CN114381698A - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供成膜装置，能够抑制装置的大型化，并且能够增加向成膜源供给的冷却液的流量。成膜装置的特征在于，具备：腔室(10)；成膜源(100)，用于在配置于腔室(10)内的基板(P)上形成薄膜；大气箱(210)，支承成膜源(100)并进行往复移动；连结机构(240)，以连结腔室(10)和大气箱(210)的方式设置；第一冷却管(51)，配置于大气箱(210)的内部，用于向成膜源(100)供给冷却液；以及多个第二冷却管(52)，配置于连结机构(240)的内部，并且经由多支管(54)与第一冷却管(51)连接，且均比第一冷却管(51)细。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及在基板上形成薄膜的成膜装置。
背景技术
在成膜装置中，为了在面积大的基板上形成薄膜，已知有构成为成膜源往复移动的技术。在这样的技术中，具备作为支承成膜源的支承台的大气箱、使大气箱往复移动的移动机构、以及随着大气箱的移动而从动的多个大气臂。大气箱和多个大气臂均成为内部暴露于大气的状态，构成为从腔室的外部供给电气配线、冷却液的冷却管通过大气箱及多个大气臂的内部而与成膜源连接。冷却管由具有柔软性的配管构成，随着多个大气臂的动作，冷却管自身也变形，从而维持作为配管的功能。特别是，在将大气臂彼此连接的部分，冷却管构成为能够一边维持弯曲的状态一边变形。
在需要增加向成膜源供给的冷却液的流量的情况下，需要使用更粗的冷却管。冷却管越粗，则不得不使弯曲时的曲率半径越大。因此，在将大气臂彼此连接的部分，为了将粗的冷却管维持为弯曲的状态，不得不增大大气臂，大气臂的设置空间也变大，装置整体大型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-299176号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够抑制装置的大型化并且能够增加向成膜源供给的冷却液的流量的成膜装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的成膜装置的特征在于，具备：腔室；成膜源，用于在配置于所述腔室内的基板上形成薄膜；支承台，内部被保持为大气环境，且支承所述成膜源并进行往复移动；连结机构，以将所述腔室与所述支承台连结的方式设置，并且使所述腔室的外部与所述支承台的内部连通，且随着所述支承台的移动而移动；第一冷却管，配置于所述支承台的内部，用于向所述成膜源供给冷却液；以及多个第二冷却管，配置于所述连结机构的内部，并且经由多支管与所述第一冷却管连接，且所述多个第二冷却管均比所述第一冷却管细。
根据本发明，即使为了增加向成膜源供给的冷却液的流量而加粗第一冷却管，也能够使多个第二冷却管以曲率半径小的状态弯曲。因此，即使不增大连结机构，也能够将多个第二冷却管配置在连结机构的内部。
发明效果
如以上说明的那样，根据本发明，能够抑制装置的大型化，并且能够实现向成膜源供给的冷却液的流量的增加。
附图说明
图1是从上方观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图2是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图3是剖视观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。
图4是本发明的实施例的成膜源的概略结构图。
图5是表示本发明的实施例的连结机构的一部分的示意性剖视图。
图6是本发明的实施例的第二冷却管的动作说明图。
图7是表示电子器件的一例的示意性剖视图。
附图标记的说明
1成膜装置；10腔室；51第一冷却管；52第二冷却管；53第三冷却管；54多支管；55外部多支管；100成膜源；200驱动装置；210大气箱；230移动机构；240连结机构；241第一大气臂；242第二大气臂。
具体实施方式
