TW202140818A - 蒸發源、具有蒸發源的沉積設備及其方法 - Google Patents

Abstract

在本揭示案中，提供一種用於在處理腔室(510)中在基板(S)上沉積材料之蒸發源(100)。該蒸發源(100)包括壁(110)，其將內部區域(101)與外部區域(102)分離；蒸發管(120)，其自壁(110)延伸至內部區域(101)中，該蒸發管(120)具有複數個開口(122)；內管(160)，其延伸經過壁(110)至蒸發管(120)中，該內管環繞加熱元件(140)；及可密封外殼(130)，其自壁(110)延伸至外部區域(102)中，其中可密封外殼(130)及內管(160)形成與內部區域(101)隔離之維護腔室(150)。其他態樣包括一種具有所述蒸發源(100)之沉積裝置(500)、一種用於替換所述蒸發源(100)中之加熱元件(140)的方法、一種用於填充所述蒸發源(100)之方法，及一種用於停用所述蒸發源(100)之方法。

Description

蒸發源、具有蒸發源的沉積設備及其方法

本揭示案之實施例係關於蒸發源，尤其係關於用於金屬或金屬合金之蒸發源，及用於在基板、尤其係可撓性基板上沉積一或更多個層之沉積裝置。特定而言，本揭示案之實施例係關於用於用一或更多個層來塗佈基板之裝置，以（例如）用於薄膜太陽能電池生產、可撓性顯示器顯生產或薄膜電池生產。更特定言之，本揭示案之實施例係關於用於以輥對輥(roll-to-roll, R2R)製程來塗佈可撓性基板之裝置及方法。具體而言，本揭示案之實施例係關於具有易於維護及操作之蒸發源的沉積裝置。另外，本揭示案之實施例係關於操作具有蒸發源之沉積裝置的方法，尤其係用於維護蒸發源並在故障狀態下操作蒸發源。

在可撓性基板上沉積薄層對於許多應用而言為生產製程。在可撓性基板塗佈裝置之一或更多個腔室中塗佈可撓性基板。諸如由塑膠或預塗紙製成的箔之可撓性基板在輥或鼓上被導引，並以此方式通過沉積材料之源。經塗佈基板之可能應用的範圍為自為包裝行業提供塗佈箔至為可撓性電子及進階技術應用（諸如，智慧型電話、平板電視及太陽能面板）沉積薄膜。

旨在最大化具有蒸發源之沉積裝置（尤其係可撓性基板塗佈裝置）的正常運行時間。然而，停機可能由於需要重新填充或維護蒸發源或在出現故障狀態且必須停用或修復蒸發源之情況下發生。因此，需要其中可最大化沉積裝置的正常運行時間之改良的蒸發源及操作。

對蒸發源執行維護時要面臨的一個特定挑戰為處理腔室之環境。在許多應用中，處理腔室可為真空腔室，或可能含有具有處理氣體之氣氛。在重新填充、維護或修復蒸發源時之一個目標係在不破壞處理腔室內之環境的情況下進行。要面臨的另一個挑戰在於，蒸發源與同一處理腔室中之其他蒸發源的相互作用。若要最大化正常運行時間，則旨在避免對附近蒸發源之沉積的任何影響。又一挑戰涉及蒸發源之可靠性，尤其係設置在蒸發源中之加熱元件的可靠性。加熱元件之電連接可能會由於沉積污染物、由於在處理氣體中操作或由於在其他不合適環境中操作而被損壞。

鑒於以上，為了改良重新填充、維護、修復及故障狀態處置，尋求蒸發源之改良，以便最大化具有所述蒸發源之沉積裝置的正常運行時間。

鑒於以上，提供一種蒸發源、一種沉積系統，及一種用於操作蒸發源之方法。

根據本揭示案之態樣，提供一種用於在處理腔室中在基板上沉積材料之蒸發源。該蒸發源包括壁，其將內部區域與外部區域分離，其中該內部區域在處理腔室內部且該外部區域在處理腔室外部；蒸發管，其自該壁延伸至內部區域中，該蒸發管具有複數個開口；內管，其延伸穿過該壁至蒸發管中，該內管環繞加熱元件；及可密封外殼，其自該壁延伸至外部區域中，其中可密封外殼及內管形成與內部區域隔離之維護腔室。

根據本揭示案之另一態樣，提供一種用於將蒸發材料沉積至基板上之沉積裝置。該沉積裝置包括將處理環境封閉之處理腔室，及安裝至處理腔室之根據本揭示案之態樣的至少一個蒸發源。

根據本揭示案之又一態樣，提供一種用於替換根據本揭示案之態樣之蒸發源中的加熱元件之方法。該方法包括將維護腔室排氣，打開可密封外殼，替換加熱元件，關閉可密封外殼，及抽空維護腔室。

