用于蒸發(fā)單元的再加載方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在基質上蒸發(fā)和真空沉積材料的領域。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及一種再加載蒸發(fā)單元的方法，該蒸發(fā)單元用于使材料蒸發(fā)，以將該材料沉積在安置于真空沉積室中的基質上。
【背景技術】
[0003]真空沉積設備能使在蒸發(fā)室中蒸發(fā)的材料，如半導體材料或化合物(例如，硅、砷化鎵、磷化銦等)、無機材料(例如，砸、銻、磷)、或者有機材料(例如，三(8-羥基喹啉)鋁
(III)或Alq3等)沉積到安置于保持真空的沉積室中的基質上。
[0004]更具體地，這種設備包括用于蒸發(fā)該材料的蒸發(fā)單元、包含待蒸發(fā)材料并且與所述蒸發(fā)單元的蒸發(fā)室相接合的第一坩禍、以及蒸發(fā)裝置，該蒸發(fā)裝置設置成將該第一坩禍置于蒸發(fā)條件下，以產生經過蒸發(fā)室輸出開孔的材料蒸汽流，該輸出開孔接合到注射器上以將蒸氣噴射到真空沉積室中。
[0005]為了保證幾乎連續(xù)的生產，可開發(fā)出一種蒸發(fā)單元，它利用包含大量待蒸發(fā)材料的大容量坩禍，使在大數(shù)量連續(xù)基質上沉積材料成為可能。
[0006]然而，在使用大容量坩禍時，在能再加載蒸發(fā)單元之前需要為了替換坩禍而等待所述坩禍冷卻，進而使蒸發(fā)室的熱穩(wěn)定性不受取出熱坩禍和將冷坩禍導入蒸發(fā)室的干擾。
[0007]而且，蒸發(fā)單元的再加載導致生產的長時間中斷，因為在從蒸發(fā)單元釋放第一坩禍之前不能準備用于蒸發(fā)的新坩禍。
[0008]根據(jù)坩禍的尺寸，該生產的中斷可為數(shù)小時到數(shù)天，這減少了產量并增加了在基質上沉積材料操作的成本。
[0009]為了保持連續(xù)生產，還可使用如文獻WO 2006/001205描述的真空沉積設備，該真空沉積設備具有分開的兩個蒸發(fā)單元。
[0010]然而，在同一真空沉積設備上整合多個蒸發(fā)單元是復雜和高成本的。

【發(fā)明內容】

[0011]為了改善前述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種能減少或免除沉積處理中斷時間的蒸發(fā)單元再加載方法，實施沉積處理的真空沉積設備使用了該蒸發(fā)單元。
[0012]為此，本發(fā)明涉及一種用于再加載蒸發(fā)單元的方法，該蒸發(fā)單元用于蒸發(fā)要沉積到被安放在真空沉積室中的基質上的材料，使包含所述待蒸發(fā)材料的第一坩禍與所述蒸發(fā)單元的蒸發(fā)室相接合，設置蒸發(fā)裝置以將所述第一坩禍設置在蒸發(fā)條件(環(huán)境，狀況)下以便生成經過所述蒸發(fā)室輸出開孔的材料蒸汽流，所述輸出開孔附接在注射器(噴射器)上，以用于將所述蒸汽噴射到所述真空沉積室中，所述再加載方法包括:
[0013]-將第二坩禍加載到(裝入)加載室中的步驟，該第二坩禍包含待蒸發(fā)材料，該加載室與所述相鄰蒸發(fā)室預先隔離，所述加載室中的壓力顯著大于該真空沉積室中的壓力，
[0014]-在所述引入步驟之后，封閉(密封)加載室的步驟，用于使加載室內的壓力回到與蒸發(fā)所述第一坩禍時的該蒸發(fā)室中的壓力相當?shù)乃剑?br>[0015]-在所述封閉步驟之后，使所述第一坩禍從所述蒸發(fā)室釋放(脫離接合)的步驟，在該步驟中所述第一坩禍被從所述蒸發(fā)室轉移到所述加載室；
[0016]-在釋放第一坩禍的所述步驟之后，使所述第二坩禍與所述蒸發(fā)室接合的步驟，和
