CN1386894A

CN1386894A - 蒸镀用坩埚

Info

Publication number: CN1386894A
Application number: CN 01116152
Authority: CN
Inventors: 杜家庆; 张世丰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-12-25

Abstract

一种蒸镀用坩埚,其包含有一容器本体,用以容置镀膜材,以及包含至少一出气通道,其开口朝下,以供由镀膜材形成的蒸镀剂往下流动,达到往下镀膜的功效,较佳地,该蒸镀用坩埚具有一投料口,以供连续式或半连续式投入镀膜材,以及包含一罩盖,以密封该投料口。

Description

蒸镀用坩锅

本发明是有关于一种蒸镀用坩锅(crucible for thermalevaporation)，特别是一种供装设于处理室上方可往下蒸镀用的坩锅，以及具有该蒸镀用坩锅的蒸镀设备及蒸镀方法。

蒸镀(evaporation)法属于物理气相沉积(physical vapordeposition)的一镀膜应用技术，其是将一用于沉积薄膜的材料放置于一坩锅(crucible)内施加热能，使该材料分解为气态的原子、原子集合体或分子，以凝聚于待镀膜基板表面而形成薄膜，可广泛应用于制造太阳能电池、半导体晶片、平面显示器(LCD、OLED)、光学镜片、有机、机械功能镀膜、装饰镀膜及高温超导体等先进镀膜。

目前对于蒸镀设备有往下蒸镀(evaporation down)的需求，即蒸镀源在上方而特镀膜基板在下方的设置，例如在半导体晶圆上形成凸块(bump)时，须使用光罩(mask)，但若晶圆置于上方则光罩不易固定，基于对光罩及半导体晶圆在处理室的稳固性考虑，有需要可供往下蒸镀的蒸镀设备，且在现行的半导体制造设备的物理化学气相沉积室(溅镀sputtering)及化学气相沉积室中，其工作物件(半导体晶圆)均置于处理室的下方，若能往下蒸镀即可达到生产设备的系统整合。

习知的蒸镀设备如美国发明专利案第5,900,053号(method andapparatus for coating a substrate)其在一电浆产生腔(plasmageneration chamber)下方设有一电子束蒸镀器(electron-beamevaporator)，以将一镀膜材(solid source material)如金、银、铜、铝或高分子物质等加热形成一蒸镀剂(evaporant)，之后传送并被覆至在电浆产生腔上方的基板，达到镀膜的功效，由于其主要着重于蒸镀剂电浆离子化而未涉及电子束蒸镀器内坩锅的创新，其基板在上方而电子束蒸镀器及固态来源物在下方，无法提供作为往下蒸镀，另外，关于习知蒸镀用坩锅系揭示于美国发明专利案第5,878,074号(evaporator crucible and improved method for performing electron-beam evaporation)，该坩锅具有一底部及四周例壁而形成一开口向上的容器空间，其中一侧壁向上延伸形成一唇部，以防止因电子枪加热造成蒸镀剂的溅洒，但显然地该蒸镀用坩锅无法装设往下镀膜的蒸镀设备。

本发明的主要目的在于提供一种蒸镀用坩锅，利用该蒸镀用坩锅具有一开口朝下的出气通道，使得达成往下镀膜的方式。

本发明的次一目的在于提供一种蒸镀设备，利用蒸镀用坩锅在处理室上方且基板在处理室下方，其中该蒸镀用坩锅具有一开口朝下的出气通道，以对该基板镀膜，达到设备制程整合及基板或基板上光罩(mask)的稳固附着。

本发明的再一目的在于提供一种蒸镀方法，利用蒸镀用坩锅在处理室上方且基板在处理室下方，而呈往下蒸镀的型态，达到生产设备的系统整合及适用于特定生产(含光罩)。

本发明的目的是这样实现的，一种蒸镀用坩锅，其包含有：一容器本体；及至少一出气通道，其口朝下。该容器具有一投料口，而该坩锅另包含一用以密封该投料口的罩盖。该出气通道可由该容器本体的部份侧壁所组成。该出气通道位于该容器本体的中间部位。该容器本体可呈圆一环槽状，也可呈两侧长槽状。

一种蒸镀设备，其包含有一镀膜处理室；一坩锅，位于镀膜处理室上方，该坩锅具有一容器本体及一可供出气的开口，其中该开口朝下；一加热装置；及一基板，对应于该坩锅而装设于镀膜处理室下方。该设备可另包含一电浆产生装置；该设备还另包含一用以移动该坩锅的移动装置；该设备还可包含一可抽真空装置。所述的基板可为一晶圆也可为一胶带或一玻璃基板。