根據本揭示案之又一態樣，提供一種用於填充根據本揭示案之態樣之蒸發源的方法。該方法包括將維護腔室排氣，打開可密封外殼及填充埠，經由填充埠用材料填充蒸發管，關閉填充埠及可密封外殼，以及抽空維護腔室。

根據本揭示案之又一態樣，提供一種用於停用根據本揭示案之態樣之蒸發源的方法。該方法包括將蒸發器蓋自第一位置移動至第二位置，以保護性氣體來淨化蒸發器蓋，及停用蒸發源。

本揭示案之態樣提供一種具有改進的維護容易性及提高的重新填充容易性之蒸發源。本揭示案之其他態樣提供一種可在不影響處理環境或附近源在處理腔室中之沉積的情況下維護、重新填充及停用之蒸發源。本揭示案之蒸發源亦表現出提高的可靠性，尤其係加熱元件之可靠性，以及加熱元件之提高的替換容易性，以便最大化正常運行時間。

現將詳細參考各種實施例，在每一圖中繪示實施例之一或更多個實例。藉助於解釋來提供每一實例，且並不意謂作為限制。舉例而言，作為一個實施例的一部分所繪示或描述之特徵可用在任何其他實施例上或與任何其他實施例結合使用，以產生又一實施例。預期本揭示案包括此些修改及變化。

在圖式之以下描述內，相同元件符號代表相同或類似的部件。大體而言，僅描述關於個別實施例之差別。除非另外指定，否則對一個實施例中之部分或態樣的描述亦可應用於另一實施例中之對應部分或態樣。

本揭示案之態樣係關於用於在基板上沉積蒸發材料之蒸發源。首先參考第1圖，第1圖示出根據本揭示案之態樣的蒸發源之示意性俯視圖，蒸發源100可被安裝至處理腔室510之壁上，且包括延伸至處理腔室510中之蒸發管120。蒸發管120進一步包括可沿蒸發管120的長度佈置之複數個開口122。加熱蒸發管120內之材料以使得該材料蒸發且被排出開口122，例如，朝向要塗佈之基板。蒸發管120可至少延伸至被塗佈基板之寬度，以使得可藉由單個蒸發源100在基板之整個寬度上塗佈該基板。

將第1圖中例示性示出之蒸發源100定向，以使得蒸發管水準地延伸至處理腔室510中。開口122因此以線性佈置定向，使得蒸發材料之線性圖案自蒸發源100排出。然而，水準定向並非蒸發源之僅有可能定向，且本揭示案並不限於此。舉例而言，蒸發管120可在垂直方向上延伸，例如，自處理腔室510之頂蓋部分向下延伸。另外，開口122之佈置並不限於線性佈置。舉例而言，可以圍繞蒸發管120之圓周的佈置來設置開口122，或可以噴頭佈置將其設置在蒸發管120之末端部分中。

蒸發源100經配置用於在處理腔室510中在基板上沉積蒸發材料。處理腔室510可包括容納整個沉積系統之處理腔室，或可為可容納沉積系統的一部分之較小子腔室。舉例而言，處理腔室510可進一步包括閥或鎖，該等閥或鎖經設計用於將基板移動至要進行沉積之處理腔室中或移出要進行沉積之處理腔室。例示性地將蒸發源100示為安裝至處理腔室510之側壁，然而，本揭示案並不限於此。舉例而言，可將蒸發源100安裝至處理腔室510之頂蓋部分，或安裝至處理腔室510之底板部分。大體上，將蒸發源100安裝至處理腔室510以便提供對蒸發源100之後部的進出，而同時蒸發管120延伸至處理腔室510中。

提供處理腔室510以封閉在其中發生基板沉積之處理環境。處理環境可包括處理氣體，其可經提供而作為沉積製程中之反應物，或可經提供而作為沉積製程中之非反應物。可在與處理腔室外部之周圍壓力相同的壓力下提供處理氣體，或可在與處理腔室外部之周圍壓力不同的壓力下提供。在一些製程中，處理環境可為完全真空或部分真空。

現將參考第3圖，第3圖示出沿第1圖中所示的截面B-B截取之蒸發源100的橫截面端視圖。第3圖之橫截面圖係沿蒸發源100之蒸發管120截取的。蒸發管120設置有下部部分，該下部部分填充有將蒸發並沉積在基板上之材料200。另外在蒸發管120內設置內管160，該內管160將蒸發管120之區域與發生材料蒸發之區域分離開。在內管160內部設置加熱元件140。加熱元件140之操作增大了蒸發管120之內部區域的溫度，此繼而導致材料200被加熱。材料200接著相變成蒸汽201，該蒸汽201接著自開口122噴出以產生蒸汽流202。蒸汽流202可朝向基板導向，以便將來自蒸汽流202之材料沉積至基板之表面上。沉積在基板上之蒸汽流202接著冷卻並固化，從而在基板之表面上形成材料之塗層。

第3圖中將蒸發管120及內管160例示性地示為具有圓形橫截面。然而，本揭示案並不限於此，蒸發管120及內管160中之任一者可具有不同的橫截面，例如，三角形橫截面或正方形橫截面。

