TWI297735B - Vapor-deposition device - Google Patents

Description

1297735 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種蒸鍍裝置，其用來對一基板之垂直對準 之區域進行蒸鍍’該蒸鍍裝置中配置一直立之熔化坩堝， 其具有一加熱件以使該熔化坩堝中所塡入之材料熔化且蒸 發’該蒸鍍裝置具有一偏向元件以使該熔化坩堝中垂直地 流出之蒸氣水平地轉向至該基板。 【先前技術】 上述形式之蒸鍍裝置描述在DE 17 96 166 B2中。在該文 件所描述之蒸鍍裝置中，該即將蒸發之材料藉由電子轟擊 而蒸發。該偏向元件是由蒸發所用之電極系統之配置於熔 化坩堝上方之電極所形成。該習知之蒸鍍裝置之缺點是： 該水平地發出之蒸氣就其蒸氣微粒之分佈而言是不均勻的 且經由一很大之橫切面而流向該基板。此外，存在下述之 危險性：其會對該偏向元件造成塗層，這樣會使效用變差。 由於該習知之蒸鍍裝置藉由電子轟擊而決定其加熱量，則 該蒸鍍裝置只具有一較小之功率。 由US 4880 960中亦已知一種蒸鍍裝置，其中使用配置形 式較長之圓柱體以取代熔化ί甘堝，該圓柱體之上端封閉且 該圓柱體之整個長度藉由電阻加熱器而被加熱。該圓柱體 在其外罩面中具有窗口以作爲蒸氣出口，該窗口在其外側 由一濾器所覆蓋，因此在該圓柱體中由上方所到達之即將 蒸發之材料不會直接經由該窗口而向外落下。該圓柱體在 外側由多個輻射片以同心方式所圍繞，各輻射片具有蒸氣 1297735 導通窗以使蒸氣流通。 該習知之蒸鍍裝置是用來使鎂蒸發。鎂之特性是在真空 中大約在500°C時昇華。因此，依據US 4 8 809 60該鎂連續 地以顆粒大小是0.3至2.5 mm之粉末形式由上方加入至該 圓柱體中。在該落下過程中，該粉末由於熱輻射而轉換成 蒸氣，其經由圓柱體之蒸氣出口而離開該圓柱體。由於圓 柱體中其整個長度都存在該粉末，則該蒸氣出口須由濾器 所覆蓋，否則固體微粒會隨該蒸氣而由該蒸鍍裝置溢出而 到達該基板。此種濾器之配置應可防止粉末之溢出。但實 際上不能完全阻止這些粉末，此乃因該濾器基本上只能擋 住較其網眼寬度還大之固體微粒，且已進入之微粒由於蒸 發而變小，直至其完全蒸發爲止。微細之固體微粒可經由 該濾器而到達該即將塗佈之基板。 【發明內容】 本發明之目的是提供上述形式之蒸鍍裝置，使由一熔化 坩堝所發出之在垂直方向中上升之蒸氣（其蒸氣微粒之分佈 形式是下端粗之木棒形式）被轉向，因此可形成一種均勻之 分佈且固體微粒不會由該蒸發器到達該即將塗佈之基板 上。 本發明中上述目的以下述方式達成：該偏向元件是一種 由上方座落在該熔化坩堝上之可在其上側上封閉之噴嘴 管，其在其外罩面上具有一水平之蒸氣出口，該噴嘴管具 有一與該熔化坩堝之加熱件互相獨立之加熱件。 該蒸鍍裝置具有一般性之熔化坩堝，其中可加入蒸發物 1297735 質（例如，大的固體微粒），因此首先造成一種熔化現象’然 後藉此形成該即將產生之蒸氣。於是不會有微小之微粒隨 著蒸氣到達基板。本發明中該蒸氣產生之功能和·蒸氣發送 至基板之功能是互相分開的。由於藉由各別之加熱件可使 該熔化坩堝和該噴嘴管互相獨立地被加熱’則在操作該蒸 鍍裝置時該噴嘴管中之溫度可持續地較該熔化坩堝中之溫 度高出大約100°至20(^0使蒸氣不會在噴嘴管中冷凝且因 此可在該噴嘴管上形成塗層。藉由使用一般之熔化坩堝， 則本發明之蒸鍍裝置適用於極不相同之材料（例如，鋁，銀， 鉻）之熔化和蒸發。 在本發明之另一形式中特別有利的是：在熔化坩堝之區 域中和噴嘴管之區域中分別設有溫度感測器以調整該熔化 坩堝和該噴嘴管之加熱件之功率。