真空沉积装置制造方法
【专利摘要】提供了一种可在沉积材料的沉积期间抑制除要测量膜厚度的沉积材料之外的沉积材料附着于膜厚度计且可提高沉积膜厚度的测量精度的真空沉积装置。在真空室（1）中布置有被沉积体（4）和多个蒸发源（2），所述真空室包括包围被沉积体（4）和多个蒸发源（2）之间的空间的筒状体（3）、以及膜厚度计（10）。所述装置被构造成使得从多个蒸发源（2）蒸发的沉积材料（9）穿过筒状体（3）内部，到达被沉积体（4）的表面，并且沉积在该表面上。在膜厚度计（10）与所述多个蒸发源（2）中的至少一个蒸发源（2）之间布置有导管（7），所述导管用于将从所述蒸发源（2）蒸发的沉积材料（9）引导至膜厚度计（10）。导管（7）在蒸发源（2）一侧上的开口表面布置在与所述蒸发源（2）的开口表面大致相同的表面上或者所述蒸发源（2）的内部。
【专利说明】真空沉积装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种真空沉积装置，该真空沉积装置使沉积材料在真空气氛中蒸发并且使该蒸发的沉积材料沉积在被沉积体上。
【背景技术】
[0002]在真空沉积装置中，在真空室中布置有蒸发源和被沉积体，并且在真空室中的压力减小的状态下使沉积材料蒸发并使其沉积在被沉积体上。在这种情况下，加热蒸发源并且使储存在蒸发源中的沉积材料熔化并蒸发，或者通过升华等来使沉积材料蒸发并且使蒸发的沉积材料积累并沉积在被沉积体的表面上。
[0003]在这种真空沉积中，从蒸发源蒸发的沉积材料的平均自由程极长，并且蒸发的沉积材料在真空室中直线行进。然而，整个沉积材料并未行进至被沉积体。换句话说，整个沉积材料并未附着于被沉积体的表面，因而会降低沉积材料的利用率或沉积速度。
[0004]因此公开了下列真空沉积装置(例如，专利文献I):
[0005]筒状体包围这样的空间:其中，布置在真空室中的蒸发源和被沉积体彼此面对，并且使通过加热筒状体而从蒸发源蒸发的材料穿过该筒状体沉积在被沉积体的表面上。由此，已知了通过用筒状体包围具有蒸发源和被沉积体的空间来减少沉积材料利用率降低和沉积速度降低的方法。
[0006]为了制造有机电致发光(EL)元件的发光层和载体输送层等，需要使多种沉积材料共沉积。在这种情况下还公开了使用多个蒸发源并且使多种蒸发的材料在所述材料的混合状态下沉积在被沉积体上的方法(例如，专利文献2)。同样在这种情况下，用筒状体来包围具有多个蒸发源和被沉积体的空间，以便减少沉积材料利用率的降低和沉积速度的降低。
[0007]如上所述，当使多种蒸发的材料共沉积时，需要控制每种沉积材料的沉积速度以便使多种沉积材料以预定的混合比率沉积在被沉积体的表面上。因此，靠近每种沉积材料布置有膜厚度计，测量每种沉积材料的沉积速度，反馈控制每个蒸发源的加热器的加热温度，并且调节每种沉积材料的沉积速度以便符合预定的混合比率。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本未审申请公开N0.09-272703
[0011]专利文献2:日本未审申请公开N0.2004-59982
【发明内容】
[0012]本发明要解决的问题
[0013]然而在上述方法中，通过在筒状体的内表面上的反射或再蒸发来使蒸发的沉积材料混合。因此，用于测量某种沉积材料的沉积膜厚度的膜厚度计会附着上另一种无关的沉积材料。这有可能干扰用膜厚度计进行的沉积速度的正确测量和加热器中正确的反馈控制并且使沉积速度波动。特别地，当要测量膜厚度的沉积材料与全部沉积材料的混合比率低时，即几个百分点或者更低时，附着不测量膜厚度的另一沉积材料的影响会变得显著，并且正确测量膜厚度会变得困难。
[0014]本发明解决了这一问题。本发明提供了一种真空沉积装置，其可在沉积材料的沉积期间抑制除要测量膜厚度的沉积材料之外的沉积材料附着于膜厚度计，并且可提高沉积膜厚度的测量精度。
[0015]解决问题的手段