[0017]-在接合所述第二坩禍的所述步驟之后，將所述第二坩禍置于蒸發(fā)條件下以生成經過所述蒸發(fā)室的輸出開孔的材料蒸汽流的步驟。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在接合所述第二坩禍的所述步驟中，使所述加載室與所述蒸發(fā)室以及與所述真空沉積室隔離。
[0019]由于通過接合第一坩禍與蒸發(fā)室得到隔離，本發(fā)明的再加載方法允許用單個蒸發(fā)室和單個加載室快速更換坩禍，而不長時間中斷沉積處理。
[0020]事實上，由于所述加載室預先與所述蒸發(fā)室相隔離，在釋放第一坩禍的步驟之前，在第一坩禍在蒸發(fā)單元內進行蒸發(fā)的過程期間準備第二坩禍。
[0021]在使用需要頻繁更換坩禍的小體積坩禍的情況下，該再加載方法特別適用。
[0022]此外，根據(jù)本發(fā)明方法的其它有利的和非限制性的特征如下:
[0023]-在加載所述第二坩禍的所述步驟中，開啟所述加載室的艙門，并從所述蒸發(fā)單元的外部將所述第二坩禍經由所述艙門引入所述加載室；
[0024]-在所述封閉步驟中，關閉所述艙門以便相對于所述蒸發(fā)單元的外部密封，并在所述加載室的內部執(zhí)行泵送(泵浦)；
[0025]-在釋放第一坩禍的所述步驟中，通過與所述加載室和所述蒸發(fā)室相連通的插口而從所述蒸發(fā)室取出所述第一坩禍，在接合所述第二坩禍的所述步驟中，通過經由所述插口而將第二坩禍插入所述蒸發(fā)室中，以密封的方式閉塞(封閉)所述插口以使所述加載室與所述蒸發(fā)室隔離；
[0026]-所述再加載處理方法在使所述第二坩禍與所述蒸發(fā)室接合的所述步驟之前包括在所述加載室中準備所述第二坩禍的步驟，以減少將所述第二坩禍置于蒸發(fā)條件下的所述步驟的持續(xù)時間；
[0027]-所述準備步驟包括在所述加載室中預加熱所述第二坩禍直至預設的預加熱溫度的步驟。
【附圖說明】
[0028]下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
[0029]-圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的真空沉積設備豎直剖面的整體示意圖，該真空沉積設備具有蒸發(fā)單元和真空沉積室；
[0030]-圖2A為蒸發(fā)單元的第一示例的豎直剖面的示意圖，該蒸發(fā)單元具有與充滿的第一坩禍接合的蒸發(fā)室以及包括空坩禍的相鄰待加載室；
[0031]-圖2B為圖2A的區(qū)域II的細節(jié)圖；
[0032]-圖3為用充滿的第二坩禍裝載加載室時圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面示意性視圖；
[0033]-圖4為在第一坩禍蒸發(fā)期間圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面的示意圖；
[0034]-圖5為從蒸發(fā)室釋放空的第一坩禍之前圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面的示意性視圖；
[0035]-圖6為從蒸發(fā)室釋放空的第一坩禍之后圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面的示意性視圖；
[0036]-圖7為使充滿的第二坩禍與蒸發(fā)室接合之前圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面的示意性視圖；
[0037]-圖8為在執(zhí)行將第二坩禍設置在環(huán)境中的步驟期間在使第二坩禍與蒸發(fā)室接合之后圖2A的蒸發(fā)單元的豎直剖面的示意性視圖；
