CN104884663A - 具有移动气相沉积源的气相沉积设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在真空腔室内的涂覆目标的表面上沉积薄膜的沉积设备。所述沉积设备包括：沉积源，供给用于形成薄膜的材料；供给单元，将冷却剂、电源和处理气体中的至少一种供给至所述沉积源；移动单元，在所述真空腔室内移动所述沉积源。

Description

具有移动气相沉积源的气相沉积设备

技术领域

本发明涉及一种具有移动沉积源的沉积设备。

背景技术

在制造液晶显示器与有机发光显示器时，透明电极、金属电极、绝缘膜等通过物理气相沉积(PVD)方法或例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法的化学气相沉积(CVD)方法来形成。

传统的物理或化学气相沉积设备使用固定沉积源且移动或旋转涂覆目标的方法。由于沉积源应连接至需要供给冷却剂、电源、处理气体等的各种装置，因此只能以固定的形式呈现。

然而，在通过包含固定沉积源的沉积设备以弯曲形式在涂覆目标上沉积薄膜的情况下，涂覆目标的表面与沉积源之间的距离根据涂覆目标的位置而改变。因此，具有难以形成均匀的薄膜的问题。另外，存在涂覆目标的运动产生微粒的问题。

因此，需要一种能够在任何形状的涂覆目标上形成均匀的薄膜并且最小化微粒的产生的沉积设备。

发明内容

发明要解决的技术问题

本公开提供了一种沉积设备，该沉积设备能够在不同形状的涂覆目标上形成均匀的薄膜并且最小化由涂覆目标的移动引起的微粒的产生。

问题的解决方案

根据示例性实施例，提供了一种在真空腔室内的涂覆目标表面上沉积薄膜的沉积设备，所述沉积设备包括：沉积源，用于供给形成薄膜的材料；供给单元，用于将冷却剂、电源以及处理气体中的至少一种供给至沉积源；移动单元，用于在真空腔室内移动沉积源。

在本公开中，其中，供给单元被设置在真空腔室内，并且沉积设备进一步包括微粒防护罩，该微粒防护罩被设置在沉积源与供给单元之间以将供给单元与沉积源分离。

发明效果

根据本公开的前述技术手段，通过固定涂覆目标并且移动沉积源以控制涂覆目标的表面与沉积源之间的距离，能够形成更均匀的薄膜，并且最小化由于涂覆目标的运动引起的微粒的产生。

另外，通过藉由真空腔室内部的微粒防护罩将供给单元与沉积源分离，能够有效防止残余的沉积材料引入至供给单元中而产生微粒，并且防止微粒引入至涂覆目标中而造成污染涂覆目标的表面。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施例的沉积设备的概念图。

图2是根据本公开的示例性实施例的沉积设备的侧面的示意性横截面图。

图3和图4是用于描绘移动单元的其他示例性实施例的概念图。

图5描绘了沉积源包含多个阴极的情况。

图6显示出图5中的包含多个阴极的沉积源的各种示例性实施例。

图7描绘了沉积源设置有圆形阴极的情况。

图8描绘了沉积源设置有PECVD沉积源的情况。

图9描绘了通过移动单元和旋转单元的沉积源的各种移动路径。

图10描绘了具有门(shutter)的沉积源。

图11显示出图2的沉积设备，其中沉积源与涂覆目标在向下倾斜时被倾斜定位。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使得本领域的技术人员可容易实现本发明概念。然而，应该注意的是，本公开并不限于示例性实施例而是能够以各种其他方式实现。在附图中，与说明不直接相关的一些部件将被省去以提高附图的清晰性，并且整个文档中的类似标号表示类似的部件。

在整个文档中，用来指定一个元件相对于另一元件的位置的术语“上”包括这一个元件与此另一元件相邻的情况以及这两个组件之间存在任何其他元件的情况。

贯穿整个文档，在文档中使用的术语“包括或包含”与/或“具有”表示一个或多个其他组件、步骤、操作和/或除了所描述的组件、步骤、操作和/或元件之外，不排除其元件的存在或添加。在整个文档中，术语“大约”或“基本上”旨在具有接近在可允许的误差指定的数值或范围的含义，并且旨在防止为了理解本发明所揭露的精确或绝对的数值被任何不公正的第三方非法或不公平的使用。贯穿整个文档，术语“……的步骤”并不意味着“用于…….的步骤”。