[0016]本发明的真空沉积装置在真空室中包括被沉积体、多个蒸发源、包围被沉积体和多个蒸发源之间的空间的筒状体、以及膜厚度计。在所述真空沉积装置中，从多个蒸发源蒸发的沉积材料穿过筒状体，到达被沉积体的表面，并且沉积在该表面上。在膜厚度计与所述多个蒸发源中的至少一个之间布置有导管，其将从蒸发源蒸发的沉积材料引导至膜厚度计。导管在蒸发源一侧上的开口表面布置在与蒸发源的开口表面大致相同的水平面上或者蒸发源的内部。
[0017]在本发明中，优选地，导管延伸至蒸发源的内部，并且导管在蒸发源内部的一部分的长度是蒸发源开口表面面积的平方根的两倍或更多倍。
[0018]在本发明中，所述多个蒸发源中的至少一个包括盖体，其布置在与蒸发源的开口表面大致相同的水平面上或者蒸发源的内部从而堵塞蒸发源的开口。盖体包括以下元件:
[0019]沉积孔，其用于将从具有盖体的蒸发源蒸发的沉积材料引导至筒状体中；以及
[0020]膜厚测量孔，其用于将从具有盖体的蒸发源蒸发的沉积材料引导至膜厚度计。
[0021]优选地，在膜厚度计与膜厚测量孔之间布置有所述导管。
[0022]优选地，在盖体上布置有开口面积控制装置，其允许调节沉积孔的开口面积。
`[0023]优选地，在盖体上布置有`开口面积控制装置，其允许调节膜厚测量孔的开口面积。
[0024]在本发明中，优选地，在盖体和导管中的至少一个中布置有加热机构，并且提供了用于控制该加热机构的调温机构。
[0025]本发明的效果
[0026]本发明的真空沉积装置可在沉积材料的沉积期间抑制除要测量膜厚度的沉积材料之外的沉积材料附着于膜厚度计，因此可提高沉积膜厚度的测量精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出本发明真空沉积装置一种实施方式的实施例的示意性剖视图。
[0028]图2是示出所述真空沉积装置另一实施方式的实施例的局部放大的示意性剖视图。
[0029]图3是示出所述真空沉积装置又一实施方式的实施例的示意性剖视图。
[0030]图4是示出所述真空沉积装置再一实施方式的实施例的局部放大的示意性剖视图。
[0031]图5是示出开口面积控制装置一种实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的沉积孔中。
[0032]图6是示出所述开口面积控制装置另一实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的沉积孔中。
[0033]图7是示出所述开口面积控制装置又一实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的沉积孔中。
[0034]图8是示出开口面积控制装置一种实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的膜厚测量孔中。
[0035]图9是示出所述开口面积控制装置另一实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的膜厚测量孔中。
[0036]图10是示出所述开口面积控制装置又一实施方式的实施例的平面图，所述开口面积控制装置布置在所述真空沉积装置中的膜厚测量孔中。
[0037]图11是示出本发明真空沉积装置另一实施方式的实施例的示意性剖视图。
[0038]图12示出了当使用本发明实施方式中的真空沉积装置来实施沉积时的沉积速度的模拟结果。
[0039]图13示出了所述沉积速度的另一模拟结果。
[0040]图14示出了所述模拟结果中沉积速度与膜厚测量孔的直径之间的关系。
【具体实施方式】
[0041]以下描述了本发明的一个示例性实施方式。
[0042]图1示出了本发明中真空沉积装置A—个示例性实施方式的实施例。在本发明的真空沉积装置中，可通过使用真空泵50来排气从而使真空室I的内部减压进入真空状态。
[0043]在所述真空室I中布置有`筒状体3。该筒状体3由有底的方筒或圆筒制成，并且在筒状体3的上表面中形成有作为筒状体开口 3a的开口。在筒状体开口 3a上方布置有基板状的被沉积体4，以使得被沉积体4的下表面面向筒状体开口 3a。被沉积体4并未特别限定，并且可由玻璃基板等制成。
