CN103361607B - 真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法。当更换第二坩锅(12B)时，利用第二闸阀(35B)关闭第二输送管(14B)，并将第二蒸发装置(13B)的坩锅收容件(31B)从第二输送管(14B)取下，来更换第二坩锅(12B)。此时，大气流入第二蒸发装置(13B)内和第二输送管(14B)内。但是，在将坩锅收容件(31B)安装于第二输送管(14B)之后，打开第二除气阀(33B)来进行除气而成为规定的真空条件，从而当打开第二闸阀(35B)开始进行蒸镀时，大气不会进入真空蒸镀容器(10)内，不需要伴随大气的进入而对真空蒸镀容器(10)内进行除气。因此，可以使第一、第二蒸发装置(13A、13B)结构简单，并且可以在大气中进行第一、第二坩锅(12A、12B)的更换作业，从而可以提高作业性。

Description

真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法

技术领域

本发明涉及真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法，能够在真空容器内长时间且连续地将蒸镀材料蒸镀到蒸镀对象上。

背景技术

如果真空蒸镀装置中收容蒸镀材料的坩锅长时间被用于对蒸镀材料进行加热，则会发生劣化。因此，对应于蒸镀(加热)时间来确定容量，为了长时间进行连续蒸镀，需要将蒸镀材料变少的使用后的坩锅与收容有新蒸镀材料的新坩锅进行更换。

蒸镀装置在真空容器内配置有基板等蒸镀对象和坩锅，在上述蒸镀装置中，当更换坩锅时，需要在使真空容器内暂时恢复为大气压之后，在更换后重新使真空容器内成为真空状态，蒸镀工序在上述期间停止而产生时间损失。

作为消除上述时间损失的方法，本申请人提出了一种在日本专利公报第4570403号中记载的技术。

上述日本专利公报中公开了一种真空蒸镀装置，该真空蒸镀装置具有：真空蒸镀容器，在规定的真空条件下从蒸镀喷嘴排出蒸镀材料并将其蒸镀在蒸镀对象上；两个蒸发装置，对配置在上述真空蒸镀容器外部的坩锅进行加热，产生蒸镀材料；以及合流输送管，连接上述两个蒸发装置和蒸镀喷嘴。并且，在两个蒸发装置中，坩锅可以相对于能够抽真空的真空容器进出，并且能够在真空容器内利用升降用气缸装置使坩锅升降来与排出管连接。并且，上述蒸发装置中，将利用加热装置对坩锅进行加热而产生的蒸镀材料，通过能够关闭和调整流量的针阀从排出管向合流输送管送出，再从蒸镀喷嘴排出。

但是，在两个蒸发装置中分别需要更换用的真空容器和坩锅升降用气缸装置，从而导致装置整体大型化。此外，由于在真空容器内进行坩锅的更换，所以更换作业和抽真空作业花费时间。

发明内容

本发明的目的在于提供真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法，可以不停止蒸镀，顺畅地更换坩锅来进行连续蒸镀，并且能够使蒸发装置小型化。

本发明方式1提供一种真空蒸镀装置，其包括：真空蒸镀容器，用于在规定的真空条件下从蒸镀喷嘴排出蒸镀材料，并将蒸镀材料蒸镀在对象物上；至少两个蒸发装置，分别具有收容了蒸镀材料的坩锅和对所述坩锅进行加热的蒸发用加热装置；至少两个输送管，分别与各所述蒸发装置连接；合流管，使从各所述输送管排出的蒸镀材料合流并向蒸镀喷嘴送出；以及至少两个连续蒸镀操作部，设置于各所述输送管；各连续蒸镀操作部分别从蒸发装置一侧开始依次具有：除气管，与所述输送管连接，并且在中途安装有除气阀；闸阀，能够关闭和打开输送管；以及流量调整阀，能够调整蒸镀材料的流量，所述输送管、合流管、除气管、闸阀和流量调整阀分别具备加热装置，所述真空蒸镀装置还具有连续蒸镀控制器，当更换坩锅时，所述连续蒸镀控制器进行控制，以便通过关闭与更换的坩锅对应的连续蒸镀操作部的所述闸阀，使与输送管连接的蒸发装置的坩锅向大气敞开而能够更换新的坩锅，并且在更换为新的坩锅后，在打开所述除气阀并从所述除气管对输送管内的空气进行除气而成为规定的真空条件的基础上，打开所述闸阀，当更换坩锅时，在更换坩埚一侧，所述连续蒸镀控制器在使流量调整阀和合流管的加热装置继续进行加热的状态下，断开蒸发用加热装置，并且断开输送管、除气管和闸阀所使用的加热装置，在关闭所述闸阀并更换了蒸发装置的坩锅之后，将除气阀打开并从除气管对输送管内的空气进行除气从而成为规定的真空条件，使蒸发用加热装置导通而成为蒸镀材料不蒸发的预备加热状态，使各加热装置导通并再次开始输送管、除气管和闸阀的加热。

