material gases generated by vaporizing the second thin film forming material in the vaporization device 40b of the second vaporization section 3b.

混合装置201は、図5のように、製膜部2と気化部3a,3bを繋ぐ供給流路15a,15bの中途に設けられている。具体的には、混合装置201は、開閉弁25の上流側であって、開閉弁26a,99a,26b,99bの下流側に位置している。
供給流路15aは、供給経路20,202,203a,22aで構成されており、供給流路15bは、供給経路20,202,203b,22bで構成されている。すなわち、供給経路20,202は、供給流路15a,15bで共通の共通経路である。
5, the mixing device 201 is provided in the middle of the supply flow paths 15a and 15b connecting the film forming unit 2 and the vaporizing units 3a and 3b. Specifically, the mixing device 201 is located upstream of the on-off valve 25 and downstream of the on-off valves 26a, 99a, 26b, and 99b.
The supply flow passage 15a is made up of supply paths 20, 202, 203a, and 22a, and the supply flow passage 15b is made up of supply paths 20, 202, 203b, and 22b. That is, the supply paths 20 and 202 are a common path shared by the supply flow passages 15a and 15b.

続いて、蒸着装置200における各気化部3a,3bで生成した薄膜材料ガスの流れについて説明する。 Next, we will explain the flow of the thin film material gas generated in each vaporization section 3a, 3b in the deposition device 200.

気化部3aの気化装置40aで生成された第1薄膜材料ガスは、供給経路22aを通過し、供給経路203aにてガス供給部41aから供給されるキャリアガスと合流して混合装置201に至る。
同様に気化部3bの気化装置40bで生成された第2薄膜材料ガスは、供給経路22bを通過し、供給経路203bにてガス供給部41bから供給されるキャリアガスと合流し、混合装置201に至る。
そして、第1薄膜材料ガスと第2薄膜材料ガスは、混合装置201で混合され、製膜ガスとして供給経路202,20を通過して蒸着ヘッド12に至り、製膜室10内で基材保持部11に保持された基材100に吹き付けられる。
The first thin film material gas generated in vaporizer 40 a of vaporizer 3 a passes through supply path 22 a , and is merged with the carrier gas supplied from gas supply unit 41 a in supply path 203 a , and reaches mixer 201 .
Similarly, the second thin film material gas generated in vaporizer 40 b of vaporizer 3 b passes through supply path 22 b , merges with the carrier gas supplied from gas supply unit 41 b in supply path 203 b , and reaches mixer 201 .
The first thin film material gas and the second thin film material gas are mixed in a mixing device 201, and pass through supply paths 202, 20 as a film formation gas to reach the deposition head 12, where they are sprayed onto the substrate 100 held by the substrate holding section 11 in the film formation chamber 10.

第2実施形態の蒸着装置200によれば、複数の気化部3a,3bを有し、各気化部3a,3bで生成した薄膜材料ガスを混合装置201で混合し、製膜ガスとして基材100に吹き付ける。そのため、沸点又は昇華点が異なる複数の薄膜形成材料(例えば、有機材料と金属材料)で共蒸着する場合でも、それぞれ異なる気化部3a,3bで薄膜材料ガスとすることで、薄膜形成材料が劣化しにくい。 According to the deposition device 200 of the second embodiment, it has multiple vaporizers 3a, 3b, and the thin film material gases generated in each vaporizer 3a, 3b are mixed in a mixer 201 and sprayed onto the substrate 100 as a film-forming gas. Therefore, even when multiple thin film forming materials with different boiling points or sublimation points (e.g., an organic material and a metal material) are co-deposited, the thin film forming materials are less likely to deteriorate by producing thin film material gases in the different vaporizers 3a, 3b.

上記した実施形態では、製膜部2は一つの製膜室10で構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。製膜部2は複数の製膜室10で構成されていてもよい。複数の製膜室10を設け、一つの気化部3から各製膜室10に製膜ガスを供給することで、各製膜室10で同時に基材100の製膜を進めることができ、生産性を向上できる。 In the above embodiment, the film-forming section 2 is composed of one film-forming chamber 10, but the present invention is not limited to this. The film-forming section 2 may be composed of multiple film-forming chambers 10. By providing multiple film-forming chambers 10 and supplying film-forming gas to each film-forming chamber 10 from one vaporization section 3, film formation on the substrate 100 can be carried out simultaneously in each film-forming chamber 10, thereby improving productivity.

