TW201346052A - 成膜裝置 - Google Patents

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TW201346052A
TW201346052A TW102105330A TW102105330A TW201346052A TW 201346052 A TW201346052 A TW 201346052A TW 102105330 A TW102105330 A TW 102105330A TW 102105330 A TW102105330 A TW 102105330A TW 201346052 A TW201346052 A TW 201346052A
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Osamu Morita
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

成膜裝置(1000)包含:材料容器(1100),收容蒸鍍材料;輸送配管(1200),輸送含材料容器(1100)中所蒸發之蒸鍍材料的蒸氣之氣體;及蒸鍍噴頭(1300),噴射經由輸送配管(1200)所輸送之含蒸鍍材料的蒸氣之氣體。又,成膜裝置(1000)包含:將材料容器(1100)、輸送配管(1200)、及蒸鍍噴頭(1300)加熱之加熱器。又,材料容器(1100)、輸送配管(1200)、蒸鍍噴頭(1300)、及加熱器,係收容於真空容器(1400)內。

Description

成膜裝置
本發明的各種態樣及實施形態,係關於一種成膜裝置。
近年來,利用了使用有機化合物進行發光之有機電致發光(EL:Electro-Luminescence)元件之有機EL顯示器受到人們的注目。有機EL顯示器中所使用之有機EL元件具有進行自發光,反應速度快,消費電力低等特徴,故不需要背光源,例如,對於攜帶型設備的表示部等之應用係深受期待。
有機EL元件之構造為:於玻璃基板上形成,以陽極及陰極包夾有機層。若對有機EL元件的陽極及陰極施加電壓,則電洞(正電洞)從陽極注入有機層,電子從陰極注入有機層。所注入之電洞及電子在有機層再次結合,此時產生發光。
在此,於玻璃基板上形成有機EL元件之成膜裝置,係將收容於材料容器中的有機材料等蒸鍍材料加熱並蒸發,將所產生之蒸鍍材料的蒸氣與輸送氣體一起經由輸送路往蒸鍍噴頭輸送。蒸鍍材料的成膜裝置,係從蒸鍍噴頭噴射含蒸鍍材料的蒸氣之氣體(以下適當稱為「蒸鍍材料氣體」)而使之附著於玻璃基板,藉以在玻璃基板上形成蒸鍍材料。
專利文獻1中揭示了一種成膜裝置,其具備收容有機材料之原料容器複數個,並選擇性地令該等複數個原料容器為有機EL分子供給狀態。並揭示了:該成膜裝置,於各原料容器內設有加熱器,藉由加熱器的加熱使有機材料蒸發。
【習知技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1 日本特開2006-291258號公報
不過,習知的成膜裝置,係藉著以加熱器對蒸鍍材料的容器進行加熱控制來進行蒸鍍材料的蒸發‧溫度控制,雖有考慮到這點,但使容器、輸送路、蒸鍍噴頭等的成膜裝置的各零件間之蒸鍍材料氣體的均熱性提升一事,則沒有考慮到。
本發明的一態樣中的成膜裝置,包含:材料容器,收容蒸鍍材料;輸送路,輸送含該材料容器中所蒸發之蒸鍍材料的蒸氣之氣體;及蒸鍍噴頭,噴射經由該輸送路所輸送之含蒸鍍材料的蒸氣之氣體。又,成膜裝置包含:將該材料容器、該輸送路、及該蒸鍍噴頭加熱之發熱體。該材料容器、該輸送路、該蒸鍍噴頭、及該發熱體,係收容於真空容器內。
根據本發明的各種態樣及實施形態,實現了一種可使成膜裝置的各零件間之蒸鍍材料氣體的均熱性提升之成膜裝置。
10‧‧‧成膜裝置
11‧‧‧處理容器
12‧‧‧處理室
12g‧‧‧管
14‧‧‧平台
14a‧‧‧支持部
14c‧‧‧噴射口
15‧‧‧加熱器
16a~16f‧‧‧蒸鍍噴頭
17a~17f‧‧‧遮擋件
18a~18f‧‧‧噴嘴
20a~20f‧‧‧氣體供給源
22‧‧‧驅動裝置
24‧‧‧軌道
26a、26b‧‧‧閘閥
27‧‧‧真空泵
30、30a‧‧‧QCM感測器
101、201、301、401‧‧‧第1~第4蒸氣產生部
102、202、302、402‧‧‧隔壁
103、203、303、403‧‧‧蒸氣產生室
104、204、304、404‧‧‧容器
105、205、305、405‧‧‧加熱器
110、210、310、410‧‧‧第1~第4MFC(質量流量控制器)
115a~115c、215a~215c、315a~315c、415a~415c‧‧‧加熱器
120、220、320、420‧‧‧第1~第4收容容器
125a、125b、225a、225b、325a、325b、415、425a、425b‧‧‧加熱器(加熱部)
140、240、340、440‧‧‧絕熱輸送管
141、241、341、441‧‧‧絕熱輸送管
142、242、342、442‧‧‧絕熱配管
155a~155c、255a~255c、355a~355c、455a~455c‧‧‧加熱器
500‧‧‧減壓機構
501‧‧‧渦輪分子泵(TMP)
502‧‧‧乾式泵(DP)
600‧‧‧氣體排出系統(排出管)
700‧‧‧氣體導入系統(氣體導入路)
800‧‧‧控制部
810‧‧‧MFC控制部
820‧‧‧閥門控制部
830‧‧‧加熱器控制部
900a1‧‧‧去路
900a2‧‧‧回路
900a3‧‧‧閥座面
901‧‧‧前方構件
902‧‧‧閥帽
903‧‧‧後方構件
905‧‧‧閥箱
905a1‧‧‧凹部
910‧‧‧閥體
910a‧‧‧閥體頭部
910a1‧‧‧凹部
910a2‧‧‧餘隙
910b‧‧‧閥體身部
910b1‧‧‧突出部
910c‧‧‧閥軸
915‧‧‧緩衝構件
925‧‧‧伸縮囊
930‧‧‧驅動部
950‧‧‧加熱器
1000‧‧‧成膜裝置
1100‧‧‧材料容器
1102、1112‧‧‧凹凸
1104‧‧‧分隔板
1105‧‧‧熱流路
1106‧‧‧空間
1107‧‧‧熱流路
1108‧‧‧分隔板
1110、1210、1310‧‧‧均熱塊
1114‧‧‧散熱流路
1120、1220、1320‧‧‧加熱器
1130、1230、1330、1330-1、1330-2‧‧‧熱遮蔽板
1200、1200-1、1200-2‧‧‧輸送配管
1202‧‧‧突起
1204‧‧‧外面
1206、1216‧‧‧溫度監測器
1208、1218‧‧‧彈簧
1212‧‧‧內面
1214‧‧‧外面
1300‧‧‧蒸鍍噴頭
1300-1‧‧‧主體噴頭
1300-2‧‧‧摻雜物噴頭
1302‧‧‧噴射口
1304‧‧‧噴射面
1306‧‧‧噴射路徑
1312‧‧‧螺栓
1332‧‧‧開口
1340‧‧‧低溫構件
1400‧‧‧真空容器
1500‧‧‧基板
D‧‧‧有機EL元件
D1~5‧‧‧第1~5層
D3a‧‧‧電洞輸送層
D3b‧‧‧發藍光層
D3c‧‧‧發紅光層
D3d‧‧‧發綠光層
G‧‧‧氣體
L11、L21、L31、L41‧‧‧輸送管
L12、L22、L32、L42‧‧‧輸送管(個別輸送管)
L40‧‧‧輸送管(共通輸送管)
L501...L511、L521、L531、L541‧‧‧減壓配管
L601...L611、L621、L631、L641‧‧‧排出配管
L701...L711、L721、L731、L741‧‧‧導入配管
R1~R4‧‧‧收容室
S‧‧‧基板
V101~V107、V201~V207、V301~V307、V401~407‧‧‧閥門
X、Z‧‧‧蒸鍍材料
Y‧‧‧高溫耐熱閥門
圖1係示意性顯示一實施形態中的成膜裝置之圖。
圖2係顯示一實施形態中的蒸鍍噴頭之立體圖。
圖3係顯示可使用一實施形態中的成膜裝置進行製造之有機EL元件的完成狀態的一例之圖。
圖4係示意性顯示一實施形態中的氣體供給源之圖。
圖5係一實施形態中的高溫耐熱閥門的剖面圖。
圖6係顯示一實施形態中的控制部之方塊圖。
圖7係顯示一實施形態中的MFC控制部及閥門控制部所進行之處理的流程之圖。
圖8係顯示一實施形態中的第1~第3蒸氣產生部的狀態之圖。
圖9係示意性顯示一實施形態中的產生摻雜物材料的蒸氣與主體材料的蒸氣之氣體供給源之圖。
圖10-1係顯示第1實施例的成膜裝置的全體構成的概要之圖。
圖10-2係顯示輸送配管的構成的概要之圖。
圖10-3係顯示材料容器的構成的概要之圖。
圖10-4係顯示材料容器的變形例之圖。
圖10-5係顯示材料容器的變形例之圖。
圖10-6係顯示材料容器的變形例之圖。
圖10-7係顯示輸送配管中的溫度測定的構成的概要之圖。
圖10-8係顯示蒸鍍噴頭的構成的概要之圖。
圖10-9係顯示蒸鍍噴頭的構成的概要之圖。
圖10-10係顯示Post-Mix蒸鍍噴頭的構成的概要之圖。
以下,參照圖式對各種實施形態進行詳細說明。另,對於各圖式中相同或相當的部分則附上相同的符號。
圖1係示意性顯示一實施形態中的成膜裝置之圖。圖1中顯示有XYZ垂直座標系。圖1所示之成膜裝置10具備:處理容器11,區劃出收容基板 S之處理室12;及平台14,保持基板S。基板S的一方的面(成膜面)在例如鉛直方向(Z方向)向下。亦即,成膜裝置10係倒裝(face down)型的成膜裝置。平台14,亦可內建有保持基板S之靜電吸盤。另,在別的實施形態中,成膜裝置,亦可為對向上的成膜面吹送含蒸鍍材料的蒸氣之氣體之類型,亦即正面(face up)型的成膜裝置。處理容器11,經由管12g與真空泵27相連接,可藉由該真空泵27使處理室12內減壓。