將蒸發並沉積在基板上之材料200可包括通常用於典型蒸發源中之任何材料。可使用之典型材料的非詳盡清單可包括鋁、鎘、鈷、銅、鎵、鍺、金、銦、鋰、鎂、鎳、鉑、矽、銀、鈉、錫、鎢、鋅或鋯，及其合金。本揭示案之蒸發源100的較佳應用為用於沉積鋰及鋰合金，然而，本揭示案並不限於此。

在蒸發源之典型設計中，即使在如本揭示案之蒸發源100中那樣將加熱元件設置在內管內部的情形下，面臨關於加熱元件之可靠性的挑戰。在典型設計中，加熱元件的部分可能經受蒸發材料之沉積，或可能經受處理環境中之處理氣體。特定而言，若允許將蒸發材料沉積在加熱元件上，則可能會降低將電源線及控制線附接至加熱元件之連接器的可靠性。另外，若加熱元件在處理環境中操作，則通常用於加熱元件中碳材料的壽命會縮短，而當在環境空氣中操作時，其壽命亦可能縮短。

由於處理腔室內部存在處理環境，因此會出現關於典型蒸發源之維護及填充的另外挑戰。為了重新填充蒸發源，必須提供對蒸發管之內部區域的進出，以使得可重新填充材料。然而，在某些沉積製程中，處理環境可處在比環境壓力更高或更低之壓力下，且提供對蒸發管之進出以重新填充材料導致處理環境自處理腔室逸出。另外，一些沉積製程使用反應物氣體作為處理氣體，其若在重新填充期間存在，則可能不安全。

現將參考第2圖，第2圖示出沿第1圖中所示的截面A-A截取之蒸發源100的橫截面端視圖。根據本揭示案之態樣，提供用於在處理腔室510中在基板上沉積材料之蒸發源100。蒸發源100包括壁110，該壁110將內部區域101與外部區域102分離開；蒸發管120，該蒸發管120自壁110延伸至內部區域101中，該蒸發管120具有複數個開口122；內管160，該內管160延伸穿過壁110至蒸發管120中，該內管160環繞加熱元件140；及可密封外殼130，該可密封外殼130自壁130延伸至外部區域102中，其中可密封外殼130及內管160形成與內部區域101隔離之維護腔室150。

設置壁110以界定兩個區域，其中內部區域101為在壁110之內側上的區域，且外部區域102為在壁110之外側上的區域。通常，將蒸發源100安裝至處理腔室500之壁上，使得內部區域101可對應於在處理腔室510內部之區域，且外部區域102可對應於在處理腔室510外部之區域。特定而言，內部區域101可為其中存在處理環境（例如，包括處理氣體之處理環境）之區域，而外部區域102可為與處理環境隔離之區域，例如，與處理環境隔離之周圍環境。

蒸發源100可進一步包括安裝凸緣，該安裝凸緣提供與處理腔室510之壁的對應安裝表面介面連接之安裝表面。安裝凸緣可進一步包括密封構件，以使得處理腔室510之壁中的安裝孔被安裝凸緣覆蓋並密封。如第2圖中例示性地示出，將壁110設置在大致對應於處理腔室510之壁的位置處，以使得壁110亦經設置而作為安裝凸緣。然而，本揭示案並不限於此，且可將壁110設置在偏離處理腔室510之壁的位置處，且安裝凸緣可為與壁110分離之元件。舉例而言，可將安裝凸緣設置在蒸發管120的一部分上，或在可密封外殼130上。

蒸發管120被佈置成自壁110延伸至內部區域101中。換言之，蒸發管120自壁110延伸至處理腔室510中。蒸發管120可包括一定長度之管或管道，其具有一橫截面以使得在蒸發管120內提供蒸發區域。蒸發管120之第一末端附接至壁110，以使得壁110將蒸發管120之第一末端關閉。舉例而言，可將蒸發管120接合或焊接至壁110。藉由（例如）端板121將蒸發管120之第二末端關閉。將端板121示為接合或焊接至蒸發管120之第二末端的平板。然而，端板121可替代地包括圓頂形、杯形或盒形，且可以非焊接之方式（例如，使用螺紋連接）附接至蒸發管120之第二末端。

在蒸發管120之內部區域的底部部分中，提供材料200。舉例而言，在蒸發管120之底部中設置熔融材料200之池。在蒸發管120之上表面中設置複數個開口122，以使得經加熱以產生蒸汽201之材料200作為蒸汽流202被排出，以便塗佈在基板上。

