DE112008000803T5

DE112008000803T5 - Abscheidungsquelleneinheit, Abscheidungsvorrichtung und Temperatursteuereinrichtung einer Abscheidungsquelleneinheit

Info

Publication number: DE112008000803T5
Application number: DE112008000803T
Authority: DE
Inventors: Koyu Hasegawa; Yuji Sendai Ono
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2010-04-08
Also published as: JPWO2008120610A1; WO2008120610A1; KR101238793B1; CN101646802A; JP5306993B2; KR20090122398A; US20100126417A1; CN101646802B; TW200907082A

Abstract

Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu transportieren, wobei die Abscheidungsquelleneinheit umfasst:
eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe; und
ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt,
wobei die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe umfasst:
eine erste Materialverdampfungskammer, die ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial darin aufzunehmen und das aufgenommene Filmbildungsmaterial zu verdampfen; und
einen Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen, der ausgestaltet ist, um das Trägergas in den Gasdurchgängen strömen zu lassen, um das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer hinein zuzuführen, und
wobei das Gehäuse ferner einen Heizmechanismus umfasst, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, zu erwärmen.

Description

(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidungsquelleneinheit und eine Abscheidungsvorrichtung zum Bilden eines gewünschten Films auf einem Zielobjekt durch ein Dampfabscheidungsverfahren und ein Verfahren zur Verwendung der Abscheidungsvorrichtung. Genauer befasst sich die vorliegende Erfindung mit einem Erwärmungsverfahren für ein Trägergas.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Temperatursteuereinrichtung einer Abscheidungsquelleneinheit zum Bilden eines gewünschten Films auf einem Zielobjekt, ein Temperatursteuerverfahren für die Abscheidungsquelleneinheit und ein Temperatursteuerverfahren für eine Abscheidungsvorrichtung. Genauer befasst sich die vorliegende Erfindung mit einer Temperatursteuerung der Abscheidungsquelleneinheit durch ein Erwärmen und ein Kühlen, und der Abscheidungsvorrichtung, die die Abscheidungsquelleneinheit umfasst.
(Technischer Hintergrund)
In letzter Zeit hat eine organische EL-(Elektrolumineszenz-)Anzeige, die eine organische EL-Einrichtung verwendet, welche Licht unter Verwendung einer organischen Verbindung emittiert, beträchtliche Aufmerksamkeit erfahren. Da die organische EL-Einrichtung, die bei der organischen EL-Anzeige verwendet wird, viele vorteilhafte Eigenschaften, wie etwa Eigenlumineszenz, hohes Ansprechvermögen, niedrigen Energieverbrauch usw. aufweist, ist keine Rückbeleuchtung notwendig. Somit ist eine Anwendung der organischen EL-Einrichtung auf beispielsweise eine Anzeigeeinheit eines tragbaren Geräts oder dergleichen in hohem Maße zu erwarten.
Eine solche organische EL-Einrichtung wird auf einem Glassubstrat gebildet und weist eine organische Schicht auf, die zwischen einem positiven Pol (Anode) und einem negativen Pol (Kathode) angeordnet ist. Wenn eine Spannung an die Anode und die Kathode der organischen EL-Einrichtung angelegt wird, werden von der Anode Löcher in die organische Schicht injiziert, während von der Kathode Elektronen in die organische Schicht injiziert werden. Diese injizierten Löcher und Elektronen werden in der organischen Schicht rekombiniert, so dass dabei Licht emittiert wird.
Bei einem Herstellungsprozess einer solchen selbstleuchtenden organischen EL-Einrichtung wird die organische Schicht durch Abscheiden einer erwünschten Schicht durch ein Dampfabscheidungsverfahren gebildet. Dabei ist es sehr wichtig, eine Filmbildungsrate (D/R: Abscheidungsrate) eines organischen Materials genau zu steuern, weil die Luminanz der organischen EL-Einrichtung durch Bilden eines hochwertigen Films auf einem Substrat, nachdem das organische Material vollständig zu Gas umgesetzt wird, verbessert ist. Aus diesem Grund ist herkömmlich ein Verfahren zum Steuern der Filmbildungsrate durch eine Temperatursteuerung der Abscheidungsvorrichtung vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise japanisches offengelegtes Patent Veröffentlichungsnummer 2004-220852 ).
Gemäß diesem Verfahren wird eine Materialaufnahme durch Heizen einer Heizung, die in der Materialaufnahme eingebaut ist, auf eine gewünschte Temperatur gesteuert, wodurch eine Verdampfungsrate des organischen Materials gesteuert wird. Das verdampfte organische Material wird durch ein Trägergas befördert, so dass es effizient an dem Substrat anhaftet. Wenn dabei ein Temperaturgradient zwischen dem Trägergas und dem verdampften Filmbildungsmaterial vorhanden ist, kann die Filmbildungsrate des organischen Materials nicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, so dass das organische Material nicht vollständig zu Gas umgesetzt werden kann. Infolgedessen werden die Eigenschaften des auf dem Substrat gebildeten Films verschlechtert.
Aus diesem Grund ist in der oben beschriebenen Abscheidungsvorrichtung auch eine Heizung an dem Rohr zum Transportieren des Trägergases, das von einer Trägergaszufuhrquelle zu der Materialaufnahme zugeführt wird, eingebaut, um den Temperaturgradienten zwischen dem Trägergas und dem verdampften Filmbildungsmaterial zu verhindern, wodurch die Temperatur des in dem Rohr strömenden Trägergases mittels Wärme von der Heizung gesteuert wird.
(Offenbarung der Erfindung)
(Durch die Erfindung zu lösende Probleme)
Wenn jedoch das Innere der Abscheidungsvorrichtung unter einem Vakuum gehalten wird, ist die Anzahl von Gasmolekülen in der Abscheidungsvorrichtung sehr gering. Deshalb ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision eines bestimmten Gasmoleküls mit einem Restgasmolekül in der Abscheidungsvorrichtung sehr niedrig. Da die Wärmeübertragungseffizienz in einem solchen Wärmeisolationszustand durch Vakuum sehr schlecht ist, selbst wenn die Erwärmung durchgeführt wird, um einen bestimmten Abschnitt in der Abscheidungsvorrichtung auf eine gewünschte Temperatur zu steuern, dauert es eine beträchtliche Zeit, die Wärme zu diesem Abschnitt zu transportieren. Um die Temperatur des Trägergases zu steuern, so dass sie im Wesentlichen gleich wie die des verdampften Filmbildungsmaterials ist, bis das Trägergas die Materialaufnahme erreicht, indem es in dem Rohr strömt, muss dementsprechend das Rohr, durch das das Trägergas hindurchtritt, eine ausreichend lange Länge aufweisen, was zu einer Vergrößerung der Abscheidungsvorrichtung führt.
Das Problem der Vergrößerung der Abscheidungsvorrichtung wird verschärft, wenn die Strömungsrate des Trägergases hoch ist. Wenn das Trägergas in einem Rohr mit einem gleichmäßigen Durchmesser strömt, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases mit dem Anstieg der Strömungsrate des Trägergases zu, so dass die Erwärmungseffizienz durch die Heizung verschlechtert wird. Da das Rohr, durch das das Trägergas hindurchtritt, weiter verlängert werden muss, wenn die Strömungsrate des Trägergases hoch ist, sind dementsprechend ein größerer Einbauraum und mehr Heizanlage erforderlich. Jedoch ist die Vergrößerung der Abscheidungsvorrichtung aus dem Grund unerwünscht, dass sie eine Verschlechterung der Auslasseffizienz und eine Erhöhung der Produktherstellungskosten bewirkt.
In Anbetracht des Vorstehenden liefert die vorliegende Erfindung eine Abscheidungsquelleneinheit und eine Abscheidungsvorrichtung, die in der Lage sind, die Erwärmungseffizienz und die Auslasseffizienz zu verbessern, während ein Einbauraum verringert wird, und ein Verfahren zur Verwendung der Abscheidungsvorrichtung.
Wenn indessen Wärme von einem Teil der Abscheidungsvorrichtung erzeugt wird, kann eine genaue Steuerung der Verdampfungsrate des Filmbildungsmaterials wegen Wärmeabstrahlung oder Wärmeübertragung schwierig werden, so dass die Eigenschaft des auf dem Substrat gebildeten Films verschlechtert werden kann. Somit wird ein Aufbau benötigt, der in der Lage ist, Wärmeleitungs- oder Strahlungswärmeübertragung zu vermeiden, um eine Temperatursteuerung in der Umgebung einer Materialverdampfungskammer zu ermöglichen.
Als ein Beispiel wird ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem eine Heizeinrichtung und eine Kühleinrichtung als ein Körper angeordnet sind und die Heizeinrichtung direkt durch Strömung eines Kühlmittels durch die Kühleinrichtung gekühlt wird, so dass verhindert werden kann, dass die Temperatur der Materialverdampfungskammer aufgrund der Heizeinrichtung auf eine hohe Temperatur zunimmt, wodurch die Materialverdampfungskammer auf eine gewünschte Temperatur gesteuert wird. Jedoch wird die Heizung typischerweise auf eine hohe Temperatur gleich oder höher als etwa 200°C gesteuert. Wenn somit die Kühleinrichtung als ein Körper mit der Heizeinrichtung, wie etwa der Heizung, eingebaut ist, kann das Kühlmittel verdampft werden, was zu einer Beschädigung und Fehlfunktion der Kühleinrichtung führt. Dementsprechend können die Heizeinrichtung und die Kühleinrichtung nicht integral angeordnet sein.
Darüber hinaus kann ein Kühlen durch natürliche Wärmestrahlung in Betracht gezogen werden. Da jedoch die Wärmeübertragungseffizienz in einem Vakuum schlecht ist, wie es oben erwähnt wurde, dauert es eine beträchtliche Zeit, um einen bestimmten Abschnitt der Abscheidungsvorrichtung auf eine gewünschte Temperatur zu kühlen. Somit ist dieses Verfahren nicht praktisch durchführbar.
In Anbetracht des Vorstehenden stellt die vorliegende Erfindung eine Temperatursteuereinrichtung der Abscheidungsquelleneinheit bereit, die in der Lage ist, eine Temperatursteuerung effizient durch Bereitstellen eines Kühlmechanismus in einem vorbestimmten Abstand von der Heizeinrichtung entfernt auszuführen, und stellt auch ein Temperatursteuerverfahren für die Abscheidungsquelleneinheit, die Abscheidungsvorrichtung und ein Temperatursteuerverfahren für die Abscheidungsvorrichtung bereit.
(Mittel zum Lösen der Probleme)
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abscheidungsquelleneinheit vorgesehen, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu transportieren, wobei die Abscheidungsquelleneinheit umfasst: Eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe; und ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt. Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe umfasst eine erste Materialverdampfungskammer, die ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial darin aufzunehmen und das aufgenommene Filmbildungsmaterial zu verdampfen; und einen Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen, der ausgestaltet ist, um das Trägergas in den Gasdurchgängen strömen zu lassen und somit das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer hinein zuzuführen. Darüber hinaus umfasst das Gehäuse einen Heizmechanismus, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, zu erwärmen.
Hier impliziert der Ausdruck ”Verdampfung” nicht nur das Phänomen, dass Flüssigkeit in ein Gas umgewandelt wird, sondern auch ein Phänomen, dass ein Feststoff direkt in ein Gas umgewandelt wird, ohne eine Flüssigkeit zu werden (d. h. Sublimation).
In dieser Ausgestaltung ist die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe, die die erste Materialverdampfungskammer zum Aufnehmen des Filmbildungsmaterials darin und den Gaszufuhrmechanismus zum Zuführen des Trägergases von der Mehrzahl von Gasdurchgängen aufweist, in dem Gehäuse aufgenommen. Darüber hinaus werden das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, durch den in dem Gehäuse eingebauten Heizmechanismus erwärmt.
Auf diese Weise ist der Gaszufuhrmechanismus in der Abscheidungsquelleneinheit kompakt aufgenommen. Dementsprechend ist eine Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, das durch die Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, reduziert, während es durch enge Zwischenräume der Gasdurchgänge hindurchtritt. Infolgedessen kann das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen in der Abscheidungsquelleneinheit strömt, durch den Heizmechanismus ausreichend erwärmt werden. Auf diese Weise kann kein Temperaturgradient zwischen einer Temperatur des Trägergases und einer Verdampfungstemperatur des Filmbildungsmaterials erzeugt werden, wenn das Trägergas die erste Materialverdampfungskammer erreicht. Somit kann eine Filmbildungsrate genauer gesteuert werden, und das Filmbildungsmaterial kann vollständig zu Gas umgesetzt werden. Infolgedessen kann ein Film mit einer gewünschten Eigenschaft auf einem Zielobjekt gebildet werden.
Ferner sind mit dieser Ausgestaltung kein langes Rohr und keine Anlage zum Erwärmen des langen Rohrs nötig, so dass die Abscheidungsvorrichtung verkleinert sein kann. Dementsprechend kann die Gasauslasseffizienz verbessert sein und die Herstellungskosten des Produkts können gesenkt werden.
Die Mehrzahl von Gasdurchgängen des Gaszufuhrmechanismus, der in der Abscheidungsquelleneinheit aufgenommen ist, kann verschiedene Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise können die Gasdurchgänge entlang einer Längsrichtung parallel zueinander vorgesehen sein.
Da mit dieser Ausgestaltung das Trägergas in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, die in der Längsrichtung parallel zueinander angeordnet sind, kann die Leitfähigkeit des Trägergases, das in jedem Gasdurchgang strömt, im Wesentlichen gleich gehalten werden. Somit kann eine Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, das in jedem Gasdurchgang strömt, derart festgelegt werden, dass sie im Wesentlichen gleich ist. Infolgedessen kann das Trägergas, das in den jeweiligen Gasdurchgängen in der Abscheidungsquelleneinheit strömt, gleichmäßig erwärmt werden, und es kann kein Temperaturgradient zwischen dem Trägergas, das in die erste Materialverdampfungskammer eingeleitet wird, und dem verdampften Filmbildungsmaterial erzeugt werden. Somit kann das Filmbildungsmaterial vollständig zu Gas umgesetzt werden, und die Filmbildungsrate kann hochgenau gesteuert werden.
