CN104093877A - 蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法 - Google Patents

蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在通过邻近蒸镀进行的蒸镀中、能够利用传感器检测成膜速率的蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法。本发明的坩埚具有：收容部，其用于收容蒸镀源；第1引导通路，其用于将自蒸镀源放出的气化材料朝向被处理基板引导；壁部，其用于划分第1引导通路；第2引导通路，其自第1引导通路的中途部分支，并且贯穿该壁部而与外部连通。

Description

蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法
本申请主张日本特愿2012-027451号的优先权，并通过引用而编入本申请说明书的记载。
技术领域
本发明涉及一种用于自蒸镀源使气化后的气化材料蒸镀在被处理基板上的蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法。
背景技术
在以往的蒸镀装置中，例如，将被处理基板配置在真空室内，并且自该被处理基板隔开规定的间隔地配置蒸镀源。一般而言，该蒸镀装置通过自该蒸镀源使气化后的气化材料朝向被处理基板放出，从而形成规定的膜厚的薄膜(例如，参照专利文献1)。
更具体而言，该蒸镀装置是在真空室内具有用于收容蒸镀源的坩埚和用于对该坩埚进行加热的发热体。蒸镀装置通过来自发热体的辐射热和/或热传导来对坩埚进行加热，使气化材料自蒸镀源放出。蒸镀装置通过使该气化材料蒸镀在被处理基板上而进行成膜。
这样一来，在以往的蒸镀装置中，使蒸镀源与被处理基板分开，但从装置的小型化、蒸镀源的有效利用的观点出发，希望尽可能缩小该分开间隔。
专利文献1：日本特开2008-163365号公报
发明内容
发明要解决的问题
在该观点下，近年来，随着研究、开发的推进，出现一种被称为邻近蒸镀(日文：近接蒸着)的技术。在该邻近蒸镀中，例如，如图7所示，使用坩埚105，该坩埚105具有用于收容蒸镀源101的收容部102和将来自蒸镀源101的气化材料向被处理基板引导的引导通路104。在邻近蒸镀中，通过在坩埚105中形成引导通路104，能够将蒸镀源101和被处理基板103之间的距离最小化。
然而，在利用蒸镀装置进行的蒸镀中，需要确认该蒸镀的状态(所谓的成膜速率)。因此，以往，在真空室内设置有用于测量被形成于被处理基板的膜的厚度的传感器。作为该传感器，例如，使用QCM(Quartz CrystalMicrobalance，石英晶体微天平)。该QCM能够基于与气化材料的堆积量相应的频率变化来检测成膜速率，该气化材料附着在配置于真空室内的规定的位置的水晶振子上。
在邻近蒸镀中也想要使用上述的传感器的情况下，即使将传感器配置在真空室内，气化材料也无法自坩埚105内的引导通路104来到外部。因此，气化材料未到达该传感器。因此，传感器不能检测成膜速率。
另一方面，也考虑将该传感器配置于引导通路104内。在该情况下，存在如下问题：引导通路104内的气化材料与坩埚自身一起也达到高温，因此，受到该影响，传感器的测量精度非常低。
本发明是鉴于上述情况而做成的，其课题在于，提供一种在通过邻近蒸镀进行的蒸镀中能够利用传感器检测成膜速率的蒸镀用坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法。
用于解决问题的方案
本发明的蒸镀用坩埚，是用于解决上述课题的蒸镀用坩埚，其特征在于，该蒸镀用坩埚具有：收容部，其用于收容蒸镀源；第1引导通路，其用于将自蒸镀源放出的气化材料朝向被处理基板引导；壁部，其用于划分第1引导通路；第2引导通路，其自第1引导通路的中途部分支，并且贯穿该壁部而与外部连通。
另外，本发明能够采用如下结构：在上述壁部的外表面设置有向外侧突出的突起部，上述第2引导通路形成为贯穿该突起部并与上述壁部的孔连通。
另外，本发明的蒸镀装置的特征在于，该蒸镀装置具有：上述任意的蒸镀用坩埚；真空室，其能够将该蒸镀用坩埚收纳于内部；真空泵，其与真空室连接；加热器，其用于对该蒸镀用坩埚进行加热；传感器，其用于测量气化材料附着于被处理基板而形成的膜的厚度。