蒸發源100具備延伸穿過壁110至蒸發管120中之內管160。換言之，設置壁110中之開口，內管160通過該開口，使得內管160延伸至內部區域101中，而同時允許內管160之內部區域與外部區域102流體連通。內管160之第一末端對外部區域102打開，而同時內管160之第二末端對內部區域101關閉。如例示性地示出，內管160延伸至內部區域101中及蒸發管120中直達蒸發管120之末端（亦即，端板121），使得蒸發管120之末端將內管160之第二末端關閉。然而，本揭示案並不限於此，且內管160之第二末端可能不延伸至蒸發管120之末端，且反而可藉由單獨的端板關閉。內管160經配置以與外部區域102流體連通，但與內部區域101及蒸發管120之內部區域流體隔離。

提供內管160用於容納加熱元件140。提供加熱元件140以用於加熱材料200，以使得材料200蒸發成蒸汽201。加熱元件140可為提供足夠的熱以蒸發材料200之任何加熱元件。特定而言，加熱元件140可為碳加熱元件。

藉由在內管160內部提供加熱元件140，保護加熱元件140免於材料沉積於其上，而同時亦允許加熱元件140所產生之熱加熱內管160，並因而加熱蒸發管120及材料200。如上所述，將內管160佈置成與內部區域101流體隔離，換言之，內管160與處理環境及存在於其中之任何處理氣體流體隔離。因此，保護了加熱元件140免於遭受處理氣體，此防止了腐蝕並提高了加熱元件140之壽命。另外，內管160對外部區域102打開，此允許將電力及控制信號提供至加熱元件140之連接器141及配線142亦受保護而免受材料沉積及處理氣體影響。本揭示案之蒸發源100因此藉由向加熱元件提供保護以免受材料沉積及處理氣體影響而提高了加熱元件之可靠性。

蒸發源100進一步包括自壁110延伸至外部區域102中之可密封外殼130。可密封外殼130及內管160形成了與內部區域101隔離之維護腔室150。可密封外殼130可包括形成腔室之複數個壁，使得內管160之開口端與所述腔室流體連通。舉例而言，可密封外殼130可包括自壁110突出之環繞內管160的開口端之複數個壁，及靠近該複數個壁以使得封閉於其中之體積經密封與環繞該體積的環境阻隔開之另一壁。

可密封外殼130及內管160所形成之體積形成了與內部區域101隔離之維護腔室150。維護腔室150可封閉與處理腔室510內部之處理環境不同且亦與周圍環境不同的環境。本揭示案之較佳實施例提供封閉真空之維護腔室150。設置在維護腔室150中之加熱元件140以及連接至該加熱元件140之連接器141及配線142接著被設置在真空環境中。當經定位而在真空中操作時，加熱元件140、尤其係碳加熱元件由於不存在可能導致腐蝕加熱元件140之氣體或空氣而具有提高的壽命。因此，根據本揭示案之蒸發源100的可靠性會提高，且蒸發源100之正常運行時間可最大化。

根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，可密封外殼130可進一步包括經配置用於抽空維護腔室150之抽空埠132。可提供抽空埠132以使得可附接真空泵，使得可維持維護腔室150內部之真空環境。抽空埠132可為雙向埠，經由該雙向埠將維護腔室150抽空並排氣。或者，可密封外殼130可進一步包括單獨的排氣埠。藉由提供抽空埠132及可選的排氣埠，可將維護腔室150抽空以產生加熱元件140可在其中操作之真空環境，且可將維護腔室150排氣以產生類似於可密封外殼130可在其中打開之周圍環境的環境，從而允許進出維護腔室150，以便進行維護任務。

當引用術語「可密封外殼」時，外殼被視為環繞可被密封及解封之體積的封閉物。「可密封外殼」可包括至少一個開口，其中該開口可藉由可按要求移除及安裝之另一元件來密封。在本揭示案之上下文中，「可密封外殼」提供對被「可密封外殼」封閉之體積的進出（例如，用於維護），而同時亦允許當不再要求進出時解封被封閉之該體積。

根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，可密封外殼130可包括可打開之門131。如第2圖中例示性地示出，設置可打開之門131作為可密封外殼130之壁，然而，可打開之門131可經設置以可密封方式覆蓋設置在可密封外殼130之壁中的開口。可打開之門131可具備固定構件（例如，複數個螺紋螺栓及夾緊構件），該固定構件允許將可打開之門131安裝至可密封外殼130及自可密封外殼130移除可打開之門131。本揭示案並不限於門，且可打開之門131可或者為用於提供對維護腔室150之進出的任何構件，例如，螺紋帽、螺紋插塞，等。設置可打開之門131以允許對維護腔室150之進出，以使得可在其中執行維護任務。可限制可打開之門131僅當維護腔室150內部之環境先前已被排氣時可打開。

現將參考第4圖，第4圖示出根據本文所述實施例之例示性蒸發源100的端視圖。第4圖示出可密封外殼，其中可打開之門131已被移除以便提供對維護腔室150之進出。可見內管160之開口端，其中設置有加熱元件140。為了使可打開之門131提供對維護腔室150之可密封進出，同時亦允許維護腔室150含有真空環境，可密封外殼130可進一步包括與可打開之門131形成密封之密封構件133，例如，具有O形環之槽。