以下，参照附图，基于实施例例示性地详细说明用于实施本发明的方式。但是，该实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思。
(实施例)
参照图1～图6，对本发明的实施例的成膜装置进行说明。另外，在本实施例中，作为成膜装置的一例，以溅射装置的情况为例进行说明。图1是从上方观察本发明的实施例的成膜装置的内部结构的概略结构图。图2是在图1中沿箭头V1方向观察的剖视图。图3是在图1中沿箭头V2方向观察的剖视图。图4是本发明的实施例的成膜源的概略结构图，该图(a)是从正面观察成膜源的附近的概略结构图，该图(b)是该图(a)中的AA剖视图。另外，在图4(a)中，用剖视图表示大气箱。图5是表示本发明的实施例的连结机构的一部分的示意性剖视图，用剖视图表示大气臂的一部分的附近。图6是本发明的实施例的第二冷却管的动作说明图。
[成膜装置的整体结构]
参照图1～图3，对本实施例的成膜装置1的整体结构进行说明。成膜装置1具备内部成为真空气氛的腔室10、腔室10内所具备的成膜源100、以及用于使成膜源100移动的驱动装置200。
在腔室10内具备保持基板P的基板保持机构11和保持掩模M的掩模保持机构12。通过这些保持机构，基板P和掩模M在成膜动作中(溅射动作中)保持静止的状态。腔室10是气密容器，利用排气泵20将其内部维持为真空状态(或减压状态)。通过打开气体供给阀30，向腔室10内供给气体，能够适当地变更为针对处理的适当的气体气氛(或压力带)。整个腔室10通过接地电路40电接地。
驱动装置200具备：作为支承成膜源100的支承台的大气箱210；对大气箱210的移动进行引导的一对导轨221、222；以及使大气箱210往复移动的移动机构230。另外，在驱动装置200中还具备连结机构240，其以连结腔室10和大气箱210的方式设置，随着大气箱210的移动而从动地移动。大气箱210构成为，其内部成为空洞，通过利用连结机构240使腔室10的外部与大气箱210的内部连通，从而大气箱210的内部被保持为大气环境。通过采用这样的结构，能够将与设置于腔室10的外部的冷却液供给装置50连接的冷却管和与同样设置于腔室10的外部的电源60连接的配线61同成膜源100连接。
大气箱210构成为通过移动机构230沿着一对导轨221、222往复移动。移动机构230采用滚珠丝杠机构，具备滚珠丝杠231和使滚珠丝杠231旋转的马达等驱动源232。但是，关于用于使大气箱210往复移动的移动机构，并不限定于滚珠丝杠机构，能够采用齿轮齿条机构等各种公知技术。在移动机构230采用齿轮齿条机构的情况下，能够设置于搬送引导部分。
[成膜源]
参照图4，对成膜源100进行更详细的说明。成膜源100具备靶110、支承靶110的两端的支承块120以及端块130。此外，在本实施例中，靶110设置有2个，支承块120以及端块130也在2个靶110上分别各设置有一个。靶110是在溅射时旋转的圆筒状的构件，也被称为旋转阴极。支承块120以及端块130固定于大气箱210的上表面。靶110具备圆筒状的靶本体111和作为配置于其内周的电极的阴极112。另外，靶110被支承块120以及端块130支承为旋转自如，并构成为通过端块130内所具备的未图示的马达等驱动源而在溅射时旋转。另外，在磁控溅射方式的溅射装置的情况下，为了在靶110与基板P之间产生磁场(漏磁场)，在阴极112的内部设置磁铁。
在如以上那样构成的成膜源100中，通过在靶110与作为阳极的腔室10之间施加一定以上的电压，在它们之间产生等离子体。然后，等离子体中的阳离子与靶110碰撞，由此从靶110(靶本体111)放出靶材料的粒子。从靶110放出的粒子一边反复碰撞，一边使放出的粒子中的靶物质的中性原子堆积在基板P上。由此，在基板P上形成由靶110的构成原子形成的薄膜。另外，在磁控溅射方式的情况下，通过上述的漏磁场，能够使等离子体集中于靶110与基板P之间的规定区域。由此，能够高效地进行溅射，因此能够提高靶物质向基板P的堆积速度。而且，在本实施例的成膜源100中，构成为在溅射的过程中靶110旋转。由此，靶110的消耗区域(腐蚀引起的侵蚀区域)不会集中于一部分，能够提高靶110的利用效率。
[连结机构]
