TWI600781B

TWI600781B - 蒸鍍裝置

Info

Publication number: TWI600781B
Application number: TW102117717A
Authority: TW
Inventors: 古屋英二; 高坂健兒
Original assignee: 中外爐工業股份有限公司
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2017-10-01
Also published as: JP5832650B2; TW201402845A; WO2014006706A1; JPWO2014006706A1

Description

蒸鍍裝置

本發明係關於一種蒸鍍裝置(vapor deposition equipment，有稱為汽相沈積裝置之情形，本文中簡稱為蒸鍍裝置)，於可旋轉之旋轉支撐體之圓周方向上設置複數蒸鍍材料收容體，該複數蒸鍍材料收容體係於頂面開口之凹部內收容有蒸鍍材料，以前述旋轉支撐體將特定蒸鍍材料收容體導引至加熱位置，加熱收容於該蒸鍍材料收容體之凹部內之蒸鍍材料，使該蒸鍍材料通過前述開口蒸發並蒸鍍於被處理材表面。尤其，以能束(beam)照射使收容於特定蒸鍍材料收容體之凹部內之蒸鍍材料加熱，並使該蒸鍍材料蒸發時，可防止蒸發之蒸鍍材料混入收容於其他蒸鍍材料收容體之蒸鍍材料。

以往係使用真空蒸鍍裝置在玻璃基板等各種被處理材表面使各種材料成膜。

於是，如此蒸鍍裝置中，係將各種蒸鍍材料收容於坩鍋等蒸鍍材料收容體之凹部內，以電漿槍等能束射出裝置射出電漿束等能束，該能束由前述蒸鍍材料收容體之開口頂面照射於收容於凹部內之蒸鍍材料，並蒸發蒸鍍材料，使該蒸鍍材料蒸鍍於被處理材表面而成膜。

此外，於如此蒸鍍裝置中，在被處理材表面依序蒸鍍不同的蒸鍍材料、於不同的被處理材表面蒸鍍不同蒸鍍材料時，為了有效率地在被處理材表面依序蒸鍍各種蒸鍍材料，係使用如專利文獻1、2所述者，在可旋轉之旋轉體頂面之圓周方向相隔所需間隔而挖設複數收容蒸鍍材料之蒸鍍材料收容部，將設於該旋轉體之特定蒸鍍材料收容部導引至能束照射位置，並使能束照射於收容於該蒸鍍材料收容部內之蒸鍍材料，使蒸鍍材料蒸發。

但如此般在導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容部所收容之蒸鍍材料照射能束並使蒸鍍材料蒸發時，該蒸鍍材料收容部所蒸發之蒸鍍材料不僅是在被處理材料表面，也被導入設於旋轉體之其他蒸鍍材料收容部，有蒸發之蒸鍍材料混入收容於其他蒸鍍材料收容部之蒸鍍材料的問題。

因此，專利文獻2揭示一種裝置，係在面對導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容部的部分，將設有開口部之保護蓋，以覆蓋其他蒸鍍材料收容部之方式在旋轉體上方相隔所需間隔而設置，可防止由導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容部所蒸發之蒸鍍材料混入收容於未導引至能束照射位置之其他蒸鍍材料收容部內之蒸鍍材料。

但如此在旋轉體上方相隔所需間隔而設置保護蓋時，由導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容部所蒸發之蒸鍍材料，會通過保護蓋與旋轉體之間而導入其他蒸鍍材料收容體，無法充分防止蒸發之蒸鍍材料混入收容於其他蒸鍍材料收容部之蒸鍍材料，此外，蒸發之蒸鍍材料會附著於保護蓋之底面，在旋轉旋轉體並將其他蒸鍍材料收容部導引至能束照射位置時，有保護蓋底面所附著之蒸鍍材料掉落於其他蒸鍍材料收容部內並混入所收容之蒸鍍材料之問題。

此外，雖然考慮使前述保護蓋與旋轉體間的間隙變窄，以防止蒸發之蒸鍍材料通過保護蓋與旋轉體之間而導入其他蒸鍍材料收容體，但在使旋轉體旋轉，並使蒸鍍材料收容部依序導至能束照射位置之關係上，保護蓋與旋轉體間之間隙的窄化有其極限，難以適當防止由特定蒸鍍材料收容部蒸發之蒸鍍材料附著於保護蓋底面、以及蒸發之蒸鍍材料通過保護蓋與旋轉體間而混入收容於其他蒸鍍材料收容部之蒸鍍材料。