Ferner können die Gasdurchgänge derart angeordnet sein, dass sie durch den Heizmechanismus gleichmäßig erwärmt werden. In dieser Ausgestaltung wird das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, gleichmäßig erwärmt, und das Trägergas und das verdampfte Filmbildungsmaterial können derart eingestellt werden, dass sie auf einer im Wesentlichen gleichen Temperatur liegen. Infolgedessen kann die Filmbildungsrate hochgenau gesteuert werden, und das Filmbildungsmaterial kann vollständig zu Gas umgesetzt werden.
Die Gasdurchgänge können in mehreren Niveaus von einer zentralen Langsachse des Gaszufuhrmechanismus in Richtung eines Außenumfangs davon angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Gaszufuhrmechanismus in einer zylindrischen Form gebildet sein, und die Gasdurchgänge können in einer Ringform in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Gaszufuhrmechanismus angeordnet sein. Alternativ kann die Mehrzahl von Gasdurchgängen symmetrisch oder radial mit Bezug auf die zylinderförmige zentrale Achse des Gaszufuhrmechanismus angeordnet sein.
Auf diese Weise kann durch Einbauen der Mehrzahl von Gasdurchgängen der Gaszufuhrmechanismus in der Einheit kompakt aufgenommen sein, und die Erwärmungseffizienz für das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, kann verbessert sein. Infolgedessen können das Trägergas und das verdampfte Filmbildungsmaterial auf die im Wesentlichen gleiche Temperatur gesteuert werden. Somit kann die Filmbildungsrate genau gesteuert werden, und die Vorrichtung kann verkleinert sein.
Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe kann ferner einen Gaseinlass zwischen der ersten Materialverdampfungskammer und dem Gaszufuhrmechanismus umfassen. Der Gaseinlass ist als ein einziger Körper mit den der Verdampfung dienenden erste Materialverdampfungskammer und Gaszufuhrmechanismus ausgestaltet, und der Gaseinlass weist eine Öffnung zum Einleiten des Trägergases, das in den Gasdurchgängen strömt, in die erste Materialverdampfungskammer auf.
In dieser Ausgestaltung wird das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer aus der Öffnung des Gaseinlasses über die Mehrzahl von Gasdurchgängen eingeleitet. Indem beispielsweise die Öffnung des Gaseinlasses mit in einem Gittermuster angeordneten Poren, einem netzförmigen Element und einem porösen Element gebildet ist, kann das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer durch die in einem Gittermuster angeordneten Poren, die Öffnungen des netzförmigen Elements oder die Zwischenräume zwischen Poren des porösen Elements gleichmäßig eingeleitet werden, während seine Strömungsgeschwindigkeit niedrig gehalten wird. Da mit dieser Ausgestaltung das Trägergas energisch eingeleitet wird, kann eine ungleichmäßige Form des Filmbildungsmaterials, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, verhindert werden (siehe 7A und 7B).
Die ungleichmäßige Form des Filmbildungsmaterials ist unerwünscht, weil sie eine Änderung einer Verdampfungsrate des Filmbildungsmaterials aufgrund einer Änderung eines Kontaktzustandes zwischen einer Wandfläche der Materialaufnahme und dem Filmbildungsmaterial bewirkt, was zu einer Schwankung der Filmbildungsrate und zu einer unvollständigen Umsetzung des Filmbildungsmaterials zu Gas führt. Wenn auf diese Weise eine Filmbildung durch das unvollständig zu Gas umgesetzte Filmbildungsmaterial durchgeführt wird, kann eine Qualität eines erhaltenen Films verschlechtert werden, was zu einer Verschlechterung der Helligkeit einer organischen EL-Einrichtung führt.
Da jedoch mit der oben beschriebenen Ausgestaltung die ungleichmäßige Form des Filmbildungsmaterials verhindert werden kann, kann die Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Daher kann das Filmbildungsmaterial vollständig zu Gas umgesetzt werden, und es kann ein hochwertiger Film auf dem Zielobjekt gebildet werden.
Die Öffnung des Gaseinlasses kann in einem vorgegebenen Abstand von einem in der ersten Materialverdampfungskammer vorgesehenen Materialeingangsanschluss entfernt eingebaut sein. Ferner kann die Öffnung des Gaseinlasses durch irgendeines von in einem Gittermuster angeordneten Poren, einem netzförmigen Element und einem porösen Element gebildet sein.
In dieser Ausgestaltung wird das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer an einer Position, die von dem Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, beabstandet ist, transportiert. Wenn ferner das Trägergas durch die in einem Gittermuster angeordneten Poren, die Öffnungen des netzförmigen Elements oder die Zwischenräume zwischen Poren des porösen Elements hindurchtritt, wird es in die erste Materialverdampfungskammer transportiert, nachdem seine Strömungsgeschwindigkeit verringert worden ist. Dementsprechend kann eine ungleichmäßige Form oder Rückströmung des Filmbildungsmaterials aufgrund eines Einflusses einer Strömung des transportierten Trägergases vermieden werden. Infolgedessen kann die Filmbildungsrate hochgenau gesteuert werden, und eine Verschlechterung der Materialeffizienz aufgrund der Rückströmung des Materials und eine Verkürzung eines Vorrichtungswartungszyklus können vermieden werden. Somit können die Herstellungskosten verringert werden, während der Durchsatz während der Herstellung verbessert ist.
Der Gaseinlass kann einen Pufferraum, der das Trägergas temporär speichert, zwischen Auslässen der Gasdurchgänge und der Öffnung des Gaseinlasses umfassen. Während in dieser Ausgestaltung das Trägergas in dem Pufferbereich über die Gasdurchgänge temporär verbleibt, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases verringert und gleichmäßig sein. Somit kann eine ungleichmäßige Form oder Rückströmung des Filmbildungsmaterials verhindert werden, so dass der hochwertige Film auf dem Zielobjekt gebildet werden kann.
Der Heizmechanismus kann eine Heizung sein, die an einem Außenumfang des Gehäuses eingebaut ist. In dieser Ausgestaltung kann die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe in dem Gehäuse durch die Heizung, die an dem Außenumfang des Gehäuses eingebaut ist, effektiv erwärmt werden. Somit kann die Heizeffizienz verbessert sein und die Vorrichtung kann verkleinert sein. Infolgedessen kann durch genaues Steuern der Filmbildungsrate ein hochwertiger Film auf dem Zielobjekt gebildet werden. Durch Verbessern der Gasauslasseffizienz kann ferner eine Verbesserung des Durchsatzes und eine Verringerung der Herstellungskosten bewerkstelligt werden.
Das Gehäuse kann die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe auf eine entfernbare Weise aufnehmen. Da in dieser Ausgestaltung die Materialaufnahme entfernbar ist, ohne dass sie an der Abscheidungsvorrichtung befestigt ist, kann das Nachfüllen des Materials leicht durchgeführt werden.
Eine Abdeckung mit in einem Gittermuster angeordneten Poren, netzförmigen Öffnungen oder lochförmigen Öffnungen kann entfernbar an der ersten Materialverdampfungskammer eingebaut sein. In dieser Ausgestaltung kann das verdampfte Filmbildungsmaterial aus den netzförmigen Öffnungen oder Löchern von einer Aufnahme nach außen fliegen, so dass eine Rückströmung des Filmbildungsmaterials in die Aufnahme verhindert werden kann.
Das Gehäuse kann eine Übertragungsstrecke zum Übertragen des Filmbildungsmaterials, das von der ersten Materialverdampfungskammer verdampft wird, umfassen, und die Abscheidungsquelleneinheit kann die Übertragungsstrecke mit einer externen Transportstrecke verbinden, um das Filmbildungsmaterial von der Übertragungsstrecke zu der Transportstrecke zu transportieren, und kann das transportierte Filmbildungsmaterial aus einer Blaseinrichtung ausblasen.
In dieser Ausgestaltung wird das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer verdampft wird, effizient durch die Übertragungsstrecke durch das Trägergas transportiert und dann aus der Blaseinrichtung ausgeblasen, nachdem es die Blaseinrichtung über die Transportstrecke erreicht hat. Somit kann das verdampfte Filmbildungsmaterial an dem Zielobjekt anhaften, während die Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit gesteuert wird. Infolgedessen kann der hochwertige Film auf dem Zielobjekt gebildet werden.
Die Abscheidungsquelleneinheit kann ferner eine zweite Materialverdampfungskammer umfassen, die an einer Position in der Übertragungsstrecke eingebaut ist und ausgestaltet ist, das Filmbildungsmaterial weiter zu verdampfen. Die zweite Materialverdampfungskammer ist an einer Position näher bei der Transportstrecke als die erste Materialverdampfungskammer eingebaut. Da die Transportstrecke typischerweise auf etwa 450°C gesteuert wird, ist eine Temperatur der zweiten Materialverdampfungskammer typischerweise höher als eine Temperatur der ersten Materialverdampfungskammer U. Dementsprechend wird das Filmbildungsmaterial, das durch die Übertragungsstrecke hindurchtritt, in der zweiten Materialverdampfungskammer weiter verdampft. Demgemäß kann das Filmbildungsmaterial, das durch das Trägergas transportiert wird, ohne dass es vollständig zu Gas umgesetzt worden ist, wieder vollständig verdampft werden. Infolgedessen kann ein höherwertiger Film auf dem Substrat gleichmäßig gebildet werden, und die Materialeffizienz kann verbessert sein.
Die zweite Materialverdampfungskammer kann durch irgendeines von in einem Gittermuster angeordneten Poren, einem netzförmigen Element und einem porösen Element gebildet sein. In dieser Ausgestaltung kann das unvollständig zu Gas umgesetzte Filmbildungsmaterial ausreichend verdampft werden, wenn es durch die in einem Gittermuster angeordneten Poren, die Öffnungen des netzförmigen Elements oder die Zwischenräume zwischen Poren des porösen Elements hindurchtritt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abscheidungsvorrichtung vorgesehen, umfassend: eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Dampfabscheidungsquelle verbunden ist, um das Filmbildungsmaterial, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird, zu transportieren; und eine Blaseinrichtung, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird. Die Abscheidungsquelleneinheit umfasst eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe und ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt. Ferner umfasst die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe: eine erste Materialverdampfungskammer, die ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial darin aufzunehmen und das aufgenommene Filmbildungsmaterial zu verdampfen; und einen Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen, der ausgestaltet ist, um das Trägergas in den Gasdurchgängen strömen zu lassen, um das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer hinein zuzuführen. Ferner umfasst das Gehäuse einen Heizmechanismus, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, zu erwärmen.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verwenden einer Abscheidungsvorrichtung vorgesehen, die eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des verdampften Filmbildungsmaterials; und eine Blaseinrichtung umfasst, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird. Die Dampfabscheidungsquelleneinheit umfasst eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe und ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt. Das Verfahren umfasst: Verdampfen des Filmbildungsmaterials, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, durch Erwärmen des Filmbildungsmaterials in der ersten Materialverdampfungskammer, die in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe vorgesehen ist, durch einen Heizmechanismus, der an dem Gehäuse eingebaut ist; Strömenlassen des Trägergases durch eine Mehrzahl von Gasdurchgängen, die in einem Gaszufuhrmechanismus gebildet sind, der in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe eingebaut ist, während das Trägergas durch den Heizmechanismus erwärmt wird; und Einleiten des erwärmten Trägergases in die erste Materialverdampfungskammer aus in einem Gittermuster angeordneten Poren, netzförmigen Öffnungen oder Öffnungen zwischen Poren, die in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe vorgesehen sind.
In dieser Ausgestaltung kann das Trägergas effizient in der Abscheidungsquelleneinheit durch den Gaszufuhrmechanismus erwärmt werden, der in der Abscheidungsquelleneinheit kompakt aufgenommen ist. Dementsprechend kann kein Temperaturgradient zwischen einer Temperatur des Trägergases, das die erste Materialverdampfungskammer erreicht, und einer Verdampfungstemperatur des Filmbildungsmaterials erzeugt werden, so dass die Filmbildungsrate gleichmäßig gehalten werden kann. Infolgedessen kann das Filmbildungsmaterial vollständig zu Gas umgesetzt werden, wodurch die Bildung eines hochwertigen Films ermöglicht wird. Da darüber hinaus gemäß dieser Ausgestaltung die Abscheidungsquelleneinheit verkleinert sein kann, kann die Gasauslasseffizienz verbessert sein, so dass die Herstellungskosten und unnötige Anlageinvestition verringert sein können.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Temperatursteuereinrichtung zum Steuern einer Temperatur einer Abscheidungsquelleneinheit vorgesehen, die in einem Vakuum eingebaut ist und ein Filmbildungsmaterial verdampft und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas befördert. Die Abscheidungsquelleneinheit umfasst eine Mehrzahl von Gasdurchgängen zur Strömung des Trägergases darin, das das verdampfte Filmbildungsmaterial befördert. Die Temperatursteuereinrichtung umfasst: einen Heizmechanismus, der in der Abscheidungsquelleneinheit eingebaut ist und ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, zu erwärmen, und einen Kühlmechanismus, der in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist und ausgestaltet ist, um die Abscheidungsquelleneinheit zu kühlen.
Ferner kann der Kühlmechanismus einen Kühlmantel aufweisen, der in einem vorgegebenen Abstand von der Abscheidungsquelleneinheit entfernt derart eingebaut ist, dass die Abscheidungsquelleneinheit bedeckt ist. Darüber hinaus kann der Kühlmechanismus einen Mechanismus zur Strömung eines Kühlmittels in Trennwänden aufweisen, die ausgestaltet sind, um die Mehrzahl von Blaseinrichtungen in der Umgebung der Abscheidungsquelleneinheit zu unterteilen. Ferner kann der Heizmechanismus eine Heizung umfassen, die an einem Außenumfang des Gehäuses eingebaut ist.
In dieser Ausgestaltung kann die Abscheidungsquelleneinheit, die die Mehrzahl von Gasdurchgängen darin umfasst, durch den Heizmechanismus, der in der Temperatursteuereinrichtung eingebaut ist, und den Kühlmechanismus, der in einem bestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt ist, mit einem hohen Ansprechvermögen auf eine gewünschte Temperatur gesteuert werden. Das heißt, die Temperatursteuereinrichtung kühlt die Abscheidungsquelleneinheit auf eine Temperatur geringfügig niedriger als eine Zieltemperatur, und erwärmt dann das Trägergas, das in die Mehrzahl von Gasdurchgängen zugeführt wird, durch den Heizmechanismus auf eine gewünschte Temperatur.
