CN104451554B - 真空蒸镀设备及真空蒸镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空蒸镀设备及真空蒸镀方法，属于真空蒸镀领域。其中，真空蒸镀设备包括蒸镀腔室和设置在所述蒸镀腔室内的M个相互独立的蒸发源装置，M为大于1的整数，所述蒸发源装置包括：子腔室；位于所述子腔室内的蒸发源；位于所述蒸发源上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第一挡板；位于所述第一挡板上方的第一晶振片；位于所述第一晶振片上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第二挡板，其中，所述第一挡板和第二挡板均具有与所述蒸发源对应的用于使蒸镀物质通过的挡板开口。本发明的技术方案能够提高蒸镀流片的效率，缩短蒸镀流片的时间，同时能够对源材料进行回收，从而降低蒸镀流片的成本。
Description
技术领域
本发明涉及真空蒸镀领域，特别是指一种真空蒸镀设备及真空蒸镀方法。
背景技术
目前，蒸镀工艺被广泛地应用于电子器件的镀膜生产过程中，其原理是将待成膜的源材料放置于真空环境中，通过电阻加热或电子束加热使源材料加热到一定温度发生蒸发或升华，气化后的源材料凝结沉积在待成膜的基板表面而完成镀膜。
图1为现有技术中真空蒸镀设备的结构示意图，如图1所示，真空蒸镀设备包括基板1，放置在基板1朝向蒸镀腔室4一侧上的掩膜板2，蒸镀腔室4设有主挡板3，蒸镀腔室4中设置有两个以上的蒸发源7，每个蒸发源7对应设置有挡板6和晶振片5，晶振片5的振动频率变化与晶振片5沉积膜的厚度有关，因此可以根据晶振片5振动频率的变化计算得到蒸发源7的实时蒸镀速率，从而控制沉积到基板上的膜厚。
在利用蒸发源7进行蒸镀时，打开蒸发源7对应的挡板6的挡板开口，对蒸发源7进行加热，之后蒸发源7进入控速阶段，利用对应的晶振片5监控蒸发源7的蒸镀速率，在加热控速阶段主挡板3的挡板开口关闭，在蒸发源7的蒸镀速率稳定后，打开主挡板3的挡板开口，蒸发源7中的源材料蒸出沉积到基板1上，蒸发源7处于蒸镀阶段，蒸镀完成后，主挡板3的挡板开口关闭，蒸发源7进入降温阶段，即蒸发源7需依次经历加热控速、蒸镀、降温等阶段。
在利用同一个蒸镀腔室中的多个蒸发源依次蒸镀多层膜时，为了避免源材料之间相互污染，需要在前一个蒸发源降温完毕后，再对下一个蒸发源进行加热，利用下一个蒸发源进行蒸镀，只能依次完成每一个蒸发源的加热控速、蒸镀、降温等步骤，在需要蒸镀的膜层较多时，在不同蒸发源之间切换时需要较长时间等待，限制了蒸镀流片的效率，延长了蒸镀流片的时间；另外，加热、控速、降温等阶段蒸发源蒸发出源材料将会沉积到蒸镀腔室壁上，一方面对蒸镀腔室造成污染，增加蒸镀腔室清洗的频次和成本，另一方面，造成昂贵的源材料的极大浪费，使得源材料的利用率往往不到5％。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种真空蒸镀设备及真空蒸镀方法，能够提高蒸镀流片的效率，缩短蒸镀流片的时间，同时能够对源材料进行回收，从而降低蒸镀流片的成本。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种真空蒸镀设备，包括蒸镀腔室和设置在所述蒸镀腔室内的M个相互独立的蒸发源装置，M为大于1的整数，所述蒸发源装置包括：
子腔室；
位于所述子腔室内的蒸发源；
位于所述蒸发源上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第一挡板；
位于所述第一挡板上方的第一晶振片；
位于所述第一晶振片上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第二挡板，其中，所述第一挡板和第二挡板均具有与所述蒸发源对应的用于使蒸镀物质通过的挡板开口。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
位于所述第二挡板上方的第二晶振片。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
设置于所述子腔室侧壁上、承载所述第一晶振片的第一可移动支架。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
承载所述第二晶振片的第二可移动支架。
进一步地，所述真空蒸镀设备还包括：
能够封闭所述蒸镀腔室的主挡板。
本发明实施例还提供了一种真空蒸镀方法，使用如上所述的真空蒸镀设备进行蒸镀，所述方法包括：