上記した実施形態では、材料供給部52から材料供給配管部55に対して薄膜形成材料とともにキャリアガスを供給していたが、本発明はこれに限定されるものではない。材料供給部52から材料供給配管部55に対して薄膜形成材料のみを供給してもよい。 In the above embodiment, the material supply unit 52 supplies the carrier gas together with the thin film forming material to the material supply piping unit 55, but the present invention is not limited to this. Only the thin film forming material may be supplied from the material supply unit 52 to the material supply piping unit 55.

上記した実施形態では、第2フィルター部材59は、材料気化部60内に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。材料気化部60と気化側ガス供給部54の間の部分に設けてもよい。例えば、ガス供給配管部56に第2フィルター部材59を設けてもよい。 In the above embodiment, the second filter member 59 is provided in the material vaporizing section 60, but the present invention is not limited to this. It may be provided in a portion between the material vaporizing section 60 and the vaporizing side gas supply section 54. For example, the second filter member 59 may be provided in the gas supply piping section 56.

上記した実施形態では、気化室51、第1配管部90、及び第2配管部91がいずれも円筒状であったが、本発明はこれに限定されるものではない。薄膜形成材料や薄膜材料ガス、キャリアガスが流れる形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、多角筒状であってもよい。 In the above embodiment, the vaporization chamber 51, the first piping section 90, and the second piping section 91 are all cylindrical, but the present invention is not limited to this. As long as the thin film forming material, thin film material gas, and carrier gas can flow through them, they may have other shapes. For example, they may be polygonal tubular.

上記した実施形態では、第1配管部90の内径と第2配管部91の内径を相違させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。第1配管部90の内径と第2配管部91の内径は同じ大きさであってもよい。 In the above embodiment, the inner diameter of the first piping section 90 and the inner diameter of the second piping section 91 are different, but the present invention is not limited to this. The inner diameter of the first piping section 90 and the inner diameter of the second piping section 91 may be the same size.

上記した実施形態では、主に第2フィルター部材59上で薄膜形成材料を気化させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。薄膜形成材料を材料気化部60内で浮遊させた状態で薄膜形成材料を気化させてもよい。この場合、第2フィルター部材59を設けなくてもよい。 In the above embodiment, the thin film forming material is mainly vaporized on the second filter member 59, but the present invention is not limited to this. The thin film forming material may be vaporized while being suspended in the material vaporizing section 60. In this case, the second filter member 59 does not need to be provided.

上記した実施形態は、本発明の技術的範囲に含まれる限り、各実施形態間で各構成部材を自由に置換や付加できる。 As long as the above-described embodiments fall within the technical scope of the present invention, the components may be freely substituted or added between the various embodiments.

1,200 蒸着装置
10 製膜室
15,15a,15b 供給流路
40,40a,40b 気化装置
52 材料供給部
54 気化側ガス供給部(キャリアガス供給部)
55 材料供給配管部
56 ガス供給配管部(キャリアガス供給配管部)
58 第1フィルター部材
59 第2フィルター部材
60 材料気化部
61 ガス排出部
67 下部空間(空間)
70 真空室
72 材料供給装置
73 材料導入部
82 材料排出部
100 基材
1,200 Vapor deposition device 10 Film formation chamber 15, 15a, 15b Supply flow path 40, 40a, 40b Vaporization device 52 Material supply unit 54 Vaporization side gas supply unit (carrier gas supply unit)
55 Material supply piping section 56 Gas supply piping section (carrier gas supply piping section)
58 First filter member 59 Second filter member 60 Material vaporizing section 61 Gas exhaust section 67 Lower space (space)
70 Vacuum chamber 72 Material supply device 73 Material introduction section 82 Material discharge section 100 Base material

Claims (10)