根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，壁110可進一步包括隔熱特徵115以使蒸發管120與壁110熱隔離。將蒸發管120加熱至高溫，以使得蒸發材料200。可設置隔熱特徵115以便提供自蒸發管120至壁110之有利的溫度梯度，使得壁110及附接至壁110之其他部件經受減小的熱效應，諸如，熱膨脹及收縮。藉由最小化壁110及其他部件上之熱效應，可防止設置在部件之間（例如，在蒸發源100與處理腔室510之間）的各種密封件及關閉件受熱損害。

如第2圖及第4圖中所示，隔熱特徵115可包括複數個同心突起，其環繞蒸發管120附接至壁110之部分。可在壁110上在面向內部區域101之表面及面向外部區域102之表面中的至少一者上設置隔熱特徵115。例示性地示出設置在蒸發管120外部、在蒸發管120內部及在壁110之兩個側上的同心突起。然而，可設置任何數目個特徵。另外，本揭示案並不限於此，且隔熱特徵115可替代地包括同心槽、交替的同心槽及突起，或允許控制溫度梯度之任何其他特徵。

根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，壁110可進一步包括填充埠170，該填充埠170將蒸發管120連接至維護腔室150。填充埠170可經配置而為可密封的。第2圖及第4圖中可見填充埠170，且該填充埠170允許自維護腔室150進出蒸發管120之內部區域。

在獲得了對維護腔室150的進出之後，填充埠170可打開，以提供對蒸發管120之內部區域的進出，以便允許補給材料200。填充埠170藉此允許經由蒸發管120中之開口122在內部區域101與外部區域102之間流體連通。填充埠170可包括密封元件，其允許打開及重新密封填充埠170。舉例而言，可設置螺紋插塞以密封填充埠170。或者，可設置具有高溫密封材料之埠蓋以密封填充埠170。然而，本揭示案並不限於此，且可使用任何合適的高溫密封構件。

取決於要執行之沉積製程，可移除填充埠170並重新填充材料，而同時仍藉由其他蒸發源來執行沉積。舉例而言，對於其中處理環境處於與周圍環境相同的壓力下之沉積製程而言，可打開填充埠170以便允許以最小的處理氣體損失來填充。另外，對於其中處理環境處於比周圍環境高的壓力下之沉積製程而言，可允許在執行重新填充的同時發生一些處理氣體之損失，而處理環境不會受到周圍空氣的不利影響。在諸如此些之沉積製程中，在補給一個蒸發源之材料的同時，來自其他蒸發源之沉積可繼續，此導致增加了正常運行時間。

然而，對於其中處理環境處於比周圍環境高得多之壓力或低得多之壓力下的沉積製程而言，可能無法在不會影響處理環境（例如，不會防止處理氣體之損失或處理環境中之處理氣體的損害）的情況下打開填充埠170以補給材料200。根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，為了將蒸發源100與處理環境隔離，蒸發源100可進一步包括蒸發器蓋300，該蒸發器蓋300可自其中蒸發源100不與處理腔室510的處理環境隔離之第一位置移動至其中蒸發源100與處理腔室510的處理環境隔離之第二位置。

第5圖中例示性地示出蒸發器蓋300。將蒸發器蓋300示為可沿軸線移動之圓柱形蓋。舉例而言，蒸發器蓋300可為高頂禮帽形狀，然而，本揭示案並不限於此。

將蒸發器蓋300示為處於第一位置，在該第一位置處，蒸發源100不與處理環境隔離，且蒸發源100自由地用於沉積蒸發材料。蒸發器蓋300接著可沿軸線移動至第二位置，使得蒸發器蓋300覆蓋蒸發源100。在此第二位置處，蒸發源100與處理環境隔離。蒸發器蓋300可具備支撐導軌，蒸發器蓋300可在該支撐導軌上沿軸線滑動以便自第一位置移動至第二位置。可將此支撐導軌安裝至處理腔室，或安裝至蒸發源100。

藉由將蒸發源100與處理環境隔離，可打開蒸發源100之填充埠170以使得可補給材料200，而不會允許處理環境中之處理氣體受損害或損失。

蒸發器蓋300表現出進一步的有利效果，此導致正常運行時間及維護容易性方面的進一步改進。舉例而言，在其中諸多蒸發源100中之一者進入蒸發源100不正確地起作用之故障模式的情形下，可藉由使蒸發器蓋300自第一位置移動至第二位置將發生故障之蒸發源100與沉積製程隔離開，從而允許沉積製程繼續進行。蒸發器蓋300亦允許在不會影響附近蒸發源的情況下安全地停用蒸發源100。

根據可與本文所述實施例組合之實施例，蒸發器蓋300可包括淨化埠340，該淨化埠340經配置用於淨化蒸發器蓋300或抽空蒸發器蓋300。淨化埠340可附接至氣源。舉例而言，處理氣源與處理腔室510中之處理氣體相同，或淨化氣體與處理腔室510中之處理氣體不同。或者，淨化埠340可附接至真空埠，以使得蒸發器蓋300之內部體積可被抽空。