另外，本发明是利用上述蒸镀装置使自蒸镀源放出的气化材料蒸镀在被处理基板上的蒸镀方法，其特征在于，利用设置于上述真空室内的上述传感器检测自上述第2引导通路放出的气化材料，由此，一边测量气化材料附着于被处理基板而形成的膜的厚度，一边使气化材料蒸镀在被处理基板上。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图2是表示本发明的第2实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图3是表示本发明的第3实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图4是表示本发明的第4实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图5是表示本发明的第5实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图6是表示本发明的第6实施方式的蒸镀装置的剖视图。
图7是用于说明邻近蒸镀的例子的坩埚的剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6说明用于实施本发明的实施方式。图1表示本发明的第1实施方式。本实施方式的蒸镀装置1被使用于通过所谓邻近蒸镀来例如制造有机EL元件、其他元件。该蒸镀装置1通过自蒸镀源3使气化后的气化材料蒸镀在规定的被处理基板2上，而形成规定厚度的薄膜。更具体而言，该蒸镀装置1具有：真空室(未图示)；真空泵(未图示)，其与真空室相连接；蒸镀源3；蒸镀用坩埚(以下，简称为“坩埚”)4，其收纳于真空室内；传感器5，其设置于坩埚4的邻近位置，并且用于测量被形成于被处理基板2的薄膜的厚度；加热器(未图示)，其用于加热坩埚4。
以下，特别详细说明坩埚4的结构、坩埚4与传感器5之间的位置关系。如图1所示，坩埚4具有：收容部11，其用于收容蒸镀源3；第1引导通路12，其用于将自蒸镀源3放出的气化材料引导到被处理基板2；放出口13，其设置于第1引导通路12的一端部，并且，用于将通过该第1引导通路12的气化材料朝向靠近蒸镀源3地配置的被处理基板2放出；第2引导通路14，其自第1引导通路12的中途部分支并与坩埚4的外部连通。
收容部11为了收容蒸镀源3，具有：底壁部16；侧壁部17，其相对于该底壁部16垂直设置。收容部11由于被这些壁部围绕而形成气化材料的收容空间。收容部11构成为，通过自其外侧被加热器加热，而将该热量传递到蒸镀源3。
第1引导通路12由以覆盖收容部11的方式设置的壁部形成。该壁部具有：第1壁部21，其与收容部11的侧壁部17的一部分一体地且连续地连接而形成；第2壁部22，其以相对于第1壁部21大致正交的方式扩展；第3壁部23，其以相对于第2壁部22大致正交且相对于第1壁部21大致平行的方式设置。此外，第1壁部21和第3壁部23借助同样结构的第4壁部和第5壁部而连结起来，但在本实施方式中，并未对其进行说明。第1引导通路12形成于被上述的第1壁部21～第5壁部25划分而覆盖了的空间。
利用上述的结构，第1引导通路12将自蒸镀源3放出的气化材料借助第1壁部21向上方引导，并且，借助第2壁部22向横向引导。而且，第1引导通路12借助第3壁部23向下方引导气化材料。而且，第1引导通路12借助放出口13朝向被处理基板2放出气化材料。自放出口13放出的气化材料附着于被处理基板2。由此，在被处理基板2的表面形成由此产生的膜。
第2引导通路14设置于第2壁部22的中途部。更具体而言，第2引导通路14由贯穿第2壁部22并与外部连通的孔(节流孔)31构成。孔31的靠第2壁部22的内表面侧的开口部成为气化材料的入口32。孔31的靠第2壁部22的外表面侧的开口部成为气化材料的出口33。该孔31的直径或者宽度自入口32到出口33是恒定的。另外，优选的是，该孔31的直径或者宽度比第1引导通路12的尺寸小。例如，优选的是，该孔31的直径或者宽度为1mm～3mm左右。然而，并不限于此，可以形成得比上述的值小或者比上述的值大。