Wie es oben beschrieben ist, ist der Kühlmechanismus in einem bestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut, und ein spezifischer Abschnitt, der als Temperatursteuerziel dient, wird im Voraus auf die Temperatur heruntergekühlt, die geringfügig niedriger als die Zieltemperatur ist, wodurch der Heizmechanismus den spezifischen Abschnitt schnell bis zu der Zieltemperatur auch in einem Vakuum steuern kann, in welchem die Wärmeübertragungseffizienz schlecht ist. Durch Absorbieren der von dem Heizmechanismus erzeugten Wärme durch den Kühlmechanismus kann ferner eine Wärmeübertragung auf ein Bauteil abgesehen von dem spezifischen Abschnitt als ein Ziel verhindert werden. Dementsprechend kann die Temperatur des Trägergases schnell und genau derart gesteuert werden, dass sie gleich ist wie die des Filmbildungsmaterials, das von der Materialaufnahme ebenfalls in dem Vakuum verdampft wird. Infolgedessen kann ein hochwertiger Film auf einem Zielobjekt gebildet werden.
Die Abscheidungsquelleneinheit kann gekühlt werden, indem zugelassen wird, dass ein Kühlmittel in dem Kühlmechanismus strömt. Erwünschtermaßen kann Wasser als das Kühlmittel unter Berücksichtigung von Herstellungskosten verwendet werden.
Der Kühlmechanismus kann in einem vorbestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut sein. Da in dieser Ausgestaltung der Abstand von dem Heizmechanismus zu dem Kühlmechanismus gleich ist, kann der Heizmechanismus durch den Kühlmechanismus gleichmäßig gekühlt werden. Dementsprechend kann eine Übertragung von Wärme, die von dem Heizmechanismus erzeugt wird, auf die Umgebung der Materialaufnahme effektiv vermieden werden. Somit kann die Temperatur in der Umgebung der Materialaufnahme genauer gesteuert werden.
Dabei kann die Abscheidungsquelleneinheit umfassen: eine erste Materialverdampfungskammer zum Aufnehmen eines Filmbildungsmaterials darin und zum Verdampfen des aufgenommenen Filmbildungsmaterials; eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe mit der Mehrzahl von Gasdurchgängen; und ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt. Der Heizmechanismus kann in der Umgebung eines Außenumfangs des Gehäuses eingebaut sein, und der Kühlmechanismus kann in einem vorgegebenen Abstand von einer Außenumfangsfläche des Gehäuses entfernt eingebaut sein.
Da in dieser Ausgestaltung die Abscheidungsquelle kompakt als eine Einheit entworfen ist, die die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe und das Gehäuse integriert, kann die Erwärmungseffizienz des Trägergases verbessert sein, und die Gesamtgröße der Vorrichtung kann verringert sein. Infolgedessen können eine Verbesserung des Durchsatzes und eine Verringerung der Herstellungskosten durch eine verbesserte Gasauslasseffizienz bewerkstelligt werden.
Eine Fläche des Kühlmechanismus, die dem Gehäuse zugewandt ist, kann eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweisen. Ferner kann eine Fläche des Gehäuses, die dem Kühlmechanismus zugewandt ist, eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweisen.
Durch Aufrauen der zugewandten Flächen des Kühlmechanismus oder des Gehäuses können in dieser Ausgestaltung ihre Oberflächeninhalte vergrößert sein. Dementsprechend kann das Gehäuse die durch den Heizmechanismus erzeugte Wärme effektiv nach außen abstrahlen, und der Kühlmechanismus kann die durch das Gehäuse (Heizmechanismus) erzeugte Wärme effektiv zu seinem Inneren hin absorbieren.
Eine Fläche des Kühlmechanismus, die dem Gehäuse zugewandt ist, kann so verarbeitet sein, dass sie leicht Wärme absorbiert. Ferner kann eine Fläche des Gehäuses, die dem Kühlmechanismus zugewandt ist, so verarbeitet sein, dass sie leicht Wärme abstrahlt.
In dieser Ausgestaltung strahlt das Gehäuse äußere Wärme ab, wohingegen der Kühlmechanismus diese absorbiert. Indem zugelassen wird, dass das Gehäuse eine hohe Wärmeabstrahlungsrate aufweist und der Kühlmechanismus eine hohe Wärmeabsorptionsrate aufweist, kann infolgedessen das Gehäuse durch den Kühlmechanismus selbst unter dem Vakuum effizienter gekühlt werden, unter welchem die Wärmeübertragungseffizienz schlecht ist, und ein übermäßiger Temperaturanstieg des Inneren der Abscheidungsquelleneinheit kann verhindert werden. Darüber hinaus können die Fläche des Kühlmechanismus, die dem Gehäuse zugewandt ist, und die Fläche des Gehäuses, die dem Kühlmechanismus zugewandt ist, eine Oberflächenbearbeitung, wie etwa Sandstrahlen, durchlaufen haben, um die Wärmestrahlungsrate und die Wärmeabsorptionsrate zu verbessern.
Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe kann in dem Gehäuse entfernbar aufgenommen sein. Da in dieser Ausgestaltung die Materialaufnahme nicht an der Abscheidungsvorrichtung befestigt ist und von dieser getrennt ist, kann das Material leicht nachgefüllt werden. Bei herkömmlicher Wartung für das Nachfüllen von Material oder dergleichen muss darüber hinaus der Betrieb der Vorrichtung für beinahe einen Tag gestoppt werden, bis die Abscheidungsquelle natürlich heruntergekühlt ist. Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung kann jedoch die Wartungszeit verkürzt werden, weil die Abscheidungsquelleneinheit durch den Kühlmechanismus zwangsgekühlt wird.
Das Gehäuse kann eine Übertragungsstrecke zum Übertragen des Filmbildungsmaterials, das in der ersten Materialverdampfungskammer verdampft wird, umfassen, und die Übertragungsstrecke kann mit einer externen Blaseinrichtung, die außerhalb eingebaut ist, über eine externe Transportstrecke verbunden sein, um das Filmbildungsmaterial, das durch die Übertragungsstrecke übertragen wird, aus der Blaseinrichtung auszublasen.
Wenn die verdampften Filmbildungsmoleküle in der Transportstrecke zusammen mit dem Trägergas strömen, muss die Temperatur der Transportstrecke auf höher als eine Temperatur in der Umgebung der Materialaufnahme eingestellt sein, um eine größere Menge von verdampften Filmbildungsmolekülen an dem Zielobjekt anzuhaften, während die verdampften Filmbildungsmoleküle kaum an der Transportstrecke anhaften. Dies ist der Fall, weil eine Zunahme der Temperatur der Transportstrecke eine Abnahme eines Anhaftungskoeffizienten begleitet und es auch erschwert, dass die verdampften Filmbildungsmoleküle an der Transportstrecke anhaften. Somit wird die Temperatur der Transportstrecke auf z. B. etwa 450°C gesteuert.
Wenn auf diese Weise die Temperatur der Transportstrecke derart festgelegt wird, dass sie hoch ist, kann Wärme aus der Umgebung der Transportstrecke erzeugt werden, und die Wärme wird in die Umgebung der Materialaufnahme durch Wärmeleitung oder -strahlung übertragen, wodurch es schwierig gemacht wird, die Temperatur in der Umgebung der Materialaufnahme zu steuern. Somit besteht ein Bedarf für ein Verfahren, das die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung oder -strahlung unterdrückt, um die Temperatursteuerung in der Umgebung der Materialaufnahme zu ermöglichen.
In der oben Ausgestaltung wird abgestrahlte Wärme oder geleitete Wärme durch den Kühlmechanismus absorbiert, der in einem bestimmten Abstand von der Transportstrecke entfernt eingebaut ist. Somit wird das verdampfte Filmbildungsmaterial nicht durch die von der Transportstrecke erzeugte Wärme beeinflusst, so dass es effizient zu der Blaseinrichtung transportiert werden kann, ohne dass es an der Transportstrecke anhaftet. Infolgedessen kann ein hochwertiger Film auf dem Zielobjekt durch die verdampften Filmbildungsmoleküle gebildet werden, die aus der Blaseinrichtung ausgeblasen werden, nachdem sie die Blaseinrichtung über die Transportstrecke erreicht haben.
Die Abscheidungsquelleneinheit kann einen flaschenförmigen Halsabschnitt aufweisen, der an einer Position am engsten ist, an der die Transportstrecke des Transportmechanismus 200 und die Transportstrecke 115 miteinander verbunden sind.
Der flaschenförmige vordere Abschnitt (Verbindungsabschnitt) zwischen der Übertragungsstrecke und der Transportstrecke, d. h. der Halsabschnitt), der Abscheidungsquelleneinheit weist einen kleineren Querschnitt auf, so dass er eine höhere Wärmebeständigkeit als die des Körperabschnitts (Kopfabschnitt) mit einem großen Querschnitt aufweist. Mit dieser Ausgestaltung kann die Wärmebeständigkeit des Halsabschnitts der Abscheidungsquelleneinheit derart eingestellt werden, dass sie höher ist als die des Kopfabschnitts der Abscheidungsquelleneinheit. Das heißt, die Wärmeübertragungseffizienz von dem Transportmechanismus zu dem Kopfabschnitt der Abscheidungsquelleneinheit über den Halsabschnitt davon kann verringert werden. Dementsprechend kann ein übermäßiger Temperaturanstieg der ersten Materialverdampfungskammer U in dem Kopfabschnitt der Abscheidungsquelleneinheit unterbunden werden.
Ein Verbindungsabschnitt zwischen der Übertragungsstrecke und der Transportstrecke kann durch eine Metalldichtung abgedichtet sein. In dieser Ausgestaltung kann selbst in dem Fall, dass die Transportstrecke auf eine hohe Temperatur gesteuert wird, der Verbindungsab schnitt zwischen der Übertragungsstrecke und der Transportstrecke durch die Metalldichtung, die eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, sicher abgedichtet werden.
Außerdem kann der Verbindungsabschnitt der Übertragungsstrecke und der Transportstrecke mit nur der Metalldichtung in Kontakt stehen, ohne irgendein anderes Material zu berühren. Da in dieser Ausgestaltung ein Nichtkontaktabschnitt als ein Vakuumraum ausgestaltet ist, kann eine Wärmeleitfähigkeit von der Transportstrecke zu der Abscheidungsquelleneinheit durch Wärmeisolation durch Vakuum reduziert sein. Infolgedessen wird ein Temperaturgradient zwischen der Transportstrecke und der Abscheidungsquelleneinheit erzeugt, so dass ein übermäßiger Temperaturanstieg des Inneren der Abscheidungsquelleneinheit verhindert werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur einer Abscheidungsquelleneinheit vorgesehen, die in einem Vakuum eingebaut ist und ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern. Das Verfahren umfasst: Strömenlassen des Trägergases zum Transportieren des verdampften Filmbildungsmaterials durch eine Mehrzahl von Gasdurchgängen, die in der Abscheidungsquelleneinheit vorgesehen sind; Erwärmen des Trägergases, das durch die Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, durch einen Heizmechanismus, der in der Abscheidungsquelleneinheit eingebaut ist; und Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit durch einen Kühlmechanismus, der in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abscheidungsvorrichtung vorgesehen, die in einem Vakuum eingebaut ist und eine Abscheidungsquelleneinheit umfasst, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird; und eine Blaseinrichtung, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird. Die Abscheidungsvorrichtung umfasst: eine Mehrzahl von Gasdurchgängen, die ausgestaltet sind, um darin ein Trägergas zum Befördern des Filmbildungsmaterials, das in der Dampfabscheidungsquelle verdampft wird, strömen zu lassen; einen Heizmechanismus, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, zu erwärmen; und einen Kühlmechanismus, der ausgestaltet ist, um die Abscheidungsquelleneinheit zu kühlen, in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt.
Dabei kann der Kühlmechanismus in zumindest einer von einer Mehrzahl von Abscheidungsquelleneinheiten, die mit der Transportstrecke verbunden ist/sind, vorgesehen sein.
In dieser Ausgestaltung kann der Kühlmechanismus einen übermäßigen Temperaturanstieg des Inneren der Abscheidungsquelleneinheit aufgrund von Wärme, die von der benachbarten Abscheidungsquelleneinheit abgestrahlt wird, sowie von Wärmeleitung oder abgestrahlter Wärme von der Transportstrecke verhindern. Dabei kann es in dem Fall, dass die Abscheidungsquelleneinheiten, die mit der Transportstrecke verbunden sind, mehr als zwei sind, erwünscht sein, den Kühlmechanis mus an jeder Abscheidungsquelleneinheit einzubauen. In dem Fall, dass der Kühlmechanismus nicht an jeder Einheit eingebaut sein kann, kann es jedoch erwünscht sein, zunächst den Kühlmechanismus an einer Abscheidungsquelleneinheit in einer zentralen Position vorzusehen, von der es am wahrscheinlichsten ist, dass sie durch Wärme, die von jeder Abscheidungsquelleneinheit abgestrahlt wird, beeinflusst wird, oder an einer Abscheidungsquelleneinheit mit der niedrigsten Steuertemperatur.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur einer Abscheidungsvorrichtung vorgesehen, die in einem Vakuum eingebaut ist und eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird; und eine Blaseinrichtung umfasst, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird. Das Verfahren umfasst: Aufnehmen des Filmbildungsmaterials in einer ersten Materialverdampfungskammer und Verdampfen des aufgenommenen Filmbildungsmaterials in der ersten Materialverdampfungskammer; Strömenlassen des Trägergases in einem Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen; und Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit durch einen Kühlmechanismus, der in einem vorgegebenen Abstand von einer Außenumfangsfläche eines Gehäuses zum Aufnehmen der ersten Materialverdampfungskammer und des Gaszufuhrmechanismus entfernt eingebaut ist; und Erwärmen der ersten Materialverdampfungskammer und des Gaszufuhrmechanismus durch einen Heizmechanismus, der in dem Gehäuse eingebaut ist.
In dieser Ausgestaltung kann das Trägergas auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden, nachdem die Abscheidungsquelleneinheit durch den Kühlmechanismus gekühlt worden ist. Dementsprechend kann die Temperatur jedes Bauteils der Abscheidungsvorrichtung schnell und genauer selbst in einem Vakuum gesteuert werden, in welchem eine Wärmeübertragungseffizienz schlecht ist.