材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部の下部から上方に向かって供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から上方に向かって供給され前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給されて落下する前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制する、気化装置。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit, and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material from the lower portion of the material vaporization unit upward ;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit and dropping therefrom by the carrier gas supplied upward from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
The first filter member is provided between the material vaporization section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporization section to move toward the gas exhaust section, while restricting the movement of the thin film forming material toward the gas exhaust section.
前記材料気化部は、筒状であって、中心軸に対して直交する断面の開口面積が前記材料供給配管部の中心軸に対して直交する断面の開口面積よりも大きい、請求項1に記載の気化装置。 2. The vaporization apparatus according to claim 1 , wherein the material vaporizing section is cylindrical and has an opening area in a cross section perpendicular to a central axis thereof larger than an opening area in a cross section perpendicular to a central axis of the material supply pipe section. 材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制するものであり、
前記材料気化部内、又は前記材料気化部と前記キャリアガス供給部との間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜形成材料の前記キャリアガス供給部側への移動を規制する第2フィルター部材を備える、気化装置。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than a boiling point or a sublimation point of the thin film forming material to the material vaporization unit;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
the first filter member is provided between the material vaporizing section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporizing section to move toward the gas exhaust section, and restricts the thin film material from moving toward the gas exhaust section;
a second filter member provided within the material vaporization section or between the material vaporization section and the carrier gas supply section , for restricting movement of the thin film forming material within the material vaporization section toward the carrier gas supply section;
前記第2フィルター部材は、前記材料気化部内を上下に仕切るように設けられており、
前記材料気化部は、前記第2フィルター部材上で前記薄膜形成材料を気化して前記薄膜材料ガスを形成可能である、請求項に記載の気化装置。
the second filter member is provided so as to divide the interior of the material vaporizing portion into upper and lower portions,
The vaporization device according to claim 3 , wherein the material vaporization section is capable of vaporizing the thin film forming material on the second filter member to form the thin film material gas.
前記第2フィルター部材は、前記材料気化部内を上下に仕切るように設けられており、
前記材料気化部は、前記第2フィルター部材と前記キャリアガス供給配管部との間に空間を有する、請求項又はに記載の気化装置。
the second filter member is provided so as to divide the interior of the material vaporizing portion into upper and lower portions,
The vaporization apparatus according to claim 3 , wherein the material vaporization section has a space between the second filter member and the carrier gas supply pipe section.
材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制するものであり、
前記ガス排出部は、前記材料供給配管部の周囲を囲繞するように設けられている、気化装置。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material to the material vaporization unit;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
the first filter member is provided between the material vaporizing section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporizing section to move toward the gas exhaust section, and restricts the thin film material from moving toward the gas exhaust section;
The gas exhaust section is provided so as to surround the periphery of the material supply pipe section.
材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制するものであり、
前記材料気化部は、円筒状であり、
前記薄膜形成材料は、粉体状であり、
以下の式(1)を満たす、気化装置。
Figure 0007602937000004
なお、Fは前記キャリアガスの流量[m/s]を表し、dは前記材料気化部の内径[m]を表し、Dpは前記薄膜形成材料の最大粒子径[m]を表し、mは前記薄膜形成材料の重量[kg]を表し、gは重力加速度[m/s]を表し、μは前記キャリアガスの粘性係数[Pa・s]を表す。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material to the material vaporization unit;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
the first filter member is provided between the material vaporizing section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporizing section to move toward the gas exhaust section, and restricts the thin film material from moving toward the gas exhaust section;
the material vaporizing portion is cylindrical;
The thin film forming material is in a powder form,
An evaporation device that satisfies the following formula (1).