在本实施方式中，传感器5使用水晶振子(QCM)。该传感器5在真空室内设置在靠近坩埚4的位置。更具体而言，传感器5配置于形成在坩埚4的第2壁部22的第2引导通路14的上方。而且，传感器5的检测面5a以与第2引导通路14的出口33相面对的方式配置。
采用由上述的结构构成的蒸镀装置1和使用了该蒸镀装置1的蒸镀方法，利用形成于坩埚4内的第1引导通路12来将气化材料引导到被处理基板2，并且，利用自该第1引导通路12分支的第2引导通路14来将气化材料引导到设置于坩埚4的外侧的传感器5，由此，能够一边在被处理基板2上形成规定的膜，一边利用传感器5检测其成膜速率(蒸镀速率)。
另外，该第2引导通路14只要通过在第2壁部22中形成贯穿第2壁部22的孔31即可，结构简单，其制造也容易。
图2表示本发明的蒸镀装置1、坩埚4以及蒸镀方法的第2实施方式。在本实施方式中，作为第2引导通路14的孔31的形状与第1实施方式不同。具体而言，上述的第1实施方式的第2引导通路14形成为其孔31的直径或者宽度自入口32到出口33恒定，而在本实施方式中，入口32的口径形成得比出口33的口径大。由此，自第2引导通路14的入口32获得更多的气化材料，并且，能够自形成得比入口32小的出口33向传感器5放出密度更高的气化材料。
本实施方式的其他方面与第1实施方式相同，也能在本实施方式中发挥与第1实施方式相同的作用效果。
图3表示本发明的蒸镀装置1、坩埚4以及蒸镀方法的第3实施方式。在本实施方式中，作为第2引导通路14的孔31的位置与第1实施方式不同。具体而言，在第1实施方式中作为第2引导通路14的孔31形成于坩埚4的第2壁部22的中途部，而在本实施方式中，孔31位于第2壁部22和第3壁部23之间的交界位置，以贯穿第2壁部22的方式形成。由于在这样的位置形成第2引导通路14，借助第3壁部23，能够将气化材料送入上方的第2引导通路14。
本实施方式的其他方面与第1实施方式相同，也能在本实施方式中发挥与第1实施方式相同的作用效果。
图4表示本发明的蒸镀装置1、坩埚4以及蒸镀方法的第4实施方式。在本实施方式中，第2引导通路14的结构与第1实施方式不同。具体而言，在本实施方式中，在坩埚4的第2壁部22的外表面形成有向外侧突出的突起部41。另外，第2引导通路14以贯穿该突起部41的方式形成。
在本实施方式中，圆筒构件42用作突起部41。该圆筒构件42具有沿着其筒心方向贯穿的孔43。该孔43的直径在圆筒构件42的筒心方向的整个长度上恒定。因此，该圆筒构件42的长度方向的一端部的口径与另一端部的口径相等。另外，圆筒构件42在其筒心方向的一端部具有凸缘部44。此外，形成于坩埚4的第2壁部22的孔31的直径与圆筒构件42的孔43的直径大致相等。
圆筒构件42通过将凸缘部44固定于第2壁部22的外表面的规定位置而与第2壁部22一体构成。此时，圆筒构件42以使形成于第2壁部22的孔31与圆筒构件42的孔43对齐的方式固定于第2壁部22。由此，第2壁部22的孔31与圆筒构件42的孔43处于连通的状态。根据这样的结构，在本实施方式的第2引导通路14中，孔31的形成于第2壁部22的内侧的开口部成为气化材料的入口32。另外，圆筒构件42的外侧的开口部成为气化材料的出口33。
采用上述结构，在本实施方式中，借助突起部41(圆筒构件42)能够将第2引导通路14向坩埚4的外侧延长。即，与第1实施方式相比，坩埚4能够增加第2引导通路14的长度。在本实施方式中，与第1实施方式相比，能够增加传感器与坩埚之间的分开距离。由此，例如在受到来自坩埚的辐射热的影响而导致测量精度降低的情况下，成为特别有用的对策。
本实施方式的其他方面与第1实施方式相同，也能在本实施方式中发挥与第1实施方式相同的作用效果。
图5表示本发明的蒸镀装置1、坩埚4以及蒸镀方法的第5实施方式。在本实施方式中，第2引导通路14的结构与第4实施方式不同。具体而言，在本实施方式中，与第4实施方式一样，使用圆筒构件42作为突起部41，但该圆筒构件42构成为其筒心方向的一端部的口径与另一端部的口径不同。更具体而言，在该圆筒构件42中，形成有凸缘部44的一侧的一端部的口径较大，与传感器5相面对的一侧的另一端部的口径较小。另外，形成于第2壁部22的孔31的口径与圆筒构件42的一端部的口径大致相等。
采用这样的结构，在本实施方式的第2引导通路14中，气化材料的入口32的口径较大，出口33的口径较小。因此，在本实施方式中，自第2移动通路14的入口32能够获得更多的气化材料，自形成得比入口32小的出口33能够将密度更高的气化材料朝向传感器5放出。