(Wirkung der Erfindung)
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben angeführt wurde, kann durch Erwärmen des Trägergases auf im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie die des verdampften Filmbildungsmaterials nach Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit auf eine gewünschte Temperatur durch den Kühlmechanismus, der in einem bestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist, die Filmbildungsrate selbst in einem Vakuum genau gesteuert werden, so dass ein hochwertiger Film auf dem Zielobjekt gebildet werden kann.
(Kurzbeschreibung der Zeichnungen)
Die Offenbarung kann am besten anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung genommen mit den folgenden Figuren verstanden werden:
1 zeigt eine schematische Ausgestaltungsansicht einer Substratverarbeitungsvorrichtung vom Gruppen-Typ gemäß einer Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Abscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Ansicht zum Veranschaulichen jeder Schicht einer organischen EL-Einrichtung, die durch die Abscheidungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gebildet wird;
4A ist eine Längsschnittansicht der Abscheidungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4B ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang einer Fläche B-B von 4A;
5A ist eine Querschnittsansicht einer Abscheidungsquelleneinheit, die einen Wasserkühlmantel umfasst, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5B ist eine Tabelle zum Darstellen eines Simulationsergebnisses eines Kühleffekts, der durch die Verwendung des Wasserkühlmantels gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
6A ist eine Querschnittsansicht von Gasdurchgängen eines Gaszufuhrmechanismus gemäß der Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6B ist eine Querschnittsansicht einer Gaseinleitungsplatte gemäß der Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A ist eine Ansicht zum Erläutern eines Effekts einer Gaseinleitungsplatte gemäß der Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7B ist eine Ansicht zum Erläutern eines Effekts einer Gaseinleitungsplatte gemäß der Ausführungsform und jedem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Graph zum Zeigen einer Beziehung zwischen einer Länge der Gasdurchgänge des Gaszufuhrmechanismus und einer Gastemperatur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Querschnittsansicht einer Abscheidungsquelleneinheit gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel und einem zweiten Abwandlungsbeispiel;
10 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Menge an Wärme, die von der Abscheidungsquelleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung empfangen wird;
11 ist ein Graph zum Darstellen eines Temperaturanstiegs in Ansprechen auf eine Menge an Wärme, die von der Abscheidungsquelleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung empfangen wird; und
12 ist eine Ansicht zum Darstellen eines Effekts, der erhalten wird, wenn der Wasserkühlmantel an der Abscheidungsquelleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.

10: Substratverarbeitungsvorrichtung
20: Abscheidungsvorrichtung
100: Abscheidungsquelleneinheit
105: Gaszufuhrmechanismus
105p: Gasdurchgänge
110: Materialaufnahme
115: Übertragungsstrecke
120: Heizung
125: Gaseinlass
125a: plattenförmiges Element
125b: Gaseinleitungsplatte
130: Gaszufuhranschluss
135, 140: Flansche
160: zweite Materialverdampfungskammer
165: Abdeckung
170: Metalldichtung
200: Transportmechanismus
205: Transportstrecke
300: Ventile
400: Blaseinrichtung
500: Trennwände
600: Dampfabscheidungseinrichtung
Hu: Gehäuse
Hs: Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe
U: erste Materialverdampfungskammer
B: Pufferraum

(Beste Ausführungsart der Erfindung)
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Überall in dem gesamten Dokument bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Bauteile, die den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion haben, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen. In der Beschreibung entsprechen 1 mTorr 10^–3 × 101325/760 Pa und 1 sccm entspricht 10^–6/60 m³/s.
Zunächst wird eine schematische Ausgestaltung einer Substratverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Herstellungsprozess einer organischen lichtemittierenden Diode, der durch die Substratverarbeitungsvorrichtung 10 durchgeführt wird, beschrieben.
(Herstellungsprozess einer organischen lichtemittierenden Diode)
Die Substratverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Gruppen-Herstellungsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Verarbeitungskammern umfasst, und sie weist ein Ladeschleusenmodul LLM, ein Überführungsmodul TM, ein Vorverarbeitungsmodul CM und vier Verarbeitungsmodule PM1 bis PM4 auf.
Das Ladeschleusenmodul LLM ist eine Vakuumüberführungskammer, deren Inneres in einem drucklosen Zustand gehalten wird, um ein Glassubstrat (nachstehend der Einfachheit halber als ein ”Substrat” bezeichnet) G von der Atmosphäre in das Überführungsmodul TM in einen drucklosen Zustand zu überführen. Darüber hinaus wird im Voraus ITO (Indiumzinnoxid), das als eine Anode dient, auf dem Substrat G gebildet, das von der Atmosphäre in das Ladeschleusenmodul LLM überführt werden soll.
Ein Mehrgelenk-Überführungsarm ARM, der in der Lage ist, ausfahrende/zurückziehende und rotatorische Bewegungen auszuführen, ist in dem Überführungsmodul TM eingebaut. Das Substrat G wird zunächst von dem Ladeschleusenmodul LLM in das Vorverarbeitungsmodul CM unter Verwendung des Überführungsarms ARM überführt, und wird anschließend in das Verarbeitungsmodul PM1 und daraufhin in die anderen Verarbeitungsmodule PM2 bis PM4 überführt. Das Vorverarbeitungsmodul CM entfernt Verunreinigungen (am häufigsten organische Substanzen), die an der Oberfläche des ITO, das auf dem Substrat G als die Anode gebildet ist, anhaften.
Prozesse zum Herstellen einer organischen lichtemittierenden Diode werden jeweils in den vier Verarbeitungsmodulen PM1 bis PM4 durchgeführt. Zunächst werden 6 organische Schichten aufeinander folgend auf den ITO des Substrats in dem Verarbeitungsmodul PM1 durch Dampfabscheidung gebildet. Anschließend wird das Substrat G in das Verarbeitungsmodul PM4 überführt, und eine Metallelektrode (Kathodenschicht) wird auf den organischen Schichten des Substrats G durch Sputtern gebildet. Danach wird das Substrat G in das Verarbeitungsmodul PM2 überführt, und ein unnötiger Abschnitt wird durch Ätzen entfernt.
Anschließend wird das Substrat G in das Verarbeitungsmodul PM3 überführt und ein Dichtfilm zum Abdichten der organischen Schichten wird darauf durch CVD gebildet.
(Aufeinander folgende Filmbildung von organischen Schichten)
Nun wird ein Prozess zum aufeinander folgenden Bilden von 6 organischen Schichten in dem Verarbeitungsmodul PM1 anhand von 2 erläutert, die eine schematische Perspektivansicht einer Abscheidungsvorrichtung bereitstellt. Die Abscheidungsvorrichtung 20 umfasst eine rechteckige Verarbeitungskammer Ch. Die Abscheidungsvorrichtung 20 umfasst in der Verarbeitungskammer Ch 6 Sätze aus drei Abscheidungsquelleneinheiten 100a bis 100f, 6 Sätze aus Transportmechanismen 200, 6 Sätze aus drei Ventilen 300, 6 Sätze aus Blaseinrichtungen 400a bis 400f und sieben Trennwände 500. Das Innere der Verarbeitungskammer Ch wird auf einem vorbestimmten Vakuumniveau durch eine nicht veranschaulichte Gasentleerungseinheit gehalten. Ferner wird jeder Satz aus drei Abscheidungsquelleneinheiten 100, einem Transportmechanismus 200, drei Ventilen 300 und einer Blaseinrichtung 400 als eine Dampfabscheidungseinrichtung 600 bezeichnet, und der jeweilige Satz ist durch eine Trennwand 500 abgeteilt.
Die 6 Sätze aus drei Abscheidungsquelleneinheiten 100 weisen Wasserkühlmäntel 150 zum Bedecken der jeweiligen Abscheidungsquelleneinheiten 100 auf. Die 6 Sätze aus drei Abscheidungsquelleneinheiten 100 und der Wasserkühlmäntel 150 weisen die gleiche zylindrische Außenform und Innenausgestaltung auf, und unterschiedliche Arten von Filmbildungsmaterialien sind in den Abscheidungsquelleneinheiten 100 aufgenommen. Die 6 Sätze aus einem Transportmechanismus 200 weisen gleiche rechteckige Außenformen auf und sind parallel zueinander in einem gleichen Abstand angeordnet, so dass ein Ende in Längsrichtung (Z-Richtung) eines jeden an einer Bodenwand der Abscheidungsvorrichtung 20 befestigt ist, während das andere Ende ausgestaltet ist, um die Blaseinrichtung 400 abzustützen. Jeder Transportmechanismus 200 ist mit den drei Abscheidungsquelleneinheiten 100 derart verbunden, dass die drei Abscheidungsquelleneinheiten 100 an einer Seitenwand davon in einem gleichen Abstand parallel angeordnet sind, und jeder Transportmechanismus 200 ist auch mit den drei Ventilen 300 an einer gegenüberliegenden Seitenwand verbunden. Die drei Ventile 300 sind in gleich beabstandeten Positionen angeordnet, wobei sie den Abscheidungsquelleneinheiten 100 zugewandt sind. Auf diese Weise sind die drei Abscheidungsquelleneinheiten 100 und ihre Wasserkühlmäntel 150 in dem gleichen Abstand parallel zueinander angeordnet. Ferner sind die drei Ventile 300 mit dem Transportmechanismus 200 an Positionen verbunden, die den Abscheidungsquelleneinheiten zugewandt sind.
Die sechs Blaseinrichtungen 400, die jeweils an den sechs Transportmechanismen 200 gehalten sind, weisen den gleichen Aufbau mit einer rechteckigen Form auf, deren Inneres teilweise hohl ist und sind parallel zueinander in einem gleichen Abstand angeordnet. Mit dieser Ausgestaltung werden Filmbildungsmoleküle, die von jeder Abscheidungsquelleneinheit 100 verdampft werden, aus einer Öffnung S1 ausgeblasen, die in der Mitte eines oberen Abschnitts jeder Blaseinrichtung 400 vorgesehen ist, nachdem sie durch jeden Transportmechanismus 200 hindurchgetreten sind.
Die sieben Trennwände 500 sind parallel zueinander in einem gleichen Intervall angeordnet, um benachbarte Dampfabscheidungseinrichtungen 600 voneinander zu trennen, und dienen dazu, eine Mischung von Filmbildungsmolekülen, die aus der oberen Öffnung S1 jeder Blasein richtung 400 ausgeblasen werden, mit Filmbildungsmolekülen, die aus einer benachbarten Blaseinrichtung 400 ausgeblasen werden, zu verhindern. Die Abscheidungsquelleneinheit 100 kann mittels strömenden Wassers in der Trennwand 500 (nicht gezeigt) gekühlt werden. Ein nicht veranschaulichter Schiebemechanismus ist ausgestaltet, um das Substrat G in einer horizontalen Richtung geringfügig oberhalb jeder Blaseinrichtung 400 zu verschieben, während das Substrat G elektrostatisch angezogen wird.
3 liefert ein Ergebnis der Durchführung eines aufeinander folgenden Filmbildungsprozesses für 6 Schichten unter Verwendung der Abscheidungsvorrichtung 20, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist. Während das Substrat W oberhalb einer ersten Blaseinrichtung 400a mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird, haftet zunächst ein Filmbildungsmaterial, das aus der ersten Blaseinrichtung 400a ausgeblasen wird, an dem Substrat G an, so dass eine Lochtransportschicht als eine erste Schicht auf dem Substrat W gebildet wird. Während das Substrat G anschließend oberhalb einer zweiten Blaseinrichtung 400b bewegt wird, haftet ein Filmbildungsmaterial, das aus der zweiten Blaseinrichtung 400b ausgeblasen wird, an dem Substrat G an, so dass eine nicht lichtemittierende Schicht (Elektronensperrschicht) als eine zweite Schicht auf dem Substrat G gebildet wird. Während das Substrat G der Reihe nach von der dritten Blaseinrichtung 400c zu einer sechsten Blaseinrichtung 400f bewegt wird, wird auf ähnliche Weise eine blaues Licht emittierende Schicht als eine dritte Schicht, eine rotes Licht emittierende Schicht als eine vierte Schicht, eine grünes Licht emittierende Schicht als eine fünfte Schicht und eine Elektronentransportschicht als eine sechste Schicht auf dem Substrat G durch Filmbildungsmaterialien gebildet, die aus der jeweiligen Blaseinrichtung ausgeblasen werden. Durch Bilden der sechs Schichten aus organischen Filmen aufeinander folgend in der gleichen Verarbeitungskammer der Abscheidungsvorrichtung 20, können der Durchsatz und die Produktivität verbessert werden. Da ferner keine Mehrzahl von Kammern (Verarbeitungskammern) für unterschiedliche Typen von organischen Filmen eingebaut sein muss, anders als in herkömmlichen Fällen, wird keine Vergrößerung der Anlage hervorgerufen, so dass die Kosten der Anlage verringert sein können.
(Transportstrecke)
Nun wird eine Transportstrecke eines Filmbildungsmaterials, das von jeder Abscheidungsquelleneinheit 100 verdampft wird, bis es aus der Öffnung S1 jeder Blaseinrichtung 400 ausgeblasen wird, erläutert. Da, wie es oben festgestellt wurde, die sechs Dampfabscheidungseinrichtungen 600 den gleichen Aufbau aufweisen, wird eine Dampfabscheidungsquelle 600 zum Bilden der fünften Schicht anhand der 4A und 4B näher ausgeführt, welche Längsquerschnittsansichten der Abscheidungsvorrichtung 20 bereitstellen, die entlang einer Fläche A-A von 2 genommen sind, und somit wird eine Beschreibung der anderen Dampfabscheidungseinrichtungen 600 weggelassen.
Wie es in 4A gezeigt ist, weisen die Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 bis 100e3 die gleiche innere Ausgestaltung auf. Ein Ende der Abscheidungsquelleneinheit 100e ist mit einer nicht veranschaulichten Argon-Gaszufuhrquelle verbunden, so dass ein Argon-Gas, das von der Argon-Gaszufuhrquelle ausgegeben wird, in die Abscheidungsquelleneinheit 100e hinein zugeführt wird. Die Abscheidungsquelleneinheit 100e, die zuvor durch den Wasserkühlmantel 150 gekühlt wurde, lässt zu, dass das Argon-Gas in einem Gaszufuhrmechanismus 105 strömt, während das Argon-Gas erwärmt wird, und transportiert anschließend das Argon-Gas, das auf eine erwünschte Temperatur erwärmt wurde, in die erste Materialverdampfungskammer U. In der ersten Materialverdampfungskammer U wird ein organisches Filmbildungsmaterial in einer Materialaufnahme 110 aufgenommen, und das organische Filmbildungsmaterial wird durch Erwärmen der Materialaufnahme 110 verdampft.
