TWI490364B - 用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備 - Google Patents

用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備 Download PDF

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Description

用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備
本發明與用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備有關。特別的，本發明與一種可提供含有均量之來源物料的反應用氣體予沉積室並可改善該來源物料的供應安全之加熱蒸發器以及使用該加熱蒸發器之沉積設備有關。
由於平面顯示器的特性，如質量輕及體積小，已取代陰極射線管顯示器。典型的平面顯示器包含液晶顯示器及有機發光二極體顯示器，這些顯示器中，相較於液晶顯示器，有機發光二極體顯示器具備更好的亮度及視角特性，而且不需要背光源，所以有機發光二極體顯示器可容置於小體積中。
依據操作方式，有機發光二極體顯示器可分為被動矩陣型及主動矩陣型，其中主動矩陣型則包含了使用薄膜電晶體的電路。
該薄膜電晶體通常會包含一個具有源極區、汲極區、通道區及源極電極、汲極電極、閘極電極之半導體層。該半導體層可為多晶矽或非晶矽，但由於多晶矽的電子移動率比非晶矽的電子移動率來的高，所以現在普遍使用的是多晶矽。
一種晶化非晶矽的方法是使用金屬的結晶法。該使用金屬的結晶法是利用濺鍍製程，應用電漿於一金屬濺鍍標靶而使金屬催化劑沉積在一基板上，或利用原子層沉積製程，在一基板上形成一原子層的金屬催化劑。使用含有金屬催化劑的反應用氣體之後，該非晶矽同金屬催化劑進行結晶，並以此為一晶種，在較短的時間及相對低的溫度下進行結晶製程。
該使用金屬催化劑的結晶法，在每一次的沉積製程時，都必須供應相同含量之金屬催化劑的反應用氣體於沉積室，以得到均勻的晶體。
因此，常見的沉積設備包含一供應反應用氣體於沉積室的加熱蒸發器，其可於每個沉積製程中提供均量的來源物料被蒸發。達到上述之目的可利用一溫度量測單元去測量蒸發該來源物料，如金屬催化劑，之一主體的內部溫度。使得該來原物料在相同的溫度及壓力下被蒸發。
又因為蒸發中的該來源物料會凝結在該溫度量測單元內，所以沉積設備所使用的該加熱蒸發器並無法精確地量測該主體的內部溫度。因此，進入該沉積室的該反應用氣體中的該來源物料含量並不均勻，造成每個沉積製程中沉積在該基板上的金屬催化劑的量也不一致。所以要穩定地供應該來源物料至該沉積室是困難的，換言之，在每個沉積製程中，該基板上的薄膜其所含之金屬催化劑的量並不均勻。
在上述發明背景說明段落中所揭露之內容，僅為增進對本發明之 背景技術的瞭解，因此，上述之內容可能含有但不構成阻礙本發明之先前技術，應為本國之習知技藝者所熟知。
本發明提供了一個用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備，其係可精確地量測用以蒸發來源物料之主體的內部溫度，藉由改變該加熱蒸發器之內部結構可使蒸發中的該來源物料不會凝結在溫度量測單元內。
本發明一實施例係提供一個用於沉積設備之加熱蒸發器，包含：一主體，係蒸發來源物料之所在；一加熱單元係用以加熱該主體；以及一溫度測量器係置於該主體的下方。
本發明另一實施例提供一沉積設備，包含：一沉積室；一加熱蒸發器係供應一反應用氣體至該沉積室；一載體氣體貯藏室係供應一載體氣體至該加熱蒸發器，其中該加熱蒸發器包含一主體，一加熱單元係用以加熱該主體以及一溫度測量器係置於該主體下方。
依據本發明之實施例，用於沉積設備之該加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備，通過改進來源物料供應的穩定性及放置可精確地量測該加熱蒸發器主體內部溫度的該溫度量測單元，於每個沉積製程時，可提供均量的金屬催化劑於基板上的薄膜中。另外，該溫度量測單元係配置在該主體的下方以避免蒸發中的該來源物料凝結在溫度量測單元內。