尤其在旋轉支持體頂面設置收容蒸鍍材料之蒸鍍材料收容體，且該蒸鍍材料收容體係由旋轉支持體向上方突出時，即便是如前述般設置保護蓋，旋轉支持體與保護蓋間的隙間會變大，而難以充分防止由特定蒸鍍材料收容體所蒸發之蒸鍍材料混入收容於其他蒸鍍材料收容體之蒸鍍材料。

先行技術文獻

專利文獻1：日本實開昭62-110263號公報

專利文獻2：日本特開2004-256843號公報

本發明之課題為解決前述問題，係前述之蒸鍍裝置，在可旋轉之旋轉支持體上之圓周方向設置複數蒸鍍材料收容體，該蒸鍍材料收容體係在頂面開口之凹部內收容有蒸鍍材料，藉由前述旋轉支持體將特定蒸鍍材料收容體導引至能束照射位置等之加熱位置，能束通過該蒸鍍材料收容體之開口照射於收容於凹部內之蒸鍍材料並加熱蒸鍍材料，使該蒸鍍材料蒸發並蒸鍍於被處理材表面。

亦即，本發明之前述蒸鍍裝置的課題，係在將能束照射於收容於導引至能束照射位置等加熱位置之蒸鍍材料收容體之凹部內的蒸鍍材料，而加熱蒸鍍材料並使該蒸鍍材料蒸發蒸鍍於被處理材表面時，可適當防止蒸發之蒸鍍材料混入收容於其他蒸鍍材料收容體之蒸鍍材料。

本發明中，為了解決前述課題，係在可旋轉之旋轉支持體上之圓周方向設置複數蒸鍍材料收容體，該蒸鍍材料收容體係在頂面開口之凹部內收容有蒸鍍材料，藉由前述旋轉支持體將特定蒸鍍材料收容體導引至加熱位置，加熱收容於該蒸鍍材料收容體凹部內之蒸鍍材料，該蒸鍍材料通過前述開口蒸發並蒸鍍於被處理材表面，其中，以覆蓋其他蒸鍍材料收容體頂面之方式，在旋轉支撐體上配置防鍍構件，該防鍍構件係設置有露出導引至前述加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口部，而導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口頂面位置，係高於前述開口部之開口之防鍍構件底面。

如此，若使導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體之開口的頂面位置，高於露出蒸鍍材料收容體之開口部之開口之防鍍構件底面，則會抑制照射能束並由蒸鍍材料收容體之開口的頂面所蒸發之蒸鍍材料通過該蒸鍍材料收容體與前述開口部間而導入防鍍構件之底面側，並防止蒸發之蒸鍍材料通過該防鍍構件底面與旋轉支持體間而導入其他蒸鍍材料收容體。尤其，若使導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體頂面位置，高於前述開口部之開口之防鍍構件的頂面，則更會抑制蒸發之蒸鍍材料通過該蒸鍍材料收容體與前述開口部間而導入防鍍構件底面側，並更防止蒸發之蒸鍍材料通過該防鍍構件底面與旋轉支持體間而導入其他蒸鍍材料收容體。

在此，如前述以覆蓋其他蒸鍍材料收容體頂面之方式，在旋轉支撐體上配置防鍍構件，該防鍍構件係設置有露出導引至前述加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口部，而導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口頂面位置，係高於前述開口部之開口之防鍍構件底面，於其中前述防鍍構件可形成具有下段部與上段部之段差狀，並將開口部設置於防鍍構件之下段部，該開口部係露出導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體。

此外，前述蒸鍍裝置中，若在前述防鍍構件與旋轉支撐體間設置分離凸部，該分離凸部係分離前述導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體與相鄰接之其他蒸鍍材料收容體，則使設有分離凸部之防鍍構件的底面與旋轉支持體間的隙間更為狹窄，即使蒸發之蒸鍍材料由蒸鍍材料收容體開口之頂面通過該蒸鍍材料收容體與前述開口部間而導入防鍍構件的底面側，也會抑制在設有分離凸部之防鍍構件的底面與旋轉支持體間進一步防止蒸發之蒸鍍材料導入其他蒸鍍材料收容體。

此外，於前述蒸鍍裝置中，使導引至加熱位置之特定蒸鍍材料收容體之蒸鍍材料蒸發，並在被處理材表面蒸鍍該蒸鍍材料後，將支撐於旋轉支持體之其他蒸鍍材料收容體導引至加熱位置時，可設置使前述防鍍構件與旋轉支撐體之至少一者升降之升降裝置。