Das verdampfte Filmbildungsmaterial strömt in einer Übertragungsstrecke 115 in Richtung des Transportmechanismus 200 durch eine Diffusionserscheinung unter Verwendung des Argon-Gases, das in die erste Materialverdampfungskammer U als ein Trägergas eingeleitet wird. Wie es in 4B veranschaulicht ist, die eine Querschnittsansicht der Dampfabscheidungseinrichtung 600 genommen entlang einer Fläche B-B von 4A bereitstellt, strömen organische Moleküle und das Trägergas in einem Hauptdurchgang 205b von einem Umgehungsdurchgang 205a der Transportstrecke, der in dem Transportmechanismus 200 gebildet ist, über das Ventil 300, nachdem sie durch die Übertragungsstrecke 115 hindurchgetreten sind, und sie werden in Richtung der Blaseinrichtung 400 geschickt, wie es in 4A gezeigt ist.
Das Ventil 300 ist mit einem Hebel 305 zum Öffnen und Schließen des Ventils 300 versehen. Wenn das Ventil 300 durch den Hebel 305 verschlossen ist, werden das Filmbildungsmaterial und das Trägergas durch das Ventil 300 blockiert und nicht mehr transportiert. Wenn das Ventil 300 durch den Hebel 305 geöffnet wird, werden das Filmbildungsmaterial und das Trägergas durch das Ventil 300 in den Hauptdurchgang 205b der Transportstrecke hinein transportiert. Auf diese Weise wird zugelassen, dass neben den organischen Molekülen, die von den Dampfabscheidungseinheiten 100e1 bis 100e3 verdampft werden, nur die organischen Moleküle, die für die Filmbildung notwendig sind, durch den Hauptdurchgang 205b der Transportstrecke hindurchtreten und hoch zu der Blaseinrichtung 400 transportiert werden, während sie miteinander vermischt werden.
Die Blaseinrichtung 400 weist eine Blaseinheit 405 an ihrem oberen Abschnitt und eine Verzweigungseinheit 410 an ihrem unteren Abschnitt auf. Die Blaseinheit 405 weist einen hohlen Innenraum S und eine Öffnung S1 auf, die sich in der Mitte ihrer oberen Fläche öffnet, wie es in 2 veranschaulicht ist. Die organischen Moleküle, die zu der Blaseinrichtung 400 durch das Trägergas transportiert werden, treten durch einen der vier Verzweigungsdurchgänge 410 hindurch, die derart angeordnet sind, dass die Abstände von einer Verzweigungsquelle zu jeweiligen Verzweigungszielen überall gleich sind, um die Leitfähigkeit des Trägergases und der organischen Moleküle, die durch die Verzweigungsdurchgänge 410 hindurchtreten, gleichmäßig zu gestalten, und anschließend werden die organischen Moleküle in Richtung des Substrats G aus der Öffnung S1, die mit dem Raum S in der Blaseinheit 405 in Verbindung steht, ausgeblasen.
(Innenausgestaltung der Abscheidungsquelleneinheit)
Nun wird eine Innenausgestaltung der Abscheidungsquelleneinheit 100 der Abscheidungsvorrichtung 20 gemäß der oben angeführten vorliegenden Ausführungsform anhand einer Querschnittsansicht der in 5A gezeigten Abscheidungsquelleneinheit 100 erläutert.
Die Abscheidungsquelleneinheit 100 umfasst eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As; ein Gehäuse Hu, das ausgestaltet ist, um die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As aufzunehmen; und eine Abdeckung Fx zum Bedecken des Gehäuses Hu. Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As, das Gehäuse Hu und die Abdeckung Fx sind z. B. aus Edelstahl hergestellt. Das Gehäuse Hu weist einen flaschenförmigen Aufbau mit einer Differenz in einem Durchmesser auf. Das heißt, das Gehäuse Hu umfasst einen ringförmigen Abschnitt mit großem Durchmesser (Kopfabschnitt Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit) und einen ringförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser (Halsabschnitt Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit). Ein Hohlraum in dem ringförmigen Abschnitt mit großem Durchmesser (Kopfabschnitt Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit) kommuniziert mit einem Hohlraum in dem ringförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser (Halsabschnitt Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit). Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As ist entfernbar in dem Gehäuse Hu eingebaut, so dass ein Filmbildungsmaterial, das in dem Gehäuse Hu verdampft, durch ein Trägergas transportiert werden kann.
Eine Heizung 120 ist in der gesamten Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu in einem spiralförmigen Muster eingelassen. Die Heizung 120 ist ein Beispiel eines Heizmechanismus, der das Trägergas und das Filmbildungsmaterial erwärmt. Die Abdeckung Fx bedeckt das Gehäuse Hu, damit die Heizung 120 von außen unter Druck gesetzt werden kann.
Die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As umfasst die erste Materialverdampfungskammer U, den Gaszufuhrmechanismus 105, einen Gaseinlass 125, einen Gaszufuhranschluss 130 zum Zuführen des Trägergases und einen Flansch 135. Die Materialaufnahme 110 ist in einem Bodenabschnitt der ersten Materialverdampfungskammer U eingebaut. Das organische Filmbildungsmaterial, das zum Bilden jeder Schicht von 3 verwendet wird, ist in der Materialaufnahme 110 aufgenommen. Die erste Materialverdampfungskammer U und die Übertragungsstrecke 115 stehen miteinander in Verbindung.
Der Gaszufuhrmechanismus 105 weist eine zylindrische Form auf, und eine Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p ist darin in mehreren Niveaus angeordnet. Die Gasdurchgänge 105p sind in der vorliegenden Ausführungsform in einer Längsrichtung parallel zueinander vorgesehen und weisen den gleichen Durchmesser auf. Wie es in 6A gezeigt ist, die eine Querschnittsansicht des Gaszufuhrmechanismus 105 genommen entlang einer Fläche C-C von 5A bereitstellt, sind die Gasdurchgänge 105p in mehreren Niveaus angeordnet, so dass sie in Bezug auf eine zentrale Längsachse O des Gaszufuhrmechanismus 105, der in der zylindrischen Form gebildet ist, die Ringform aufweisen.
Durch Vorsehen der Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p in den Abscheidungsquelleneinheiten 100 auf eine regelmäßige Art kann auf diese Weise die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases verringert werden, während es durch die engen Gasdurchgänge 105p strömt. Dementsprechend kann das Trägergas, das durch die Gasdurchgänge 105p hindurchtritt, durch die Heizung 120 ausreichend erwärmt werden. Infolgedessen kann das Trägergas ausreichend bis zu einer Temperatur erwärmt werden, die im Wesentlichen gleich einer Verdampfungstemperatur des Filmbildungsmaterials ist, bis es die erste Materialverdampfungskammer erreicht. Mit dieser Ausgestaltung wird eine hochgenaue Steuerung der Filmbildungsrate ermöglicht, so dass das Filmbildungsmaterial vollständig zu Gas umgesetzt werden kann, und es kann ein hochwertiger Film gleichmäßig und stabil gebildet werden.
Ferner sind die Gasdurchgänge 105p derart angeordnet, dass sie durch die Heizung 120 gleichmäßig erwärmt werden können. Somit kann das Trägergas, das durch die jeweiligen Gasdurchgänge 105p strömt, gleichmäßig erwärmt werden, so dass das Trägergas und das verdampfte Filmbildungsmaterial, das in die erste Materialverdampfungskammer hinein transportiert wird, eine im Wesentlichen gleiche Temperatur aufweisen können. Infolgedessen kann die Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Der Gaseinlass 125 ist zwischen der ersten Materialverdampfungskammer U und dem Gaszufuhrmechanismus 105 vorgesehen und ist als ein Körper mit der ersten Materialverdampfungskammer U und dem Gaszufuhrmechanismus 105 ausgestaltet und dient dazu, das Trägergas, das durch die Gasdurchgänge 105p geströmt ist, in die erste Materialverdampfungskammer U einzuleiten. Der Gaseinlass 125 umfasst ein plattenförmiges Element 125a, das ausgestaltet ist, um das Argon-Gas, das durch die Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p des Gaszufuhrmechanismus 105 hindurchgetreten ist, zu konzentrieren, und weist eine zentrale Öffnung auf, durch die das konzentrierte Argon-Gas in einen Pufferraum B eingeleitet wird; und eine Gaseinleitungsplatte 125, die ausgestaltet ist, um das Argon-Gas in dem Pufferraum B durch eine Anzahl von feinen Löchern in die erste Materialverdampfungskammer U hinein einzuleiten.
Wie es in 6B veranschaulicht ist, die eine Querschnittsansicht der Gaseinleitungsplatte 125b genommen entlang einer Fläche D-D von 5A bereitstellt, ist die Gaseinleitungsplatte 125b mit einem Satz aus feinen Löchern Op versehen. Die feinen Löcher Op weisen einen Durchmesser φ von 0,5 mm auf und sind in einem Gittermuster angeordnet. Der Satz aus feinen Löchern Op ist an einer Position vorgesehen, die höher ist als eine Höhe h des Materialeingangsanschlusses der Materialaufnahme 110. Anstatt der in einem Gittermuster angeordneten Löcher kann alternativ ein netzförmiges Element oder ein poröses Element mit einer vorbestimmten Porosität in der Gaseinleitungsplatte 125b angewandt werden.
Wie es in 7A veranschaulicht ist, kann, wenn eine relativ große Öffnung Os in der Gaseinleitungsplatte 125b gebildet ist, das Argon-Gas in Richtung des Filmbildungsmaterials mit einer beträchtlich hohen Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet werden, so dass die Form des Filmbildungsmaterials ungleichmäßig wird. Die ungleichmäßige Form des Filmbildungsmaterials ist unerwünscht, weil sie eine Änderung der Verdampfungsrate des Filmbildungsmaterials aufgrund einer Änderung eines Kontaktzustandes zwischen einer Wandfläche der Materialaufnahme 110 und dem Filmbildungsmaterial bewirkt, was zu einer Schwankung einer Filmbildungsrate führt. Darüber hinaus kann die ungleichmäßige Form des Filmbildungsmaterials die Umsetzung des Filmbildungsmaterials zu Gas beeinträchtigen. Wenn eine Filmbildung durch das unvollständig zu Gas umgesetzte Filmbildungsmaterial durchgeführt wird, kann die Qualität eines erhaltenen Films verschlechtert werden, was zu einer Verschlechterung der Helligkeit einer organischen EL-Einrichtung führt.
In der Abscheidungsquelleneinheit 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch, selbst wenn die Leitfähigkeit des Argon-Gases, das in der Mehrzahl von in dem Gaszufuhrmechanismus 105 vorgesehenen Gasdurchgängen 105p strömt, ungleichmäßig ist, eine Differenz der Leitfähigkeit absorbiert werden, während das Argon-Gas aus der Öffnung, die in der Mitte des plattenförmigen Elements 125a vorgesehen ist, in den Pufferraum B transportiert wird, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des Argon-Gases verringert und gleichmäßig sein kann.
Während die Gasströmung auf diese Weise gesteuert wird, wird das Argon-Gas in die erste Materialverdampfungskammer U von der gesamten Fläche des Satzes aus feinen Löchern Op der Gaseinleitungsplatte 125b mit einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit ohne eine Abweichung transportiert, wie es in 7B veranschaulicht ist. Dementsprechend kann eine ungleichmäßige Form oder eine Rückströmung des darin aufgenommenen Filmbildungsmaterials verhindert werden. Das sanft eingeleitete Argon-Gas befördert das Filmbildungsmaterial, das von der ersten Materialverdampfungskammer U verdampft wird, durch die Übertragungsstrecke 115 in den Transportmechanismus 200 hinein.
Durch Steuern der Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit und vollständiges Überführen des Filmbildungsmaterials zu einem Gas kann auf diese Weise ein hochwertiger Film auf dem Substrat G gebildet werden. Durch Vermeiden einer Verschlechterung einer Materialeffizienz aufgrund einer Rückströmung des Materials und einer Verkürzung eines Vorrichtungswartungszyklus können darüber hinaus die Herstellungskosten verringert werden und der Durchsatz in dem Herstellungsprozess kann verbessert werden.
Außerdem wird, wie es oben angeführt wurde, das Argon-Gas von dem Gaszufuhranschluss 130 mit einer Strömungsrate von etwa 0,5 bis 10 sccm zugeführt, und das Argon-Gas wird an den Gaszufuhrmechanismus 105 von einem Durchgangsloch geliefert, das in der Mitte des Flansches 135 vorgesehen ist. Ferner sind der Transportmechanismus 200 und die Abscheidungsquelleneinheit 100 miteinander durch einen Flansch 140 verbunden, der an einem Ende des Gehäuses Hu eingebaut ist.
Das Gehäuse Hu nimmt darin die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As auf eine entfernbare Weise auf. Wenn die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As in dem Gehäuse Hu eingebaut wird, wird die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As zunächst in einen Raum in der Mitte des Gehäuses Hu eingesetzt und dann durch Einsetzen von Schrauben in eine Mehrzahl von Öffnungen (nicht gezeigt) in dem Flansch 135 der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe As und durch in Eingriff bringen führender Enden der Schrauben mit einer Schraubenaufnahmeeinrichtung (nicht gezeigt) befestigt. Da mit dieser Ausgestaltung die Materialaufnahme 110 leicht angebracht und abgenommen werden kann, kann das Nachfüllen von Material leicht ausgeführt werden.
(Experiment)
Die Erfinder führten eine Simulation wie folgt durch, um zu untersuchen, ob in dem Fall der Verwendung der oben beschriebenen Abscheidungsquelleneinheit 100 ein Temperaturgradient zwischen dem Trägergas und dem verdampften Filmbildungsmaterial erzeugt wird, wenn das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer U eingeleitet wird, nachdem es durch die Gasdurchgänge 105p des Gaszufuhrmechanismus 105 hindurchgetreten ist.