成膜裝置10具備:具有噴嘴18c之蒸鍍噴頭16c,該噴嘴18c對基板S噴射含蒸鍍材料的蒸氣之氣體G。成膜裝置10更具備:分別具有噴嘴18a、18b、18d、18e、18f之蒸鍍噴頭16a、16b、16d、16e、16f,噴嘴18a、18b、18d、18e、18f具有與噴嘴18c同樣的構造。從噴嘴18a、18b、18d、18e、18f,亦可噴出與從噴嘴18c噴出之蒸鍍材料不同的蒸鍍材料且彼此不同的蒸鍍材料。因此,可將複數種類的膜連續地蒸鍍在基板S上。
蒸鍍噴頭16a~16f,分別與供給含蒸鍍材料的蒸氣之氣體之氣體供給源20a~20f相連接。例如,從氣體供給源20c對蒸鍍噴頭16c供給氣體G。噴嘴18a~18f的前端形成有例如圓形的噴射口。從該噴射口噴射含蒸鍍材料之氣體。在噴嘴18a~18f的噴射口之對面位置,亦可分別配置可隔絕蒸鍍材料之遮擋件17a~17f。在圖1中,遮擋件17c開放,故從噴嘴18c的噴射口噴出之氣體G到達基板S。遮擋件17a、17b、17d、17e、17f關閉,故從噴嘴18a、18b、18d、18e、18f的噴射口噴出之氣體未到達基板S。遮擋件17a~17f,以例如沿著Y方向之旋轉軸為中心進行旋轉。因此,可因應需要將遮擋件17a~17f配置於噴嘴18a~18f的噴射口上,或自該噴射口上退避。
成膜裝置10具備:使平台14在與Y方向交叉之X方向驅動之驅動裝置22。又,成膜裝置10可更具備軌道24。軌道24安裝於處理容器11的內壁。平台14,藉由例如支持部14a而與軌道24相連接。平台14及支持部14a,係以藉由驅動裝置22在軌道24上滑動之方式移動。因此,基板S相對於噴嘴18a~18f在X方向移動。基板S在X方向移動,因而依序對面 配置於噴嘴18a~18f的開口。圖1中的箭頭A顯示平台14的移動方向。又,成膜裝置10的處理容器11具有閘閥26a及26b。基板S,可通過形成於處理容器11之閘閥26a而導入處理室12內,可通過形成於處理容器11之閘閥26b往處理室12外運出。
圖2係顯示一實施形態中的蒸鍍噴頭之立體圖。如圖2所示,蒸鍍噴頭16c,在一實施形態中,可具有複數個噴射口14c。從複數個噴射口14c,將由氣體供給源20c所供給之氣體往Z方向的軸線中心噴射。該等噴射口14c,可排列在與平台14的移動方向(X方向)交叉之方向(Y方向)。
又,蒸鍍噴頭16c內建有加熱器15。在一實施形態中,加熱器15將蒸鍍噴頭16c加熱至蒸鍍噴頭16c中不會析出作為蒸氣供給之蒸鍍材料之溫度。
圖3係顯示可使用一實施形態中的成膜裝置進行製造之有機EL元件的完成狀態的一例之圖。圖3所示之有機EL元件D可具備:基板S、第1層D1、第2層D2、第3層D3、第4層D4、及第5層D5。基板S,係玻璃基板之類的光學性透明的基板。
基板S的一主面上設有第1層D1。第1層D1,可作為陽極層使用。該第l層D1,係光學性透明的電極層,例如可由ITO(Indium Tin Oxide,銦錫氧化物)之類的導電性材料所構成。第1層D1,例如由濺鍍法所形成。
第1層D1上,有第2層D2、第3層D3、及第4層D4依序疊層。第2層D2、第3層D3、及第4層D4,係有機層。第2層D2,可為電洞注入層。第3層D3,係含發光層之層,例如可含電洞輸送層D3a、發藍光層D3b、發紅光層D3c、發綠光層D3d。又,第4層D4,可為電子輸送層。有機層即第2層D2、第3層D3、及第4層D4,可使用成膜裝置10加以形成。
第2層D2,例如可由TPD等所構成。電洞輸送層D3a,例如可由α-NPD 等所構成。發藍光層D3b,例如可由TPD等所構成。發紅光層D3c,例如可由DCJTB等所構成。發綠光層D3d,例如可由Alq3等所構成。第4層D4,例如可由LiF等所構成。
第4層D4上設有第5層D5。第5層D5係陰極層,例如可由Ag、Al等所構成。第5層D5,可由濺鍍法等所形成。此種構成的有機EL元件D,更可被由微波電漿CVD等所形成之SiN等材料的絕緣性密封膜所密封。
其次,詳細說明氣體供給源20a~20f。另,氣體供給源20a~20f可具有同樣的構成,故以下的說明中,針對氣體供給源20c進行說明,其他的氣體供給源的說明則捨棄。圖4係示意性顯示一實施形態中的氣體供給源之圖。如圖4所示,氣體供給源20c具備:輸送管L11、L21、L31;輸送管(個別輸送管)L12、L22、L32;輸送管(共通輸送管)L40;第1蒸氣產生部101;第2蒸氣產生部201;第3蒸氣產生部301;第1收容容器120;第2收容容器220;第3收容容器320。
第1蒸氣產生部101,收容於由第1收容容器120所區劃出之收容室R1內。同樣地,第2、第3蒸氣產生部201、301,分別收容於由第2、第3收容容器220、320所區劃出之收容室R2、R3。亦即,第1~第3蒸氣產生部101~301,分別獨立而收容於收容室R1~R3內。
第1蒸氣產生部101具備由隔壁102所區劃出之蒸氣產生室103。蒸氣產生室103內配置放入了蒸鍍材料X之容器104。第1蒸氣產生部101設有加熱器105。加熱器105將放入容器104中之蒸鍍材料X加熱。因此,在第1蒸氣產生部101內,從蒸鍍材料X產生含該蒸鍍材料X之蒸氣。容器104,可通過分別設於隔壁102及第1收容容器120之取出口,進行從第1收容容器120外往蒸氣產生室103內的運入,及從蒸氣產生室103內往第1收容容器120外的運出。
第2、第3蒸氣產生部201、301,亦與第1蒸氣產生部101同樣地, 分別具備:由隔壁202、302所區劃出之蒸氣產生室203、303;及加熱器205、305。又,第2、第3蒸氣產生部201、301內,亦配置放入了蒸鍍材料X之容器204、304。在第2、第3蒸氣產生部201、301內,亦從蒸鍍材料X產生含該蒸鍍材料X之蒸氣。容器204、304,與容器104同樣地,分別可進行從第2、第3收容容器220、320外往蒸氣產生室203、303內的運入,及從蒸氣產生室203、303內往第2、第3收容容器220、320外的運出。分別配置於第1~第3蒸氣產生部101、201、301內之蒸鍍材料X,可為同種的蒸鍍材料。
第1~第3蒸氣產生部101、201、301,分別與輸送管L11、L21、L31相連接。輸送管L11、L21、L31,分別以氬氣作為載持氣體往第1~第3蒸氣產生部101、201、301的蒸氣產生室103、203、303內輸送。另,亦可使用其他的非活性氣體來取代氬氣。又,第1~第3蒸氣產生部101、201、301,分別與輸送管L12的一端、L22的一端、L32的一端相連接。輸送管L12的另一端、L22的另一端、L32的另一端,與輸送管L40相連接。輸送管L12、L22、L32,將導入蒸氣產生室103、203、303內之氬氣,及蒸鍍材料X的蒸氣,往處理室12內輸送。輸送管L40,將由輸送管L12、22、32輸送至處理室12內之氬氣及蒸鍍材料X的蒸氣,往蒸鍍噴頭16c輸送。亦即,將第1~第3蒸氣產生部101、201、301中所產生之蒸鍍材料X的蒸氣,與導入蒸氣產生室103、203、303內之氬氣一起往蒸鍍噴頭16c輸送。
於輸送管L11,從靠近第1蒸氣產生部101側,依序設有閥門V102、絕熱輸送管140、閥門V103、第1MFC(質量流量控制器)110、及閥門V104。閥門V102、V103、V104,用於將輸送管L11內的氬氣的流動選擇性地隔絕。第1MFC110,控制流經輸送管L11內之氬氣的流量。
閥門V102及絕熱輸送管140,設於第1收容容器120內之輸送管L11。絕熱輸送管140與閥門V102之間的輸送管L11、閥門V102、及閥門V102與第1蒸氣產生部101之間的輸送管L11,分別安裝有加熱器115a、115b、 及115c。藉由加熱器115a、115b、及115c,可個別控制安裝有該等加熱器之部分的溫度。又,藉由該等加熱器,可在收容室R1內對輸送管L11及閥門V102進行加熱,以使氬氣成為對應蒸鍍材料X的氣化溫度之溫度。
又,絕熱輸送管140,可抑制第1收容容器120外的輸送管L11與第1收容容器120內的輸送管L11之間的熱交換。因此,絕熱輸送管140,具有比輸送管L11的熱傳導係數更低之熱傳導係數。例如,輸送管L11為不鏽鋼製,絕熱輸送管140可為石英製。
於輸送管L12,從靠近第1蒸氣產生部101,依序設有絕熱輸送管141及閥門V101。閥門V101,在處理室12內設於輸送管L12。閥門V101,用於將從輸送管L12往輸送管L40的氬氣及蒸鍍材料X的蒸氣之供給選擇性地隔絕。第1蒸氣產生部101與絕熱輸送管141之間的輸送管L12,及絕熱輸送管141與閥門V101之間的輸送管L12,分別安裝有加熱器(加熱部)125a及加熱器(加熱部)125b。藉由加熱器125a及加熱器125b,可個別控制安裝有該等加熱器之部分的溫度。又,藉由該等加熱器,可將輸送管L12加熱至不會析出蒸鍍材料X之溫度。
又,絕熱輸送管141,在第1收容容器120內設於輸送管L12。又,絕熱輸送管141,可抑制第1收容容器120外的輸送管L12與第1收容容器120內的輸送管L12之間的熱交換。因此,絕熱輸送管141,具有比輸送管L12的熱傳導係數更低之熱傳導係數。例如,輸送管L12為不鏽鋼製,絕熱輸送管141可為石英製。
又,於輸送管L21,亦與輸送管L11同樣地,從靠近第2蒸氣產生部201側,依序設有閥門V202、絕熱輸送管240、閥門V203、第2MFC210、及閥門V204。又,絕熱輸送管240與閥門V202之間的輸送管L21、閥門V202、及閥門V202與第2蒸氣產生部201之間的輸送管L21,分別設有加熱器215a、加熱器215b、加熱器215c。閥門V202、絕熱輸送管240、閥門V203、第2MFC210、閥門V204、加熱器215a、加熱器215b、加熱器215c 的構成及功能,分別與閥門V102、絕熱輸送管140、閥門V103、第1MFC110、閥門V104、加熱器115a、加熱器115b、加熱器115c的功能及構成相同。