特定而言，淨化埠340可經配置用於將非反應性淨化氣體提供至蒸發器蓋300中以替換反應性處理氣體。在其中蒸發源100被停用或發生故障但仍在其中含有一定量的材料之情形下，將為有利的係用非反應性淨化氣體替換反應性處理氣體，以防止材料200之進一步反應。蒸發器蓋300允許針對被停用或發生故障之蒸發源100用非反應性淨化氣體替換反應性處理氣體，而同時亦允許維持處理腔室510中之處理環境。此允許使用其他蒸發源繼續執行沉積製程，而同時被停用或發生故障之蒸發源具備安全的、非反應性之環境，從而進一步增加了正常運行時間。

根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，蒸發器蓋300可進一步包括第一密封表面320，該第一密封表面320經配置以與第二密封表面330介面連接。特定而言，第二密封表面330可為處理腔室510之表面。或者，第二密封表面330可為蒸發源100之表面。第一密封表面320及第二密封表面330經配置以彼此介面連接且在蒸發器蓋300處於第二位置時形成密封，其中蒸發源100與處理環境隔離。第一密封表面320及第二密封表面330可包括（例如）O形環密封件或墊片密封件，其允許第一密封表面320與第二密封表面330之間的氣密密封形成氣密密封件。

在其中第二密封表面330為處理腔室510之表面的情形下，蒸發器蓋300提供蒸發源100位於其中之區域與處理環境的區域之間的氣密隔離。在此狀態下，可自處理腔室510拆卸並完全移除蒸發源100，而同時維持處理腔室510內之處理環境。此允許在沉積製程仍進行的同時對有缺陷之蒸發源100的完全原位替換。

現參考第6圖，根據本揭示案之另一態樣，提供用於在基板S上沉積蒸發材料之沉積裝置500。沉積裝置500包括將處理環境封閉之處理腔室510，及安裝至處理腔室510之根據本揭示案之實施例的至少一個蒸發源。

根據本文所述實施例，沉積裝置500可經配置用於處理可撓性基板S，其中沉積裝置500包括捲對捲之基板輸送裝置。捲對捲之基板輸送裝置包括餽入捲盤520及捲取捲盤530。經過至少一個蒸發源100a、100b、100c將可撓性基板S自餽入捲盤520輸送至捲取捲盤530。在第6圖中所示之實例中，沉積裝置500包括三個蒸發源100a、100b、100c，然而，可提供任何數目個蒸發源100。

第6圖中所示之沉積裝置經配置用於處理可撓性基板，然而，本揭示案並不限於此。本揭示案之沉積裝置500或者可經配置用於處理諸如剛性基板或晶圓之其他基板，其中基板在處理腔室510中固定不動，或被輸送經過蒸發源100。

根據本揭示案之另一態樣，提供一種用於替換根據本揭示案之實施例之蒸發源100中的加熱元件140之方法。該方法包括將維護腔室150排氣，打開可密封外殼130，替換加熱元件140，關閉可密封外殼130，及抽空維護腔室150。儘管本揭示案之蒸發源100提供了對加熱元件140之可靠性的提高，但加熱元件140之壽命有限。然而，本揭示案之蒸發源100允許在加熱元件出故障之事件中容易地替換加熱元件。由於維護腔室150與處理腔室內部之處理環境隔離，因此可以在不停止沉積製程的情況下執行用於替換加熱元件140之方法，亦即，藉由允許在替換加熱元件140的同時繼續進行來自其他蒸發源100之沉積。

根據本揭示案之另一態樣，提供一種用於填充根據本揭示案之實施例之蒸發源100的方法。該方法包括將維護腔室150排氣，打開可密封外殼130及填充埠170，經由填充埠170用材料填充蒸發管120，關閉填充埠170及可密封外殼130，以及抽空維護腔室150。如上所述，對於其中處理環境處於與周圍壓力類似之壓力下的沉積製程，或對於其中處理環境處於比周圍壓力高之壓力下的沉積製程，可打開填充埠170以補給材料200，而不會損害處理腔室510中所含之處理環境。

在其中處理環境處於比周圍壓力低之壓力下或處於遠高於周圍壓力之壓力下或其中處理環境為真空的沉積製程之情形下，可藉由操作蒸發器蓋300來改良以上方法。根據可與本文所述之其他實施例組合的實施例，用於填充蒸發源100之方法可進一步包括在打開填充埠170之前將蒸發器蓋300自第一位置移動至第二位置，及在關閉填充埠170之後將蒸發器蓋自第二位置移動至第一位置。藉由在打開填充埠170之前操作蒸發器蓋300，圍繞蒸發源100之區域與處理環境隔離開，從而允許在不損害處理環境內之處理氣體的情況下打開填充埠170。