因此可在該熔化坩堝和 該噴嘴管中最佳化地調整該溫度，這樣同時可使能量需求 減少，此乃因不必要之高溫不會在各構件之一之中產生， 以便在另一構件中不會發生太低之溫度。 當該噴嘴管在下端利用變細之直徑接合至該熔化坩堝中 時，則可特別簡單地使該噴嘴管固定至該熔化坩堝。 本發明之其它有利之形式是：該噴嘴管在上端具有截錐 體形式之變細端（其具有共軸之塡料口）且由上方可導入可 垂直運行之柱塞至該塡料口中。該柱塞具有雙重功能，其 一方面是該塡料口用之密封件，因此在該蒸鍍裝置操作時 只有蒸氣可由該噴嘴管之蒸氣出口排出，另一方面是該柱 塞使該噴嘴管之上端固定在一與該熔化坩堝共軸之方向 1297735 中ο 該熔化坩堝和該噴嘴管之加熱件之熱放出是對準該熔化 甘堝和該噴嘴管，當該噴嘴管是以同心方式由多個輻射片 所圍繞時，其中各輻射片在蒸氣出口之區域中具有蒸氣導 通窗口。 該蒸鍍裝置形成熱封閉系統，且當各輻射片在外側是由 一蒸發器外殼所圍繞時，該蒸鍍裝置因此未使該容納其之 塗層室承受熱輻射，其中該蒸發器外殻在外側具有冷卻管 且在該蒸氣導通窗口和蒸氣出口之區域中具有蒸發口。藉 S此種構成，則該蒸鑛裝置即可不必藉由隔離材料來進行 熱隔離，使該蒸鍍裝置可用在高真空中，此乃因不存在隔 熱材料，否則其具有一種大的內表面，在操作時已吸附之 氣體由該內表面脫離而到達該真空室中且污染該層材料。 當該冷卻管以蜿蜒之形式在噴嘴管之區域中對準且具有 在該蒸鍍裝置之縱向中延伸之長形之管區段時，則該冷卻 管不能阻礙該蒸氣導通窗口之露出之橫切面，管之各區段 交替地在上下方向中分別藉由一種短的管區段而互相連 接。 該熔化坩堝之區域中該外殻用之冷卻管可特別有效地配 置著，此時各冷卻管在該處以螺旋線方式圍繞該蒸發器外 殼。 依據本發明另一形式，蒸氣出口可使蒸氣以足夠高之速 率均勻地發出，以使蒸氣可靠地到達基板，當該噴嘴管中 之蒸氣出口藉由多個上下重疊配置之孔所形成時。 1297735 該溶化i甘渦和噴嘴管可最佳化地用於銀或其它在局溫時 可熔化之金屬之蒸發中，若該熔化坩堝和噴嘴管由石墨所 構成時。 【實施方式】 本發明允許不同之實施形式。爲了進一步說明本發明之 基本原理，以下將依據圖式來描述一實施例。 第1圖中以縱切面所顯示之蒸鍍裝置具有蒸發器外殼1， 其中以直立方式配置著一由石墨所構成之熔化坩堝2。同樣 由石墨所構成之噴嘴管3由上方接合至該熔化坩堝2中。 該噴嘴管3在其下端具有直徑變細端4，藉此可使該噴嘴管 3由上方接合至該熔化坩堝2中。該噴嘴管3在管上端上具 有截錐體形式之變細端5，其具有共軸之塡料口 6，柱塞7 由上方接合至該塡料口 6中。因此該柱塞7可對該噴嘴管3 之上端形成定心作用且以其變細端4針對該熔化坩堝2而 壓緊該噴嘴管3。 第1圖中在該噴嘴管3之左側上可看到蒸氣出口 8，其由 該噴嘴管3之壁中多個上下配置之孔9所構成。電熱器10 用來對該噴嘴管3加熱，另一與該電熱器10相獨立之加熱 件1 1用來對該熔化坩堝2加熱。柱塞7之區域中之溫度感 測器1 2用來調整該噴嘴管3之電熱器1 0。同理，藉由溫度 感測器1 3來測量熔化坩堝壁之溫度以調整熔化坩堝2之加 熱件1 1。 冷卻管1 5沿著蒸發器外殼1之外側而沿伸，其在熔化坩 堝2之區域中形成環形之螺旋線。在該噴嘴管3之區域中 -10- 1297735 各冷卻管1 5具有在噴嘴管3之縱向中直線延伸之管區。 第2圖顯示：縱向中延伸之管區段1 6、1 6 ’在下部區中如 何藉由一在周圍方向中延伸之短的管區段1 7而互相連接。 