本發明其他的特徵和優點，將於下述之部分說明書中闡述，其可 從說明書中或是經由實施本發明而明顯得知。
100‧‧‧加熱蒸發器
110‧‧‧主體
120‧‧‧加熱單元
130‧‧‧溫度量測單元
135‧‧‧溫度控制單元
140‧‧‧來源儲存室
210‧‧‧沉積室
220‧‧‧進氣口
225‧‧‧噴灑頭
230‧‧‧出氣口
240‧‧‧支撐盤
300‧‧‧載體氣體供應室
410‧‧‧第一供應控制單元
420‧‧‧第二供應控制單元
430‧‧‧第三供應控制單元
440‧‧‧第四供應控制單元
C1‧‧‧第一控制器
C2‧‧‧第二控制器
C3‧‧‧第三控制器
C4‧‧‧第四控制器
P1‧‧‧第一管線
P2‧‧‧第二管線
P3‧‧‧第三管線
P4‧‧‧第四管線
V1‧‧‧第一控制閥
V2‧‧‧第二控制閥
V3‧‧‧第三控制閥
V4‧‧‧第四控制閥
S‧‧‧基板
本發明上述和其他的特徵與優點，將利用參考附圖進行示範實施例的詳細敘述，而使本領域一般技術者獲得瞭解，其中：第1圖係顯示本發明之實施例用於沉積設備之加熱蒸發器的示意圖；第2圖係顯示在第1圖中使用該加熱蒸發器之沉積設備的示意圖。
以下本發明將參考附圖對本發明中的物件、技術配置及效應等細節進行完全的描述，其中將顯示本發明的示範實施例。在整個說明書中相同的參考數字代表相同的構件，為了清楚描述之目的，圖示構件的長度及厚度有可能會被誇張地表示。
第1圖顯示依據本發明一實施例用於沉積設備之加熱蒸發器的示意圖且第2圖係顯示在第1圖中使用該加熱蒸發器之沉積設備的示意圖。
參考第1圖和第2圖，依據本發明一實施例之沉積設備包含一沉積室210係在一基板S上進行沉積製程，一加熱蒸發器100係供應來源物料至該沉積室210，及一載體氣體供應室300係供應一載體氣體至該加熱蒸發器100。
在每次沉積製程中，該加熱蒸發器100會蒸發該來源物料並將一反應用氣體送至該沉積室210，該反應用氣體係將蒸發過的該來源物料與來自該載體氣體供應室300之載體氣體混合而得。該加熱蒸發器100包含一主體110係該來源物料蒸發之所在，一加熱單 元120係加熱該主體110及一溫度量測單元130係測量該主體110的內部溫度。在這般配置下，該來源物料係用於原子層沉積製程之粉狀金屬或是液態有機材料。
該加熱單元120係藉由加熱該主體110來蒸發供應至該主體110的該來源物料，其可放置在該主體110的外部，例如該加熱單元120可放置在該主體110的外圍。
該溫度量測單元130係用以測量該主體110的內部溫度，並使該主體110的該內部溫度在該來源物料蒸發時維持在一預定值。為輕鬆測量該主體110的內部溫度，該溫度量測單元130可以是一溫度感測器，如熱電偶。在這般配置下，依據本發明之實施例該加熱蒸發器100可進一步包含一溫度控制單元135係控制該加熱單元120以符合該溫度量測單元130所量測到的溫度值。
在每次沉積製程中，該加熱蒸發器100可以蒸發一些已儲存於該主體110的該來源物料而無須使用獨立的來源儲存室140。第2圖圖示一獨立的來源儲存室140係儲存該來源物料，其進一步包含一第一供應控制單元410係控制由該來源儲存室140送進至該主體110之該來源物料的供應量。
第一供應控制單元410包含一第一控制閥V1係置於連接該主體110和該來源儲存室140的一第一管線P1上；及一第一控制器C1係控制該第一控制閥V1的開或關。在這般配置下，較好但非必須的情況是該第一控制器C1係依據通過該第一管線P1供應至該主體110之該來源物料的量為基礎，去控制該第一控制閥V1的開或關，更 好但非必須的情況是在每次沉積製程中，僅供應蒸發一次的該來源物料的量至該主體110。