可藉由在將蒸發器蓋300自第一位置移動至第二位置之後以保護性氣體淨化蒸發器蓋300來進一步改良用於填充蒸發源100之方法。該保護性氣體可與處理氣體不同，尤其係該保護性氣體可為與反應性處理氣體不同之非反應性氣體。在填充埠170再次關閉之後，該方法可進一步包括以處理氣體（尤其係與處理腔室510中相同的處理氣體）來淨化蒸發器蓋300。此種改良方法允許在其中材料200將不會與處理氣體反應之環境中安全地補給材料200。

根據本揭示案之另一態樣，提供一種用於停用根據本揭示案之實施例之蒸發源100的方法。該方法包括將蒸發器蓋300自第一位置移動至第二位置，以保護性氣體來淨化蒸發器蓋300，及停用蒸發源100。此方法可在其中特定蒸發源100（其可為處理腔室510中之複數個蒸發源100中的一者）發生故障或有缺陷之情況下使用。特定而言，將停用之蒸發源100可能含有尚未蒸發之一定量的材料200。蒸發器蓋300允許將特定蒸發源100與處理環境隔離，且因此防止其影響處理環境或其他蒸發源在處理腔室510之沉積。藉由以保護性氣體來淨化蒸發器蓋300，防止了保留在蒸發源100中之該一定量的材料200進一步反應，從而允許安全地維護蒸發源100。

雖然前文針對本揭示案之實施例，但可在不脫離本揭示案之基本範疇的情況下設計本揭示案之其他及另外實施例，且本揭示案之範疇由以下申請專利範圍確定。

特定言之，本書面描述使用實例來揭示本揭示案，包括最佳模式，且亦使得熟習此項技術者能夠實踐所述標的，包括製作及使用任何設備或系統以及執行任何併入的方法。雖然前文已揭示了各種特定實施例，但上述實施例之互斥特徵可彼此組合。可授予專利之範疇由申請專利範圍限定，且若申請專利範圍具有與申請專利範圍之字面語言無不同的結構性要素，或若申請專利範圍包括具有與申請專利範圍之字面語言的非實質性差別之等效結構性要素，則意欲其他實例在申請專利範圍之範疇內。

100:蒸發源 100a:蒸發源 100b:蒸發源 100c:蒸發源 101:內部區域 102:外部區域 110:壁 115:隔熱特徵 120:蒸發管 121:端板 122:開口 130:可密封外殼 131:可打開之門 132:抽空埠 133:密封構件 140:加熱元件 141:連接器 142:配線 150:維護腔室 160:內管 170:填充埠 200:材料 201:蒸汽 202:蒸汽流 300:蒸發器蓋 320:第一密封表面 330:第二密封表面 340:淨化埠 500:沉積裝置 510:處理腔室 520:餽入捲盤 530:捲取捲盤 A-A:截面 B-B:截面 S:基板

因此，可詳細地理解本揭示案之上述特徵的方式，可藉由參考實施例來獲得以上簡要概述的本揭示案之更特定描述。隨附圖式係關於本揭示案之實施例且在以下進行描述： 第1圖示出根據本文所述實施例之蒸發源的示意性俯視圖； 第2圖示出根據本文所述實施例之蒸發源之沿截面A-A的橫截面圖側視圖； 第3圖示出根據本文所述實施例之蒸發源之沿截面B-B的橫截面端視圖； 第4圖示出根據本文所述實施例之蒸發源的示意性端視圖； 第5圖示出根據本文所述實施例之具有蒸發器蓋的蒸發源之示意性俯視圖；以及 第6圖示出根據本文所述實施例之沉積裝置的示意性側視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:蒸發源

101:內部區域

102:外部區域

110:壁

115:隔熱特徵

120:蒸發管

121:端板

122:開口

130:可密封外殼

132:抽空埠

140:加熱元件

141:連接器

142:配線

150:維護腔室

170:填充埠

200:材料

201:蒸汽

202:蒸汽流

510:處理腔室

Claims (20)