对连结机构240进行更详细的说明。连结机构240由两端均被轴支承为转动自如且内部为空洞的多个大气臂构成。更具体而言，连结机构240具备第一大气臂241和第二大气臂242。第一大气臂241构成为第一端部相对于腔室10的底板转动自如。而且，第二大气臂242的第一端部被轴支承为相对于第一大气臂241的第二端部转动自如。第二大气臂242的第二端部被轴支承为相对于大气箱210转动自如。
在图5中利用示意性剖视图表示第一大气臂241的第一端部附近的构造。如图所示，在腔室10的底板设置有贯穿孔10a，在第一大气臂241设置有圆筒状的突出部241a。而且，在大气箱210的底板与第一大气臂241之间，设置有用于将它们转动自如地连接的带台阶的圆筒状构件241b。该圆筒状构件241b的一端插入设置于腔室10的底板的贯穿孔10a内。另外，设置于第一大气臂241的突出部241a从圆筒状构件241b的另一端侧插入。此外，贯穿孔10a与圆筒状构件241b之间的环状间隙和突出部241a与圆筒状构件241b之间的环状间隙分别被密封环241c、241d密封。
通过以上那样的结构，第一大气臂241相对于腔室10的底板转动自如地被支承，并且第一大气臂241内的空洞部与第一大气臂241的外侧的空间(腔室10的内部空间)被隔开。即，能够将腔室10的内部维持为真空状态(或减压状态)。另外，将第一大气臂241和第二大气臂242轴支承为转动自如的机构、以及将第二大气臂242和大气箱210轴支承为转动自如的机构也是同样的机构，因此省略其说明。另外，在本实施例中，示出了由2个臂构成的情况，但在想要延长大气箱210的移动距离的情况下，也能够连结3个以上的臂。
通过具备如以上那样构成的连结机构240的驱动装置200，能够使固定于大气箱210的成膜源100与大气箱210一起往复移动。由此，在去路及回路中的至少任一方的移动中，通过使成膜源100运转，能够对基板P进行成膜动作(溅射)。因此，即使在面积大的基板P上进行成膜的情况下，通过一边利用驱动装置200使成膜源100移动一边进行成膜动作，也能够从基板P的一端侧朝向另一端侧连续地形成薄膜。
[冷却管]
对冷却管进行更详细的说明。本实施例的冷却管具备配置于大气箱210的内部并与成膜源100连接的第一冷却管51、配置于连结机构240的内部的多个第二冷却管52、以及与冷却液供给装置50连接的第三冷却管53。另外，冷却管具备：多支管54，其配置于大气箱210的内部，将第一冷却管51与多个第二冷却管52连接；以及外部多支管55，其配置于腔室10的外部，将多个第二冷却管52与第三冷却管53连接。
多个第二冷却管52均比第一冷却管51细且比第三冷却管53细。而且，多个第二冷却管52以成束且扭转的状态配置于连结机构240的内部。在图2、3、6中，图中的附图标记52a表示多个第二冷却管52成束且扭转的状态的部位。通过采用这样的结构，当第一大气臂241与第二大气臂242所成的角变大而接近于接近直线的状态时，成束的多个第二冷却管52的扭转变紧，成为彼此的间隔较窄的状态(参照图6(a))。与此相对，若第一大气臂241与第二大气臂242所成的角变小，成为弯曲的状态，则成束的多个第二冷却管52的扭转变缓，成为相互的间隔宽的状态(参照图6(b))。但是，第二冷却管52彼此被一定程度地约束，因此能够抑制不必要地松弛，能够抑制在第二冷却管52彼此、以及第二冷却管52与臂内壁面之间产生滑动摩擦。需要说明的是，在将多个第二冷却管52不形成为成束且扭转的状态而配置于连结机构240的内部的情况下，各个第二冷却管52不被约束而单独地动作，因此有可能局部地产生滑动摩擦而耐久性降低。
[本实施例的成膜装置的优点]
根据本实施例的成膜装置1，即使为了增加向成膜源100供给的冷却液的流量而加粗第一冷却管51，多个第二冷却管52也均比第一冷却管51细。因此，对于各个第二冷却管52，能够在曲率半径较小的状态下使其弯曲。因此，即使不增大连结机构240，也能够将多个第二冷却管52配置在连结机构240的内部。由此，能够抑制装置的大型化，并且能够实现向成膜源100供给的冷却液的流量的增加。另外，在大气箱210内，通过采用由1根第一冷却管51供给冷却液的结构，能够有效利用大气箱210内的容积。即，假设在大气箱210内采用了配置多根第二冷却管52的结构的情况下，冷却管的占有容积会增大管的覆盖的量。但是，在本发明中，不一定限定于第一冷却管仅设置1根的结构。关于第三冷却管也同样，也包含设置2根以上的情况。