該沉積室210利用來自該加熱蒸發器100之反應用氣體在該基板S上進行一沉積製程，其包含一進氣口220係該反應用氣體進入該沉積室210的通口；一噴灑頭225係可均勻地將該反應用氣體噴灑在該基板S上；一支撐盤240係支撐該基板S；以及一出氣口230係排放剩餘的該反應用氣體。在這般配置下，該沉積室210可以是進行原子層沉積製程的原子層沉積室，為能有順利的原子層沉積製程，該支撐盤240可進一步包含一溫度維護器(未圖示)係維持該基板S在一預定之溫度。
請參考第一圖及第二圖，接著敘述使用本發明之實施例的沉積設備之沉積製程，其係利用開啟該第一管線P1上之該第一控制閥V1而允許供應一預定量的該來源物料至該主體110，其中該第一管線P1係位於該加熱蒸發器100內的該主體110及該來源儲存室140之間。
之後，關閉該第一控制閥V1停止供應該來源物料至該主體110並藉著該加熱單元120蒸發該來源物料。又該主體110的內部溫度係由置於該主體110下方之該溫度量測單元130所量測及監控，並且該溫度量測單元130所量測到的溫度係作為調控該加熱單元120的基礎。
雖然本發明實施例之一所實施的是在關閉第一控制閥V1之後，該來源物料才被蒸發，但是該來源物料的蒸發過程及該來源物料送 進至該主體110的供應過程是可以同時進行的。
其次，通過一第二管線P2將該載體氣體供應至該主體110，其係置於該主體110及該載體氣體供應室300之間，如此即可混合蒸發過的該來源物料及該載體氣體而產生一反應用氣體。於此過程中，較好但非必須的情況是放置一第二供應控制單元420係控制在該第二管線P2中的該載體氣體的供應，避免該載體氣體於該來源物料被供應至該主體110時，流進該主體110。
再者，較好但非必須的情況是當該主體110內在蒸發該來源物料及產生該反應用氣體時，為了避免不穩定的反應用氣體流進該沉積室210，可放置一第三供應控制單元430於一第三管線P3中，其中該第三管線P3係連接該主體110和該沉積室210。
該第二供應控制單元420可包含一第二控制閥V2以及一第二控制器C2，其係控制該第二控制閥V2的開或關；及該第三供應控制單元430可包含一第三控制閥V3及一第三控制器C3，其係控制該第三控制閥V3的開或關。
再者，開啟該第三控制閥V3可將混合著蒸發的該來源物料和該載體氣體的該反應用氣體供應至該沉積室210，供應至該沉積室210的該反應用氣體係透過該沉積室210內的進氣口220及噴灑頭225均勻地噴灑在該基板S上，而未沉積在該基板S上的該反應用氣體則是通過該出氣口230排放到該沉積室210的外部。
依據本發明一實施例之沉積設備，一排氣幫浦(未圖示)可置於該出氣口230上，如此可輕鬆地排放未沉積在該基板S上的該反應用 氣體。
再者，依據本發明一實施例之沉積設備可包含一第四管線P4，該第四管線P4係連接該載體氣體供應室300及該沉積室210，並置於該第二供應控制單元420中的該第二控制閥V2與該載體氣體供應室300之間，以及該沉積室210與該第三供應控制單元430中的該第三控制閥V3之間。一第四供應控制單元440係置於該第四管線P4中，當該沉積室210內的沉積製程完成之後，其係用以移除餘留在該沉積室210中的該反應用氣體。在這般配置下，該第四供應控制單元440可包含一第四控制閥V4係置於該第四管線P4中以及一第四控制器C4係控制第四控制閥V4的開或關，其類似於該第二供應控制單元420和該第三供應控制單元430。
依據本發明實施例之用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備，其藉著放置於該主體之下的該溫度量測單元，測量該加熱蒸發器之該主體110的內部溫度，其中該加熱蒸發器係蒸發該來源物料之所在，可避免被該主體蒸發之該來源物料及含有該來源物料之該反應用氣體凝結在該溫度量測單元內。
本發明的示範實施例已於本說明書中公開，本領域一般技術者應可瞭解本發明並不只限制於所揭露的實施例，相反地是包含之後本發明所申請之專利範圍所涵蓋的精神及觀點下各式不同的修改及對等的配置。
本發明已公開敘述一些實施例，本領域一般技術者應瞭解在不背離本發明的觀點與精神下對本發明之實施例所做的修改，仍定義 於專利申請範圍及其等價物。
100‧‧‧加熱蒸發器
110‧‧‧主體
130‧‧‧溫度量測單元
135‧‧‧溫度控制單元