[0044]在所述筒状体3的外周上绕有筒状体加热器36。可通过加热筒状体加热器36来加热筒状体3，所述筒状体加热器36由连接至筒状体加热器36的用于筒状体加热器的电源21供电。用于筒状体加热器的电源21布置在真空室I的外面。
[0045]筒状体3包括用于筒状体的测温装置12，诸如能够测量温度的热电偶。用于筒状体的测温装置12电连接至布置在真空室I外面的筒状体温控器26。筒状体温控器26连接至用于筒状体加热器的电源21。通过这种配置，基于由用于筒状体的测温装置12测得的温度，可通过控制供给筒状体加热器36的电力来改变筒状体加热器36的热量，并且可调节筒状体3的温度。
[0046]筒状体3的底部3c包括多个底孔3b，并且在每个底孔3b中接合并安装有蒸发源
2。蒸发源2的上表面包括蒸发源开口 2a，并且该蒸发源开口 2a布置在与底部3c相同的水平面上。
[0047]在图1的实施例中布置有包括第一蒸发源2x和第二蒸发源2y的两个蒸发源2、2。然而可布置两个或更多个蒸发源。此处，蒸发源2的数量与底孔3b的数量相同。
[0048]每个蒸发源2中都内置有蒸发源加热器35。可通过加热每个蒸发源加热器35来加热每个蒸发源2，所述每个蒸发源加热器35都由连接至蒸发源加热器35的用于蒸发源加热器的每个电源20供电。此处，一个用于蒸发源加热器的电源20布置成用于一个蒸发源2，并且全部电源20都布置在真空室I的外面。
[0049]每个蒸发源2都包括用于蒸发源的测温装置11，诸如能够测量温度的热电偶。每个用于蒸发源的测温装置11都电连接至布置在真空室I外面的每个蒸发源温控器25。每个蒸发源温控器25连接至每个用于蒸发源加热器的电源20。一个用于蒸发源加热器的蒸发源温控器25和一个电源20布置成用于一个蒸发源2。通过这种配置，基于由用于蒸发源的测温装置11测得的温度，可通过控制供给每个蒸发源加热器35的电力来改变每个蒸发源加热器35的热量，并且可调节每个蒸发源2的温度。
[0050]每个蒸发源2中都储存有沉积材料9。沉积材料9可储存在诸如坩埚的单独形成的加热容器中。
[0051]沉积材料9可由任意材料制成，例如用于形成有机电致发光的有机材料。在图1的实施方式中布置有包括第一蒸发源2x和第二蒸发源2y的两个蒸发源2。在这种情况下，相同或不同的沉积材料9x、9y可分别储存在第一蒸发源2x和第二蒸发源2y中。当不同的沉积材料9分别储存在多个蒸发源2中时，可使各种沉积材料9共沉积，并且在被沉积体4上产生共沉积膜。
[0052]用在本发明真空沉积装置A中的膜厚度计10 (IOxUOy)并未特别限定，只要它们能测量沉积膜厚度。例如可使用石英振荡器型膜厚度计。石英振荡器型膜厚度计可自动测量附着地沉积在石英振荡器表面上的沉积膜厚度。在本发明中布置有多个膜厚度计10(图1中的膜厚度计10x、10y)。每个膜厚度计10电连接至布置在真空室I外面的沉积速度控制器24。沉积速度控制器24连接至全部用于蒸发源加热器的电源20。通过这种配置，当在沉积期间意图基于由膜厚度计10测得的膜厚度值而改变沉积速度时，可通过改变由用于蒸发源加热器的电源20供应的电力来调节沉积速度。
[0053]本发明的真空沉积装置A包括导管7。该导管7包括在其内部作为通气道7a的空间并且包括在其两端的开口。如图1所示，导管7可布置成使得其一个开口端(下侧)定位在与蒸发源2 (2y)的开口表面(即蒸发源开口 2a)大致相同的水平面(或者刚好相同的水平面)上。作为选择，如图2所示，导管7可布置成使得所述一个开口端定位在蒸发源2(2y)的内部。蒸发源2的内部是指蒸发源开口 2a与蒸发源2底部之间的空间。特别地，当沉积材料9储存在蒸发源2中时，蒸发源2的内部是指沉积材料9与蒸发源开口 2a之间的空间。
[0054]如图2所示，当导管7的一个开口端布置在蒸发源2的内部时，优选地，导管7在蒸发源2内部的一部分的长度是蒸发源开口 2a (蒸发源2的开口表面)面积的平方根的两倍或更多倍。换句话说，当导管7的一个开口端伸入蒸发源2中时，优选地，满足关系L≥2X V A ( V A表示A的平方根)。此处，A (单位例如mm2)示出了蒸发源开口 2a的面积，并且L (单位例如mm)示出了导管7在蒸发源2内部的部分的长度。在这种情况下，如下述模拟结果所示，在沉积材料9的沉积期间容易地抑制除要测量膜厚度的沉积材料9之外的沉积材料9附着于膜厚度计10，并且可提高沉积膜厚度的测量精度。所述面积A不包括蒸发源2边缘的面积。