贯穿整个文档，马库什型描述中包含的术语“……的组合”是指从马库什型描述的组件、步骤、操作和/或元件组成的组中选择的一个或多个组件、步骤、操作与/或元件的混合或组合，从而意味着本公开包括从马库什组中选择的一个或多个组件、步骤、操作和/或元件。

此外，本公开的示例性实施例的描述中关于方向或位置(向上、向下、上下方向、左侧、右侧、右及左方向等)的术语已经基于附图中示出的各元件的位置的状态设置。例如，在图1中，上部可指上侧，下部可指下侧，左部可指左侧，右部可指右侧。然而，在本公开的示例性实施例的各种实际应用中，这些元件可定位在不同的方向，例如，上侧和下侧以及左侧和右侧可反向。

下文中，将参照附图详细描述本公开。

首先，描述根据本公开的示例性实施例的沉积设备(以下称作“本沉积设备”)。

本沉积设备1000包含沉积源30。

沉积源30供给用于形成薄膜的材料。此种情况下，沉积源30所供给的材料可包含金属、陶瓷以及高分子材料。

另外，沉积源30可包含在例如喷镀及电子束(e-beam)的物理气相沉积设备或例如等离子增强化学气相沉积(PECVD)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)以及低压化学气相沉积(LPCVD)的化学气相沉积设备中。

沉积源30可以以不同的形式被定位。例如，在如图1所示沉积源30与涂覆目标200定位于左方向和右方向的情况下，能够防止涂覆目标200的表面受到引入至供给单元50中的材料所产生的微粒的污染。

对于另一示例性实施例，在如图2所示沉积源30与涂覆目标200定位于上方向和下方向的情况下，能够防止材料被引入至供给单元50中。结果，能够抑制污染涂覆目标200的表面的微粒的产生。

沉积源30与涂覆目标200在向下倾斜时可被倾斜定位。这样意在最小化微粒对涂覆目标200的表面的影响。

如图11所示，在沉积源30与涂覆目标200在上方向及下方向被定位，同时涂覆目标200的表面倾斜以略微面向重力方向的情况下，能够有效地防止材料引入至供给单元50中以及防止从供给单元50产生的微粒引入至涂覆目标200的表面上。结果，能够最小化涂覆目标200的表面的污染。

本沉积设备1000包含供给单元50。

供给单元50将冷却剂、电源以及处理气体中的至少一种供给至沉积源30。

供给单元50可被设置在真空腔室100内。

这种情况下，较佳地，供给单元50被设置为防止冷却剂、电源以及处理气体在真空腔室100的内部泄露或释放。

更具体而言，由于真空腔室的内部特性引起的与已有水压之间的压力差以及材质的低精度，造成供给单元50中供给冷却剂的部分具有泄露冷却剂的危险。因此，较佳地，供给单元50采用一精确质量的材料，并且避免在连接部的泄露。

另外，在供给单元50中供应电源的部分的情况下，为了防止在真空区域中发生介质击穿，较佳地使用具有一定或较高绝缘等级的护套的电线，并且因此，特别在连接部抑制了介质击穿的发生。

本沉积设备1000包含移动单元10。

移动单元10在真空腔室100内移动沉积源30。

薄膜的沉积速率根据沉积源与涂覆目标之间的距离而变化。然而，在传统的沉积设备中，沉积源固定，并且因此，当薄膜形成于弯曲形状的涂覆目标的表面上时，涂覆目标与沉积源之间的距离无法被控制成一致。因此，传统的沉积设备具有不能够在不同形状的涂覆目标上形成均匀的薄膜的问题。

相反，本沉积设备100通过固定涂覆目标200并且移动沉积源30，能够将涂覆目标200的表面与沉积源30之间的距离控制为一致。因此，本沉积设备100能够在各种形状的涂覆目标200上形成更均匀的薄膜。进一步而言，本沉积设备100能够最小化由于涂覆目标200的移动导致的微粒的产生。