Figure 0007602937000004
In addition, F represents the flow rate of the carrier gas [ m3 /s], d represents the inner diameter of the material vaporization section [m], Dp represents the maximum particle diameter of the thin film forming material [m], m represents the weight of the thin film forming material [kg], g represents the gravitational acceleration [m/ s2 ], and μ represents the viscosity coefficient of the carrier gas [Pa·s].
材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制するものであり、
前記材料供給配管部は、前記材料供給部側から前記材料気化部側に向かって第1配管部と第2配管部を有し、
前記第2配管部の内径は、前記第1配管部の内径よりも大きい、気化装置。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation point of the thin film forming material to the material vaporization unit;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
the first filter member is provided between the material vaporizing section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporizing section to move toward the gas exhaust section, and restricts the thin film material from moving toward the gas exhaust section;
the material supply piping section includes a first piping section and a second piping section arranged from the material supply section side toward the material vaporizing section side,
An evaporation apparatus, wherein an inner diameter of the second piping section is larger than an inner diameter of the first piping section.
材料気化部と、材料供給部と、材料供給配管部と、キャリアガス供給部と、キャリアガス供給配管部と、ガス排出部と、第1フィルター部材を有し、
前記材料供給部は、前記材料供給配管部を介して前記材料気化部の上部と接続され、固体状の薄膜形成材料を前記材料気化部に供給可能であり、
前記キャリアガス供給部は、前記キャリアガス供給配管部を介して前記材料気化部の下部と接続され、前記薄膜形成材料の沸点又は昇華点以上の温度のキャリアガスを前記材料気化部に供給可能であり、
前記材料気化部は、前記キャリアガス供給部から供給された前記キャリアガスによって前記材料供給部から供給された前記薄膜形成材料を気化させて薄膜材料ガスを形成し、前記ガス排出部側に前記薄膜材料ガスを供給可能であり、
前記第1フィルター部材は、前記材料気化部と前記ガス排出部の間に設けられ、前記材料気化部内の前記薄膜材料ガスの前記ガス排出部側への移動を許容し、かつ前記薄膜形成材料の前記ガス排出部側への移動を規制するものであり、
前記材料供給部は、真空室内に、前記薄膜形成材料を一時的に貯留する材料供給装置と、前記材料供給配管部側に向かって前記薄膜形成材料を導入する材料導入部を有し、
前記材料供給装置は、前記材料導入部の上方に材料排出部を有し、前記材料排出部から所定量の前記薄膜形成材料を排出可能であり、
前記材料排出部から前記薄膜形成材料が前記材料導入部に向かって落下し、前記薄膜形成材料が前記材料導入部から前記材料供給配管部側に導入される、気化装置。
The gas supply system includes a material vaporizer, a material supply unit, a material supply pipe, a carrier gas supply unit, a carrier gas supply pipe, a gas exhaust unit, and a first filter member;
the material supply unit is connected to an upper portion of the material vaporization unit via the material supply piping unit and is capable of supplying a solid thin film forming material to the material vaporization unit;
the carrier gas supply unit is connected to a lower portion of the material vaporization unit via the carrier gas supply piping unit and is capable of supplying a carrier gas having a temperature equal to or higher than a boiling point or a sublimation point of the thin film forming material to the material vaporization unit;
the material vaporization unit vaporizes the thin film forming material supplied from the material supply unit by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit to form a thin film material gas, and is capable of supplying the thin film material gas to the gas exhaust unit side;
the first filter member is provided between the material vaporizing section and the gas exhaust section, and allows the thin film material gas in the material vaporizing section to move toward the gas exhaust section, and restricts the thin film material from moving toward the gas exhaust section;
the material supply unit has a material supply device that temporarily stores the thin film forming material in a vacuum chamber, and a material introduction unit that introduces the thin film forming material toward the material supply piping unit,
the material supply device has a material discharge section above the material introduction section, and is capable of discharging a predetermined amount of the thin film forming material from the material discharge section;
The thin film forming material falls from the material discharge portion toward the material introduction portion, and the thin film forming material is introduced from the material introduction portion into the material supply pipe portion .
請求項1~9のいずれか1項に記載の気化装置と、製膜室と、前記気化装置と前記製膜室を接続する供給流路を有し、
前記製膜室内で前記薄膜材料ガスを含む製膜ガスを基材に対して吹き付けて製膜する、蒸着装置。
A vaporizer according to any one of claims 1 to 9, a film deposition chamber, and a supply flow path connecting the vaporizer and the film deposition chamber,
A deposition apparatus in which a deposition gas containing the thin film material gas is sprayed onto a substrate in the deposition chamber to form a film.
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