按照蒸镀的先后顺序依次利用所述M个蒸发源装置进行蒸镀，在利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀时，控制第N个蒸发源装置进入加热控速阶段，其中，N不大于M，第N个蒸发源装置排在第N-1个蒸发源装置之后。
进一步地，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之后还包括：
利用第N个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀，同时控制第N-1个蒸发源进入降温阶段。
进一步地，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之前还包括：
打开所述蒸镀腔室的主档板的挡板开口，控制所述第N-1个蒸发源装置进入加热控速阶段。
进一步地，控制蒸发源装置进入加热控速阶段包括：
打开所述蒸发源装置的第一挡板的挡板开口，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片位于所述蒸发源装置的蒸发源的上方；
对所述蒸发源进行加热，并利用所述第一晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
进一步地，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口，使所述蒸发源中的源材料蒸出沉积到待蒸镀基板上。
进一步地，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片远离所述蒸发源的上方；
打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
移动所述第二可移动支架使所述第二晶振片位于所述蒸发源的上方，利用所述第二晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
进一步地，控制蒸发源装置进入降温阶段包括：
关闭所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
对所述蒸发源装置的蒸发源进行冷却。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，真空蒸镀设备包括设置在蒸镀腔室内的多个相互独立的蒸发源装置，每个蒸发源装置的蒸发源上方依次设置有第一挡板、第一晶振片和第二挡板，这样在上一蒸发源装置进行蒸镀时，该蒸发源装置可以打开第一挡板的挡板开口，对蒸发源进行加热，并利用第一晶振片对蒸发源进行控速，由于蒸发源上方还设置有第二挡板，因此，该蒸发源的源材料并不会扩散到蒸镀腔室中，待上一蒸发源蒸镀完毕后，关闭上一蒸发源的第二挡板，控制上一蒸发源进行降温阶段，同时该蒸发源的蒸镀速率已经达到预设速率，可以直接打开该蒸发源对应的第二挡板，利用该蒸发源进行蒸镀，从而减少了在蒸镀形成多个膜层时在不同蒸发源之间切换等待的时间，提高了蒸镀流片的效率，缩短了蒸镀流片的时间；同时在加热控速阶段和降温阶段，蒸发源蒸发出的源材料将沉积在第二挡板上，可以对第二挡板上的源材料进行回收，提高源材料的利用率，降低蒸镀流片的成本。
附图说明
图1为现有技术中真空蒸镀设备的结构示意图；
图2为本发明实施例真空蒸镀设备的结构示意图。
附图标记
1基板 2掩膜板 3主挡板 4蒸镀腔室
5晶振片 6挡板 7、17、27蒸发源 18、28第二晶振片
19、29第二挡板 110、210第一晶振片 111、211第一挡板
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例提供一种真空蒸镀设备及真空蒸镀方法，能够提高蒸镀流片的效率，缩短蒸镀流片的时间，同时能够对源材料进行回收，从而降低蒸镀流片的成本。
本发明实施例提供了一种真空蒸镀设备，包括蒸镀腔室和设置在所述蒸镀腔室内的M个相互独立的蒸发源装置，M为大于1的整数，所述蒸发源装置包括：
子腔室；
位于所述子腔室内的蒸发源，该蒸发源可以为坩埚或蒸发舟；
位于所述蒸发源上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第一挡板；
位于所述第一挡板上方的第一晶振片，晶振片沉积膜的厚度与晶振片的振动频率变化有关，因此可以根据晶振片振动频率变化计算得到蒸发源的实时蒸镀速率，从而控制蒸镀膜厚；
位于所述第一晶振片上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第二挡板，其中，所述第一挡板和第二挡板均具有与所述蒸发源对应的用于使蒸镀物质通过的挡板开口。