移动单元10可包含第一移动部11。第一移动部11能够沿着路径移动沉积源30。

此种情况下，该路径可形成为与涂覆目标200的表面相平行，以一致地维持沉积源30与涂覆目标200之间的距离。

这是为了在涂覆目标200的全部表面上形成一致且均匀的薄膜。

例如，参照图1，在涂覆目标200为平坦形状的情况下，第一移动部11通过将沉积源30以线性形式移动，能够一致地维持涂覆目标200的表面与沉积源30之间的距离。

对于另一实施例，参照图3，在涂覆目标200为弯曲形状的情况下，第一移动部11通过将沉积源30沿着对应于涂覆目标200的表面的形状的路径移动，能够一致地维持涂覆目标200的表面与沉积源30之间的距离。

移动单元10可包含连接件17。参照图1、图2和图4，连接件17可连接到沉积源30。

第一移动部11可包含第一线性运动部111。第一线性运动部111能够沿着路径移动连接件17。

参照图2，第一线性运动部111可设置有用于实现连接件17的运动的块以及用于引导此块的路径的导轨。然而，第一线性运动部111并不限于此且可以以不同的形式提供。

参照图1、图2和图4，第一线性运动部111可由第一支撑112支撑。

第一移动部11可包含第一动力部113。第一动力部113可向第一线性运动部111提供动力。

例如，如图1和图4所示，第一动力部113可被设置在第一线性运动部111下面。

在此种情况下，第一动力部113中产生的动力能够由第一动力传送部114传送至第一线性运动部111。

对于另一示例性实施例，第一动力部113可被设置在第一线性运动部111中包含的块的一侧。然而，第一动力部113的位置不限于此，并且第一动力部113可位于不同的位置。

较佳地，第一动力部113被配置为在真空腔室100的内部可使用。例如，第一动力部113可包含线性马达、滚珠螺杆、齿条齿轮、链条带等。

移动单元10可包含第二移动部13。第二移动部13可控制沉积源30与涂覆目标200之间的距离。

参照图4，第二移动部13通过移动沉积源30的位置以一致地维持沉积源30与涂覆目标200之间的距离，能够使得具有均匀厚度的薄膜形成于涂覆目标200的表面上。

第二移动部13可包含第二线性运动部131。第二线性运动部131通过移动连接件17能够控制沉积源30与涂覆目标200之间的距离。

第二线性运动部131可设置有用于实现连接件17的运动的块以及用于引导此块的路径的导轨。然而，第二线性运动部131并不限于此且可以以不同的形式被设置。

第二移动部13可包含第二动力部133。第二动力部133能够将动力提供给第二线性运动部131。

较佳地，第二动力部133设置为在真空腔室100的内部可使用。例如，第二动力部133可包含线性马达、滚珠螺杆、齿条齿轮、链条、带等。

移动单元10可包含旋转单元15。

参照图4，旋转单元15能够基于与涂覆目标200的表面相平行的单轴作为旋转轴来旋转沉积源30。在此种情况下，此旋转轴可与沉积源30移动的路径正交。

在此种情况下，沉积源30与任何形状的涂覆目标200可维持具有相同的距离。因此，可能在任何形状的涂覆目标200上形成均匀的薄膜。

沉积源30可包含多个阴极31，多个阴极31沿着此旋转轴的圆周排列。

由于本沉积设备1000具有在真空腔室100内部移动沉积源30的结构，因此沉积设备1000的尺寸明显地受到沉积源30的尺寸的影响。

因此，为了最小化沉积设备1000的尺寸，多个阴极31被包含于此单个沉积源30中，而非提供多个沉积源30，使得沉积源30通过旋转单元15而旋转，并且因此，更好地利用沉积源30的空间。结果，沉积设备1000的尺寸能够被最小化。

