CN103774095A - 线性沉积源及包括该线性沉积源的真空沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及线性沉积源及包括该线性沉积源的真空沉积装置。本发明的线性沉积源包括：坩埚，存储蒸发物质；加热部，加热所述坩埚；及侧面反射器。所述侧面反射器包围所述加热部的侧面，设置为多个。多个所述侧面反射器分别包括第一反射器及第二反射器。所述第一反射器与所述加热部隔开而结合，具有多个第一开口。所述第二反射器能够移动地与所述第一反射器结合，具有第二开口。多个所述侧面反射器的开口率是相互独立地调节的，因此能够按区域调节所述坩埚的温度，结果是能够提高线性沉积源的沉积均匀度。

Description

线性沉积源及包括该线性沉积源的真空沉积装置
技术领域
本发明涉及一种线性沉积源及包括该线性沉积源的真空沉积装置，尤其涉及能够按区域对坩埚的温度进行控制的线性沉积源及包括该线性沉积源的真空沉积装置。
背景技术
一般来说，在基板上形成薄膜的方法中有真空沉积法（evaporation）、离子镀法（ion plating）及溅射法（sputtering）等物理气相沉积法（PVD）和由气体反应所进行的化学气相沉积法（CVD）。
以往的实施真空沉积法的真空沉积装置具备沉积源，所述沉积源包括用于存储蒸发物质的坩埚（crucible）、用于加热所述坩埚的加热器及用于阻断由所述加热器产生的热的损失的反射器。所述沉积源可使用具有沿一侧方向较长延伸形态的线性沉积源。
但在采用线性沉积源时，在所述坩埚的所述一侧方向的两端会产生微小的温度差，因此无法形成均匀厚度的薄膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种线性沉积源，该线性沉积源按区域调节坩埚的温度，因此沉积均匀度高。
本发明的一实施例的线性沉积源包括：坩埚，存储蒸发物质；加热部，加热所述坩埚；及侧面反射器。所述侧面反射器包围所述加热部的侧面，设置为多个。
多个所述侧面反射器分别包括第一反射器及第二反射器。所述第一反射器与所述加热部隔开而结合，具有多个第一开口。所述第二反射器能够移动地与所述第一反射器结合，具有第二开口。
多个所述侧面反射器的开口率可相互独立地进行调节。
多个所述侧面反射器可分别进一步包括使所述第二反射器沿第一方向移动的沉积源输送部。
所述第一开口及所述第二开口可具有相同的大小和数量。
所述加热部可包括用于加热所述坩埚的加热器及用于支撑所述加热器的加热框。
所述线性沉积源可进一步包括：温度传感部，固定在所述加热框，并配置于所述坩埚和所述加热器之间。所述温度传感部的数量可与多个所述侧面反射器的数量相同。
本发明的一实施例的真空沉积装置包括工艺腔室、线性沉积源及基板支架。所述基板支架配置为与所述线性沉积源相对。
所述线性沉积源可位于所述工艺腔室的内部。
根据本发明的一实施例的真空沉积装置，能够通过调节侧面反射器的开口率来按区域调节坩埚的温度，结果是能够提高线性沉积源的沉积均匀度。
附图说明
图1为根据一实施例的真空沉积装置的示意图。
图2为图1中的线性沉积源的立体图。
图3为图1中的线性沉积源的俯视图。
图4为图3的I-I’向剖视图。
图5a至图5c为显示具有多种开口率的多个所述侧面反射器的图。
图6为所述侧面反射器的开口率和坩埚的温度之间关系的检测图。
符号说明
100：真空沉积装置    200：工艺腔室
300：线性沉积源      310：坩埚
320：喷嘴部          330：加热部
340：反射器          350：冷却部
360：温度传感部      400：沉积源输送部
500：基板支架        600：输送部
具体实施方式
通过与附图相关的下面的优选实施例应当能够容易理解上述本发明的目的、其他目的、特征及优点。但本发明并不局限于在此说明的实施例，还可以以其他形态具体实施。在此介绍的实施例是为了能够使所公开的内容更加彻底而完整，并且能够向本领域技术人员充分传达本发明的思想而提供的。
图1为根据一实施例的真空沉积装置的示意图。
参照图1，本发明的一实施例的真空沉积装置100包括工艺腔室200、位于所述工艺腔室200内部的线性沉积源300及与所述线性沉积源300相对的基板支架500。
所述工艺腔室200用于提供执行沉积工序的空间，可进一步包括：送入送出口（未图示），用于送入送出基板S；及排气端（未图示），控制所述工艺腔室200内部的压力，排出未沉积在所述基板S上的蒸发物质而与真空泵（未图示）相连。在此，所述工艺腔室200可进一步包括掩模组件M，所述掩模组件M位于所述线性沉积源300和基板支架500之间，包括多个狭缝（slit），用于使所述蒸发物质以规定的图案沉积到所述基板S上。
所述基板支架500用于安装送入所述工艺腔室200内侧的基板S，可进一步包括：另外的固定部件（未图示），用于在进行沉积工序的期间固定所述基板S。