本发明的真空蒸镀设备包括设置在蒸镀腔室内的多个相互独立的蒸发源装置，每个蒸发源装置的蒸发源上方依次设置有第一挡板、第一晶振片和第二挡板，这样在上一蒸发源装置进行蒸镀时，该蒸发源装置可以打开第一挡板的挡板开口，对蒸发源进行加热，并利用第一晶振片对蒸发源进行控速，由于蒸发源上方还设置有第二挡板，因此，该蒸发源的源材料并不会扩散到蒸镀腔室中，待上一蒸发源蒸镀完毕后，关闭上一蒸发源的第二挡板，控制上一蒸发源进行降温阶段，同时该蒸发源的蒸镀速率已经达到预设速率，可以直接打开该蒸发源对应的第二挡板，利用该蒸发源进行蒸镀，从而减少了在蒸镀形成多个膜层时在不同蒸发源之间切换等待的时间，提高了蒸镀流片的效率，缩短了蒸镀流片的时间；同时在加热控速阶段和降温阶段，蒸发源蒸发出的源材料将沉积在第二挡板上，可以对第二挡板上的源材料进行回收，提高源材料的利用率，降低蒸镀流片的成本。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
位于所述第二挡板上方的第二晶振片。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
设置于所述子腔室侧壁上、承载所述第一晶振片的第一可移动支架。
进一步地，所述蒸发源装置还包括：
承载所述第二晶振片的第二可移动支架。
这样在蒸发源完成加热控速阶段后，可以控制第一可移动支架使第一晶振片远离蒸发源的上方，并控制第二可移动支架使第二晶振片位于蒸发源的上方，即可利用第二晶振片在蒸镀阶段监控蒸发源的实时蒸镀速率。在源材料蒸发附着到晶振片上时，会对晶振片造成损耗，在更换晶振片时需要对真空蒸镀腔室破真空，使得更换晶振片的成本比较大，并且会降低生产效率，而本实施例在蒸镀阶段控制第一可移动支架使第一晶振片远离蒸发源的上方，可以减少对第一晶振片的损耗，从而降低更换晶振片的频率和成本。
进一步地，所述真空蒸镀设备还包括：
能够封闭所述蒸镀腔室的主挡板，在对待蒸镀基板进行蒸镀时，需要首先打开主挡板的挡板开口。
本发明实施例还提供了一种真空蒸镀方法，使用如上所述的真空蒸镀设备进行蒸镀，所述方法包括：
按照蒸镀的先后顺序依次利用所述M个蒸发源装置进行蒸镀，在利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀时，控制第N个蒸发源装置进入加热控速阶段，其中，N不大于M，第N个蒸发源装置排在第N-1个蒸发源装置之后。
进一步地，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之后还包括：
利用第N个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀，同时控制第N-1个蒸发源进入降温阶段。
进一步地，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之前还包括：
打开所述蒸镀腔室的主档板的挡板开口，控制所述第N-1个蒸发源装置进入加热控速阶段。
进一步地，控制蒸发源装置进入加热控速阶段包括：
打开所述蒸发源装置的第一挡板的挡板开口，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片位于所述蒸发源装置的蒸发源的上方；
对所述蒸发源进行加热，并利用所述第一晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
进一步地，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口，使所述蒸发源中的源材料蒸出沉积到待蒸镀基板上。
进一步地，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片远离所述蒸发源的上方；
打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
移动所述第二可移动支架使所述第二晶振片位于所述蒸发源的上方，利用所述第二晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
进一步地，控制蒸发源装置进入降温阶段包括：
关闭所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
对所述蒸发源装置的蒸发源进行冷却。
下面以真空蒸镀设备的蒸镀腔室中设置有两个相互独立的蒸发源装置为例，结合图2对本发明的真空蒸镀设备及真空蒸镀方法进行进一步地介绍：