参照图9，通过由旋转单元15旋转沉积源30，能够根据希望形成的薄膜的材料来改变面对涂覆目标200的表面的阴极31。因此，不需要对于每一材料单独地提供沉积源30。

参照图6，沉积源30可根据需要包含不同数量的阴极31。

在此种情况下，多个阴极31可分别供应不同的材料。

在形成不同类型的薄膜的情况下，通过由旋转单元15旋转沉积源30，能够实现多个阴极31相交替地供应材料。

在此种情况下，多个阴极31可分别供应不同的材料，或仅多个阴极31中的部分可供应不同的材料。例如，当沉积源30包含四个阴极31时，这四个阴极31可供给不同的材料，或这四个阴极31中的两个可供应相同的材料，而这四个阴极31中的另外两个可供应不同的材料。

沉积源30可包含沿着旋转轴的圆周的门33，以实现多个阴极31中仅朝向涂覆目标300供给材料的阴极31暴露于外部。

在多个阴极31分别供应不同的材料或仅多个阴极31的部分供应不同材料的情况下，在供应材料期间，通过一阴极供给的材料可能会引入至供给不同材料的另一阴极中，由此污染阴极31。

因此，如图10所示，本沉积设备1000通过门33来防止由将暴露于外部的阴极31供给的材料引入至供给不同材料的另一阴极31中，能够防止污染阴极31。

如上所述，在沉积源30中，多个阴极31可沿着旋转轴的圆周排列，或者定位于同一平面上。

另外，如图7所示，沉积源30可设置有圆形的阴极31。如图8所示，沉积源30可适用于PECVD。

本沉积设备1000可包含微粒防护罩70。

微粒防护罩70可设置在沉积源30与供给单元50之间，以将供给单元50与沉积源30分离。

与传统的沉积设备不同，在涂覆目标200固定而沉积源30移动的情况下，用于将冷却剂、电源和处理气体供给至沉积源30的供给单元50被设置在真空腔室100的内部。在此种情况下，当由沉积源30供给的材料的部分引入至移动单元10或供给单元50中时，移动单元10或供给单元50变为微粒产生源。当产生的微粒引入至涂覆目标200中时，可污染涂覆目标200的表面。

因此，如图1至图3所示，通过藉由微粒防护罩70将供给单元50与沉积源30隔离，能够防止由沉积源30供给的材料引入至供给单元50或移动单元10中，能够防止产生的微粒引入至涂覆目标200中。结果，能够防止污染涂覆目标200的表面。

微粒防护罩70设置有狭槽71，以能够实现连接件17的运动。

参照图2，狭槽71可沿着连接件17移动的路径形成。此种情况下，为了防止材料和微粒通过狭槽71移动，狭槽71较佳形成为尽量小的尺寸以仅允许连接件17的运动。

微粒防护罩70可包含辅助防护罩73，辅助防护罩73从狭槽71的周围(peripheral)突出。

辅助防护罩73能够防止沉积材料通过狭槽71引入至供给单元50中。

另外，辅助防护罩73能够防止微粒通过狭槽71引入至涂覆目标200的表面中。

在此种情况下，较佳地，辅助防护罩73尽可能朝向狭槽71突出和倾斜以使得材料及微粒不能够通过狭槽71移动，同时不中断连接件17的运动。

辅助防护罩73可为“┐”弯曲形状以覆盖狭槽71。

在这种情况下，连接件17可包含弯曲部171，弯曲部171为与辅助防护罩73相对应的弯曲形式。

参照图2，从沉积源30供给的材料与从供给单元50产生的微粒的移动，可通过弯曲形状的辅助防护罩73及弯曲部171有效地受到阻挡。因此，微粒的产生与涂覆目标200表面的污染可最小化。

本沉积设备1000通过固定涂覆目标200且移动沉积源30，能够控制且一致地维持涂覆目标200的表面与沉积源30之间的距离。因此，本沉积设备1000可形成更均匀的薄膜，并且最小化由于涂覆目标200的运动造成的微粒的产生。

另外，本沉积设备1000通过藉由微粒防护罩70在真空腔室100内部将供给单元50与沉积源30分离，能够有效防止残余的沉积材料引入至供给单元50中而造成产生微粒，并且防止微粒引入至涂覆目标200中而造成污染涂覆目标200的表面。