在此，本发明的实施例的真空沉积装置100图示为：所述线性沉积源300位于所述工艺腔室200的下部；所述基板支架500位于所述工艺腔室200的上部；所述基板S通过基板支架500固定为与地面平行。但所述线性沉积源300还可以位于所述工艺腔室200的一侧侧面，所述基板支架500位于所述工艺腔室200的另一侧侧面，从而使固定在所述基板支架500的所述基板S与地面呈70°至110°的角度，由此避免因重力导致的基板下垂。
线性沉积源300用于存储蒸发物质，通过加热所述蒸发物质并将其喷射到所述基板S上，从而使所述蒸发物质成膜在所述基板S上。所述线性沉积源300具有沿第一方向D1延伸的长度。
所述真空沉积装置100可进一步包括沉积源输送部400。所述沉积源输送部400起到使所述线性沉积源300沿所述第一方向D1移动的作用。
所述沉积源输送部400包括滚珠螺杆（ball screw）410、使所述滚珠螺杆410旋转的马达430及控制所述线性沉积源300的移动方向的导向件420。
图2为所述线性沉积源300的立体图，图3为所述线性沉积源300的俯视图，图4为图3的I-I’向剖视图。
参照图2至图4，所述线性沉积源300包括坩埚310、喷嘴部320、加热部330、反射器340、冷却部350及温度传感部360。
所述坩埚310用于存储蒸发物质M1，其上部露出。所述坩埚310具有沿所述第一方向D1延伸的长度。
所述喷嘴部320包括：喷嘴板321，设置在所述坩埚310的露出的上部；及多个喷嘴323，贯通所述喷嘴板321，朝所述喷嘴板321的上部方向突出。所述多个喷嘴323可沿所述第一方向D1以相同的间距配置。所述坩埚310内的蒸发物质M1通过所述多个喷嘴323沉积到沉积对象基板。
所述加热部330加热所述坩埚310。所述加热部330包括加热框331及固定于所述加热框331的加热器335。
所述加热框331与所述坩埚310隔开，配置为包围除所述坩埚310的上面之外的侧面和底面。所述加热框331只要能够支撑所述加热器，其形态不受限制。
所述加热器335设置在所述加热框331与所述坩埚310相对的内表面。所述加热器335可为加热线圈，能够加热所述坩埚310的所述侧面及所述底面，从而控制所述坩埚310的温度保持一致。
所述反射器340包括包围所述加热框331的底面的下部反射器DRF及包围所述加热框331的侧面的侧面反射器LRF。所述反射器340起到阻断由所述加热部330产生的热的损失。
所述侧面反射器LRF可设置为多个。在图2至图4中图示了如下一例：沿所述第一方向D1，在所述加热框331的各侧面分别具有四个所述侧面反射器LRF；沿第二方向D2，在所述加热框331的各侧面分别具有一个所述侧面反射器LRF。
多个所述侧面反射器LRF可分别包括第一反射器341及第二反射器345。
所述第一反射器341与所述加热框331结合并以规定的距离隔开。所述第一反射器341与所述加热框331可通过固定销PN结合。所述第一反射器341可为四边形板状，在四边形板的四个边缘处可具有所述固定销PN。
所述第一反射器341具有多个第一开口OP1。通过所述第一开口OP1可露出所述加热框331的侧面。
所述第二反射器345配置为与隔着所述第一反射器341与所述加热框331相对。所述第二反射器345在所述第一反射器341的外侧面结合，并能够沿所述第一方向D1移动。
所述第二反射器345具有多个第二开口OP2。所述第二开口OP2可具有与所述第一开口OP1相同的大小和数量。可通过所述第二反射器345的移动确定所述第一开口OP1和所述第二开口OP2的重叠率即开口率。在图2所示的一例中，所述第一开口OP1和所述第二开口OP2没有重叠，因此开口率为0%。
在所述第二方向D2上所观察到的所述第二反射器345的面积可以小于所述第一反射器341的面积。不过只要能够避免因所述第二反射器345在所述第一方向D1上的移动所致的相邻的多个所述第二反射器之间的结构性干扰，在所述第二方向D2上观察到的所述第二反射器345的面积不受限制。
所述侧面反射器LRF分别可进一步包括输送部600。所述输送部600可包括输送轴610、齿条（rack）620、小齿轮（pinion）630、线性导向件（未图示）及马达640。
所述输送轴610的一端附着在所述第二反射器345，沿所述第一方向D1延伸。在图2中图示了所述输送轴610与所述第二反射器345的一侧面相连的一例。
所述齿条620设置在所述输送轴610的另一端。所述齿条620具有在所述输送轴610上切削锯齿的形状。
所述小齿轮630为与所述齿条620啮合的齿轮。
所述线性导向件（未图示）设置在所述第一反射器341的外侧面，用于引导所述第二反射器345的移动方向。
所述马达640与所述小齿轮630旋转结合，用于使所述小齿轮630旋转。
通过所述输送部600，所述第二反射器345能够沿所述第一方向D1移动。