1. 一種用於在一處理腔室(510)中在一基板(S)上沉積一材料之蒸發源(100)，包括： 一壁(110)，將一內部區域(101)與一外部區域(102)分離； 一蒸發管(120)，自該壁(110)延伸至該內部區域(101)中，該蒸發管(120)具有複數個開口(122)； 一內管(160)，延伸穿過該壁(110)至該蒸發管(120)中，該內管(160)環繞一加熱元件(140)；以及 一可密封外殼(130)，自該壁(110)延伸至該外部區域(102)中， 其中該可密封外殼(130)及該內管(160)形成與該內部區域(101)隔離之一維護腔室(150)。
2. 如請求項1所述之蒸發源(100)，其中該可密封外殼(130)包括經配置用於抽空該維護腔室(150)之至少一個抽空埠(132)。
3. 如請求項1所述之蒸發源(100)，其中該可密封外殼(130)包括一可打開之門(131)。
4. 如請求項3所述之蒸發源(100)，其中該壁(110)進一步包括將該蒸發管(120)連接至該維護腔室(150)之一填充埠(170)，其中該填充埠(170)經配置而為可密封的。
5. 如請求項1所述之蒸發源(100)，進一步包括一蒸發器蓋(300)，其可自其中該蒸發源(100)不與該處理腔室(510)的一處理環境隔離之一第一位置移動至其中該蒸發源(100)與該處理腔室(510)的該處理環境隔離之一第二位置。
6. 如請求項5所述之蒸發源(100)，其中該蒸發器蓋(300)包括經配置用於淨化該蒸發器蓋(300)或抽空該蒸發器蓋(300)之一淨化埠(340)。
7. 如請求項5所述之蒸發源(100)，其中該蒸發器蓋(300)包括一第一密封表面(320)，其經配置以與一第二密封表面(330)介面連接。
8. 如請求項6所述之蒸發源(100)，其中該蒸發器蓋(300)包括一第一密封表面(320)，其經配置以與一第二密封表面(330)介面連接。
9. 如請求項7所述之蒸發源(100)，其中該第二密封表面(330)為該處理腔室(510)之一表面。
10. 如請求項1所述之蒸發源(100)，其中該壁(110)進一步包括用以將該蒸發管(120)與該壁(110)熱隔離之隔熱特徵(115)。
11. 如請求項10所述之蒸發源(100)，其中該等隔熱特徵(115)包括複數個同心槽或突起，其被設置在面向該內部區域(101)之一表面及面向該外部區域(102)之一表面中的至少一者上，其中該複數個同心槽或突起環繞其中該蒸發管(120)聯結該壁(110)之該部分。
12. 一種用於在一處理腔室(510)中在一基板(S)上沉積一材料之蒸發源(100)，包括： 一壁(110)，其將一內部區域(101)與一外部區域(102)分離； 一蒸發管(120)，自該壁(110)延伸至該內部區域(101)中，該蒸發管(120)具有複數個開口(122)； 一內管(160)，延伸穿過該壁(110)至該蒸發管(120)中，該內管(160)環繞一加熱元件(140)；以及 一可密封外殼(130)，自該壁(110)延伸至該外部區域(102)中， 其中該可密封外殼(130)及該內管(160)形成與該內部區域(101)隔離之一維護腔室(150)， 其中該可密封外殼(130)包括經配置用於抽空該維護腔室(150)之至少一個抽空埠(132)， 其中該可密封外殼(130)包括一可打開之門(131)，以及 其中該壁(110)進一步包括將該蒸發管(120)連接至該維護腔室(150)之一填充埠(170)，其中該填充埠(170)經配置而為可密封的。
13. 如請求項12所述之蒸發源(100)，進一步包括一蒸發器蓋(300)，其可自其中該蒸發源(100)不與該處理腔室(510)的一處理環境隔離之一第一位置移動至其中該蒸發源(100)與該處理腔室(510)的該處理環境隔離之一第二位置。
14. 如請求項13所述之蒸發源(100)，其中該蒸發器蓋(300)包括經配置用於淨化該蒸發器蓋(300)或抽空該蒸發器蓋(300)之一淨化埠(340)。
15. 一種用於將蒸發材料沉積至一基板(S)上之沉積裝置(500)，包括： 一處理腔室(510)，封閉一處理環境；以及 如請求項1至請求項14中任一項所述之安裝至該處理腔室(510)的至少一個蒸發源(100,100a～100c)。
16. 如請求項15所述之沉積裝置(500)，其中該基板(S)為一可撓性基板，且該沉積裝置包括一捲對捲之基板輸送裝置。
17. 一種用於替換如請求項1至請求項15中任一項所述之一蒸發源(100)中的一加熱元件(140)之方法，該方法包括以下步驟： 將該維護腔室(150)排氣； 打開該可密封外殼(130)； 替換該加熱元件(140)； 關閉該可密封外殼(130)；以及 抽空該維護腔室(150)。
18. 一種用於填充如請求項1至請求項14中任一項所述之一蒸發源(100)之方法，該方法包括以下步驟： 將該維護腔室(150)排氣； 打開該可密封外殼(130)及該填充埠(170)； 經由該填充埠(170)用材料填充該蒸發管(120)； (170)； 關閉該填充埠(170)及該可密封外殼(130)；以及 抽空該維護腔室(150)。
19. 如請求項18所述之方法，進一步包括以下步驟： 在打開該填充埠(170)之前，將該蒸發器蓋(300)自該第一位置移動至該第二位置；以及 在關閉該填充埠(170)之後，將該蒸發器蓋(300)自該第二位置移動至該第一位置。
20. 一種用於停用如請求項1至請求項14中任一項所述之一處理腔室(510)中的一蒸發源(100)之方法，該方法包括以下步驟： 將該蒸發器蓋(300)自該第一位置移動至該第二位置； 以一保護性氣體來淨化該蒸發器蓋(300)；以及 停用該蒸發源(100)。

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