[电子器件的制造装置]
上述实施例所示的成膜装置1能够用作用于制造电子器件的制造装置。以下，参照图7对电子器件的制造装置以及由电子器件的制造装置制造的电子器件进行说明。成膜装置1能够用于在半导体器件、磁器件、电子部件等各种电子器件、光学部件等的制造中在基板P上(也包括在基板P的表面形成有层叠体的情况)堆积形成薄膜(有机膜、金属膜、金属氧化物膜等)。更具体而言，成膜装置1优选在发光元件、光电转换元件、触摸面板等电子器件的制造中使用。其中，本实施例的成膜装置1能够特别优选应用于有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)元件等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造。电子器件还包括具有发光元件的显示装置(例如，有机EL显示装置)、照明装置(例如，有机EL照明装置)和具有光电转换元件的传感器(例如，有机CMOS图像传感器)。
图7示出通过电子器件的制造装置制造的有机EL元件的一例。图示的有机EL元件在基板P上按照阳极F1、空穴注入层F2、空穴输送层F3、有机发光层F4、电子输送层F5、电子注入层F6、阴极F7的顺序成膜。本实施例的成膜装置1特别适合用于在有机膜上通过溅射形成用于电子注入层、电极(阴极、阳极)的金属膜、金属氧化物等的层叠被膜。另外，并不限定于在有机膜上成膜，只要是金属材料、氧化物材料等能够通过溅射成膜的材料的组合，就能够在各种面上层叠成膜。
(其他)
在上述实施例中，示出了成膜装置1为溅射装置、成膜源100具备靶110等的结构的情况。但是，在本发明中，例如也能够应用于成膜装置为真空蒸镀装置、成膜源为蒸发源的情况。

Claims (6)

1.一种成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置具备：
腔室；
成膜源，用于在配置于所述腔室内的基板上形成薄膜；
支承台，内部被保持为大气环境，且支承所述成膜源并进行往复移动；
连结机构，以将所述腔室与所述支承台连结的方式设置，并且使所述腔室的外部与所述支承台的内部连通，且随着所述支承台的移动而移动；
第一冷却管，配置于所述支承台的内部，用于向所述成膜源供给冷却液；以及
多个第二冷却管，配置于所述连结机构的内部，并且经由多支管与所述第一冷却管连接，且所述多个第二冷却管均比所述第一冷却管细。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置具备第三冷却管，所述第三冷却管配置于所述腔室的外部，并且经由配置于所述腔室的外部的外部多支管与所述多个第二冷却管连接，且所述第三冷却管比所述第二冷却管粗。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述连结机构由两端均被轴支承为转动自如的多个大气臂构成。
4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置具备：
第一大气臂，所述第一大气臂的第一端部转动自如地轴支承于所述腔室；以及
第二大气臂，所述第二大气臂的第一端部转动自如地轴支承于所述第一大气臂的第二端部，所述第二大气臂的第二端部转动自如地轴支承于所述支承台。
5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述多个第二冷却管以成束且扭转的状态配置于所述连结机构的内部。
6.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜源具备至少一个圆筒状的靶，所述靶被构成为，通过溅射放出用于在基板上形成薄膜的粒子，且所述靶在溅射时旋转。
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