又,於輸送管L22,亦與輸送管L12同樣地,從靠近第2蒸氣產生部201側,依序設有絕熱輸送管241及閥門V201。又,第2蒸氣產生部201與絕熱輸送管241之間的輸送管L22,及絕熱輸送管241與閥門V201之間的輸送管L22,分別設有加熱器(加熱部)225a及加熱器(加熱部)225b。絕熱輸送管241、閥門V201、加熱器225a、加熱器225b的構成及功能,分別與絕熱輸送管141、閥門V101、加熱器125a、加熱器125b的構成及功能相同。
又,於輸送管L31,亦與輸送管L11同樣地,從靠近第3蒸氣產生部301側,依序設有閥門V302、絕熱輸送管340、閥門V303、第3MFC310、及閥門V304。又,絕熱輸送管340與閥門V302之間的輸送管L31、閥門V302、及閥門V302與第3蒸氣產生部301之間的輸送管L31,分別設有加熱器315a、加熱器315b、加熱器315c。閥門V302、絕熱輸送管340、閥門V303、第3MFC310、閥門V304、加熱器315a、加熱器315b、加熱器315c的構成及功能,分別與閥門V102、絕熱輸送管140、閥門V103、第1MFC110、閥門V104、加熱器115a、加熱器115b、加熱器115c的功能及構成相同。
又,於輸送管L32,亦與輸送管L32同樣地,從靠近第3蒸氣產生部301側,依序設有絕熱輸送管341及閥門V301。又,第3蒸氣產生部301與絕熱輸送管341之間的輸送管L32,及絕熱輸送管341與閥門V301之間的輸送管L32,分別設有加熱器(加熱部)325a及加熱器(加熱部)325b。絕熱輸送管341、閥門V301、加熱器325a、加熱器325b的構成及功能,分別與絕熱輸送管141、閥門V101、加熱器125a、加熱器125b的構成及功能相同。
輸送管L40,設有將該輸送管L40加熱之加熱器(加熱部)415。加熱器415,將輸送管L40加熱至不會析出成為蒸氣的蒸鍍材料X之溫度。加熱器125a~b、225a~b、325a~b、415,可互相獨立進行溫度控制。
又,氣體供給源20c,具備使收容室R1~R3減壓之減壓機構500。更詳細而言,減壓機構500具備:減壓配管L501、L511、L521、L531、閥門V107、V207、V307、渦輪分子泵(TMP)501、及乾式泵(DP)502。
減壓配管L511的一端,以與收容室R1連通之方式,與第1收容容器120連接。同樣地,減壓配管L521的一端、L531的一端,以與收容室R2、R3連通之方式,分別與第2、第3收容容器220、320連接。減壓配管L511、L521、及L531的各另一端,與減壓配管L501連接。該減壓配管L501,與渦輪分子泵501及乾式泵502相連接。藉由渦輪分子泵501及乾式泵502的吸引作用,經由減壓配管L501、L511使收容室R1減壓,經由減壓配管L501、L521收容室R2使減壓,經由減壓配管L501、L531使收容室R3減壓。
閥門V107、V207、V307,分別設於減壓配管L511、L521、L531。藉由閥門V107、V207、V307的開閉,可使收容室R1~R3獨立而選擇性地減壓。藉著使收容室R1~R3內減壓,可抑制水分等附著於第1~第3蒸氣產生部101、201、301內的蒸鍍材料X之情形。又,收容室R1~R3的絕熱效果提升。
在一實施形態中,成膜裝置10,可更具備QCM(Quartz Crystal Microbalance,石英晶體微量天平)感測器30。QCM感測器30,可設置於配置在處理室12內之基板S的附近。QCM感測器30,測定從蒸鍍噴頭16c噴出之蒸鍍材料的量。
又,在一實施形態中,成膜裝置10,可更具備氣體排出系統(排出管)600。氣體排出系統600,將來自第1~第3蒸氣產生部101、201、301的 氣體個別且選擇性地排出至外部,而非蒸鍍噴頭16c。具體而言,氣體排出系統600具備:排出配管L601、L611、L621、L631、閥門V105、V205、V305、絕熱配管142、242、342、及加熱器155a~c、255a~c、355a~c。
排出配管L611,在絕熱輸送管141與第1蒸氣產生部101之間從輸送管L12分岐出。排出配管L611,將流經輸送管L12內之氬氣或蒸鍍材料X的蒸氣,導向第1收容容器120外而非蒸鍍噴頭16c。與排出配管L611同樣地,排出配管L621、L631,分別從輸送管L22、L32分岐出。排出配管L621、L631,將流經輸送管L22、L32內之氬氣或蒸鍍材料X的蒸氣,分別導向第2、第3收容容器220、320外而非蒸鍍噴頭16c。
排出配管L611,在第1收容容器120外與排出配管L601相連接。同樣地,排出配管L621,在第2收容容器220外與排出配管L601相連接。又,同樣地,排出配管L631,在第3收容容器320外與排出配管L601相連接。排出配管L601,將導向第1~第3收容容器120、220、320外之氬氣或蒸鍍材料X的蒸氣,排出至成膜裝置10的外部而非蒸鍍噴頭16c。
排出配管L611、L621、L631,分別設有閥門V105、V205、V305。藉由閥門V105的開閉,可使來自第1蒸氣產生部101的氣體,選擇性地經由輸送管L12及L40往蒸鍍噴頭16c供給,或經由排出配管L611及L601排出。同樣地,藉由閥門V205的開閉,可使來自第2蒸氣產生部201的氣體,選擇性地經由輸送管L22及L40往蒸鍍噴頭16c供給,或經由排出配管L621及L601排出。又,同樣地,可使來自第3蒸氣產生部301的氣體,選擇性地經由輸送管L32及L40往蒸鍍噴頭16c供給,或經由排出配管L631及L601排出。
成膜裝置10中,輸送管L12與閥門V105之間的排出配管L611、閥門V105、及閥門V105與絕熱配管142之間的排出配管L611,分別設有加熱器155a、加熱器155b、及155c。同樣地,輸送管L22與閥門V205之間的排出配管L621、閥門V205、及閥門V205與絕熱配管242之間的排出配管 L621,分別設有加熱器255a、加熱器255b、及255c。又,同樣地,輸送管322與閥門V305之間的排出配管L631、閥門V305、及閥門V305與絕熱配管342之間的排出配管L631,分別設有加熱器355a、加熱器355b、及355c。藉由此種構成,可抑制蒸鍍材料X分別在收容室R1、R2、R3中在排出配管L611、L621、L631的內部析出之情形。
又,第1收容容器120外的排出配管L611與第1收容容器120內的排出配管L611之間,設有絕熱配管142。絕熱配管142,抑制第1收容容器120外的排出配管L611與第1收容容器120內的排出配管L611之間的熱交換。同樣地,第2收容容器220外的排出配管L621與第2收容容器220內的排出配管L621之間,設有絕熱配管242;該絕熱配管242,抑制第2收容容器220外的排出配管L621與第2收容容器220內的排出配管L621之間的熱交換。同樣地,第3收容容器320外的排出配管L631與第3收容容器320內的排出配管L631之間,設有絕熱配管342;該絕熱配管342,抑制第3收容容器320外的排出配管L631與第3收容容器320內的排出配管L631之間的熱交換。例如,排出配管L611、621、及631為不鏽鋼製,絕熱配管142、242、342可為石英製。
又,在一實施形態中,成膜裝置10可更具備:將沖洗氣體導入收容室R1~R3內之氣體導入系統(氣體導入路)700。該氣體導入系統700具備:導入配管L701、L711、L721、L731、及閥門V106、V206、V306。對導入配管L701,可導入窒氣(沖洗氣體)。另,亦可使用其他的氣體來取代窒氣。導入配管L711的一端,以與收容室R1連通之方式,與第1收容容器120連接。導入配管L711的另一端與導入配管L701連接。同樣地,導入配管L721、L731的一端,以與收容室R2、R3連通之方式,分別與第2、第3收容容器220、320連接。導入配管L721、L731的另一端,與導入配管L701連接。
導入配管L711、L721、L731,將流經導入配管L701之窒氣分別導向收容室R1~R3內。閥門V106、V206、V306,分別設於導入配管L711、 L721、L731。藉由閥門V106的開閉,可將流經導入配管L701之窒氣,選擇性地經由導入配管L711往收容室R1內導入,或予以隔絕。同樣地,藉由閥門V206的開閉,可將流經導入配管L701之窒氣,選擇性地經由導入配管L721往收容室R2內,或予以隔絕。同樣地,藉由閥門V306的開閉,可將流經導入配管L701之窒氣,選擇性地經由導入配管L731往收容室R3內導入,或予以隔絕。
又,在一實施形態中,作為分別設於由加熱器所加熱之輸送管L12、L11、排出配管L611之閥門V101、V102、V105,亦可使用高溫耐熱閥門。同樣地,作為分別設於由加熱器所加熱之輸送管L22、L21、排出配管L621之閥門V201、V202、V205,亦可使用高溫耐熱閥門。同樣地,作為分別設於由加熱器所加熱之輸送管L32、L31、排出配管L631之閥門V301、V302、V305,亦可使用高溫耐熱閥門。
針對高溫耐熱閥門的一實施形態進行說明。圖5係一實施形態中的高溫耐熱閥門的剖面圖。以下的說明中,作為顯示方向之用語,為了顯示前方構件901相對於閥帽902所位置之方向,係使用「一端」之用語;作為顯示其相反方向之用語,則使用「另一端」之用語。圖5所示之高溫耐熱閥門Y,具有圓筒狀的閥箱905。閥箱905,具有前方構件901、中央的閥帽902、及後方構件903。閥箱905呈中空。閥箱905的內部收容有閥體910。用以將高溫耐熱閥門Y的加熱器950,埋設於前方構件901及閥帽902。
閥體910具備:閥體頭部910a、閥體身部910b、閥軸910c、伸縮囊925。閥體頭部910a與閥體身部910b,係由閥軸910c所連結。具體而言,形成為棒狀之閥軸910c,貫穿了中空的閥體身部910b的內孔。閥軸910c的一端嵌入於設於閥體頭部910a的中央之凹部910a1。前方構件901,形成有輸送管的去路900a1及回路900a2。又,前方構件901內的去路900a1的開口緣,設有與閥體頭部910a抵接之閥座面900a3。