接著，藉由前述升降裝置升降防鍍構件時，藉由升降裝置將前述防鍍構件上升至前述開口部之開口之底面不與前述蒸鍍材料收容體頂面碰撞之位置，並於此狀態下旋轉前述旋轉支撐體，將下一個蒸鍍材料收容體導引至加熱位置。接著，如此將下一個蒸鍍材料收容體導引至加熱位置後，藉由前述升降裝置使防鍍構件下降，使下一個蒸鍍材料收容體開口之頂面的位置高於開口部之開口之防鍍構件的底面。

此外，前述蒸鍍裝置中，若在前述防鍍構件開口部之開口裝設有耐熱環，若使該耐熱環之頂面部以由內周往外周之方式朝下方傾斜，則可在藉由抑制防鍍構件開口部之開口因熱而變形的同時，將在開口部之開口所附著之蒸鍍材料的粉塊於該耐熱環之頂面部沿著由外周側向下方傾斜的面而導引至防鍍構件上，在升降防鍍構件等時候，可防止附著於開口部之開口之蒸鍍材料的塊掉落於旋轉支持體上或其他蒸鍍材料收容體內。

本發明之蒸鍍裝置中，以覆蓋其他蒸鍍材料收容體頂面之方式，在旋轉支撐體上配置防鍍構件，該防鍍構件係設置有露出導引至前述加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口部，並使導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體之開口的頂面位置，係高於前述開口部之開口之防鍍構件的底面，因此會抑制照射能束而從蒸鍍材料收容體之開口頂面蒸發之蒸鍍材料通過該蒸鍍材料收容體與前述開口部間而導入防鍍構件的底面側，並防止蒸發之蒸鍍材料附著於防鍍構件的底面、通過該防鍍構件底面與旋轉支持體間而導入其他蒸鍍材料收容體。

結果，於本發明之蒸鍍裝置中，通過藉由旋轉支持體而導引至加熱位置之蒸鍍材料收容體的開口，對收容於蒸鍍材料收容體之凹部內之蒸鍍材料照射能束並蒸發蒸鍍材料，使該蒸鍍材料蒸鍍於被處理材表面時，可適當地防止前述由蒸鍍材料收容體蒸發之蒸鍍材料導入於其他蒸鍍材料收容體並混入收容於其他蒸鍍材料收容體內之蒸鍍材料。

1‧‧‧真空室

2‧‧‧旋轉裝置

2a‧‧‧旋轉軸

2b‧‧‧密封構件

3‧‧‧蒸鍍材料收容體

4‧‧‧升降裝置

4a‧‧‧升降桿

4b‧‧‧密封構件

5‧‧‧能束射出裝置

10‧‧‧旋轉支持體

11‧‧‧保持凹部

12‧‧‧分離凸部

13‧‧‧環狀凸部

20‧‧‧防鍍構件

20a‧‧‧下段部

20b‧‧‧上段部

20c‧‧‧側壁部

21‧‧‧開口部

22‧‧‧突出片

23‧‧‧耐熱環

30‧‧‧圓板構件

31‧‧‧安裝穴部

32‧‧‧貫通孔

33‧‧‧分離凸部

34‧‧‧環狀凸部

B‧‧‧能束

T‧‧‧蒸鍍材料

W‧‧‧被處理材

第1圖係表示本發明一實施形態之蒸鍍裝置之狀態的概略說明圖，係向著藉由旋轉支持體而導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體，由能束射出裝置射出能束並照射收容於該蒸鍍材料收容體內之蒸鍍材料使蒸鍍材料蒸發，並使該蒸鍍材料蒸鍍於被處理材表面。

第2圖係表示前述實施形態之蒸鍍裝置中的防鍍構件、蒸鍍材料收容體及旋轉支持體的分解透視圖。

第3圖係前述實施形態之蒸鍍裝置的概略說明圖，係表示將在頂面開口之凹部內收容有蒸鍍材料之複數蒸鍍材料收容體，保持於在旋轉支持體頂面之圓周方向隔著所求間隔而設置之各維持凹部內之狀態。

第4圖係前述實施形態之蒸鍍裝置的概略說明圖，係表示將收容有蒸鍍材料之蒸鍍材料收容體維持在設置於旋轉支持體之圓周方向之各保持凹部內的狀態下，以導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體開口之頂面通過開口部而露出之方式，將防鍍構件配置於旋轉支持體上之狀態。