Hinsichtlich der Bedingungen für die Simulation wurde ein Argon-Gas als ein Trägergas mit einer Strömungsrate von etwa 10 sccm zugeführt, und 42 Gasdurchgänge 105p mit einem Durchmesser φ von etwa 2 mm waren in dem Gaszufuhrmechanismus 105 vorgesehen. Eine Temperatur des Gaszufuhrmechanismus 105 wurde auf etwa 450°C gesteuert.
Ein Simulationsergebnis unter diesen Bedingungen ist in 8 gezeigt. Wenn, wie es gezeigt ist, die Länge eines jeden der 42 Gasdurchgänge 105p etwa 0,105 m (= 10,5 cm) beträgt, beträgt die Temperatur des Argon-Gases etwa 431,5°C. Dieses Temperaturniveau des Argon-Gases, das in die erste Materialverdampfungskammer U eingeleitet wird, wird als gleich der Temperatur des verdampften Filmbildungsmaterials erachtet. Wie es oben beschrieben ist, bewiesen die Erfinder auf der Basis des Simulationsergebnisses, dass eine Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit unter Verwendung der Abscheidungsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesteuert werden kann, wenn die Länge des Gasdurchgangs 105p gleich oder länger als etwa 10 cm ist.
Durch die Verwendung der Abscheidungsquelleneinheit 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch genaues Steuern der Filmbildungsrate ein hochwertiger Film auf dem Substrat G gebildet werden.
(Erstes Abwandlungsbeispiel)
Wie es in 9 veranschaulicht ist, kann eine zweite Materialverdampfungskammer (zweites Materialverdampfungselement) 160 an irgendeiner Position in der Übertragungsstrecke 115 eingebaut sein, um das Filmbildungsmaterial weiter zu verdampfen. Dabei kann die zweite Materialverdampfungskammer 160 aus einem netzförmigen Metallelement, einem porösen Metallelement, einem in einem Gittermuster angeordneten Porenelement, einer Öffnung oder dergleichen gebildet sein.
Die zweite Materialverdampfungskammer 160 ist an einer Position näher bei dem Transportmechanismus 200 als die erste Materialverdampfungskammer U eingebaut. Da der Transportmechanismus 200 typischerweise auf etwa 450°C gesteuert wird, ist eine Temperatur der zweiten Materialverdampfungskammer 160 typischerweise höher als eine Temperatur der ersten Materialverdampfungskammer U. Dementsprechend wird das Filmbildungsmaterial, das durch die Übertragungsstrecke 115 in dem Gehäuse Hu hindurchtritt, wieder verdampft, wenn es beispielsweise durch eine Öffnung eines netzförmigen Elements oder einen Zwischenraum zwischen Poren eines porösen Elements hindurchtritt. Dementsprechend kann das Filmbildungsmaterial, das durch das Trägergas in einem unvollständig zu Gas überführten Zustand transportiert wird, vollständig verdampft werden. Infolgedessen kann ein höherwertiger Film gleichmäßig auf dem Substrat G gebildet werden, und die Materialeffizienz kann verbessert werden.
(Zweites Abwandlungsbeispiel)
Darüber hinaus kann eine Abdeckung 165 mit in einem Gittermuster angeordneten Poren, netzförmigen Öffnungen oder lochförmigen Öffnungen entfernbar an der Oberseite der ersten Materialverdampfungskammer U der Abscheidungsquelleneinheit 100 eingebaut sein, und sie dient als die obere Abdeckung der ersten Materialverdampfungskammer U. Mit dieser Ausgestaltung kann das verdampfte Filmbildungsmaterial von der Materialaufnahme 110 aus den in einem Gittermuster angeordneten Poren, den netzförmigen Öffnungen oder lochförmigen Öffnungen nach außen strömen, und es kann eine Rückströmung des Filmbildungsmaterials in die Materialaufnahme 110 verhindert werden, die durch eine Strömung des Trägergases, das in die erste Materialverdampfungskammer U hinein transportiert wird, hervorgerufen werden kann.
Wie es oben beschrieben wurde, kann durch Steuern einer Filmbildungsrate mit hoher Genauigkeit gemäß der ersten Ausführungsform und Abwandlungsbeispielen ein hochwertiger Film auf dem Substrat G gebildet werden.
(Temperatursteuereinrichtung)
Nun wird mit Bezug zurück auf 5A eine Temperatursteuereinrichtung erläutert, die eine Temperatur einer Abscheidungsquelleneinheit 100 mit der oben beschriebenen Ausgestaltung steuert.
Die Temperatursteuereinrichtung 180 umfasst einen Heizmechanismus, wie etwa die Heizung 120, und einen Kühlmechanismus, wie etwa den Wasserkühlmantel 150. Wie es oben besprochen wurde, erwärmt die Heizung 120 das Argon-Gas, dessen Strömungsgeschwindigkeit reduziert wird, während es durch die engen Gasdurchgänge 105p hindurchtritt. Infolgedessen kann das Argon-Gas bis auf die Temperatur erwärmt werden, die im Wesentlichen gleich der Verdampfungstemperatur des Filmbildungsmaterials ist. Ferner sind die Gasdurchgänge 105p derart angeordnet, dass sie durch die Heizung 120 gleichmäßig erwärmt werden.
Der Wasserkühlmantel 150 ist in einem bestimmten Abstand von der Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu entfernt eingebaut und kühlt die Abscheidungsquelleneinheit 100 durch die Verwendung von Kühlwasser, ohne durch die benachbarte Abscheidungsquelleneinheit thermisch beeinflusst zu werden. Der Wasserkühlmantel 150 ist z. B. aus Edelstahl hergestellt. Es ist erwünscht, den Wasserkühlmantel 150 in einem bestimmten Abstand von der Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu entfernt einzubauen, um die Abscheidungsquelleneinheit 100 gleichmäßig zu kühlen.
Wenn eine Wartung, z. B. zum Nachfüllen von Material, durchgeführt wird, muss herkömmlich der Betrieb der Vorrichtung für beinahe einen Tag gestoppt werden, bis die Abscheidungsquelleneinheit natürlich heruntergekühlt ist. Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung kann jedoch die Wartungszeit verkürzt werden, weil die Abscheidungsquelleneinheit 100 durch den Wasserkühlmantel 150 zwangsgekühlt werden kann.
(Menge an Wärme, die durch die Abscheidungsquelleneinheit aufgenommen wird)
Hier wird eine Menge an Wärme, die durch eine Abscheidungsquelleneinheit 100e2 aufgenommen wird, welche an einer Mittenposition angeordnet ist, anhand der 10 und 11 erläutert.
Eine durchschnittliche Zeit (durchschnittliche Verweilzeit τ), während der sich Moleküle in einem Adsorptionszustand befinden, wird durch τ = τ₀exp(Ea/kT) ausgedrückt, wobei Ea eine Aktivierungsenergie zur Desorption bezeichnet. Hier ist T eine absolute Temperatur; k ist eine Boltzman-Konstante und τ₀ ist eine spezifische Konstante. Aus dieser Formel ist bekannt, dass die durchschnittliche Verweilzeit τ eine Funktion der absoluten Temperatur ist, und dass ein Anhaftungskoeffizient mit einer Zunahme der Temperatur (°C) abnimmt. Auf der Basis dieser Beziehung wird die Temperatur des Transportmechanismus 200, der organische Filmbildungsmoleküle zu dem Blasanschluss transportiert, typischerweise auf höher als die Temperatur der Abscheidungsquelleneinheit 100 eingestellt, um zuzulassen, dass die organischen Filmbildungsmoleküle den Blasanschluss erreichen, ohne an der Transportstrecke anzuhaften.
In einem Ausgangszustand, unter der Annahme, dass der Transportmechanismus 200 auf etwa 450°C gesteuert wird, wird eine Abscheidungsquelleneinheit 100e1 zum Aufnehmen eines Hostmaterials darin, auf etwa 450°C gesteuert, und die Abscheidungsquelleneinheiten 100e2 und 100e3 zum Aufnehmen eines Dotiermittels darin werden beispielsweise auf etwa 200°C bzw. etwa 250°C gesteuert.
Dabei empfängt die Abscheidungsquelleneinheit 100e2 Wärme von etwa 5,8 W von dem Transportmechanismus 200 durch Wärmeleitung. Ferner empfängt die Abscheidungsquelleneinheit 100e2 auch Wärme von etwa 6,4 W, 0,7 W bzw. 0,3 W von den benachbarten Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 und 100e3 bzw. der benachbarten Seitenwand der Verarbeitungskammer Ch durch Wärmestrahlung.
Auf diese Weise wird jede der Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 bis 100e3 durch Aufnahme von Wärme, die von dem Transportmechanismus 200, dem benachbarten Abscheidungsquelleneinheiten und der Seitenwand der Verarbeitungskammer Ch geleitet oder abgestrahlt wird, auf eine hohe Temperatur erwärmt. Da die Abscheidungsquelleneinheit 100e2, die in der Mittenposition angeordnet ist, abgestrahlte Wärme von den Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 und 100e3, die auf beiden Seiten davon angeordnet sind, aufnimmt, wird insbesondere ihre Temperatur auf ein höheres Niveau erhöht.
Beispielsweise in dem Fall, dass die Temperatur von jeder der benachbarten Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 und 100e3 derart eingestellt wird, dass sie etwa 450°C beträgt, eine jede der Abscheidungsquelleneinheiten 100e1 bis 100e3 eine Flaschenform (zylindrische Form) mit einem Durchmesser von etwa 40 mm und einer Länge von etwa 110 mm aufweist, und jede Abscheidungsquelleneinheit 100e aus Edelstahl hergestellt ist, nimmt die Temperatur der Abscheidungsquelleneinheit 100e2, die an der Mittelposition angeordnet ist, durch die Wärme, die von dem benachbarten Komponenten abgestrahlt wird, d. h. den Abschei dungsquelleneinheiten 100e1 und 100e3 und der Seitenwand der Verarbeitungskammer Ch von etwa 200°C auf 450°C zu, selbst wenn keine Wärme von dem Transportmechanismus 200 übertragen wird, wie es in 11 veranschaulicht ist.
Indessen zeigt 11 auch, dass die Wärmeübertragungseffizienz in der Verarbeitungskammer Ch, die auf einem spezifischen Vakuumgrad gehalten wird, schlecht ist und es mehr als 20 Stunden dauert, um die Temperatur der Abscheidungsquelleneinheit 100e2 von etwa 200°C auf 450°C anzuheben.
(Temperatursteuereinrichtung: Wasserkühlmantel)
Jedoch ist in der Temperatursteuereinrichtung 180 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Wasserkühlmantel 150 an einer Position eingebaut, die in einem bestimmten Abstand von der Außenumfangsfläche des Gehäuses eingebaut ist, so dass er die Abscheidungsquelleneinheit 100 umgibt, wie es in 12 gezeigt ist. Da in dieser Ausgestaltung der Wasserkühlmantel 150 Wärme absorbiert, die von einer benachbarten Abscheidungsquelleneinheit 100 oder benachbarten Elementen geleitet und abgestrahlt wird, kann ein übermäßiger Temperaturanstieg der Abscheidungsquelleneinheit 100 vermieden werden.
(Oberflächenrauheit)
Ferner weist der Wasserkühlmantel 150 eine spezifische Rauheit an seiner Fläche, die dem Gehäuse Hu zugewandt ist, auf. Gleichermaßen weist das Gehäuse Hu auch eine gewünschte Rauheit an seiner Fläche, die dem Wasserkühlmantel 150 zugewandt ist, auf.
Dementsprechend nimmt ein Flächeninhalt der Fläche des Wasserkühlmantels 150, die dem Gehäuse Hu zugewandt ist, oder ein Flächeninhalt der Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu zu. Somit kann das Gehäuse die durch die Heizung 120 erzeugte Wärme effektiv nach außen abstrahlen, und der Wasserkühlmantel 150 kann die durch die Heizung 120 erzeugte Wärme effektiv zu seinem Inneren hin absorbieren.
(Absorption und Reflexion von Licht)
Die Fläche des Wasserkühlmantels 150, die dem Gehäuse Hu zugewandt ist, kann so bearbeitet werden, dass sie leicht Wärme absorbiert. Darüber hinaus kann die Fläche des Gehäuses Hu, die dem Wasserkühlmantel 150 zugewandt ist, so bearbeitet werden, dass sie die Wärme leicht abstrahlt.
In dieser Ausgestaltung strahlt das Gehäuse externe Wärme ab, wohingegen der Wasserkühlmantel diese absorbiert. Durch Zulassen, dass das Gehäuse Hu eine hohe Wärmeabstrahlungsrate aufweist und der Wasserkühlmantel 150 eine hohe Wärmeabsorptionsrate aufweist, kann infolgedessen das Gehäuse effizienter durch den Wasserkühlmantel 150 selbst unter dem Vakuum gekühlt werden, unter welchem die Wärmeübertragungseffizienz schlecht ist, und ein übermäßiger Temperaturanstieg des Inneren der Abscheidungsquelleneinheit 100 kann verhindert werden.
Ferner können die Fläche des Wasserkühlmantels 150, die dem Gehäuse Hu zugewandt ist, und die Fläche des Gehäuses Hu, die dem Wasserkühlmantel 150 zugewandt ist, durch Sandstrahlen bearbeitet werden. Jedoch ist die Oberflächenbearbeitung durch das Sandstrahlen nicht mehr als ein Beispiel zum Aufrauen einer Zielfläche, und feine Unregelmäßigkeiten können auf der Fläche durch verschiedene Arten einer mechanischen Bearbeitung abgesehen von dem Sandstrahlen gebildet werden.
(Halsabschnitt der Abscheidungsquelleneinheit)
Ferner weist die oben beschriebene Abscheidungsquelleneinheit von 5A einen flaschenförmigen Halsabschnitt auf, der an einer Position, an der die Transportstrecke des Transportmechanismus 200 und die Übertragungsstrecke 115 miteinander verbunden sind, verengt ist.
Der flaschenförmige vordere Abschnitt (Halsabschnitt Hu2) der Abscheidungsquelleneinheit weist einen kleinen Querschnitt auf, so dass er eine höhere Wärmebeständigkeit als die des Körperabschnitts (Kopfabschnitt Hu1) mit einem großen Querschnitt aufweist. Mit dieser Ausgestaltung kann die Wärmebeständigkeit des Halsabschnitts Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit derart eingestellt werden, dass sie höher ist als die des Kopfabschnitts Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit. Das heißt, die Wärmeübertragungseffizienz von dem Transportmechanismus zu dem Kopfabschnitt Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit über den Halsabschnitt Hu2 davon kann verringert werden. Dementsprechend kann ein übermäßiger Temperaturanstieg der ersten Materialverdampfungskammer U in dem Kopfabschnitt Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit vermieden werden.