閥體身部910b的後方構件903側的外周面所設之突出部910b1,插入 於閥帽902的內周面所設之環狀的凹部905a1。在突出部910b1插入凹部905a1之狀態下,凹部905a1內設有閥體身部910b可在其長邊方向滑動之空間。凹部905a1內的閥體身部910b可滑動空間中,配置耐熱性的緩衝構件915。作為緩衝構件915,例如可使用金屬製密合墊。緩衝構件915,將中空的閥帽902的內孔中的前方構件901側的減壓環境,與後方構件903側的大氣壓環境加以分離。
伸縮囊925的一端焊接於閥體頭部910a,伸縮囊925的另一端焊接於閥體身部910b的另一端側的外周面。
後方構件903,具備使閥軸910c在該閥軸910c的軸方向移動之驅動部930。驅動部930使閥軸910c往一端側移動,藉以使閥體頭部910a與閥座面900a3抵接。相反地,驅動部930使閥軸910c往另一端側移動,藉以使閥體頭部910a與閥座面900a3之間形成間隙。
在該閥體910中,閥體身部910b與閥體頭部910a分離,故藉由控制閥體身部910b與閥軸910c之間隙(clearance),可修正開閉動作時的閥體910的中心位置的偏移。又,閥體頭部910a的凹部910a1,在有閥軸910c插入之狀態下設有餘隙910a2。因此,可調整閥體頭部910a的軸的軸方向的細微偏移。因此,可使閥體頭部910a,不偏不移地與前方構件901的閥座面900a3抵接。因此,可提高閥體頭部910a與閥座面900a3的密著性,來防止洩漏。又,即使在高溫狀態或是低溫狀態下使用高溫耐熱閥門Y因而產生金屬的熱膨張的影響,亦可藉由閥體910的分離構造來將該影響吸收。因此,可有效防止開閉時的閥體部分的洩漏。
上述的高溫耐熱閥門Y,可應用於閥門V101、V102、V105、V201、V202、V205、V301、V302、V305。
又,氣體供給源20c,具備控制各閥門V101、V102、...、第1~第3MFC110~310、加熱器105、205、305之控制部。圖6係顯示一實施形態 中的控制部之方塊圖。圖6所示之控制部800,例如可為具有CPU(中央處理裝置)及記憶體之計算裝置。控制部800,具備MFC控制部810、閥門控制部820、及加熱器控制部830。
在一實施形態中,MFC控制部810,亦可依據QCM感測器30的測定結果,進行第1~第3MFC110、210、310的控制。具體而言,MFC控制部810,對於第1~第3MFC110、210、310送出用以控制流量之控制信號。當從蒸鍍噴頭16c噴出之蒸鍍材料的量較少時,MFC控制部810控制第1~第3MFC110、210、310,使流經輸送管L11、L21、L31之氬氣的量增加。相反地,當從蒸鍍噴頭16c噴出之蒸鍍材料的量較多時,MFC控制部810控制第1~第3MFC110、210、310,使流經輸送管L11、L21、L31之氬氣的量減少。如此,從蒸鍍噴頭16c噴出之蒸鍍材料的量,係根據對第1~第3蒸氣產生部101、201、301供給之氬氣的量予以增減。
閥門控制部820,控制閥門V101~V107、V201~V207、及V301~V307的開閉。具體而言,閥門控制部820,對於閥門V101~V107、V201~V207、及V301~V307送出控制閥門的開閉之控制信號。
將在第1蒸氣產生部101所產生之蒸鍍材料X的蒸氣往蒸鍍噴頭16c輸送時,閥門控制部820將閥門V101、V102、V103、V104控制成開狀態(流通狀態)。將第1蒸氣產生部101內的蒸鍍材料X進行交換時,閥門控制部820將閥門V101、V102、V103、V104控制成閉狀態(隔絕狀態)。使收容室R1內減壓時,閥門控制部820將閥門V107控制成開狀態。另一方面,不使收容室R1內減壓時,閥門控制部820將閥門V107控制成閉狀態。將蒸氣產生室103內的氬氣或蒸氣經由氣體排出系統600排出時,閥門控制部820將閥門V105控制成開狀態。另一方面,不將蒸氣產生室103內的氬氣或蒸氣排出時,閥門控制部820將閥門V105控制成閉狀態。將氮氣經由氣體導入系統700往收容室R1內導入時,閥門控制部820將閥門V106控制成開狀態。另一方面,不將氮氣往收容室R1內導入時,閥門控制部820將閥門V106控制成閉狀態。
同樣地,將在第2蒸氣產生部201所產生之蒸鍍材料X的蒸氣往蒸鍍噴頭16c輸送時,閥門控制部820將閥門V201、V202、V203、V204控制成開狀態。將第2蒸氣產生部201內的蒸鍍材料X進行交換時,閥門控制部820將閥門V201、V202、V203、V204控制成閉狀態。使收容室R2內減壓時,閥門控制部820將閥門V207控制成開狀態。另一方面,不使收容室R2內減壓時,閥門控制部820將閥門V207控制成閉狀態。將蒸氣產生室203內的氬氣或蒸氣經由氣體排出系統600排出時,閥門控制部820將閥門V205控制成開狀態。另一方面,不將蒸氣產生室203內的氬氣或蒸氣排出時,閥門控制部820將閥門V205控制成閉狀態。將氮氣經由氣體導入系統700往收容室R2內導入時,閥門控制部820將閥門V206控制成開狀態。另一方面,不將氮氣往收容室R2內導入時,閥門控制部820將閥門V206控制成閉狀態。
同樣地,將在第3蒸氣產生部301所產生之蒸鍍材料X的蒸氣往蒸鍍噴頭16c輸送時,閥門控制部820將閥門V301、V302、V303、V304控制成開狀態。將第3蒸氣產生部301內的蒸鍍材料X進行交換時,閥門控制部820將閥門V301、V302、V303、V304控制成閉狀態。使收容室R3內減壓時,閥門控制部820將閥門V307控制成開狀態。另一方面,不使收容室R3內減壓時,閥門控制部820將閥門V307控制成閉狀態。將蒸氣產生室303內的氬氣或蒸氣經由氣體排出系統600排出時,閥門控制部820將閥門V305控制成開狀態。另一方面,不將蒸氣產生室303內的氬氣或蒸氣排出時,閥門控制部820將閥門V305控制成閉狀態。將氮氣經由氣體導入系統700往收容室R3內導入時,閥門控制部820將閥門V306控制成開狀態。另一方面,不將氮氣往收容室R3內導入時,閥門控制部820將閥門V306控制成閉狀態。
加熱器控制部830,控制第1~第3蒸氣產生部101、201、301所具備之加熱器105、205、305的ON/OFF(加熱狀態/非加熱狀態)。具體而言,加熱器控制部830,對於加熱器105、205、305送出控制加熱器的ON /OFF之控制信號。
其次,說明閥門控制部820及加熱器控制部830中的處理的流程。閥門控制部820及加熱器控制部830,依序切換:將在第1蒸氣產生部101所產生的蒸氣往蒸鍍噴頭16c供給之路徑;將在第2蒸氣產生部201所產生的蒸氣往蒸鍍噴頭16c供給之路徑;將在第3蒸氣產生部301所產生的蒸氣往蒸鍍噴頭16c供給之路徑。亦即,閥門控制部820及加熱器控制部830進行各部的控制,使得在第1~第3蒸氣產生部101、201、301的任一者中所產生之含蒸鍍材料X的蒸氣之氣體經常往蒸鍍噴頭16c供給。
圖7係顯示一實施形態中的MFC控制部及閥門控制部所進行之處理的流程之圖。在圖7中,横軸為時間軸,縱軸顯示閥門或加熱器的控制狀態。又,圖8係顯示一實施形態中的第1~第3蒸氣產生部的狀態之圖。在圖8中,横軸為時間軸,縱軸顯示各蒸氣產生部的溫度。首先,在時刻t1中加熱器控制部830,將加熱器105控制成加熱狀態(ON),將其他的加熱器控制成非加熱狀態(OFF)。又,在時刻t1中閥門控制部820,將閥門V102~V105、V107、V207、V307控制成開狀態,將其他的閥門控制成閉狀態。加熱器105成為加熱狀態,因而在第1蒸氣產生部101內開始產生蒸鍍材料X的蒸氣。閥門V102~105為開狀態,故在第1蒸氣產生部101內所產生之蒸鍍材料X的蒸氣由氬氣所輸送而從氣體排出系統600排出。在蒸鍍材料X的加熱開始不久後,有可能不會產生足夠量的蒸氣。因此,將加熱開始不久後的蒸氣從氣體排出系統600排出。又,閥門V107、V207、V307為開狀態,故使收容室R1~R3內減壓。
在將第1蒸氣產生部101內的蒸鍍材料X加熱至所求溫度之時刻t2中,閥門控制部820將閥門V101控制成開狀態,將閥門V105控制成閉狀態。因此,在第1蒸氣產生部101內所產生之蒸鍍材料X的蒸氣藉由氬氣往蒸鍍噴頭16c輸送,從蒸鍍噴頭16c向基板S噴射。將閥門V105控制成閉狀態,藉以停止經由氣體排出系統600之第1蒸氣產生部101內的氣體的排出。
在第1蒸氣產生部101內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之既定時間前的時刻t3中,加熱器控制部830將加熱器205控制成加熱狀態(ON)。又,在時刻t3中閥門控制部820將閥門V202~V205控制成開狀態。在一實施形態中,第1蒸氣產生部101內的蒸鍍材料X的殘留量,可依據從蒸鍍材料X的加熱開始的經過時間進行推測,或使用雷射束等進行測定。閥門V202~V205為開狀態,故在第2蒸氣產生部201內所產生之蒸鍍材料X的蒸氣由氬氣所輸送而從氣體排出系統600排出。在使用之不久前開始進行第2蒸氣產生部201內的蒸鍍材料X的加熱,故可防止加熱所致之蒸鍍材料X的劣化。
在第1蒸氣產生部101內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之時刻t4中,閥門控制部820將閥門V101~V104、V107、V205控制成閉狀態,將閥門V106、V201控制成開狀態。又,在時刻t4中加熱器控制部830將加熱器105控制成非加熱狀態(OFF)。將閥門V201控制成開狀態,並將閥門V101控制成閉狀態,因而第2蒸氣產生部201所產生之蒸鍍材料X的蒸氣藉由氬氣往蒸鍍噴頭16c輸送。將閥門V106控制成開狀態,藉以將氮氣導入第1蒸氣產生部101的收容室R1內。因此,可使第1蒸氣產生部101的溫度迅速降低。在第1蒸氣產生部101內的溫度降低之後,將容器104取出,將放入了新的蒸鍍材料X之容器104運入第1蒸氣產生部101內。