第5圖係表示前述實施形態之蒸鍍裝置中，以導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體的頂面之位置高於防鍍構件開口部的頂面之方式，使防鍍構件配置於旋轉支持體上，在此狀態下對收容於蒸鍍材料收容體凹部內之蒸鍍材料照射能束之狀態，(A)係半徑方向之部分剖面說明圖、(B)係圓周方向之部分剖面說明圖。

第6圖係前述實施形態之蒸鍍裝置之概略透視圖，係表示在配置於旋轉支持體上之防鍍構件升起至上方之狀態下，旋轉維持蒸鍍材料收容體之旋轉支持體並將其他蒸鍍材料收容體導引至能束照射位置之狀態。

第7圖係前述實施形態之蒸鍍裝置之分解透視圖，係表示於可在前述旋轉支持體上自由地裝卸的圓板構件上設置分離凸部與環狀凸部之狀態。

第8圖係前述實施形態之蒸鍍裝置之部分剖面說明圖，係表示在前述防鍍構件開口部的開口裝設耐熱環，且該耐熱環頂面部由內周側往外周側朝下方傾斜之狀態。

以下附加根據圖面具體說明本發明之實施形態之蒸鍍裝置。另外，本發明之蒸鍍裝置不限於下述實施形態所示者，在不脫離發明主旨之範圍可適當變更而實施。

該實施形態之蒸鍍裝置中，如第1圖所示，由真空室1之底部將旋轉裝置2之旋轉軸2a導入真空室1內，將成為圓板狀之旋轉支持體10中心部維持於該旋轉軸2a，以該旋轉軸2a為中心而旋轉前述旋轉支持體10。另外設置有密封構件2b，使外界氣體不會從旋轉裝置2之旋轉軸2a導入真空室1內之部分侵入真空室1內。

此外，於前述旋轉支持體10之頂面，如第2圖及第3圖所示，在其圓周方向隔著所需間隔而設置複數(圖示例中為4個)保持凹部11，並且以使各保持凹部11間分離並將旋轉支持體10之頂面分為4等分之方式，自中心部而放射狀地設置由三角形之突狀所構成之分離凸部12，同時沿著旋轉支持體10頂面之外周而設置在上方突出之環狀凸部13。

接著，在設置於前述旋轉支持體10頂面之各保持凹部11，如第3圖所示，在頂面開口之凹部內維持收容蒸鍍材料T之各蒸鍍材料收容體3，各蒸鍍材料收容體3的頂面係位於較前述分離凸部12上方之位置。

此外，以覆蓋其他蒸鍍材料收容體3頂面之方式，在前述旋轉支持體10上配置平面圓形狀之防鍍構件20，該防鍍構件20設有露出導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3之開口部21。

此外，該防鍍構件20其外徑稍較前述旋轉支持體10大，藉由沿著該防鍍構件20外周在下方延伸之側壁部20c而覆蓋前述旋轉支持體10之外周側。

此外，在該防鍍構件20直徑方向兩側之位置，設置有分別由防鍍構件20外周分別於相反方向突出之突出片22，該兩側之突出片22分別維持在由真空室1底部導入真空室1內之升降裝置4的升降桿4a，藉由該升降裝置4之升降桿4a而將前述防鍍構件20升降至旋轉支持體10的上方。另外設置密封構件4b，使外界氣體不會從將升降裝置4之升降桿4a導入真空室1內之部分而侵入真空室1內。

在此，前述防鍍構件20係形成有具有設置前述開口部21之扇狀下段部20a與較該下段部20a高之其他上段部20b之段差狀。

接著，於該實施形態之蒸鍍裝置中，如前述第1圖所示，由設於真空室1側部之電漿槍等能束射出裝置5射出電漿能束等之能束B，在導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3凹部內所收容之蒸鍍材料T照射能束B並蒸發蒸鍍材料T，使蒸發之蒸鍍材料T蒸鍍於配置在真空室1內之上部之被處理材W的表面。

在此，該實施形態中，如第6圖所示，藉由設置於前述升降裝置4之升降桿4a而使前述防鍍構件20上升後，藉由前述旋轉裝置2以旋轉軸2a為中心而旋轉維持蒸鍍材料收容體3之旋轉支持體10，使收容蒸鍍至被處理材W之蒸鍍材料T的蒸鍍材料收容體3導引至能束照射位置，之後藉由設於前述升降裝置4之升降桿4a使防鍍構件20下降。