本发明方式2提供一种真空蒸镀装置的坩锅更换方法，所述真空蒸镀装置包括：真空蒸镀容器，用于在规定的真空条件下从蒸镀喷嘴排出蒸镀材料，并将蒸镀材料蒸镀在对象物上；至少两个蒸发装置，分别具有收容了蒸镀材料的坩锅和对所述坩锅进行加热的蒸发用加热装置；至少两个加热式输送管，分别与各所述蒸发装置连接；加热式合流管，使从各所述输送管排出的蒸镀材料合流并向蒸镀喷嘴送出；以及至少两个连续蒸镀操作部，设置于各所述输送管；所述连续蒸镀操作部从所述蒸发装置到所述合流管之间依次设置有：加热式除气管，与所述输送管连接，并且在中途安装有除气阀；加热式闸阀，能够关闭和打开输送管；以及加热式流量调整阀，能够调整蒸镀材料的流量，当更换所述蒸发装置的坩锅时，进行如下步骤：材料更换步骤，关闭与提供蒸镀材料的一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的闸阀和流量调整阀，并且打开与另一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的闸阀和流量调整阀；坩锅更换步骤，使所述一方的蒸发装置向大气敞开，并且更换所述一方的蒸发装置的坩锅；以及抽真空步骤，打开与更换坩锅后的一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的除气阀，并且对与所述一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的输送管内和蒸发装置内进行抽真空，在材料更换步骤和坩锅更换步骤中，停止更换坩埚一侧的蒸发装置、输送管、闸阀和除气管的加热，并且保持流量调整阀和合流管的加热，将更换了坩埚的蒸发装置加热到蒸镀材料不蒸发的预备加热状态，并且再次开始所述输送管、闸阀和除气管的加热。

按照本发明方式1的真空蒸镀装置，可以在利用闸阀关闭输送管的基础上使蒸发装置向大气敞开，并将使用后的坩锅更换为新的坩锅。由于在更换坩锅之后，打开除气阀从除气管对输送管内和蒸发装置内的坩锅进行除气，所以当打开闸阀开始进行蒸镀时，不会使大气进入真空蒸镀容器内，从而不需要重新对真空蒸镀容器内进行除气。此外，由于可以利用坩锅和蒸镀加热装置使蒸发装置结构简单，并且可以在大气中装拆坩锅，所以可以使蒸发装置小型化，并且可以使更换作业简化。此外，当更换坩锅时，由于通过关闭闸阀使流量调整阀不会在高温状态下暴露于大气中，所以可以防止流量调整阀劣化。

此外，当更换坩锅时，通过使坩锅、输送管、闸阀的温度下降，可以顺畅地更换坩锅，此外，闸阀不会在高温状态下暴露在大气中，可以大幅度减轻闸阀的腐蚀和劣化。此外，通过能够将合流管和流量调整阀保持在蒸镀材料的凝结温度以上，可以预防蒸镀材料凝结附着而沉积于流量调整阀。

按照本发明方式2的真空蒸镀装置的坩锅更换方法，在材料更换步骤中，通过切换闸阀和流量调整阀的开关，从另外的蒸发装置的坩锅提供新的蒸镀材料，在坩锅更换步骤中，将蒸镀材料用完的使用后的坩锅更换为收容有蒸镀材料的新的坩锅，在抽真空步骤中，经由除气管，对更换坩锅后的连续蒸发操作部的输送管和蒸发装置的内部进行抽真空，使它们成为规定的真空条件，并且在预热步骤中，通过将更换后的坩锅加热到预热温度，即使使用中的坩锅的蒸镀材料用完，也可以在不会混入大气的状态下迅速地更换新的坩锅。

此外，当更换坩锅时，通过保持流量调整阀的加热，可以预防蒸镀材料凝结并附着于上述流量调整阀，并且通过停止闸阀的加热而使温度下降，可以防止高温状态的闸阀暴露在大气中，从而可以减少闸阀的腐蚀和劣化。