在第2蒸氣產生部201內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之既定時間前的時刻t5中,加熱器控制部830將加熱器305控制成加熱狀態(ON)。又,在時刻t5中閥門控制部820將閥門V302~V305控制成開狀態。閥門V302~V305為開狀態,故第3蒸氣產生部301內所產生之蒸鍍材料X的蒸氣由氬氣所輸送而從氣體排出系統600排出。
在第2蒸氣產生部201內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之時刻t6中,閥門控制部820將閥門V201~V204、V207、V305控制成閉 狀態,將閥門V206、V301控制成開狀態。又,在時刻t6中加熱器控制部830將加熱器205控制成非加熱狀態(OFF)。將閥門V301控制成開狀態,並將閥門V201控制成閉狀態,因而第3蒸氣產生部301所產生之蒸鍍材料X的蒸氣藉由氬氣往蒸鍍噴頭16c輸送。將閥門V206控制成開狀態,藉以將氮氣導入第2蒸氣產生部201的收容室R2內。因此,可使第2蒸氣產生部201的溫度迅速降低。在第2蒸氣產生部201內的溫度降低之後,將容器204取出,將放入了新的蒸鍍材料X之容器204運入第2蒸氣產生部201內。
在第3蒸氣產生部301內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之既定時間前的時刻t7中,加熱器控制部830將加熱器105控制成加熱狀態(ON)。又,在時刻t7中閥門控制部820將閥門V102~V105、107控制成開狀態,將閥門V106控制成閉狀態。閥門V102~V105為開狀態,故第1蒸氣產生部101內所產生之蒸鍍材料X的蒸氣由氬氣所輸送而從氣體排出系統600排出。
在第3蒸氣產生部301內的蒸鍍材料X因蒸發而減少而成為交換時期之時刻t8中,閥門控制部820將閥門V301~V304、V307、V105控制成閉狀態,將閥門V306、V101控制成開狀態。又,在時刻t8中加熱器控制部830將加熱器305控制成非加熱狀態(OFF)。將閥門V101控制成開狀態,並將閥門V301控制成閉狀態,因而使第1蒸氣產生部101所產生之蒸鍍材料X的蒸氣藉由氬氣往蒸鍍噴頭16c輸送。將閥門V306控制成開狀態,藉以將氮氣導入第3蒸氣產生部301的收容室R3內。因此,可使第3蒸氣產生部301的溫度迅速降低。在第3蒸氣產生部301內的溫度降低下之後,將容器304取出,將放入了新的蒸鍍材料X之容器304運入第3蒸氣產生部301內。
在時刻t8以後,閥門控制部820及加熱器控制部830,重複進行上述時刻t2以後的處理。
以下,說明成膜裝置的作用效果。以下,提及氣體供給源20a~20f的構成時,以氣體供給源20c為代表,用氣體供給源20c的圖式參照符號進行說明。上述的成膜裝置10中,產生同種的蒸鍍材料X的蒸氣之第1~第3蒸氣產生部101、201、301與蒸鍍噴頭16c相連接。從而,在氣體供給源20c中,即使在將一個蒸氣產生部的蒸鍍材料X進行交換之期間,亦可從其他的蒸氣產生部對蒸鍍噴頭16c供給含蒸鍍材料X的蒸氣之氣體。故,根據該成膜裝置10,而提高處理量。
又,氣體供給源20c的第1~第3蒸氣產生部101、201、301,分別收容於可個別減壓且互相分離之收容室R1~R3。從而,例如,即使在第1蒸氣產生部101的蒸鍍材料X的交換時使該第1蒸氣產生部101的溫度降低,亦可抑制該溫度降低影響到第2、第3蒸氣產生部201、301的溫度之情形。故,提高成膜製程的處理量。又,可抑制第1蒸氣產生部101在使用中其溫度影響到第2、第3蒸氣產生部201、301之情形,故可抑制長時間的加熱導致蒸鍍材料X的劣化之情形。再者,若具備絕熱輸送管141、241、341,則可更加抑制自蒸鍍噴頭16c對蒸氣產生室103、203、303的傳熱,故可抑制蒸鍍材料X的劣化。
又,在一實施形態中,可具備:可個別控制對收容室R1~R3的窒氣供給之氣體導入系統700。因此,可將進行蒸鍍材料X的交換之第1~第3蒸氣產生部101、201、301的溫度更快降低。
又,在一實施形態中,輸送管L12、L22、L32分別與第1~第3蒸氣產生部101、201、301相連接,分別在收容室R1~R3中延伸。輸送管L40,與輸送管L12、L22、L32連通且在處理室內延伸而與蒸鍍噴頭16c連接。如此,在可減壓之收容室R1~R3內有輸送管L12、L22、L32延伸,故可抑制輸送管L12、L22、L32的溫度的變動。其結果,可抑制輸送管L12、L22、L32內的蒸鍍材料X的析出。又,無須將輸送管L12、L22、L32的溫度過度提高,故可抑制蒸鍍材料X的品質劣化。
又,在一實施形態中,處理室12與收容室R1~R3分離,故可抑制從收容室R1~R3內的加熱器115a~c、125a~b、155a~c、215a~c、225a~b、255a~c、315a~c、325a~b、355a~c所產生之氣體流入處理室12內之情形。
又,在一實施形態中,具備與輸送管L12、L22、L32連接之氣體排出系統600,故例如,可在第1蒸氣產生部101中的蒸鍍材料X的交換前,先在第2蒸氣產生部201開始產生含蒸鍍材料X的蒸氣之氣體,將該氣體往氣體排出系統600排出。其結果,例如,可將對蒸鍍噴頭16c供給氣體之蒸氣產生部,從進行蒸鍍材料X的交換之第1蒸氣產生部101,有效地切換至第2蒸氣產生部201。
又,在一實施形態中,作為閥門V101、V102、V105、V201、V202、V205、V301、V302、V305係使用高溫耐熱閥門,因而例如,可切換300度以上之高溫氣體的通過或隔絕。
又,在一實施形態中,在設於一個氣體供給源之複數個蒸氣產生部中,亦可使相異的蒸鍍材料的蒸氣產生。圖9係示意性顯示一實施形態中的產生摻雜物材料的蒸氣與主體材料的蒸氣之氣體供給源之圖。另,圖9所示之氣體供給源20c,相對於用圖4所說明之氣體供給源20c,追加了第4蒸氣產生部401。以下,僅說明新追加之構成。氣體供給源20c更具備:輸送管L41、L42;第4蒸氣產生部401;第4收容容器420。
第4蒸氣產生部401,收容於由第4收容容器420所區劃出之收容室R4內。第4蒸氣產生部401具備:由隔壁402所區劃出之蒸氣產生室403。蒸氣產生室403內,配置放入了蒸鍍材料Z之容器404。第4蒸氣產生部401設有加熱器405。加熱器405將放入容器404中的蒸鍍材料Z加熱。因此,在第4蒸氣產生部401內,從蒸鍍材料Z產生含該蒸鍍材料Z之蒸氣。
輸送管L41、L42的構成,與輸送管L11、L12的構成相同。又,設於 輸送管L41之閥門V402、絕熱輸送管440、閥門V403、第4MFC410、閥門V404、及加熱器415a~c的構成,與設於輸送管L11之閥門V102、絕熱輸送管140、閥門V103、第1MFC110、閥門V104、及加熱器115a~c的構成相同。又,設於輸送管L42之絕熱輸送管441、閥門V401、及加熱器(加熱部)425a~b的構成,與設於輸送管L12之絕熱輸送管141、閥門V101、及加熱器125a~b的構成相同。又,排出配管L641、設於排出配管L641之閥門V405、絕熱配管442、及加熱器455a~c的構成,與排出配管L611、閥門V105、絕熱配管142、及加熱器155a~c的構成相同。又,導入配管L741、及設於導入配管L741之閥門V406的構成,與導入配管L711、及閥門V106的構成相同。又,減壓配管L541、及設於減壓配管L541之閥門V407的構成,與減壓配管L511、及閥門V107的構成相同。
配置於第1~第3蒸氣產生部101、201、301內之蒸鍍材料X,係使用同種的主體材料。配置於第4蒸氣產生部401內之蒸鍍材料Z,係使用摻雜物材料。
另,在一實施形態中,亦可在收容室R4內配置QCM感測器30a。在此情形,流經輸送管L42之蒸鍍材料Z的蒸氣接觸到QCM感測器30a,由QCM感測器30a測量蒸鍍材料Z的量。依據該測定結果,第4MFC410可控制送往第4蒸氣產生部401之氬氣的流量。
第1~第3蒸氣產生部101、201、301內的蒸鍍材料X,如上述實施形態般,依序交換。
在此一實施形態中,氣體供給源20c可具備:產生摻雜物材料的蒸氣之第4蒸氣產生部401;產生同種的主體材料的蒸氣之第1~第3蒸氣產生部101、201、301。主體材料比摻雜物材料更大量使用。從而,令主體材料用的蒸氣產生部的數量多於摻雜物材料用的蒸氣產生部的數量,因而可抑制主體材料的品質低下,且可將該主體材料比摻雜物材料的量更大量供給。
另,在用圖9所說明之實施形態中,產生摻雜物材料的蒸氣之蒸氣產生部亦可為一個以上。在此情形,亦可令產生主體材料的蒸氣之蒸氣產生部的數量,比產生摻雜物材料的蒸氣之蒸氣產生部的數量更多。
另,在上述各實施形態中,所有氣體供給源20a~20f,如用圖4、圖9所說明般,具備複數個蒸氣產生部,但氣體供給源20a~20f中的至少一個氣體供給源具備複數個蒸氣產生部即可。又,設於氣體供給源之蒸氣產生部的數量,亦不限於如用圖4、圖9所說明般,為3個或是4個,只要2個以上即可。
以下,說明實施例1。以下的實施例1,係以上述各實施形態的裝置構成為前提。
[實施例1]
實施例1,係與圖4的加熱器415、225等配管的溫度控制相關之加熱器構造的實施例。又,實施例1,係與夾著插裝式加熱器並從外側包圍SUS(Steel Use Stainless,不銹鋼)配管之Cu製加熱塊的黑色電鍍相關之內容。又,實施例1,係令SUS配管的表面與加熱塊內面的表面為黑色電鍍,藉以提高輻射熱的傳達率而使SUS配管的溫度分布均勻。又,實施例1,係將加熱塊外側加以Ni電鍍使之輻射率較低。此乃上位概念。以下的各個構造亦包含此內容。此內容,例如揭示於圖10-2。