一种蒸镀方法，在一镀膜处理室内装设一坩锅当蒸镀时，该坩锅位于欲镀膜基板的上方，在坩锅内镀膜材受热蒸发为蒸镀剂，其流动方式由上往下。

本发明的效果在于，其一，由于本发明的蒸镀用坩锅具有至少一出气通道，其开口朝下，利用该开口朝下的出气通道，提供由镀膜材形成的蒸镀剂往下流，可以达成往下镀膜的方式。其二，由于本发明的蒸镀用坩锅在处理室上方且基板在处理室下方，其中该蒸镀用坩锅具有一开口朝下的出气通道，因此，在对该基板镀膜时，可达到设备制程整合及基板或基板上光罩(mask)的稳固附着。

附图图面说明：

图1：本发明的第一具体实施例的蒸镀用坩锅主体示意图；

图2：本发明的第一具体实施例的蒸镀用坩锅运用于一蒸镀设备的示意图；

图3：本发明的第二具体实施例的蒸镀用坩锅立体示意图；

图4：本发明的第二具体实施例的蒸镀用坩锅运用于一蒸镀设备的示意图；

图5：本发明的第二具体实施例的蒸镀用坩锅运用于另一蒸镀设备的示意图；

图6：本发明的第三具体实施例的蒸镀用坩锅示意图。

图号说明：

10蒸镀用坩锅 11容器本体

12出气通道 13开口

14投料口 15罩盖

20蒸镀用坩锅 21容器本体

22出气通道 23开口

24投料口 25罩盖

30蒸镀用坩锅 31容器本体

32出气通道 33开口

40镀膜材 41蒸镀剂

42蒸镀膜 50基板

60镀膜处理室 61加热装置

62载台 63电浆产生装置

64可抽真空装置 70镀膜处理室

71加热装置 72卷轮

73供气装置 74抽气装置

80镀膜处理室 81加热装置

82载台 83移动装置

84抽气装置

兹配合实施例及附图详细说明本发明如下：

本发明的蒸镀用坩锅可适用于多种不同产业的蒸镀设备，在第一具体实施例中，如图1、图2所示，该蒸镀用坩锅10匹配于圆盘形基板50，如半导体晶圆、光碟片等，该蒸镀用坩锅10形成一圆环体，具有一圆环槽的容器本体11，用以放置镀膜材40，其接近圆心处隆起一内环侧壁而构成一位于中心的出气通道12，其中该出气通道12的开口13朝下，以供由镀膜材40形成的蒸镀剂41往下流动，较佳地，该蒸镀用坩锅10具有一投料口14，以供连续式或半连续式投入固态或液态镀膜材40，以及一罩盖15，作为密闭该投料口14，此外，该蒸镀用坩锅10选用耐高温抗蒸发的材质所制备，如锢、钨坩锅等。

图2为该蒸镀用坩锅10运用于一蒸镀设备(evaporationapparatus)剖面示意图，用以代表一蒸镀设备具有往下蒸镀的功效，该蒸镀设备主要包含有一镀膜处理室60(coating chamber)，在该镀膜处理室60下方装设有一载台62(Pedestal)，用以承载如半导体晶圆(semiconductor wafer)的基板50，在该镀膜处理室60上方装设有上述的蒸镀用坩锅10，在蒸镀用坩锅10的容器本体11处放置有镀膜材40，如金、铝或锡铅合金，且同时在该镀膜处理室60设有一加热装置61(heater)如电阻加热器、卤素灯加热器或感应加热器等，用以加热蒸镀用坩锅10内的镀膜材40，使其受热蒸发为蒸镀剂41，在本实施例中，该蒸镀设备另包含有一电浆产生装置63(plasma generation device)及一可抽真空装置64，其中该电浆产生装置63形成于镀膜处理室60的中间区段，其天线(antenna)的无线频率在10至100MHz之间，用以激化(离子化)蒸镀剂41，使蒸镀剂41更具有方向性而均匀地沉积于半导体晶圆的基板50，而该可抽真空装置64在提供蒸镀过程中镀膜处理室60内具有适当的操作压力及背景气氛(background atmosphere)，由上述的蒸镀设备，能在半导体晶圆的基板50的上表面稳固附着一光罩(图未绘出)，而使该基板50的表面形成如金或铅锡凸块(bump)或铝垫(aluminum pad)等的蒸镀膜42，达到往下蒸镀及设备作业一贯性的功效。

此外，依据本发明的蒸镀用坩锅而提出第二具体实施例，如图3所示，该蒸镀用坩锅20适用处理大面积尺寸的基板50或可供连续生产的基板50，如液晶显示器(TFT-LCD)的玻璃基板或软质的胶带等等，该蒸镀用坩锅20形成一长形方块体，具有位于两内侧的容器本体21，用以放置镀膜材40，如图4所示，其接近中心线处由两内侧壁隆起而构成一位于中心的出气通道22，其中该出气通道22的开口23朝下，以供由镀膜材40形成的蒸镀剂41往下流动，较佳地，该蒸镀用坩锅20具有一投料口24，以供投入镀膜材40，以及一罩盖25，以密闭该投料口24。