如图2所示，真空蒸镀设备包括蒸镀腔室4，能够封闭蒸镀腔室4的主挡板3，位于蒸镀腔室4开口处的基板1和掩膜板2，蒸镀腔室4中设置有两个相互独立的蒸发源装置，按照蒸镀的先后顺序对蒸镀腔室中的两个蒸发源装置进行排序，先进行蒸镀的为第一个蒸发源装置，后进行蒸镀的为第二个蒸发源装置。第一蒸发源装置包括：子腔室；位于子腔室内的蒸发源17；位于蒸发源17上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第一挡板111；位于第一挡板111上方的第一晶振片110；位于第一晶振片110上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第二挡板19；位于第二挡板19上方的第二晶振片18，其中，第一挡板111和第二挡板19均具有与蒸发源17对应的用于使蒸镀物质通过的挡板开口，第一晶振片110被设置于子腔室侧壁上的第一可移动支架承载，第二晶振片18被第二可移动支架承载。
在初始阶段，第一挡板111、211的挡板开口、第二挡板19、29的挡板开口和主挡板3的挡板开口均处于关闭状态。
在对基板1进行蒸镀时，首先打开主档板3的挡板开口，对蒸发源17进行加热，同时打开第一挡板111的挡板开口，移动第一可移动支架使第一晶振片110位于蒸发源17的上方，使第一晶振片110监控蒸发源17的蒸镀速率，第一个蒸发源装置进入加热控速阶段。
在蒸发源17的蒸镀速率达到预设速率后，打开第二挡板19的挡板开口，使蒸发源17中的源材料蒸出，经过第一挡板111的挡板开口、第二挡板19的挡板开口和主挡板3的挡板开口沉积到基板1上，第一个蒸发源装置进入蒸镀阶段。在第一个蒸发源装置进入蒸镀阶段的同时，控制第二个蒸发源装置进入加热控速阶段，对蒸发源27进行加热，同时打开第一挡板211的挡板开口，移动第一可移动支架使第一晶振片210位于蒸发源27的上方，使第一晶振片210监控蒸发源27的蒸镀速率，第二个蒸发源装置进入加热控速阶段。
在第一个蒸发源装置进入蒸镀阶段时，可以控制第一可移动支架使第一晶振片110远离蒸发源17的上方，并控制第二可移动支架使第二晶振片18位于蒸发源17的上方，利用第二晶振片18在蒸镀阶段监控蒸发源17的实时蒸镀速率，在源材料蒸发附着到晶振片上时，会对晶振片造成损耗，在更换晶振片时需要对真空蒸镀腔室破真空，使得更换晶振片的成本比较大，而本实施例在蒸镀阶段控制第一可移动支架使第一晶振片远离蒸发源的上方，可以减少对第一晶振片的损耗，从而降低更换晶振片的频率和成本。
在利用第一个蒸发源装置完成蒸镀后，关闭第二挡板19的挡板开口，并对蒸发源17进行冷却，第一个蒸发源装置进入降温阶段。同时，第二个蒸发源装置中的蒸发源27的蒸镀速率已经达到预设速率，打开第二挡板29的挡板开口，使蒸发源27中的源材料蒸出，经过第一挡板211的挡板开口、第二挡板29的挡板开口和主挡板3的挡板开口沉积到基板1上，第二个蒸发源装置进入蒸镀阶段。
在第二个蒸发源装置进入蒸镀阶段时，可以控制第一可移动支架使第一晶振片210远离蒸发源27的上方，并控制第二可移动支架使第二晶振片28位于蒸发源27的上方，利用第二晶振片28在蒸镀阶段监控蒸发源27的实时蒸镀速率，在源材料蒸发附着到晶振片上时，会对晶振片造成损耗，在更换晶振片时需要破开真空蒸镀腔室来更换晶振片，使得更换晶振片的成本比较大，而本实施例在蒸镀阶段控制第一可移动支架使第一晶振片远离蒸发源的上方，可以减少对第一晶振片的损耗，从而降低更换晶振片的频率和成本。
进一步地，本发明的真空蒸镀设备还可以包括三个以上相互独立的蒸发源装置，在真空蒸镀设备包括三个以上相互独立的蒸发源装置时，在上一蒸发源装置进入蒸镀阶段时，下一蒸发源装置进入加热控速阶段，并且当上一蒸发源装置进入降温阶段时，下一蒸发源装置进入蒸镀阶段，以此类推，具体的真空蒸镀方法与上述实施例类似，在此不再赘述。
本实施例中引入第二挡板，在升温控速阶段和降温阶段可以避免不同源材料之间的交叉污染，在上一蒸发源装置进行蒸镀时，下一蒸发源装置可以打开第一挡板的挡板开口，对蒸发源进行加热，并利用第一晶振片对蒸发源进行控速，由于蒸发源上方还设置有第二挡板，因此，下一蒸发源的源材料并不会扩散到蒸镀腔室中，待上一蒸发源蒸镀完毕后，关闭上一蒸发源的第二挡板，控制上一蒸发源进行降温阶段，同时下一蒸发源的蒸镀速率已经达到预设速率，可以直接打开该蒸发源对应的第二挡板，利用该蒸发源进行蒸镀，从而减少了在蒸镀形成多个膜层时在不同蒸发源之间切换等待的时间，提高了蒸镀流片的效率，缩短了蒸镀流片的时间，减少腔室中少量氧气和水分子浸入到器件结构内部的可能，避免显示黑点等缺陷，提高器件良率和寿命；同时在加热控速阶段和降温阶段，蒸发源蒸发出的源材料将沉积在第二挡板上，可以对第二挡板上的源材料进行回收并提纯，从而提高了源材料的利用率，降低了蒸镀流片的成本。本实施例同时还引入第二晶振片，可以降低更换晶振片的频率和成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种真空蒸镀设备，其特征在于，包括蒸镀腔室和设置在所述蒸镀腔室内的M个相互独立的蒸发源装置，M为大于1的整数，所述蒸发源装置包括：