又,實施例1,係在材料容器的底部設置凹凸使表面積增加並令加熱器側面為黑色電鍍。其構造為:圖10-3的圓形皿的下部有凹凸。所對應之加熱器側的Cu塊側亦有凹凸形狀。因此熱傳達率提升而容易進行高溫的控制。
又,實施例1,其構造為:蒸鍍噴頭部亦與自外側有蒸鍍材料流經的SUS部分之溫度同樣地以輻射熱進行溫度控制。但是,噴嘴部分有將相異材料混合之構造,溫度各不相同。例如如圖10-10等所示,其構造為:為了 控制溫度的干擾而在氣體供給部之間設置水壁。又,例如如圖10-9所示,其構成為:若蒸鍍噴頭部前端部的輻射熱傳播至蒸鍍遮罩則會發生遮罩的變形等問題,故對遮擋板進行水冷以免來自蒸鍍噴頭部的熱影響到遮罩側。
又,實施例1,考量到投入有機EL材料之材料容器的形狀、設置材料容器設置之蒸發材輸送路隔壁形狀及其表面狀態、還有加熱器熱傳達構件的材質及表面狀態各自的熱傳達率,來實現效率UP‧均熱性‧傳達率提升。
根據實施例1,因材料容器(有機材料)‧輸送路的溫度均熱性較高,故容易進行蒸發控制。又,根據實施例1,因溫度控制性較高,故抑制在最低限度要求的溫度,亦抑制材料劣化還有對非所需部分的沉積。又,根據實施例1,可將對加熱器的投入電力有效地傳往有機材料。又,可縮短加熱‧冷卻時間,使材料的浪費(材料使用效率)變少(亦可縮短維修時間)。
針對實施例1,以下進行具體的說明。
首先,說明習知技術。習知技術的有機EL蒸鍍裝置中,材料容器及輸送路‧接觸氣體部的溫度控制性會大大地影響到膜質‧成膜速度穩定性‧維修性等。實施例1,係揭示了溫度控制性優良之有機EL蒸鍍裝置的各部加熱構造。
習知的容器‧輸送路等雖是在真空中由加熱器所圍繞之基本構造,但各構件間的熱傳達控制不夠充足,對於加熱器設定之溫度控制速度、均一性、加熱器電力效率等,難以說是相當充足。
相對於此,針對實施例1的內容,以下更具體說明之。
1.若溫度變高(200℃~)則在大氣中難以絕熱。因接觸‧空氣對流熱傳達等而產生較大的熱流,結果產生溫度分布的變動,使電力效率惡化。從而,將加熱源(加熱器)及被加熱物全都構成於真空腔室內。
針對這點進行詳細說明。圖10-1係顯示第1實施例的成膜裝置的全體構成的概要之圖。如圖10-1所示,成膜裝置1000具備材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300。材料容器1100係收容蒸鍍材料之容器。輸送配管1200,係輸送路,輸送含材料容器1100中所蒸發之蒸鍍材料的蒸氣之氣體,例如由SUS所形成。蒸鍍噴頭1300,將經由輸送配管1200所輸送之蒸鍍材料氣體朝向基板1500噴射。
如圖10-1所示,材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300,分別為均熱塊1110、1210、1310所包覆。均熱塊1110、1210、1310,例如由熱傳導係數比輸送配管1200的材質(SUS)高之材質(例如Cu)所形成。圖10-1中雖未圖示,但成膜裝置1000,具備將材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300分別加熱之加熱器等發熱體(加熱源)。加熱器,例如埋入於均熱塊1110、1210、1310,將材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300分別加熱。
換言之,均熱塊1110、1210、1310,係包覆將材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300加熱之發熱體所設置。將材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300加熱之發熱體,係收容於真空容器1400。另,基板1500亦收容於真空容器1400。
本實施例的成膜裝置1000,讓材料容器1100、輸送配管1200、蒸鍍噴頭1300、及將該等零件加熱之發熱體收容於真空容器1400內,故可提升材料容器1100、輸送配管1200、及蒸鍍噴頭1300間的均熱性。另,在本實施例中,雖顯示了將材料容器1100與蒸鍍噴頭1300之間以輸送配管1200連結之氣流蒸鍍裝置,但並不限於此。例如,亦同樣適用於具有輸送路(輸送路徑)之氣流蒸鍍裝置,該輸送路將含材料容器1100中所蒸發之蒸鍍材料的蒸氣之氣體往蒸鍍噴頭1300輸送。
2.為使加熱源(加熱器)蒸發材輸送路隔壁材料容器的熱傳達係以 輻射熱傳達為基本,便放棄與有溫度差部分的接觸,令唯一支撐零件之支柱等為點接觸方式(及支柱的剖面最小化‧確保一定距離),且亦令素材為低熱傳導材構成。(例:SUS材等)
3.為使加熱器輸送路的傳熱均勻,乃使加熱器與熱傳導優良之材料接觸,藉以在該構件內成為高速熱傳導‧均熱。(均熱塊:例Cu等)
4.即使輸送路材料為熱傳導係數低的材料(例:SUS),亦可將輸送路的外面全都以前揭的均熱塊不留縫隙地包圍,因而與外部的熱移動僅有與均熱塊的輻射,故輸送路變得均熱。
針對這點進行詳細說明。圖10-2係顯示輸送配管的構成的概要之圖。圖10-2係輸送配管1200、及輸送配管1200的周圍所設之零件的剖面圖。
如圖10-2所示,均熱塊1210,係包覆輸送配管1200的周圍所設置。又,均熱塊1210,係包覆加熱器1220的周圍所設置。在輸送配管1200的配管外周面,隔著間隔形成有複數個突起1202,而複數個突起1202與均熱塊1210的內面相接觸。換言之,輸送配管1200,藉由突起1202被均熱塊1210以點接觸方式所支持。均熱塊1210,例如由熱傳導係數比輸送配管1200高之材質(例如,Cu)所形成,故可將來自加熱器1220的熱有效地往輸送配管1200傳熱。
在此,均熱塊1210,係以對向輸送配管1200之內面1212與均熱塊1210的真空容器1400側的外面1214相比放射率較高之方式形成。例如,均熱塊1210的內面1212,係以藉由黑色鎳電鍍使放射率為0.8~0.9左右之方式形成。又,均熱塊1210的外面1214,係以藉由鎳電鍍使放射率為0.1~0.2左右之方式形成。
如此,以均熱塊1210的內面1212的放射率高於均熱塊1210的外面1214的放射率之方式形成,因而可使輻射熱從加熱器1220經由均熱塊1210往 輸送配管1200有效地傳熱。
又,輸送配管1200,係以對向均熱塊1210之外面1204與均熱塊1210的真空容器1400側的外面1214相比放射率更高之方式形成。例如,輸送配管1200的外面1204,係以藉由黑色鎳電鍍使放射率為0.8~0.9左右之方式形成。
如此,以輸送配管1200的外面1204的放射率高於均熱塊1210的外面1214的放射率之方式形成,因而可使輻射熱從加熱器1220經由均熱塊1210往輸送配管1200有效地傳熱。
5.又雖說是真空腔室內,在腔室熱與均熱塊之間有溫度差時,相對較大的熱量從均熱塊對腔室壁輻射散熱,故僅有均熱塊的外側面進行低放射率的表面處理。又,藉由在腔室壁間設置遮熱板(反射器)而亦實現更進一步的效率提升。
針對這點進行詳細說明。如圖10-2所示,在均熱塊1210與真空容器1400之間,設有將熱遮蔽之熱遮蔽板1230。藉由設置熱遮蔽板1230,可抑制在加熱器1220所產生的熱往均熱塊1210的外部傳熱之情形。其結果,藉由設置熱遮蔽板1230,可將熱從加熱器1220經由均熱塊1210往輸送配管1200有效地傳熱。
6.為了提升均熱塊輸送路間的輻射熱傳達效率,所採用之配置構成係令彼此的零件為凸凹的翼片形狀,且相向面積為最大。(輻射傳熱形態係數:表面積)
7.又進行使上述翼片形狀的表面(非翼片形狀者亦同)兩者成為高放射率之表面處理,藉以提升熱傳達率。
8.同樣地上述翼片形狀所進行之表面積UP及表面放射率控制,在輸送 路材料容器間亦成立。
針對這點進行詳細說明。在此,作為一例,例示出:為了提升材料容器1100與包覆材料容器1100之均熱塊1110之間的輻射熱傳達效率,便在材料容器1100與均熱塊1110之間,在互相的對向面形成凹凸。圖10-3係顯示材料容器的構成的概要之圖。
如圖10-3所示,材料容器1100為均熱塊1110所包覆,均熱塊1110中埋入加熱器1120。材料容器1100,例如由SUS所形成。均熱塊1110,例如由Cu所形成。在加熱器1120所產生的熱,經由均熱塊1110往材料容器1100輻射傳熱,來將收容於材料容器1100內之有機材料加熱/蒸發。
在此,如圖10-3所示,材料容器1100與均熱塊1110,在互相對向的面形成有凹凸。更具體而言,在材料容器1100的下面形成凹凸1102,在均熱塊1110對向材料容器1100的下面之面,形成凹凸1112。因此,材料容器1100及均熱塊1110,係以使分別形成之凹凸1102、1112互相囓合之方式配置。
如此,藉由在材料容器1100與均熱塊1110的互相對向之面形成凹凸,可使互相對向之面的表面積增加。其結果,可使自加熱器1120經由均熱塊1110往材料容器1100傳熱之輻射熱的熱量增加,故可有效地將材料容器1100加熱。另,在均熱塊1110與真空容器1400之間,設置熱遮蔽板1130。因此,可抑制在加熱器1120所產生的熱往均熱塊1110的外部傳熱之情形,故可更加有效地將熱從加熱器1120經由均熱塊1110往材料容器1100傳熱。
另,上述的例中,雖例示了在材料容器1100與均熱塊1110互相對向之面形成凹凸,但並不限於此。例如,可在輸送配管1200與均熱塊1210互相對向之面形成凹凸,亦可在蒸鍍噴頭1300與均熱塊1310互相對向之面形成凹凸。
9.置於低壓下的有機材料亦為一般的低熱傳導物,故在材料容器的內面設置翼片形狀或分隔物,使與有機材料的接觸面積增大(使材料粒間傳熱距離縮短),藉以提升所投入之材料內的均熱性,得到穩定的蒸發量。