多个所述侧面反射器LRF的开口率可通过所述输送部600彼此独立地调节。因此，一个侧面反射器及与此相邻的侧面反射器的开口率可设定为彼此不相同。
所述反射器340可由热传导率及热辐射率较低的物质构成。例如可使用Al、Au、Ag、Mn、Ti、ZrO2、Al2O3、TiO2及SUS（不锈钢，steel use stainless）等。
所述冷却部350配置为包围所述反射器340并与所述反射器340隔开。所述冷却部350起到抑制在所述加热部330产生的热量向所述工艺腔室200的内部发散的作用。
所述温度传感部360可固定于所述加热框331，并配置在所述坩埚310和所述加热器335之间。
所述温度传感部360的数量可与所述侧面反射器LRF的数量相同。在图3所示的一例中，所述温度传感部360的数量为十个。
所述温度传感部360起到按区域检测所述坩埚310的温度的作用。能够根据通过所述温度传感部360检测的所述坩埚310各区域的温度来控制多个所述侧面反射器LRF各自的开口率，从而控制所述坩埚310的整体温度使之均匀。
图5a至图5c为显示具有多种开口率的多个所述侧面反射器的图。
参照图5a，所述第一反射器341的所述第一开口OP1完全被所述第二反射器345覆盖。此时，所述第一开口OP1和所述第二开口OP2不重叠。图5a的侧面反射器LRF1的开口率为0%。
参照图5b，所述第一反射器341的所述第一开口OP1的一部分被所述第二反射器345覆盖。此时，所述第一开口OP1与所述第二开口OP2各重叠一半。图5b中的侧面反射器LRF2的开口率为50%。
参照图5c，所述第一反射器341的所述第一开口OP1没有被所述第二反射器345覆盖。此时，所述第一开口OP1和所述第二开口OP2完全重叠。图5c中的侧面反射器LRF3的开口率为100%。
图6为所述侧面反射器LRF的开口率和坩埚温度的关系的检测图。
作为检测条件，将所述坩埚划分为第一至第五区域这五个区域，且在所述第一至第五区域分别设置侧面反射器。而且，将设置在第一至第五区域的多个侧面反射器的开口率保持相同，并将在所述五个区域设置的侧面反射器的开口率变更为0%、7.6%及12.3％，并且检测所述坩埚的温度。
从图6可知侧面反射器的开口率越大，所述坩埚的温度越低。
根据本发明一实施例的真空沉积装置，能够通过调节侧面反射器的开口率来按区域调节坩埚的温度，结果是能够提高线性沉积源的沉积均匀度。
以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但在本发明所属的技术领域中具有一般知识的人应该能够理解在不变更本发明的技术思想或必要特征的前提下本发明还可以以其他具体形式进行实施。因此应当理解上述实施例在各方面均为示意性的实施例，并非限定的实施例。

Claims (11)

1.一种线性沉积源，包括：
坩埚，用于存储蒸发物质；
加热部，包围所述坩埚并加热所述坩埚；及
侧面反射器，包围所述加热部的侧面，设置为多个，
多个所述侧面反射器分别包括：
第一反射器，与所述加热部隔开而结合，具有多个第一开口；及
第二反射器，能够移动地与所述第一反射器结合，具有第二开口。
2.根据权利要求1所述的线性沉积源，其特征在于，
多个所述侧面反射器的开口率是相互独立地进行调节的。
3.根据权利要求1所述的线性沉积源，其特征在于，
多个所述侧面反射器分别进一步包括使所述第二反射器沿第一方向移动的输送部。
4.根据权利要求3所述的线性沉积源，其特征在于，所述输送部包括：
输送轴，一端附着在所述第二反射器；
齿条，设置在所述输送轴的另一端；
小齿轮，与所述齿条啮合；
马达，与所述小齿轮旋转结合，用于使所述小齿轮旋转；及
线性导向件，设置在所述第一反射器的外侧面，引导所述第二反射器的移动方向。
5.根据权利要求1所述的线性沉积源，其特征在于，
所述第一开口及所述第二开口具有相同的大小和数量。
6.根据权利要求1所述的线性沉积源，其特征在于，所述加热部包括：
加热器，用于加热所述坩埚；及
加热框，用于支撑所述加热器。
7.根据权利要求6所述的线性沉积源，其特征在于，
所述第一反射器和所述加热框通过固定销结合。
8.根据权利要求6所述的线性沉积源，其特征在于，进一步包括：
温度传感部，固定在所述加热框，并配置于所述坩埚和所述加热器之间。
9.根据权利要求8所述的线性沉积源，其特征在于，
所述温度传感部的数量与多个所述侧面反射器的数量相同。
10.根据权利要求1所述的线性沉积源，其特征在于，进一步包括：
冷却部，配置为与多个所述侧面反射器隔开并包围多个所述侧面反射器。
11.一种真空沉积装置，包括：
工艺腔室；
根据权利要求1至10中任一项所述的线性沉积源，位于所述工艺腔室的内部；及基板支架，配置为与所述线性沉积源相对。
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