如图4所示，当上述的蒸镀用坩锅20应用于连续镀膜生产的基饭50时，如软质晶片承载器的封装胶带(如TCP tape、COF tape)或装饰用胶带(如亮面金属色的彩带或软质饰板)，该蒸装设备主要包含有一镀膜处理室70，在该镀膜处理室70下方两侧分别装设有两卷轮72(reel)，用以卷收移动属胶带类的基板50，在该镀膜处理室70上方装设有上述的蒸镀用坩锅20，在蒸菜用坩锅20的容器本体21处放置有镀膜材40，如铜、铝或有机高分子物质，且同时在该镀膜处理室70内接近蒸镀用坩锅20处设有一加热装置71，用以加热蒸镀用坩锅20内的镀膜材40使其受热蒸发为蒸镀剂41，在本实施例中，该蒸镀设备另包含有一供气装置73及一抽气装置74，使得在蒸镀过程中该镀膜处理室70内具有适当的背景气氛及稳定的气体循环，由上述的蒸镀设备，能在软质胶带的基板50的上表面形成适当所需的蒸镀膜42，达到往下蒸镀及大量镀膜的功效。

如图5所示，当上述的蒸镀用坩锅20应用于镀膜大面积尺寸的基板50时，如液晶显示器的玻璃基板，该蒸镀设备主要包含有一镀膜处理室80，在该镀膜处理室80下方装设有一载台82，用以承载玻璃基板50，在该镀膜处理室80上方装设有上述的蒸镀用坩锅20，在蒸镀用坩锅20的容器本体21处放置有镀膜材40，如ITO透明导电材(Indium TinOxide，锢锡氧化物)，而在该镀膜处理室80设有一加热装置81，用以加热蒸镀用坩锅20内的镀膜材40，使其受热蒸发为蒸镀剂41，在本实施例中，该蒸镀设备另包含有一移动装置83及一抽气装置84，利用该移动装置83使在蒸镀过程中该蒸镀用坩锅20移动而能镀膜于大面积尺寸的玻璃基板50，利用该抽气装置84使在蒸镀过程中该镀膜处理室80内具有适当的背景气氛，故由上述的蒸镀设备，能在大面积尺寸的玻璃基板50上形成适当具导电性的蒸镀膜42，达到往下蒸镀及大面积镀膜的功效。

另，依本发明的蒸镀用坩锅可有多种的变化，如图6所示，第三具体实施例的蒸镀用坩锅30具有一容器本体31，用以放置镀膜材40，其中一侧边形成一出气通道32，其中该出气通道32弯折使其开口33朝下，以供由镀膜材40形成的蒸镀剂41往下流动，提供作为往下蒸镀的蒸镀设备的坩锅。

须了解的是前述的较佳实施例仅作为本发明的列举说明，而非用以限定本发明，任何熟知此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所作的任何变化与修改，均应属于本发明保护范围之内。

Claims

1、一种蒸镀用坩锅，其特征在于：该坩锅包含有：一容器本体；及至少一出气通道，其口朝下。

2、如权利要求1所述的蒸镀用坩锅，其特征在于：该容器具有一投料口，而该坩锅另包含一用以密封该投料口的罩盖。

3、如权利要求1所述的蒸镀用坩锅，其特征在于：该出气通道由该容器本体的部份侧壁所组成。

4、如权利要求3所述的蒸镀用坩锅，其特征在于：该出气通道位于该容器本体的中间部位。

5、如权利要求1所述的蒸镀用坩锅，其特征在于：该容器本体呈圆一环槽状。

6、如权利要求1所述的蒸镀用坩锅，其特征在于：该容器本体呈两侧长槽状。

7、一种蒸镀设备，其特征在于，其包含有：

一镀膜处理室；

一坩锅，位于镀膜处理室上方，该坩锅具有一容器本体及一可供出气的开口，其中该开口朝下；

一加热装置；及

一基板，对应于该坩锅而装设于镀膜处理室下方。

8、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该设备另包含一电浆产生装置。

9、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该设备另包含一用以移动该坩锅的移动装置。

10、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该设备另包含一可抽真空装置。

11、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该基板为一晶圆。

12、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该基板为一胶带。

13、如权利要求7所述的蒸镀设备，其特征在于：该基板为一玻璃基板。

14、一种蒸镀方法，其特征在于，在一镀膜处理室内装设一坩锅当蒸镀时，该坩锅位于欲镀膜基板的上方，在坩锅内镀膜材受热蒸发为蒸镀剂，其流动方式由上往下。