本实施方式的其他方面与第4实施方式相同，也能在本实施方式中发挥与第4实施方式相同的作用效果。
图6表示本发明的蒸镀装置1、坩埚4以及蒸镀方法的第6实施方式。在本实施方式中，为了将通过第1引导通路12的气化材料向第2引导通路14引导，在第2壁部22的内表面侧形成有向坩埚4的内侧突出的突起部51的方面与第4实施方式不同。该突起部51在第2引导通路14的形成于第2壁部22的入口32与第3壁部23之间的位置固定于第2壁部22的内表面。而且，该突起部51例如构成板状，并且设置在第2引导通路14的入口32的附近位置。
这样一来，通过在第2壁部22的内表面的规定位置形成板状的突起部51，能够借助该突起部51将通过第1引导通路12的气化材料引导到第2引导通路14。
本实施方式的其他方面与第4实施方式相同，也能在本实施方式中发挥与第4实施方式相同的作用效果。
此外，本发明的坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法并不限于上述实施方式的结构。另外，本发明的坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法并不限于上述的作用效果。本发明的坩埚、蒸镀装置以及蒸镀方法在不脱离本发明的主旨范围内能够进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，示出了在坩埚4的第2壁部22中形成有第2引导通路14的例子，但也能够在除第2壁部22以外的第1壁部、第3壁部～第5壁部中形成第2引导通路14。
另外，在第4实施方式至第6实施方式中，示出了圆筒构件42作为突起部的例子，但并不限于此，可以使用多边形状、椭圆形状以及不规则形状的筒状构件。另外，为了提高气化材料在该突起部的冷却性能，可以在该突起部的外表面设置用于散热的散热片。
另外，也可以是，代替筒状构件，通过使第2壁部22的一部分的厚度比其他部分厚而形成突起部41，在该突起部41中形成贯穿该突起部41的孔31，由此，构成第2引导通路14。
另外，也可以在坩埚中形成多个第2引导通路14。在该情况下，也可以是，设置开闭自由地闭塞第2引导通路14的各入口32或者各出口33的闭塞构件，并根据需要使用各个第2引导通路14。
附图标记说明
1、蒸镀装置；2、被处理基板；3、蒸镀源4、坩埚；5、传感器；5a、检测面；11、收容部；12、第1引导通路；13、放出口；14、第2引导通路；16、底壁部；17、侧壁部；21、第1壁部；22、第2壁部；23、第3壁部；31、孔；32、入口；33、出口；41、突起部；42、圆筒构件；43、孔；44、凸缘部；51、突起部；101、蒸镀源；102、收容部；103、被处理基板；104、引导通路；105、坩埚。

Claims (5)

1.一种蒸镀用坩埚，其特征在于，
该蒸镀用坩埚具有：
收容部，其用于收容蒸镀源；
第1引导通路，其用于将自蒸镀源放出的气化材料朝向被处理基板引导；
壁部，其用于划分第1引导通路；
第2引导通路，其自第1引导通路的中途部分支，并且贯穿该壁部而与外部连通。
2.根据权利要求1所述的蒸镀用坩埚，其特征在于，
上述第2引导通路为贯穿上述壁部的孔。
3.根据权利要求2所述的蒸镀用坩埚，其特征在于，
在上述壁部的外表面设置有向外侧突出的突起部，上述第2引导通路形成为贯穿该突起部并与上述壁部的孔连通。
4.一种蒸镀装置，其特征在于，
该蒸镀装置具有：
权利要求1至3中任一项所述的蒸镀用坩埚；
真空室，其能够将该蒸镀用坩埚收纳于内部；
真空泵，其与真空室连接；
加热器，其用于对该蒸镀用坩埚进行加热；
传感器，其用于测量来自蒸镀源的气化材料附着于被处理基板而形成的膜的厚度。
5.一种蒸镀方法，其利用权利要求4所述的蒸镀装置使自蒸镀源放出的气化材料蒸镀在被处理基板上，其特征在于，
利用设置于上述真空室内的上述传感器检测自上述第2引导通路放出的气化材料，由此，一边测量气化材料附着于被处理基板而形成的膜的厚度，一边使气化材料蒸镀在被处理基板上。
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