由於管區段1 6交替地在向下和向上方向中藉由此種短的管 區段1 7而相連接，因此在第1圖所示之噴嘴管3之區域中 形成一種蜿蜒形式之管形。又，第2圖中可在蒸發器外殼1 中看到蒸發口 18。在該蒸發口 18之後各輻射片14具有相 對應之蒸氣導通窗口 19。 【圖式簡單說明】 第1圖 本發明之蒸鍍裝置之縱切面。 胃2圖 該蒸鍍裝置之透視圖。 主要元件之符號表： 1 蒸發器外殼 2 坩堝 3 4 直徑變細端 5 變細端 6 塡料口 7 柱塞 8 蒸氣出口 9 孔 10 加熱件 11 加熱件 12 溫度感測器 •11- 1297735 13 溫度感測器 14 輻射片 15 冷卻管 16 管區段 17 管區段 18 蒸發口 19 蒸氣導通窗口 -12-

Claims (1)

1. Ι29773^ϋ 第92 1 3 3 323號「蒸鍍裝置」專利案 (2007年10月修正） 拾、申請專利範圍： 1. 一種蒸鍍裝置，其用來對一基板之垂直對準之區域進行 蒸鍍，該蒸鍍裝置中配置一直立之熔化坩堝（2)，其具有 一加熱件（1 1)以使該熔化坩堝中所塡入之材料熔化且蒸 發，該蒸鍍裝置具有一偏向元件以使該熔化坩堝（2)中垂 直地流出之蒸氣水平地轉向至該基板，其特徵爲：該偏 向元件是一噴嘴管（3)，其係從座落在該熔化坩堝（2)上且 可在上側封閉之噴嘴管（3)，該噴嘴管（3)在其外罩面上具 有一水平之蒸氣出口（8)，該噴嘴管（3)具有一與該熔化坩 堝（2)之加熱件（1 1)互相獨立之加熱件（1〇)。 2. 如申請專利範圍第1項之蒸鍍裝置，其中在該熔化坩堝（2) 之區域中和噴嘴管（3)之區域中分別設有一溫度感測器 (13，12)以調整該熔化坩堝（2)和該噴嘴管（3)之加熱件 (1 1，10)之功率。 3. 如申請專利範圍第1或2項之蒸鍍裝置，其中該噴嘴管（3) 在下端以一種直徑變細端（4)接合至熔化坩堝（2)中。 4. 如申請專利範圍第1或2項之蒸鍍裝置，其中該噴嘴管（3) 在上端具有一截錐體形式之變細端（5)，其具有一共軸之 塡料口（6);以及一可垂直運行之柱塞（7)，其可從上方被 導入至該塡料口（6)中。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之蒸鍍裝置，其中該噴嘴管（3) 以同心方式由多個輻射片（1 4)所圍繞，各輻射片在蒸氣出 1297735 口（8)之區域中具有一蒸氣導通視窗。 6.如申請專利範圍第5項之蒸鍍裝置，其中各輻射片（1 4) 在外側由一蒸發器外殼（丨）所圍繞，該蒸發器外殼在外側 具有多個冷卻管（15)且在蒸氣導通視窗和蒸氣出口之區 域中具有一蒸發口。 7·如申請專利範圍第6項之蒸鍍裝置，其中各冷卻管（15) 在噴嘴管（3)之區域中以蜿蜒方式對準且具有在該蒸鍍裝 置之縱向中延伸之長形之管區段（1 6，1 6，），各管fe段交 替地在向上和向下方向中分別藉由一種短的管區段（1 7) 而互相連接。 8. 如申請專利範圍第6項之蒸鍍裝置，其中各冷卻管（15) 在熔化坩堝（2)之區域中以螺旋線方式圍繞該蒸發器外殼 ⑴。 9. 如申請專利範圍第1項之蒸鍍裝置，其中該噴嘴管（3)中 之蒸氣出口（8)由多個上下配置之孔（9)所形成。 10. 如申請專利範圍第1或2項之蒸鍍裝置，其中熔化坩堝 (2)和噴嘴管（3)由石墨所構成。 1297735 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 1 蒸發器外殻 2 坩堝 3 噴嘴管 4 直徑變細端 5 變細端 6 塡料口 7 柱塞 8 蒸氣出口 9 鑽孔 10 加熱件 11 加熱件 12 溫度感測器 13 溫度感測器 14 輻射片 15 冷卻管 16 管區段