接著使如此之防鍍構件20下降，如第1圖、第4圖及第5圖(A),(B)所示，在設於該防鍍構件20下段部20a之開口部21內導入導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3，使導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3之頂面突出，並高於設於前述防鍍構件20之開口部21之開口的防鍍構件20頂面，同時劃分維持導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3的部分，使在旋轉支持體10頂面放射狀地設置之2個分離凸部12位於設於開口部21之扇形下段部20a的底面之下，使防鍍構件20下段部20a之底面與旋轉支持體10之頂面的隙間變得非常狹窄。

接著，在如此導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3的頂面突出於設置於防鍍構件20之開口部21之開口的防鍍構件20之頂面的狀態，將如前述之能束B照射於收容在該蒸鍍材料收容體3內之蒸鍍材料T，並蒸發收容在該蒸鍍材料收容體3內之蒸鍍材料T。

如此，可防止蒸發之蒸鍍材料T由蒸鍍材料收容體3之開口頂面，通過蒸鍍材料收容體3與防鍍構件20之開口部21之間而流入防鍍構件20底面側，同時，即使蒸發之蒸鍍材料T流入防鍍構件20之底面側，因在旋轉支持體10頂面設置前述2個分離凸部12，而劃分維持導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3的部分，藉此使該防鍍構件20下段部20a之底面與旋轉支持體10頂面之間隙變得非常狹窄，故防止流入防鍍構件20底面側之蒸鍍材料T通過防鍍構件20下段部20a之底面與旋轉支持體10頂面之間隙而導入其他蒸鍍材料收容體3。

結果，該實施形態之蒸鍍裝置中，在導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3內所收容之蒸鍍材料T蒸發並蒸鍍於被處理材W表面時，可適當地防止由前述蒸鍍材料收容體3蒸發之蒸鍍材料T導入其他蒸鍍材料收容體3並混入其他蒸鍍材料收容體3內所收容之蒸鍍材料T。

此外，該實施形態之蒸鍍裝置中，因前述分離凸部12為三角形突狀，故如前述般升降防鍍構件20時，即使蒸鍍材料T的粉塊掉落於該分離凸部12上，該蒸鍍材料T之粉塊會由分離凸部12滾落至旋轉支持體10上，而不會使蒸鍍材料T的粉塊夾於分離凸部12與防鍍構件20底面之間。

另外，雖在該實施形態中旋轉支持體10之頂面本身設置分離凸部12與環狀凸部13，但可如第7圖所示，使用在旋轉支持體10頂面自由裝卸地裝設之圓板構件30，在該圓板構件30中央部設置裝設旋轉支持體10之安裝穴部31，並設置對應前述旋轉支持體10之保持凹部11之貫通孔32，在該圓板構件30頂面設置由中央之安裝穴部31放射狀地成三角形突狀所構成之分離凸部33，並設置沿著圓板構件30頂面之外周而在上方突出之環狀凸部34。如此，若在旋轉支持體10頂面自由裝卸地裝設圓板構件30，即使蒸鍍材料T流入防鍍構件20底面側並在該圓板構件30附著蒸鍍材料T，亦可使該圓板構件30由旋轉支持體10頂面脫離並簡單地交換。

此外，該實施形態中，如前述將導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3頂面突出，而高於設置在防鍍構件20之開口部21之開口的防鍍構件20之頂面，但即使是使導引至能束照射位置之蒸鍍材料收容體3之頂面位置，高於設置在防鍍構件20之開口部21之開口搭防鍍構件20之底面之情形，也會抑制由蒸鍍材料收容體3開口之頂面蒸發之蒸鍍材料T通過蒸鍍材料收容體3與防鍍構件20之開口部21之間而流入防鍍構件20之底面側。

此外，前述實施形態之蒸鍍裝置中，如第8 圖所示，在前述防鍍構件20之開口部21之開口裝設耐熱環23，並使該耐熱環23之頂面部由內周側朝外周側地向下傾斜，則藉由耐熱環23會抑制防鍍構件20之開口部21之開口因熱而變形的同時，即使附著於開口部21之開口之蒸鍍材料T在升降防鍍構件20時剝落而成為鱗片，會在該耐熱環23之頂面部沿著朝外周側向下傾斜的面而導引至防鍍構件20上，可防止其落入旋轉支持體10上或其他蒸鍍材料收容體3內。

再者，前述實施形態之蒸鍍裝置中，在蒸鍍材料T以能束射出裝置5照射能束B並加熱蒸鍍材料T，但也可設置電加熱器等加熱手段(未圖示)而加熱蒸鍍材料T。