附图说明

图1是表示本发明真空蒸镀装置的实施例的简要结构图。

图2是上述真空蒸镀装置的框图。

图3是表示坩锅更换步骤的流程图。

图4是坩锅更换动作1的说明图。

图5是坩锅更换动作2的说明图。

图6是坩锅更换动作3的说明图。

图7是坩锅更换动作4的说明图。

图8是坩锅更换动作5的说明图。

具体实施方式

下面基于图1～图8，对本发明的真空蒸镀装置和真空蒸镀装置的坩锅更换方法的实施例进行说明。

(真空蒸镀装置的结构)

如图1所示，上述真空蒸镀装置包括：真空蒸镀容器10，形成蒸镀室11；第一、第二蒸发装置13A、13B，具有第一、第二坩锅12A、12B；第一、第二输送管14A、14B，分别以能够分离的方式与上述第一、第二蒸发装置13A、13B连接；合流管(歧管)16，将来自第一、第二输送管14A、14B的蒸镀材料向蒸镀喷嘴15送出；以及第一、第二连续蒸镀操作部17A、17B，设置于第一、第二输送管14A、14B。上述构件中从第一、第二蒸发装置13A、13B到合流管16的构件设置在真空蒸镀容器10的外部，蒸镀喷嘴15设置在真空蒸镀容器10的内部。

蒸镀室11配置有：通过保持件保持的基板21；上述蒸镀喷嘴15，向上述基板21排出蒸镀材料，使蒸镀材料蒸镀在上述基板21上；速率检测器23，检测蒸镀材料的蒸镀速率；以及闸门装置24，配置在蒸镀喷嘴15和基板21之间，切换蒸镀材料的供给和停止。

合流管16具有：两个导入口16i、16i，配置在真空蒸镀容器10的外侧下部，并且在两端下部开口；以及导出口16o，在中央上部开口。蒸镀喷嘴15设置成贯通真空蒸镀容器10的底壁，并与导出口16o连接。

由于图示的一对第一、第二蒸发装置13A、13B、第一、第二输送管14A、14B、合流管16和第一、第二连续蒸镀操作部17A、17B分别为相同的结构，所以以下有时仅对一个进行说明。

第一、第二蒸发装置13A、13B分别在有底筒状的坩锅收容件31A、31B内收容有第一、第二坩锅12A、12B，上述第一、第二坩锅12A、12B收容有蒸镀材料。坩锅收容件31A、31B可以利用由螺钉机构或夹持机构等构成的连接机构32、32，分别与输送管14A、14B的入口连接，并且可以从上述入口分离。上述坩锅收容件31A、31B设置有第一、第二蒸发用加热装置30A、30B，上述第一、第二蒸发用加热装置30A、30B通过第一、第二坩锅12A、12B对蒸镀材料进行加热而使其蒸发。

第一、第二连续蒸镀操作部17A、17B从第一、第二坩锅12A、12B一侧开始依次包括：第一、第二除气管34A、34B，从第一、第二输送管14A、14B分路并与除气用真空泵37连接，并且在中途安装有第一、第二除气阀33A、33B；第一、第二闸阀(例如闸门阀)35A、35B，分别能够关闭第一、第二输送管14A、14B；以及第一、第二流量调整阀(例如针阀)36A、36B，能够调整从第一、第二输送管14A、14B向合流管16送出的蒸镀材料的流量。

此外，为了防止蒸镀材料凝结附着而沉积，在输送蒸镀材料时与蒸镀材料接触的上述通道、阀和真空蒸镀容器10分别设置有电加热器等加热装置，用于将上述装置加热到蒸镀材料的凝结温度以上。具体地说，上述加热装置分别相当于：第一、第二输送管加热装置41A、41B，分别对第一、第二输送管14A、14B(包含第一、第二除气管34A、34B的一部分和第一、第二除气阀33A、33B)进行加热；第一、第二闸阀加热装置42A、42B，分别对第一、第二闸阀35A、35B进行加热；第一、第二流量调整阀加热装置43A、43B，分别对第一、第二流量调整阀36A、36B进行加热；合流管加热装置44，对合流管16进行加热；以及喷嘴加热装置45，对蒸镀喷嘴15进行加热。在图1中，省略了真空蒸镀容器10的加热装置的图示。此外，如图2所示，利用连续蒸镀控制器40、基于速率检测器23的检测值，并通过加热装置30A、30B、41A、41B、42A、42B、43A、43B、44、45各自的操作器，来控制加热装置30A、30B、41A、41B、42A、42B、43A、43B、44、45。即，例如进行导通/断开控制。

此外，利用连续蒸镀控制器40并通过第一、第二除气阀33A、33B、第一、第二闸阀35A、35B和第一、第二流量调整阀36A、36B各自的操作器，来操作第一、第二除气阀33A、33B、第一、第二闸阀35A、35B和第一、第二流量调整阀36A、36B。