針對這點進行詳細說明。圖10-4、10-5係顯示材料容器的變形例之圖。如圖10-4所示,材料容器1100具有:將材料容器1100的收容蒸鍍材料之空間1106分隔成格子狀之分隔板1104。藉由設置分隔板1104,來將空間1106分隔成複數個小空間。
分隔板1104,與材料容器1100同樣地,由來自加熱器1120的熱所加熱。蒸鍍材料,不僅是在材料容器1100內,由來自材料容器1100的底面及側面的熱所加熱,亦由來自分隔板1104的熱所加熱。如此,藉由設置分隔板1104,可使與蒸鍍材料的接觸面積增大,故可提升蒸鍍材料內的均熱性,得到穩定的蒸發量。
又,如圖10-5所示,材料容器1100,亦可具有將材料容器1100的收容蒸鍍材料之空間1106分隔成圓狀之分隔板1108。藉由設置分隔板1108,來將空間1106分隔成複數個小空間。
分隔板1108,與材料容器1100同樣地,由來自加熱器1120的熱所加熱。蒸鍍材料,不僅是在材料容器1100內,由來自材料容器1100的底面及側面的熱所加熱,亦由來自分隔板1108的熱所加熱。如此,藉由設置分隔板1108,可使與蒸鍍材料的接觸面積增大,故可提升蒸鍍材料內的均熱性,得到穩定的蒸發量。
10.上述輻射率控制方法有數個以供選擇,但必須滿足必要功能。
(1)若有機材料有水分‧氧等,則在高溫中容易發生劣化,故釋放氣體之特性需優良。亦即,使表面粗度粗糙之方法,噴敷等,膜中含有較多的表面積(氣泡)者在特性上欠佳。
(2)根據有機材料,有些亦需要400℃左右的加熱,在其溫度範圍中 亦需要無耐熱劣化之表面處理。
(3)就反應性而言,以不易影響有機材料而穩定者為佳。
在本次的例中,選擇滿足上述條件之耐熱Ni系的電鍍,其放射率在均熱塊內面‧輸送路外面及材料容器之對面翼片部係高放射率(>ε0.8),在塊體外面係低放射率(<ε0.2)。
11.材料容器與將其圍繞的輸送路之溫度分離。
輸送路≧材料容器(材料)係基本的溫度設定,但當輸送路的溫度大幅上昇時,材料劣化的風險提高;又,當溫度逆轉時,輸送路中所蒸發之有機材再凝著,成為蒸發速度穩定性‧沉積等問題。因而,可獨立控制材料容器與輸送路的溫度係非常重要的。又,為了同步解決材料使用效率與在輸送路的沉積之問題,裝置開機時將輸送路的溫度先提升至設定值;並為了使僅有容器被抑制蒸發,便先將溫度自設定溫度下降。關機時先將容器溫度下降至材料蒸發溫度以下,然後使輸送路溫度下降。此點若能達成,則抑制了無益的材料浪費,且不會在容器沉積(容易進行關機開放後的維修)之運用係為可能。
必要的硬體構成:
(1)容器材料用加熱器與輸送路用加熱器的獨立構成。
(2)輸送路隔壁的溫度分離(為使輸送路的一部分即面對材料容器的部分與其以外的部分之熱傳導係數降低,便採用縮小剖面積,且加大距離,加上溫度差之構造)。
(3)均熱塊~材料容器間熱傳達率以6、7、8等手段提升,昇溫時以對加熱器的熱量控制進行溫度上昇控制(時間)雖為可能的,但降溫時沒有以良好反應性使溫度下降之手法(散熱路徑),故在均熱塊設置流體可通過之流路,使低溫流體從管體流動而熱交換,藉此可讓材料容器的溫度下降短縮。(在此情形,不讓均熱塊‧輸送路‧材料容器超過構成上所需的體積亦非常重要)。在此若令熱媒體為液體則熱交換效率較高,卻會成為高壓蒸氣,為了確保安全而在回路構成上招致成本上昇,故選擇了氣體。
針對這點進行詳細說明。圖10-6係顯示材料容器的變形例之圖。如上所述,宜可獨立控制材料容器1100與輸送配管1200的溫度。於是,吾人亦考慮到:分別對將材料容器1100加熱之加熱器1120、將輸送配管1200加熱之加熱器1220進行ON/OFF控制。在此情形,加熱器1120與加熱器1220的ON/OFF控制的時序等有可能變得複雜。
於是,如圖10-6所示,可在包覆材料容器1100之均熱塊1110中,形成可使散熱媒體流通之散熱流路1114。如此藉由形成散熱流路1114,可同時對加熱器1120與加熱器1220進行ON/OFF控制,且可獨立進行材料容器1100與輸送配管1200的溫度控制。
例如降溫時,同時對加熱器1120與加熱器1220進行OFF控制,且使散熱媒體往散熱流路1114流通。藉此,材料容器1100的熱經由均熱塊1110由散熱媒體所奪去,故可使材料容器1100的溫度比輸送配管1200先下降。
在此,在均熱塊1110中形成散熱流路1114時,宜減少從材料容器1100到輸送配管1200之熱流路的熱阻。亦即,若以圖10-3的材料容器1100作為比較對象,則在比較對象的材料容器1100中,從材料容器1100到輸送配管1200的熱流路1105的體積相對較大。因此,在比較例中,材料容器1100與輸送配管1200之間的熱阻較小,故在材料容器1100與輸送配管1200之間,熱容易相對大幅移動。其結果,在比較例中,例如降溫時,難以使材料容器1100的溫度比輸送配管1200的溫度先下降。
相對於此,在圖10-6中,縮小了材料容器1100與輸送配管1200之間的熱流路1107的體積。因此,可增大材料容器1100與輸送配管1200之間的熱阻,故可相對抑制材料容器1100與輸送配管1200之間的熱的移動。其結果,例如降溫時,可使散熱媒體往散熱流路1114流通,使材料容器1100的溫度比輸送配管1200的溫度先下降。
12.各部溫度監測器
均熱塊(Cu構件)能以接觸監測器(熱電偶等)進行利用加熱器之溫度控制。輸送路(&材料容器)溫度在長時間經過後,與均熱塊溫度近乎同等,但昇降溫時溫度大幅乖離,故在均熱塊與輸送路隔壁中設置獨立的溫度監測器(熱電偶等)。又,由於在減壓下,宜為將T.C前端緊扺於測定部之構造(彈簧等)。
針對這點進行詳細說明。圖10-7係顯示輸送配管中的溫度測定的構成的概要之圖。如圖10-7所示,分別設置:測定輸送配管1200的溫度之溫度監測器1206,及測定均熱塊1210的溫度之溫度監測器1216。
如圖10-7所示,將測定輸送配管1200的溫度之溫度監測器1206,從均熱塊1210的外側,藉由彈簧1208的彈力往輸送配管1200推壓。因此,溫度監測器1206,其前端緊扺於輸送配管1200。其結果,溫度監測器1206,可更精密地測定輸送配管1200的溫度。
又,如圖10-7所示,將測定均熱塊1210的溫度之溫度監測器1216,從均熱塊1210的外側,藉由彈簧1218的彈力往均熱塊1210推壓。因此,溫度監測器1216,其前端緊扺於均熱塊1210。其結果,溫度監測器1216,可更精密地測定均熱塊1210的溫度。
13.均熱塊與輸送路的構成
當輸送路使用熱傳導不良之構件時,可在各部進行相異的獨立溫度控制,但若與均熱塊的接觸狀態未受控制,則即使在個別均熱塊區域內,輸送路亦發生溫度分布,故藉由在輸送路~均熱塊間設置一定的間隔,可進行均熱塊內溫度均一性&均熱塊間獨立溫度設定。
14.蒸鍍噴頭四周的熱控制
蒸鍍噴頭四周,均熱塊及輸送路的構成或表面處理手法,與前述基本上相同。(與材料容器部分不同,無須高溫度控制性能的部分則翼片形狀省略)。與基板相對之加熱部分(蒸鍍噴頭面等),雖從遮罩對基板進行輻射 熱傳達,但將其傳熱量抑制到最小係非常重要的。若遮罩及基板在成膜中溫度上昇則因線膨張差產生偏差,故難以進行精細的蒸鍍。又,蒸鍍噴頭側因散熱而與熱流動‧溫度分布發生息息相關,使溫度控制性降低。亦產生在噴嘴部的沉積等問題。
必要硬體構成:
(1)遮熱板:將反射器(表面放射率低之構件)設於兩者間,採用在不遮蔽蒸鍍噴出之範圍令開口面積為最小之形狀。(例如噴嘴孔又小又為多數時係區域開口,在相對較大的少數孔的情形僅有孔部分開口等)。表面粗度則考慮所使用之有機材料的飽和蒸氣壓,成為沉積之溫度區域時,必須避免鏡面處理。
(2)取代(1)的是設置經水冷等溫度控制之分隔板並令開口面積為最小。(若令溫度控制分隔板為直接水冷則維修較困難,故採用螺栓固定方法,其將可確保對水冷塊所必要的熱傳達量之接觸面最佳化)。該分隔板,由於會沉積有機材,故宜避免鏡面,以使表面狀態不會輕易剝離。
(3)將遮熱板複數片重疊構成,藉以更加抑制熱傳達。又與(2)併用亦有效果。
(4)噴嘴孔四周的開口露出面使用低放射率構件‧或實施低放射率表面處理。(噴嘴材質採用熱傳導性優良之Cu,表面處理採用耐熱低放射率Ni系電鍍)。
其他
蒸鍍噴頭附近腔室壁,即使在有機材料噴出方向以外,亦因若干的擴散而容易產生沉積。從而設置遮擋板並加以運用,但亦必須先設計考慮該遮擋板的溫度分布及溫度變化量。蒸鍍噴頭四周遮擋板由來自蒸鍍噴頭的輻射傳熱而受熱。若有溫度分布,則有可能產生不作為沉積區域之區域。又,有溫度的時間性變化,而遮擋板溫度較低時,沉積發生;若因時間經過及沉積使表面放射率變化而溫度上昇,則沉積物再蒸發,可預想到這種現象。結果蒸鍍速度的穩定性受損,又在膜質上,雜質混入劣化,微粒等的風險提高。
必要硬體構成:
在蒸鍍噴頭四周的腔室隔壁部構成使有機蒸發物不易回流之分隔板。
蒸鍍噴頭四周遮擋板採用即使從蒸鍍噴頭受熱亦不會使沉積物再放出之冷卻構造。
在此,針對蒸鍍噴頭1300的構成進行詳細說明。圖10-8、圖10-9,係顯示蒸鍍噴頭的構成的概要之圖。圖10-8,係蒸鍍噴頭1300及蒸鍍噴頭1300的周邊的零件的俯視圖;圖10-9,係蒸鍍噴頭1300及蒸鍍噴頭1300的周邊的零件的縱剖面圖。
如圖10-8、10-9所示,蒸鍍噴頭1300,周圍由均熱塊1310所包覆。均熱塊1310的內部,埋入有加熱器1320。蒸鍍噴頭1300,例如由SUS所形成。均熱塊1310,例如由Cu所形成。另,均熱塊1310,藉由將複數個均熱塊的構件以螺栓1312固定所形成。在加熱器1320所產生的熱,經由均熱塊1310往蒸鍍噴頭1300輻射傳熱。
又,在均熱塊1310與真空容器1400之間,設有熱遮蔽板1330。藉由設置熱遮蔽板1330,可抑制在加熱器1320所產生的熱往均熱塊1310的外部傳熱之情形,故可更有效率地將熱從加熱器1320經由均熱塊1310往蒸鍍噴頭1300傳熱。