为了示出的目的提供了示例性实施例的上述描述，本领域的技术人员将理解，在不改变示例性实施例的技术概念和实质特征的情况下可进行不同的变化和修改。因此，显然地，上述示例性实施例在所有方面是示例性的，并且不限制本公开。例如，描述为单一类型的每个组件可实现为分布方式。同样地，将描述为分布式的组件可以以组合的方式来实现。

发明概念的范围由所附权利要求及其等同形式而非由对示例性实施例的详细描述来限定。应当理解的是，从权利要求范围及其等同形式的含义和范围想到的所有修改和实施例均包含在发明概念的范围内。

Claims (18)

1.一种用于在真空腔室内的涂覆目标的表面上沉积薄膜的沉积设备，所述沉积设备包括：

沉积源，供给用于形成所述薄膜的材料；

供给单元，将冷却剂、电源和处理气体中的至少一种供给至所述沉积源；

移动单元，在所述真空腔室内移动所述沉积源。

2.如权利要求1所述的沉积设备，

其中，所述移动单元包括：第一移动部，沿着路径移动所述沉积源。

3.如权利要求2所述的沉积设备，

其中，所述路径形成为与所述涂覆目标的表面相平行，以一致地维持所述沉积源与所述涂覆目标之间的距离。

4.如权利要求2所述的沉积设备，

其中，所述移动单元包括：连接件，与所述沉积源连接，

第一移动部包括第一线性运动部和第一动力部，所述第一线性运动部沿着所述路径移动所述连接件，所述第一动力部将动力提供给第一线性运动部。

5.如权利要求4所述的沉积设备，

其中，所述移动单元包括第二移动部，所述第二移动部控制所述沉积源与所述涂覆目标之间的距离。

6.如权利要求5所述的沉积设备，

其中，第二移动部包括：

第二线性运动部，移动所述连接件以控制所述沉积源与所述涂覆目标之间的距离，

第二动力部，将动力供给至第二线性运动部。

7.如权利要求2所述的沉积设备，

其中，所述移动单元包括：

旋转单元，基于与所述涂覆目标的表面相平行的单轴作为旋转轴，来旋转所述沉积源。

8.如权利要求7所述的沉积设备，

其中，所述旋转轴与所述路径正交。

9.如权利要求7所述的沉积设备，

其中，所述沉积源包括多个阴极，所述多个阴极沿着所述旋转轴的圆周排列。

10.如权利要求9所述的沉积设备，

其中，所述多个阴极分别供给不同的材料。

11.如权利要求9所述的沉积设备，

其中，所述沉积源具有沿着所述旋转轴的圆周的门，以使所述多个阴极中的仅朝向所述涂覆目标供给材料的阴极暴露于外部。

12.如权利要求7所述的沉积设备，

其中，所述沉积源被设置有圆形的阴极。

13.如权利要求4所述的沉积设备，

其中，所述供给单元被设置于所述真空腔室内，

所述沉积设备进一步包括：微粒防护罩，所述微粒防护罩被设置在所述沉积源与所述供给单元之间以将所述供给单元与所述沉积源分离。

14.如权利要求13所述的沉积设备，

其中，所述微粒防护罩被设置有狭槽，以实现所述连接件的运动。

15.如权利要求14所述的沉积设备，

其中，所述微粒防护罩进一步包括：

辅助防护罩，从所述狭槽的周围突出，以防止所述材料被引入至所述供给单元中或防止微粒被引入至所述涂覆目标的表面上。

16.如权利要求15所述的沉积设备，

其中，所述辅助防护罩为弯曲形状以覆盖所述狭槽。

17.如权利要求16所述的沉积设备，

其中，所述连接件包括：弯曲部，所述弯曲部为与所述辅助防护罩相对应的弯曲形状。

18.如权利要求1所述的沉积设备，

其中，为了最小化微粒对所述涂覆目标的表面的影响，所述沉积源与所述涂覆目标被设置为在向下倾斜时被倾斜定位。