(Metalldichtung)
Ferner ist ein Verbindungsabschnitt der Übertragungsstrecke 115 und des Transportmechanismus 200 durch Metalldichtungen 170 abgedichtet. Mit dieser Ausgestaltung können die Übertragungsstrecke 115 und der Transportmechanismus 200 hermetisch abgedichtet sein, um eine Schä digung aufgrund einer Wärme von dem Transportmechanismus 200 zu verhindern.
Außerdem kann der Verbindungsabschnitt der Übertragungsstrecke 115 und des Transportmechanismus 200 so ausgestaltet sein, das er nur mit den Metalldichtungen 170 in Kontakt steht, ohne mit irgendeinem anderen Material in Kontakt zu stehen. Da in dieser Ausgestaltung ein kontaktloser Abschnitt als ein Vakuumraum ausgestaltet ist, kann Wärmeleitfähigkeit von der Transportstrecke zu der Abscheidungsquelleneinheit durch Vakuumwärmeisolation verringert werden. Infolgedessen wird ein Temperaturgradient zwischen der Transportstrecke und der Abscheidungsquelleneinheit erzeugt, so dass ein übermäßiger Temperaturanstieg des Inneren der Abscheidungsquelleneinheit 100 verhindert werden kann.
Außerdem bilden der oben beschriebene Wasserkühlmantel 150, die Oberflächenrauheit an der Innenfläche des Wasserkühlmantels 150 oder an der Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu, der Halsabschnitt Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit und der Aufbau in der Umgebung der Metalldichtungen 170 der Abscheidungsquelleneinheit 100 ein Beispiel eines Kühlmechanismus zum Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit 100.
(Temperatursteuereinrichtung: Heizung)
Ferner ist hinsichtlich der Temperatursteuereinrichtung 180 der vorliegenden Ausführungsform die Heizung 120 auf die gesamte Außenumfangsfläche des Gehäuses Hu als ein Beispiel eines Heizmechanismus zum Erwärmen des Argon-Gases, das durch die Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p hindurchtritt, gewickelt.
Auf diese Weise kann in der Abscheidungsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung die Abscheidungsquelleneinheit 100 mit der Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p darin bis zu einer gewünschten Temperatur mit hohem Ansprechvermögen durch die Heizung 120, die in der Temperatursteuereinrichtung 180 eingebaut ist, und den Kühlmechanismus, wie etwa den Wasserkühlmantel 150, der in einem bestimmten Abstand von der Heizung 120 entfernt eingebaut ist, gesteuert werden. Das heißt, nach dem Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit 100 auf eine Temperatur geringfügig niedriger als eine Zieltemperatur erwärmt die Temperatursteuereinrichtung 180 das Trägergas, das von der Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p zugeführt wird, durch die Heizung 120 auf eine gewünschte Temperatur.
Wie es oben beschrieben ist, ist der Kühlmechanismus in einem bestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut, und die Abscheidungsquelleneinheit 100, die als ein Temperatursteuerziel dient, wird zuvor auf die Temperatur geringfügig niedriger als die Zieltemperatur heruntergekühlt, wodurch der Heizmechanismus die Abscheidungsquelleneinheit 100 schnell bis zu der Zieltemperatur selbst in einem Vakuum, in welchem die Wärmeübertragungseffizienz schlecht ist, steuern kann. Durch Absorbieren der von dem Heizmechanismus erzeugten Wärme durch den Kühlmechanismus, der in einem bestimmten Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist, kann ferner eine Wärmeübertragung auf ein Bauteil außer der Abscheidungsquelleneinheit 100 als ein Ziel verhindert werden. Dementsprechend kann die Temperatur des Trägergases selbst in dem Vakuum schnell und genau derart gesteuert werden, dass sie gleich ist wie die des Filmbildungsmaterials, das von der Materialaufnahme 110 verdampft wird. Infolgedessen kann ein hochwertiger Film auf dem Substrat G gebildet werden.
(Experiment)
Die Erfinder führten eine Simulation wie folgt durch, um eine Temperaturabweichung durch das Kühlen und Erwärmen der Abscheidungsquelleneinheit 100 unter Verwendung der vorstehend erwähnten Temperatursteuereinrichtung 180 zu untersuchen.
Wie es in 12 gezeigt ist, nahmen die Erfinder an, dass der Wärmeeingang von dem Transportmechanismus 200 (Position p0) etwa 450°C beträgt. Wenn der Wasserkühlmantel 150 ohne Betreiben der Heizung 120 unter dieser Bedingung betrieben wird, wird die Temperatur der ersten Materialverdampfungskammer U der Abscheidungsquelleneinheit 100 trotz des Wärmeeingangs von etwa 450°C auf etwa 200°C gehalten. Dies impliziert, dass die Wärme, die von dem Transportmechanismus 200 übertragen wird, durch den Wasserkühlmantel 150 effektiv absorbiert werden kann.
Aus dem oben beschriebenen Experiment haben die Erfinder bewiesen, dass die Abscheidungsquelleneinheit 100 durch den Kühlmechanismus, der den Wasserkühlmantel 150 usw. umfasst, wenn die Heizung 120 nicht betrieben wird, auf etwa 200°C gekühlt werden kann.
Anschließend, nach dem effektiven Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit 100 unter der Bedingung von 5A ließen die Erfinder zu, dass das Trägergas durch die Heizung 120 bis zu einer gewünschten Temperatur erwärmt wurde. Ein Simulationsergebnis ist in 5B angegeben.
Die Erfinder nahmen dabei an, dass der Wärmeeingang von dem Transportmechanismus 200 (Position p0) etwa 450°C beträgt. Weiter sind Strahlungskoeffizienten ε an Positionen p1 bis p6 jeweils durch ε1 bis ε6 angegeben. Die Strahlungskoeffizienten ε werden abhängig von der Oberflächenrauheit der Innenfläche Is des Wasserkühlmantels 150, der Oberflächenrauheit der Außenumfangsfläche Os des Gehäuses Hu oder Formen der jeweiligen Bauteile der Abscheidungsquelleneinheit 100 bestimmt.
Wie es aus dem Ergebnis von 5B zu sehen ist, kann, obwohl die Temperaturen der Abscheidungsquelleneinheit 100 an den jeweiligen Positionen p3 bis p5 für einen Wärmeeingang von etwa 450°C so hoch wie etwa 450°C sind, ihre Temperatur an der Position p6 in der Umgebung des Außenumfangs des Kopfabschnitts Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit durch den Effekt des Kühlmechanismus, wie etwa des Wasserkühlmantels 150, der an den Positionen p1 und p2 gezeigt ist, gut bei etwa 250°C gehalten werden.
Aus dem oben beschriebenen Experiment haben die Erfinder bewiesen, dass die Temperatur des Trägergases schnell und genau derart gesteuert werden kann, dass sie gleich ist wie die des Filmbildungsmaterials, das von der ersten Materialverdampfungskammer U verdampft wird, wenn sowohl die Heizung 120 als auch der Wasserkühlmantel 150 betrieben werden, während eine Übertragung von Wärme, die an einem Teil der Abscheidungsvorrichtung 20 erzeugt wird, auf die erste Materialverdampfungskammer U durch Wärmeleitung und Strahlung vermieden wird. Somit hatten die Erfinder Erfolg bei der Entwicklung der Abscheidungsquelleneinheit 100, die in der Lage ist, einen hochwertigen Film auf dem Substrat G durch schnelles und genaues Steuern einer Verdampfungsrate (d. h. einer Filmbildungsrate auf dem Zielobjekt) selbst in dem Vakuum durch eine Kombination des Heizmechanismus und des Kühlmechanismus zu bilden.
Ferner führten die Erfinder auch ein Experiment hinsichtlich eines Temperaturgradienten von dem Transportmechanismus 200 zu dem Kopfabschnitt Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit in dem Fall durch, dass eine Länge des Halsabschnitts Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit auf etwa 100 mm festgelegt war.
Wenn die Temperatur des Transportmechanismus 200 etwa 450°C betrug, betrug infolgedessen die Temperatur des Kopfabschnitts Hu1 der Abscheidungsquelleneinheit etwa 390°C. Dieses Ergebnis beweist, dass der Halsabschnitt Hu2 der Abscheidungsquelleneinheit durch einen Synergieeffekt mit dem Wasserkühlmantel 150 effizient gekühlt werden kann, wenn der Halsabschnitt Hu2 in der Abscheidungsquelleneinheit vorgesehen ist.
Hinsichtlich einer herkömmlichen Abscheidungsvorrichtung, bei der ein Trägergasheizrohr nach außen hin angeschlossen ist, und hinsichtlich der Abscheidungsquelleneinheit 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein Gasheizmechanismus (Gaszufuhrmechanismus 105) in der Abscheidungsquelleneinheit 100 eingebaut ist, anstatt ein langes Rohr von der Dampfabscheidungsquelle nach außen hin einzubauen, untersuchten die Erfinder außerdem eine Abweichung von Drücken in den Dampfabscheidungsquellen.
Hinsichtlich der Bedingungen für das Experiment wurde das Trägergas mit etwa 0,5 sccm strömen gelassen, und eine Trägergaseinleitungsrate war auf etwa 8,44 × 10^–4 (Pa·m³/s) eingestellt. Bei der herkömmlichen Abscheidungsvorrichtung, bei der das Trägergasheizrohr nach außen hin angeschlossen ist, betrugen ein Simulationswert und ein Messwert eines Innendrucks eines Flaschenabschnitts am Ende von diesem etwa 75 Pa. Im Vergleich betrug ein Innendruck der Abscheidungsquelleneinheit 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform etwa 1 Pa, was um eine Zählerstelle geringer ist als das herkömmliche Ergebnis. Da der Druck und die Temperatur proportional zueinander sind, zeigt dieses Ergebnis, dass die Innentemperatur der Abscheidungsquelleneinheit 100 gemäß der vorliegenden Erfindung um die eine Zählerstelle niedriger als die Innentemperatur des Flaschenabschnitts am Ende des Rohres ist.
Gemäß der Abscheidungsvorrichtung 20 der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, kann durch Erwärmen der Materialaufnahme 110 und der Mehrzahl von Gasdurchgängen 105p durch den Heizmechanismus, während die Abscheidungsquelleneinheit 100 im Voraus durch den Kühlmechanismus selbst unter dem Vakuum gekühlt wird, die Filmbildungsrate schnell und genau gesteuert werden, so dass ein hochwertiger Film auf dem Substrat G gebildet werden kann.
Ferner kann die Abscheidungsvorrichtung 20 eine Ausgestaltung aufweisen, bei der eine Mehrzahl von Abscheidungsquelleneinheiten 100 mit dem Transportmechanismus 200 verbunden ist, und ein Wasserkühlmantel 150 in zumindest einer der verbundenen Abscheidungsquelleneinheiten 100 vorgesehen ist.
Mit dieser Ausgestaltung kann der Wasserkühlmantel 150 verhindern, dass eine Temperatursteuerung in der Abscheidungsquelleneinheit 100 durch Wärme, die von der benachbarten Abscheidungsquelleneinheit 100 abgestrahlt wird, sowie von Wärmeleitung oder Wärmestrahlung von dem Transportmechanismus 200 beeinträchtigt wird. Dabei kann es in dem Fall, dass die Abscheidungsquelleneinheiten 100, die mit dem Transportmechanismus 200 verbunden sind, drei oder mehr betragen, erwünscht sein, den Wasserkühlmantel 150 an jeder Abscheidungsquelleneinheit 100 einzubauen. In dem Fall, dass der Wasserkühlmantel nicht an jeder Einheit angebaut werden kann, kann es jedoch erwünscht sein, den Kühlmechanismus zunächst an einer Abscheidungsquelleneinheit in einer zentralen Position vorzusehen, bei der es am wahrscheinlichsten ist, dass sie durch Wärmestrahlung von jeder Abscheidungsquelleneinheit beeinflusst wird, oder an einer Abscheidungsquelleneinheit, die die niedrigste Steuertemperatur aufweist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform und Abwandlungsbeispielen ist das Argon-Gas als das Trägergas verwendet worden. Jedoch ist das Trägergas nicht auf das Argon-Gas begrenzt, sondern jedes nicht reagierende Gas, wie etwa ein Helium-Gas, ein Krypton-Gas oder ein Xenon-Gas kann angewandt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform waren die Gasdurchgänge 105p in mehreren Niveaus angeordnet, so dass sie ein ringförmiges Muster mit Bezug auf die zentrale Achse O des Gaszufuhrmechanismus 105 aufweisen. Jedoch ist das Anordnungsmuster der Gasdurchgänge 105p nicht darauf begrenzt. Beispielsweise können die Gasdurchgänge 105p in mehreren Niveaus von der zentralen Längsachse O des Gaszufuhrmechanismus 105 in Richtung eines Außenumfangs (nicht in einem ringförmigen Muster) eingebaut sein, oder sie können in einem ringförmigen Muster (nicht in mehreren Niveaus) von der zentralen Längsachse O des Gaszufuhrmechanismus 105 in Richtung des Außenumfangs eingebaut sein. Außerdem können die Gasdurchgänge 105p symmetrisch oder in einem radialen Muster mit Bezug auf die zentrale Achse O des Gaszufuhrmechanismus 105 angeordnet sein.
Ferner gibt es keine Grenze bei einer Größe des Glassubstrats, das durch die Abscheidungsvorrichtung 20 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und den Abwandlungsbeispielen verarbeitet werden kann. Beispielsweise kann die Abscheidungsvorrichtung 20 aufeinander folgend die Filmbildung auf G4.5-Substraten ausführen, die jeweils eine Größe von etwa 730 mm × 920 mm (Innendurchmesser der Kammer: etwa 1000 mm × 1190 mm) aufweisen, oder G5-Substraten, die jeweils eine Größe von etwa 1100 mm × 1300 mm (Innendurchmesser der Kammer: etwa 1470 mm × 1590 mm) aufweisen. Neben dem Glassubstrat, das die oben spezifizierte Größe aufweist, kann ferner ein Siliziumwafer von etwa 200 mm oder 300 mm als das Zielobjekt verwendet werden, das durch die Abscheidungsvorrichtung 20 bei der obigen Ausführungsform verarbeitet wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen stehen die Arbeitsabläufe der jeweiligen Bauteile miteinander in Beziehung und können durch eine Reihe von Arbeitsabläufen unter Berücksichtigung einer derartigen Beziehung miteinander ersetzt werden. Durch dieses Ersetzen kann die Ausführungsform der Abscheidungsvorrichtung auf eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Verwendung einer Abscheidungsvorrichtung und einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer Temperatur der Abscheidungsvorrichtung angewandt werden.