又,如圖10-9所示,在蒸鍍噴頭1300與基板1500之間,設有熱遮蔽板1330-1、1330-2。更具體而言,熱遮蔽板1330-1、1330-2,與蒸鍍噴頭1300的噴射面1304對向設置,以將熱遮蔽。該噴射面1304含有噴射口1302,噴射含蒸鍍材料的蒸氣之氣體。又,熱遮蔽板1330-1、1330-2,在從噴射口1302噴射之含蒸鍍材料的蒸氣之氣體的噴射路徑1306形成有開口1332。從噴射口1302噴射之蒸鍍材料氣體,通過熱遮蔽板1330-1、1330-2的開口1332,蒸鍍於基板1500。
15.進行共蒸鍍之蒸鍍噴頭間的熱干擾防止
在從2set以上的蒸鍍噴頭同時進行混合蒸鍍之共蒸鍍,而各個蒸鍍噴頭的控制溫度係相異之組合時,受到附近的相異溫度的構件的干擾影響,容易發生溫度分布。尤其是冷卻側的高精度溫度控制功能容易變得複雜,故一般而言,蒸鍍噴頭的溫度控制由加熱器僅對加熱側進行,冷卻係取決於對周邊的放射所進行。因此,比其他蒸鍍噴頭更高溫設定的蒸鍍噴頭可由加熱器進行溫度控制,但低溫側的蒸鍍噴頭比高溫側的蒸鍍噴頭更輻射受熱,比設定值更溫度上昇,控制容易變得困難。
必要硬體構成:
在設定溫度相異之蒸鍍噴頭間,設置溫度控制在低溫側的蒸鍍噴頭設定溫度以下之分隔板,藉以防止溫度干擾。(實施例中採用水冷構造的SUS板)。因此,高溫側的蒸鍍噴頭,低溫側的蒸鍍噴頭,均可僅進行兩者加熱側的溫度控制,可僅以加熱器控制進行既定的溫度控制。又,分隔板的表面放射率,在沉積物不易剝離之範圍中較低者,加熱器效率變高。
針對這點詳細說明。圖10-10係顯示Post-Mix蒸鍍噴頭的構成的概要之圖。如圖10-10所示,蒸鍍噴頭1300具有:主體噴頭1300-1,噴射含主體蒸鍍材料的蒸氣之主體氣體;及摻雜物噴頭1300-2,噴射含摻雜物蒸鍍材料的蒸氣之摻雜物氣體。
含主體蒸鍍材料的蒸氣之主體氣體經由輸送配管1200-1往主體噴頭1300-1輸送。主體噴頭1300-1,噴射經由輸送配管1200-1所輸送之主體氣體。另,主體氣體,經加熱至比摻雜物氣體更高溫(例如380℃左右),往主體噴頭1300-1輸送。
一方,含摻雜物蒸鍍材料的蒸氣之摻雜物氣體經由輸送配管1200-2往摻雜物噴頭1300-2輸送。摻雜物噴頭1300-2,噴射經由輸送配管1200-2所輸送之摻雜物氣體。從主體噴頭1300-1及摻雜物噴頭1300-2噴射出之主體氣體及摻雜物氣體,在從各噴頭噴射出之後混合之狀態下蒸鍍於基板 1500。另,摻雜物氣體,經加熱至比主體氣體更低溫(例如230℃左右),往摻雜物噴頭1300-2輸送。
在此,在主體噴頭1300-1與摻雜物噴頭1300-2之間,設置控制成比摻雜物噴頭1300-2的溫度更低的溫度之低溫構件1340。低溫構件1340,形成為例如冷卻媒體(例如,水)可流通於內部。如此,在主體噴頭1300-1與摻雜物噴頭1300-2之間設置低溫構件1340,藉以將來自主體噴頭1300-1的輻射熱往低溫構件1340傳熱。從而,可抑制摻雜物噴頭1300-2因來自主體噴頭1300-1的輻射熱而溫度上昇之情形。又,主體噴頭1300-1及摻雜物噴頭1300-2,輻射熱均往低溫構件1340傳熱,故主體噴頭1300-1及摻雜物噴頭1300-2,均可僅以加熱側的溫度控制,進行溫度調整。
1000‧‧‧成膜裝置
1100‧‧‧材料容器
1110、1210、1310‧‧‧均熱塊
1200‧‧‧輸送配管
1300‧‧‧蒸鍍噴頭
1400‧‧‧真空容器
1500‧‧‧基板

Claims (26)

  1. 一種成膜裝置,其特徵為包含:材料容器,收容蒸鍍材料;輸送路,輸送含該材料容器中所蒸發之蒸鍍材料的蒸氣之氣體;蒸鍍噴頭,噴射經由該輸送路所輸送之含蒸鍍材料的蒸氣之氣體;及發熱體,將該材料容器、該輸送路、及該蒸鍍噴頭加熱;該材料容器、該輸送路、該蒸鍍噴頭、及該發熱體,係收容於真空容器內。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置,其中更包含:均熱塊,由熱傳導係數比該輸送路的材質更高之材質所形成,並包覆該發熱體。
  3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該均熱塊係包覆該輸送路而配置。
  4. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該均熱塊係形成為使其對向該輸送路之內面的放射率,較該真空容器側之外面的放射率更高。
  5. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該輸送路係形成為使其對向該均熱塊之外面的放射率,較該均熱塊的該真空容器側之外面的放射率更高。
  6. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,在該輸送路的對向該均熱塊之外面形成凹凸,在該均熱塊的對向該輸送路之內面形成凹凸,該輸送路及該均熱塊,係配置成使其分別形成之凹凸形狀互相囓合。
  7. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該輸送路係由SUS(Steel Use Stainless,不銹鋼)所形成。
  8. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該均熱塊係由Cu形成。
  9. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,於該輸送路之對向該均熱塊的外面形成突起,該輸送路係藉由該突起被該均熱塊以點接觸方式所支持。
  10. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中更包含:熱遮蔽構件,設於該均熱塊與該真空容器之間,用以將熱遮蔽。
  11. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該均熱塊係包覆該材料容器而配置。
  12. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該均熱塊係形成為使其對向該材料容器之內面的放射率,較該真空容器側之外面的放射率更高。
  13. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該材料容器係形成為使其對向該均熱塊之外面的放射率,較該均熱塊的該真空容器側之外面的放射率更高。
  14. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,在該材料容器的對向該均熱塊之外面形成凹凸,在該均熱塊的對向該材料容器之內面形成凹凸,該材料容器及該均熱塊,係配置成使其分別形成之凹凸形狀互相囓合。
  15. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該材料容器係由SUS所形成。
  16. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,在該材料容器的對向該均熱塊之外面形成突起,該材料容器係藉由該突起被該均熱塊以點接觸方式所支持。
  17. 如申請專利範圍第11項之成膜裝置,其中更包含:加熱控制部,對於將該材料容器加熱之第1發熱體、及將該輸送路加熱之第2發熱體,分別獨立進行加熱控制。
  18. 如申請專利範圍第11項之成膜裝置,其中更包含:冷卻管,形成於包覆該材料容器之均熱塊的內部,以使散熱媒體流通;及冷卻控制部,控制該冷卻管中的該散熱媒體的流通時序及流通量。
  19. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該均熱塊係包覆該蒸鍍噴頭所配置。
  20. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該均熱塊係形成為使其對向該蒸鍍噴頭之內面的放射率,較該真空容 器側之外面的放射率更高。
  21. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,該蒸鍍噴頭係形成為使其對向該均熱塊之外面的放射率,較該均熱塊的該真空容器側之外面的放射率更高。
  22. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,在該蒸鍍噴頭的對向於該均熱塊之外面形成凹凸,在該均熱塊的對向該輸送路之內面形成凹凸,該蒸鍍噴頭及該均熱塊,係配置成使其分別形成之凹凸形狀互相囓合。
  23. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置,其中,該蒸鍍噴頭係由SUS所形成。
  24. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置,其中,在該蒸鍍噴頭的對向該均熱塊之外面形成突起,該蒸鍍噴頭係藉由該突起被該均熱塊以點接觸方式所支持。
  25. 如申請專利範圍第19項之成膜裝置,其中更包含:熱遮蔽構件,與該蒸鍍噴頭的噴射面對向設置,以將熱遮蔽;該噴射面包含用以噴射含該蒸鍍材料的蒸氣之氣體的噴射口;且在從該噴射口噴射之含蒸鍍材料的蒸氣之氣體的噴射路徑形成有開口。
  26. 如申請專利範圍第19項之成膜裝置,其中,該蒸鍍噴頭具有:主體噴頭,噴射含主體蒸鍍材料的蒸氣之主體氣體;及摻雜物噴頭,噴射含摻雜物蒸鍍材料的蒸氣之摻雜物氣體;該蒸鍍噴頭更包含:低溫構件,設於該主體噴頭與該摻雜物噴頭之間,受控制成比該摻雜物噴頭的溫度更低之溫度。
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