(坩锅更换步骤)

参照图3～图8，对用于连续蒸镀的坩锅的更换步骤进行说明。

[步骤1-3]“蒸镀步骤”-图4

利用第二坩锅12B的蒸镀材料，在规定的真空条件下在基板21上蒸镀薄膜。此时，各加热装置41A～43A、41B～43B、44、45处于导通状态，第一连续蒸镀操作部17A的第一闸阀35A、第一流量调整阀36A处于关闭状态，第一、第二除气阀33A、33B处于关闭状态。第二蒸发用加热装置30B导通，蒸镀材料被蒸发。相对于此，虽然第一蒸发用加热装置30A处于导通状态，但是蒸镀材料处于不蒸发的预备加热状态。第二闸阀35B打开。第二流量调整阀36B打开并利用连续蒸镀控制器40来控制开度，如果由速率检测器23检测出的蒸镀速率低于阈值，则控制成使第二流量调整阀36B的开度变大而成为适当的蒸镀速率。

[步骤3-5]“材料更换步骤”-图5

如果由速率检测器23检测出的蒸镀速率低于阈值，并且第二流量调整阀36B已经打开到最大，则连续蒸镀控制器40判断第二坩锅12B的蒸镀材料已用完。并且，连续蒸镀控制器40使第一蒸发用加热装置30A从预备加热状态成为蒸发加热状态，并在使第一坩锅12A的蒸发材料蒸发之后，在关闭第二流量调整阀36B和第二闸阀35B的同时，打开第一流量调整阀36A和第一闸阀35A，从而经由合流管16将第一坩锅12A的蒸发材料提供给蒸镀喷嘴15。由此，蒸发材料的蒸发源从第二坩锅12B切换为第一坩锅12A。

[步骤6]“更换步骤”-图5

断开第二蒸发用加热装置30B并停止第二坩锅12B的加热，并且断开第二输送管加热装置41B、第二闸阀加热装置42B来停止加热，从而使它们的温度下降。这是因为当将第二蒸发装置13B的坩锅收容件31B从第二输送管14B取下时，第二闸阀加热装置42B暴露在流入的低温大气中，通过上述操作可以尽量减少腐蚀或劣化等不良影响。

[步骤7]“更换步骤”-图6

将坩锅收容件31B从第二输送管14B取下，将具有几乎没有蒸镀材料的使用后的第二坩锅12B的坩锅收容件31B更换为具有收容了蒸镀材料的新的第二坩锅12B的坩锅收容件31B。并且，将更换后的坩锅收容件31B与第二输送管14B连接。当然，也可以不更换坩锅收容件31B，而仅更换第二坩锅12B。

[步骤8]“抽真空步骤”-图7

经过规定时间后，打开第二除气阀33B，经由第二除气管34B对坩锅收容件31B、第二坩锅12B和第二输送管14B内进行抽真空而成为规定的真空条件。

[步骤9]“预热步骤”-图8

使第二蒸发用加热装置30B成为导通状态，蒸镀材料成为不蒸发的预备加热状态，并且使第二输送管加热装置41B和第二闸阀加热装置42B导通，再次进行加热。

如果第一蒸发装置13A的第一坩锅12A的蒸发材料用完，则只要以与上述同样的步骤，从第一坩锅12A切换为第二坩锅12B即可。

(实施例的效果)

在上述实施例中，当更换第二(第一)坩锅12B(12A)时，通过第二(第一)闸阀35B(35A)来关闭第二(第一)输送管14B(14A)，从第二(第一)输送管14B(14A)的入口上取下第二(第一)蒸发装置13B(13A)的坩锅收容件31B(31A)并向大气敞开，将使用后的第二(第一)坩锅12B(12A)更换为新的第二(第一)坩锅12B(12A)，并将新的坩锅收容件31B(31A)与第二(第一)输送管14B(14A)的入口连接。此外，打开第二(第一)除气阀33B(33A)并通过第二(第一)除气管34B(34A)，对第二(第一)输送管14B(14A)内和第二(第一)蒸发装置13B(13A)内进行除气。因此，当打开第二(第一)闸阀35B(35A)开始进行蒸镀时，大气不会进入真空蒸镀容器10内，因此，不需要再次对真空蒸镀容器10内进行除气。此外，可以使第一、第二蒸发装置13A、13B为由第一、第二坩锅收容件31A、31B、第一、第二坩锅12A、12B、第一、第二蒸发用加热装置30A、30B构成的简单结构。此外，由于可以在大气中相对于第一、第二输送管14A、14B装拆第一、第二坩锅收容件31A、31B和第一、第二坩锅12A、12B，所以与在真空室内等进行更换作业相比，可以提高第二(第一)坩锅12B(12A)更换作业的作业性。