Obwohl die obige Beschreibung anhand der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen durchgeführt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Fachleute auf dem Gebiet werden verstehen, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen defi niert ist, abzuweichen. Diese Änderungen und Abwandlungen sind alle im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
Beispielsweise wird bei der Abscheidungsvorrichtung 20 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ein organischer EL-Mehrschicht-Filmbildungsprozess auf dem Substrat G unter Verwendung eines pulverförmigen (festen) organischen EL-Materials als ein Filmbildungsmaterial durchgeführt. Jedoch kann die Abscheidungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einer MOCVD (metallorganischen Gasphasenabscheidung) zum Bilden eines Dünnfilms auf einem Zielobjekt durch Zerlegen eines Filmbildungsmaterials angewandt werden, das aus z. B. einem flüssigen organischen Metall über dem Zielobjekt, das auf etwa 500 bis 700°C erwärmt wird, verdampft wird.
Zusammenfassung
Eine Filmbildungsgeschwindigkeit soll genau gesteuert werden. Eine Abscheidungsvorrichtung (20) ist mit einer Abscheidungsquelleneinheit (100), einem Transportmechanismus (200) zum Transportieren eines verdampften Filmbildungsmaterials; und einem Ausblasmechanismus (400) zum Ausblasen des transportierten Filmbildungsmaterials versehen. Die Abscheidungsquelleneinheit (100) ist mit einer Abscheidungsquellenbaugruppe (As), einem Gehäuse (Hu) und einem Wasserkühlmantel (150) versehen. In der Abscheidungsquellenbaugruppe (As) sind ein Gaszufuhrmechanismus (105), ein Gaseinlass (115) und eine erste Materialverdampfungskammer (U) einstückig gebildet. Argon-Gas wird von einer Mehrzahl von Gasdurchgängen (105p), die an dem Gaszufuhrmechanismus (105) gebildet sind, in die erste Materialverdampfungskammer (U) eingeleitet. Eine Heizung (120) des Gehäuses (Hu) erwärmt das Filmbildungsmaterial in der ersten Materialverdampfungskammer und das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen (105p) strömt. Das verdampfte Filmbildungsmaterial wird durch das Argon-Gas transportiert. Der Wasserkühlmantel (150) ist in einem vorgeschriebenen Abstand von der Außenumfangsfläche des Gehäuses (Hu) angeordnet, um die Abscheidungsquelleneinheit (100) zu kühlen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-220852 [0005]

Claims

Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu transportieren, wobei die Abscheidungsquelleneinheit umfasst: eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe; und ein Gehäuse, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt, wobei die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe umfasst: eine erste Materialverdampfungskammer, die ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial darin aufzunehmen und das aufgenommene Filmbildungsmaterial zu verdampfen; und einen Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen, der ausgestaltet ist, um das Trägergas in den Gasdurchgängen strömen zu lassen, um das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer hinein zuzuführen, und wobei das Gehäuse ferner einen Heizmechanismus umfasst, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, zu erwärmen.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei die Gasdurchgänge entlang einer Längsrichtung parallel zueinander vorgesehen sind.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei die Gasdurchgänge derart angeordnet sind, dass sie durch den Heizmechanismus gleichmäßig erwärmt werden.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei der Gaszufuhrmechanismus in einer zylindrischen Form gebildet ist, und die Gasdurchgänge in einer Ringform mit Bezug auf eine zentrale Längsachse des Gaszufuhrmechanismus angeordnet sind.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei die Gasdurchgänge in mehreren Niveaus von einer zentralen Längsachse des Gaszufuhrmechanismus in Richtung eines Außenumfangs davon angeordnet sind.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe ferner einen Gaseinlass zwischen der ersten Materialverdampfungskammer und dem Gaszufuhrmechanismus umfasst, wobei der Gaseinlass als ein einziger Körper mit den der Verdampfung dienenden erste Materialverdampfungskammer und Gaszufuhrmechanismus ausgestaltet ist und eine Öffnung zum Einleiten des Trägergases, das in den Gasdurchgängen strömt, in die erste Materialverdampfungskammer aufweist.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 6, wobei die Öffnung des Gaseinlasses durch irgendeines von in einem Gittermuster angeordneten Poren, einem netzförmigen Element und einem porösen Element gebildet ist.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 6, wobei die Öffnung des Gaseinlasses in einem vorgegebenen Abstand von einem Materi aleingangsanschluss entfernt eingebaut ist, der in der ersten Materialverdampfungskammer vorgesehen ist.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 6, wobei der Gaseinlass einen Pufferraum, der das Trägergas temporär speichert, zwischen Auslässen der Gasdurchgänge und der Öffnung des Gaseinlasses umfasst.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei der Heizmechanismus eine Heizung ist, die an einem Außenumfang des Gehäuses eingebaut ist.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe auf eine entfernbare Weise aufnimmt.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei eine Abdeckung mit in einem Gittermuster angeordneten Poren, netzförmigen Öffnungen oder lochförmigen Öffnungen an der ersten Materialverdampfungskammer entfernbar eingebaut ist.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Übertragungsstrecke zum Übertragen des Filmbildungsmaterials, das von der ersten Materialverdampfungskammer verdampft wird, umfasst, und die Abscheidungsquelleneinheit die Übertragungsstrecke mit einer externen Transportstrecke verbindet, um das Filmbildungsmaterial von der Übertragungsstrecke zu der Transportstrecke zu transportieren und das transportierte Filmbildungsmaterial aus einer Blaseinrichtung auszublasen.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine zweite Materialverdampfungskammer, die an einer Position in der Übertragungsstrecke eingebaut ist und ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial weiter zu verdampfen.
Abscheidungsquelleneinheit nach Anspruch 14, wobei die zweite Materialverdampfungskammer durch irgendeines von in einem Gittermuster angeordneten Poren, einem netzförmigen Element und einem porösen Element gebildet ist.
Abscheidungsvorrichtung, umfassend: eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird; und eine Blaseinrichtung, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird, wobei die Abscheidungsquelleneinheit eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe und ein Gehäuse umfasst, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt, wobei die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe ferner umfasst: eine erste Materialverdampfungskammer, die ausgestaltet ist, um das Filmbildungsmaterial darin aufzunehmen und das aufgenommene Filmbildungsmaterial zu verdampfen; und einen Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen, der ausgestaltet ist, um das Trägergas in den Gasdurchgängen strömen zu lassen und somit das Trägergas in die erste Materialverdampfungskammer hinein zuzuführen, und wobei das Gehäuse ferner einen Heizmechanismus umfasst, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, und das Filmbildungsmaterial, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, zu erwärmen.
Verfahren zum Verwenden einer Abscheidungsvorrichtung, die eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des verdampften Filmbildungsmaterials; und eine Blaseinrichtung umfasst, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird, wobei die Dampfabscheidungsquelleneinheit eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe und ein Gehäuse umfasst, das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt, wobei das Verfahren umfasst: Verdampfen des Filmbildungsmaterials, das in der ersten Materialverdampfungskammer aufgenommen ist, durch Erwärmen des Filmbildungsmaterials in der ersten Materialverdampfungskammer, die in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufgenommen ist, durch einen Heizmechanismus, der an dem Gehäuse eingebaut ist; Strömenlassen des Trägergases durch eine Mehrzahl von Gasdurchgängen, die in einem Gaszufuhrmechanismus gebildet sind, der in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe eingebaut ist, während das Trägergas durch den Heizmechanismus erwärmt wird; und Einleiten des erwärmten Trägergases in die erste Materialverdampfungskammer aus in einem Gittermuster angeordneten Poren, netzförmigen Öffnungen oder Öffnungen zwischen Poren, die in der Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe vorgesehen sind.
Temperatursteuereinrichtung zum Steuern einer Temperatur einer Abscheidungsquelleneinheit, die in einem Vakuum eingebaut ist und ein Filmbildungsmaterial verdampft und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas befördert, wobei die Abscheidungsquelleneinheit eine Mehrzahl von Gasdurchgängen umfasst, um darin das Trägergas strömen zu lassen, das das verdampfte Filmbildungsmaterial befördert, wobei die Temperatursteuereinrichtung ferner umfasst: einen Heizmechanismus, der in der Abscheidungsquelleneinheit eingebaut ist und ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, zu erwärmen; und einen Kühlmechanismus, der in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist und ausgestaltet ist, um die Abscheidungsquelleneinheit zu kühlen.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 18, wobei die Abscheidungsquelleneinheit gekühlt wird, indem zugelassen wird, dass ein Kühlmittel in den Kühlmechanismus strömt.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 18, wobei der Kühlmechanismus in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt eingebaut ist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 18, wobei die Abscheidungsquelleneinheit umfasst: eine erste Materialverdampfungskammer zum Aufnehmen eines Filmbildungsmaterials darin und zum Verdampfen des aufgenommenen Filmbildungsmaterials; eine Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe mit der Mehrzahl von Gasdurchgängen, und ein Gehäuse das die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe aufnimmt, und wobei der Heizmechanismus ferner in der Umgebung eines Außenumfangs des Gehäuses eingebaut ist, und der Kühlmechanismus in einem vorgegebenen Abstand von einer Außenumfangsfläche des Gehäuses entfernt eingebaut ist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei eine Fläche des Kühlmechanismus, die dem Gehäuse zugewandt ist, eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei eine Fläche des Gehäuses, die dem Kühlmechanismus zugewandt ist, eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei eine Fläche des Kühlmechanismus, die dem Gehäuse zugewandt ist, so bearbeitet ist, dass sie leicht Wärme absorbiert.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei eine Fläche des Gehäuses, die dem Kühlmechanismus zugewandt ist, so bearbeitet ist, dass sie leicht Wärme abstrahlt.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei die Dampfabscheidungsquellen-Baugruppe in dem Gehäuse entfernbar aufgenommen ist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 21, wobei das Gehäuse eine Übertragungsstrecke zum Übertragen des Filmbildungsmaterials umfasst, das in der ersten Materialverdampfungskammer verdampft wird, und die Übertragungsstrecke mit einer externen Blaseinrichtung, die außerhalb eingebaut ist, über eine externe Transportstrecke verbunden ist, um das Filmbildungsmaterial, das durch die Übertragungsstrecke übertragen wird, aus der Blaseinrichtung auszublasen.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 27, wobei die Abscheidungsquelleneinheit einen flaschenförmigen Halsabschnitt aufweist, der an einer Position, an der die Transportstrecke des Transportmechanismus (200) und die Übertragungsstrecke (115) miteinander verbunden sind, am engsten ist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 27, wobei ein Verbindungsabschnitt zwischen der Übertragungsstrecke und der Transportstrecke durch eine Metalldichtung abgedichtet ist.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 18, wobei der Kühlmechanismus einen Kühlmantel aufweist, der in einem vorgegebenen Abstand von der Abscheidungsquelleneinheit entfernt eingebaut ist, um die Abscheidungsquelleneinheit zu bedecken.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 27, wobei eine Mehrzahl von Blaseinrichtungen parallel zueinander angeordnet ist, und der Kühlmechanismus einen Mechanismus zum Strömenlassen eines Kühlmittels in Trennwänden aufweist, die ausgestaltet sind, um die Mehrzahl von Blaseinrichtungen in der Umgebung der Abscheidungsquelleneinheit zu unterteilen.
Temperatursteuereinrichtung nach Anspruch 18, wobei der Heizmechanismus eine Heizung umfasst, die an einem Außenumfang des Gehäuses eingebaut ist.
Abscheidungsvorrichtung, die in einem Vakuum eingebaut ist und eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird; und eine Blaseinrichtung umfasst, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird, wobei die Abscheidungsvorrichtung umfasst: eine Mehrzahl von Gasdurchgängen, die ausgestaltet sind, um darin ein Trägergas zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird, strömen zu lassen; einen Heizmechanismus, der ausgestaltet ist, um das Trägergas, das in der Mehrzahl von Gasdurchgängen strömt, zu erwärmen; und einen Kühlmechanismus, der ausgestaltet ist, um die Abscheidungsquelleneinheit zu kühlen, in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizmechanismus entfernt.
Abscheidungsvorrichtung nach Anspruch 33, wobei der Kühlmechanismus in zumindest einer der Mehrzahl von Abscheidungsquelleneinheiten, die mit der Transportstrecke verbunden sind, vorgesehen ist.
Verfahren zum Steuern der Temperatur einer Abscheidungsvorrichtung, die in einem Vakuum eingebaut ist und eine Abscheidungsquelleneinheit, die ausgestaltet ist, um ein Filmbildungsmaterial zu verdampfen und das verdampfte Filmbildungsmaterial durch ein Trägergas zu befördern; eine Transportstrecke, die mit der Abscheidungsquelleneinheit verbunden ist, zum Transportieren des Filmbildungsmaterials, das in der Abscheidungsquelleneinheit verdampft wird; und eine Blaseinrichtung umfasst, die mit der Transportstrecke verbunden ist, zum Ausblasen des Filmbildungsmaterials, das durch die Transportstrecke transportiert wird, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen des Filmbildungsmaterials in einer ersten Materialverdampfungskammer und Verdampfen des aufgenommenen Filmbildungsmaterials in der ersten Materialverdampfungskammer; Strömenlassen des Trägergases in einem Gaszufuhrmechanismus mit einer Mehrzahl von Gasdurchgängen; Kühlen der Abscheidungsquelleneinheit durch einen Kühlmechanismus, der in einem vorgegebenen Abstand von einer Außenumfangsfläche eines Gehäuses zum Aufnehmen der ersten Materialverdampfungskammer und des Gaszufuhrmechanismus entfernt eingebaut ist; und Erwärmen der ersten Materialverdampfungskammer und des Gaszufuhrmechanismus durch einen Heizmechanismus, der in dem Gehäuse eingebaut ist.