子腔室；
位于所述子腔室内的蒸发源；
位于所述蒸发源上方、能够阻挡蒸发源的源材料排出的第一挡板；
位于所述第一挡板上方的第一晶振片；
位于所述第一晶振片上方的能够阻挡蒸发源的源材料排出的第二挡板，其中，所述第一挡板和第二挡板均具有与所述蒸发源对应的用于使蒸镀物质通过的挡板开口。
2.根据权利要求1所述的真空蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发源装置还包括：
位于所述第二挡板上方的第二晶振片。
3.根据权利要求2所述的真空蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发源装置还包括：
设置于所述子腔室侧壁上的承载所述第一晶振片的第一可移动支架。
4.根据权利要求2所述的真空蒸镀设备，其特征在于，所述蒸发源装置还包括：
承载所述第二晶振片的第二可移动支架。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的真空蒸镀设备，其特征在于，所述真空蒸镀设备还包括：
能够封闭所述蒸镀腔室的主挡板。
6.一种真空蒸镀方法，其特征在于，使用如权利要求1-5中任一项所述的真空蒸镀设备进行蒸镀，所述方法包括：
按照蒸镀的先后顺序依次利用所述M个蒸发源装置进行蒸镀，在利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀时，控制第N个蒸发源装置进入加热控速阶段，其中，N不大于M，第N个蒸发源装置排在第N-1个蒸发源装置之后；
控制蒸发源装置进入加热控速阶段包括：
打开所述蒸发源装置的第一挡板的挡板开口，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片位于所述蒸发源装置的蒸发源的上方；
对所述蒸发源进行加热，并利用所述第一晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
7.根据权利要求6所述的真空蒸镀方法，其特征在于，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之后还包括：
利用第N个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀，同时控制第N-1个蒸发源进入降温阶段。
8.根据权利要求6或7所述的真空蒸镀方法，其特征在于，利用第N-1个蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀之前还包括：
打开所述蒸镀腔室的主档板的挡板开口，控制所述第N-1个蒸发源装置进入加热控速阶段。
9.根据权利要求6所述的真空蒸镀方法，其特征在于，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口，使所述蒸发源中的源材料蒸出沉积到待蒸镀基板上。
10.根据权利要求6所述的真空蒸镀方法，其特征在于，利用蒸发源装置对待蒸镀基板进行蒸镀包括：
在所述蒸发源的蒸镀速率达到预设速率后，移动所述第一可移动支架使所述第一晶振片远离所述蒸发源的上方；
打开所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
移动所述第二可移动支架使所述第二晶振片位于所述蒸发源的上方，利用所述第二晶振片监控所述蒸发源的蒸镀速率。
11.根据权利要求7所述的真空蒸镀方法，其特征在于，控制蒸发源装置进入降温阶段包括：
关闭所述蒸发源装置的第二挡板的挡板开口；
对所述蒸发源装置的蒸发源进行冷却。
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| CN203976904U (zh) * | 2014-08-04 | 2014-12-03 | 熊丹 | 真空镀膜装置 |
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2015
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