此外，当更换第二(第一)坩锅12B(12A)时，不会使高温状态的第二(第一)流量调整阀36B(36A)暴露在大气中，可以大幅度减轻第二(第一)流量调整阀36B(36A)的腐蚀和劣化。此外，通过将合流管16和第二(第一)流量调整阀36B(36A)保持在凝结温度以上，可以预防蒸镀材料凝结附着并沉积于第二(第一)流量调整阀36B(36A)。

另外，在所述实施例中，相对于真空蒸镀容器10连接有两个坩锅12A、12B，但是也可以连接三个以上的坩锅。

Claims (2)

1.一种真空蒸镀装置，其特征在于包括：

真空蒸镀容器，用于在规定的真空条件下从蒸镀喷嘴排出蒸镀材料，并将蒸镀材料蒸镀在对象物上；

至少两个蒸发装置，分别具有收容了蒸镀材料的坩锅和对所述坩锅进行加热的蒸发用加热装置；

至少两个输送管，分别与各所述蒸发装置连接；

合流管，使从各所述输送管排出的蒸镀材料合流并向蒸镀喷嘴送出；以及

至少两个连续蒸镀操作部，设置于各所述输送管；

各连续蒸镀操作部分别从蒸发装置一侧开始依次具有：除气管，与所述输送管连接，并且在中途安装有除气阀；闸阀，能够关闭和打开输送管；以及流量调整阀，能够调整蒸镀材料的流量，

所述输送管、合流管、除气管、闸阀和流量调整阀分别具备加热装置，

所述真空蒸镀装置还具有连续蒸镀控制器，当更换坩锅时，所述连续蒸镀控制器进行控制，以便通过关闭与更换的坩锅对应的连续蒸镀操作部的所述闸阀，使与输送管连接的蒸发装置的坩锅向大气敞开而能够更换新的坩锅，并且在更换为新的坩锅后，在打开所述除气阀并从所述除气管对输送管内的空气进行除气而成为规定的真空条件的基础上，打开所述闸阀，

当更换坩锅时，在更换坩埚一侧，所述连续蒸镀控制器在使流量调整阀和合流管的加热装置继续进行加热的状态下，断开蒸发用加热装置，并且断开输送管、除气管和闸阀所使用的加热装置，在关闭所述闸阀并更换了蒸发装置的坩锅之后，将除气阀打开并从除气管对输送管内的空气进行除气从而成为规定的真空条件，使蒸发用加热装置导通而成为蒸镀材料不蒸发的预备加热状态，使各加热装置导通并再次开始输送管、除气管和闸阀的加热。

2.一种真空蒸镀装置的坩锅更换方法，其特征在于，

所述真空蒸镀装置包括：

真空蒸镀容器，用于在规定的真空条件下从蒸镀喷嘴排出蒸镀材料，并将蒸镀材料蒸镀在对象物上；

至少两个蒸发装置，分别具有收容了蒸镀材料的坩锅和对所述坩锅进行加热的蒸发用加热装置；

至少两个加热式输送管，分别与各所述蒸发装置连接；

加热式合流管，使从各所述输送管排出的蒸镀材料合流并向蒸镀喷嘴送出；以及

至少两个连续蒸镀操作部，设置于各所述输送管；

所述连续蒸镀操作部从所述蒸发装置到所述合流管之间依次设置有：加热式除气管，与所述输送管连接，并且在中途安装有除气阀；加热式闸阀，能够关闭和打开输送管；以及加热式流量调整阀，能够调整蒸镀材料的流量，

当更换所述蒸发装置的坩锅时，进行如下步骤：

材料更换步骤，关闭与提供蒸镀材料的一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的闸阀，并且打开与另一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的闸阀；

坩锅更换步骤，使所述一方的蒸发装置向大气敞开，并且更换所述一方的蒸发装置的坩锅；以及

抽真空步骤，打开与更换坩锅后的一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的除气阀，并且对与所述一方的蒸发装置对应的连续蒸镀操作部的输送管内和蒸发装置内进行抽真空，

在材料更换步骤和坩锅更换步骤中，停止更换坩埚一侧的蒸发装置、输送管、闸阀和除气管的加热，并且保持流量调整阀和合流管的加热，

将更换了坩埚的蒸发装置加热到蒸镀材料不蒸发的预备加热状态，并且再次开始所述输送管、闸阀和除气管的加热。