[0038]-圖9A為蒸發(fā)單元的第二示例的豎直剖面的示意性視圖；
[0039]-圖9B為圖9A的區(qū)域IX的細節(jié)視圖，其中示出用于阻擋圖9A的蒸發(fā)單元的加載室和蒸發(fā)室之間的插入開口的裝置；
[0040]-圖10為蒸發(fā)單元的第三示例的示意性示圖，它具有位于蒸發(fā)室和注射器之間的密封閥；
[0041]-圖11為圖10的蒸發(fā)單元的第三示例的變化形式的示意性視圖，其中蒸發(fā)室的外殼與真空沉積室隔離；
[0042]-圖12為具有兩個不同蒸發(fā)室的蒸發(fā)單元的第四示例的示意性視圖。
【具體實施方式】
[0043]在接下來的公開內容中，通過參考相對安裝真空沉積設備的艙室的豎直方向而使用術語“頂部”和“底部”，頂部指示轉向艙室天花板的側面，底部指示朝向地板的側面。同樣地，術語“下”和“上”指示分別朝向底部和頂部的側面。
[0044]圖1示出真空沉積設備I的豎直剖面的整體示意性視圖，該真空沉積設備I 一方面具有蒸發(fā)單元10，另一方面具有真空沉積室20。
[0045]以通常的方式，真空沉積設備I的蒸發(fā)單元10用于蒸發(fā)材料，以將該材料沉積在基質2上，該基質2安置在真空沉積室20中，此處在真空沉積室20的底部部分23上。
[0046]在接下來的詳細描述中，設置蒸發(fā)單元10以生成所述材料的上游蒸汽流3，通過注射管道14將上游蒸汽流3自蒸發(fā)單元10運載到位于真空沉積室20的頂部部分22中的注射器13。
[0047]蒸發(fā)單元10和真空沉積室20通過管狀連接器5相連，注射管道14通過該管狀連接器。
[0048]蒸發(fā)單元10的注射器13將通過注射管道14運載的材料蒸汽沿向下朝向基質2的下游蒸汽流4噴射到真空沉積室20中，以將材料沉積在基質2的朝向注射器13的上表面2A上。
[0049]注射器13適于優(yōu)化朝向基質2的下游蒸汽流4的特性，例如流量或其空間分布，以使沉積在基質2的上表面2A上的材料層呈現(xiàn)要求性能，如根據(jù)特定應用而變的厚度、表面狀態(tài)、傳導性等。
[0050]在注射器13的內部設置有加熱裝置(未示出)，以避免材料蒸汽在注射器13內部冷凝，該冷凝會對其運行產生不利影響。
[0051]為了在真空沉積室20的內部實施和維持真空，真空沉積設備I包括連接在真空沉積室20上的泵裝置6，該泵裝置的泵送能力根據(jù)真空沉積室20的內體積來調節(jié)。
[0052]所述泵裝置6于此處包括渦輪分子泵或低溫泵，其將真空沉積室20內部的壓力水平降低到ICT3至1-8Torr0
[0053]現(xiàn)在參照圖2到9B描述蒸發(fā)單元10的第一示例，它用于產生朝向注射器13的下游蒸汽流3。還將描述根據(jù)本發(fā)明的再加載方法，該方法能夠開發(fā)幾乎連續(xù)的蒸發(fā)單元10，即限制下游蒸汽流3的生產的停止時間。
[0054]如圖2A所示，真空沉積設備I的蒸發(fā)單元10首先具有外殼11，該外殼此處為大體圓柱體形狀，包括側壁11A、上壁IIB (或“頂壁”)和下壁IIC (或“底部”)。
[0055]在外殼11的側壁IlA和上壁IlB的內表面以及管狀連接器5的內表面上設置有加熱構件，例如加熱電阻16，用于以基本均勻的方式加熱外殼11的內體積19、尤其是注射管道14，以避免材料蒸汽在蒸發(fā)單元10的冷部分上冷凝。
[0056]在側壁IlA和上壁IlB的外表面以及管狀連接器5的外表面上設置有冷卻構件(未示出)、例如水冷管盤，以使蒸發(fā)單元10的外殼11冷卻到可從外部接觸。
[0057]在加熱構件16和冷卻構件之間插設有輻射屏、例如由耐火材料制成的輻射屏，以便各自獨立地實施加熱和冷卻。
[0058]側