140‧‧‧來源儲存室
410‧‧‧第一供應控制單元
C1‧‧‧第一控制器
P1‧‧‧第一管線
P2‧‧‧第二管線
P3‧‧‧第三管線
V1‧‧‧第一控制閥

Claims (20)

  1. 一種用於沉積設備之加熱蒸發器，包括：一主體，係蒸發一來源物料之所在；一加熱單元，係用以加熱該主體；以及一溫度量測單元，係置於該主體下方。
  2. 如申請專利範圍第1項的用於沉積設備之加熱蒸發器，其中該溫度量測單元包含一溫度感測器。
  3. 如申請專利範圍第1項的用於沉積設備之加熱蒸發器，其中該來源物料係粉狀金屬。
  4. 如申請專利範圍第1項的用於沉積設備之加熱蒸發器，更包括一來源儲存室，係供應該來源物料至該主體。
  5. 如申請專利範圍第4項的用於沉積設備之加熱蒸發器，更包括一第一供應控制單元，係置於該主體和該來源儲存室之間，並控制供應至該主體之該來源物料。
  6. 如申請專利範圍第5項的用於沉積設備之加熱蒸發器，其中該第一供應控制單元包括一第一控制閥，係置於連接該主體和該來源儲存室的一第一管線上；及一第一控制器，係控制該第一控制閥的開關。
  7. 如申請專利範圍第1項的用於沉積設備之加熱蒸發器，更包括一溫度控制單元，係以溫度量測單元所測量到的溫度為控制該加熱單元的基礎。
  8. 一種沉積設備，包括：一沉積室；如申請專利範圍第1項所述之用於沉積設備之加熱蒸發器，係供應一反應用氣體至該沉積室； 以及一載體氣體供應室，係供應該載體氣體至該加熱蒸發器。
  9. 如申請專利範圍第8項的沉積設備，其中該溫度量測單元包括一溫度感測器。
  10. 如申請專利範圍第8項的沉積設備，其中該加熱蒸發器更包括一來源儲存室，係供應一來源物料至該加熱蒸發器的該主體。
  11. 如申請專利範圍第10項的沉積設備，其中該來源物料係粉狀金屬。
  12. 如申請專利範圍第10項的沉積設備，其中該加熱蒸發器更包括一第一供應控制單元，係置於該主體和該來源儲存室之間，並控制供應至該主體之該來源物料。
  13. 如申請專利範圍第12項的沉積設備，其中該第一供應控制單元包括一第一控制閥，係置於連接該加熱蒸發器的該主體和該來源儲存室的一第一管線上；及一第一控制器，係控制該第一控制閥的開關。
  14. 如申請專利範圍第8項的沉積設備，更包括一第二供應控制單元，係置於該載體氣體供應室與該加熱蒸發器之該主體之間，以及一第三供應控制單元，係置於該加熱蒸發器之該主體與該沉積室之間。
  15. 如申請專利範圍第14項的沉積設備，其中該第二供應控制單元包括一第二控制閥，係置於連接該載體氣體供應室與該加熱蒸發器之該主體之間的一第二管線上，一第二控制器，係控制該第二控制閥的開關，以及一第三供應控制單元包括一第三控制閥，係置於連接該加熱蒸發器之該主體與該沉積室之間的一第三管線上，一第三控制器，係控制該第三控制閥的開關。
  16. 如申請專利範圍第14項的沉積設備，其中該第二供應控制單元和該第三供應控制單元，係置於該主體和該載體氣體供應室或該沉積室的上方。
  17. 如申請專利範圍第14項的沉積設備，更包括一第四管線，係連接該載體氣體供應室與該沉積室，並置於該載體氣體供應室與該第二供應控制單元之間，以及該沉積室與該第三供應控制單元之間，一第四供應控制單元，係置於該第四管線中。
  18. 如申請專利範圍第17項的沉積設備，其中該第四供應控制單元包括一第四控制閥，係置於該第四管線上以及一第四控制器，係控制該第四控制閥的開關。
  19. 如申請專利範圍第8項的沉積設備，其中該加熱蒸發器更包括一溫度控制單元，係以溫度量測單元所測量到的溫度為控制該加熱單元的基礎。
  20. 如申請專利範圍第8項的沉積設備，其中該沉積室是一進行原子層沉積製程的原子層沉積室。
TW100101690A 2010-06-30 2011-01-17 用於沉積設備之加熱蒸發器及使用該加熱蒸發器之沉積設備 TWI490364B (zh)

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