[0055]导管7的另一开口端(上侧)穿过形成于筒状体3侧壁表面中的通孔3d从筒状体3被引出，并且延伸至布置在筒状体3外面的膜厚度计10 (IOy)的附近。在导管7上侧上的开口端可与膜厚度计IOy接触。当在导管7上侧上的开口端和膜厚度计IOy彼此不接触时，优选地，它们之间的距离是300mm或更小。
[0056]如上所述，通过提供导管7，从蒸发源2 (2y)蒸发的沉积材料9 (9y)从导管7的一个开口端进入导管?内部的通气道7a中，穿过通气道7a，从导管7的另一开口端离开，并且到达膜厚度计10y。
[0057]在图1和图2的实施方式中，导管7从膜厚度计10的一侧延伸至蒸发源开口 2a，并且在蒸发源开口 2a上方弯折成使得其大致下垂至蒸发源开口 2a。本发明并未限定于此。换句话说，在图2的实施方式中，导管7大致下垂至蒸发源开口 2a并且伸入蒸发源2中。然而，导管7可伸入蒸发源2中以使得导管7成锐角进入蒸发源2的开口表面。在这种情况下，优选地，导管7的存在于蒸发源2中开口端的开口表面形成为平行于蒸发源开口 2a。图2中未示出膜厚度计10和筒状体3。
[0058]在本发明的真空沉积装置A中，如图3的实施方式所示，在导管7上可布置有盖体
6。在该实施方式中，导管7和盖体6布置成用于第二蒸发源2y。反之，导管7和盖体6可布置成用于第一蒸发源2x。作为选择，所述导管7和盖体6可布置成用于两个蒸发源2。以下，作为一个实施例描述了导管7和盖体6布置成用于第二蒸发源2y的情况。
[0059]盖体6形成为板状，其可定位在蒸发源开口 2a的上表面上并且堵塞蒸发源开口。此外，盖体6包括两个孔:沉积孔17和膜厚测量孔16。如上所述，当盖体6布置在蒸发源2上时，沉积孔17和膜厚测量孔16定位在与蒸发源2开口表面大致相同的水平面上。
[0060]沉积孔17是用于将从具有盖体6的蒸发源2y蒸发的沉积材料9y导入筒状体3中的孔。沉积孔17的形状并未特别限定。例如，该形状可以是圆形，并且其直径优选地是
0.5-50_。形成于盖体6中的沉积孔17的数量可以仅为一个或者两个或更多个。
[0061]膜厚测量孔16是用于将从具有盖体6的蒸发源2y蒸发的沉积材料9y引导至布置在筒状体3外面的膜厚度计IOy的孔。膜厚测量孔16的形状并未特别限定。例如，该形状可以是圆形，并且其直径优选地是`0.5-50mm。
[0062]当盖体6按照上述布置时，如图3所示，导管7布置在膜厚测量孔16与膜厚度计10之间，并且导管7的一个开口端(开口表面)可布置在与膜厚测量孔16大致相同的水平面上或者布置成堵塞膜厚测量孔16。其它配置与图1和图2的实施方式中所描述的相同。
[0063]如图4所示，盖体6可定位在蒸发源2的内部。同样在该实施方式中，导管7的开口端(开口表面)布置在与膜厚测量孔16大致相同的水平面上或者布置成堵塞膜厚测量孔
16。优选地,盖体6的外缘固定于蒸发源2的内壁表面。同样在该实施方式中,优选地,导管7在蒸发源2内部的一部分的长度是蒸发源开口 2a (蒸发源2的开口表面)面积的平方根的两倍或更多倍(L3 2X V A)。
[0064]此外，优选地，导管7横截面的直径大于膜厚测量孔16的直径。在这种情况下，可抑制已穿过膜厚测量孔16的沉积材料9y从导管7泄漏而出，可减少膜厚度测量的误差以增加测量精度。
[0065]通过图3和图4的实施方式，特别地，容易地抑制了除要测量膜厚度的沉积材料9之外的沉积材料9附着于膜厚度计10，并且可进一步提高沉积膜厚度的测量精度。
[0066]接下来描述在本发明的真空沉积装置A中使沉积材料9沉积至被沉积体4的方法。在该描述中，如图3所示，真空沉积装置A包括两个蒸发源2，即第一蒸发源2x和第二蒸发源2y。盖体6布置成用于第二蒸发源2y，并且使两种沉积材料9x、9y共沉积。
[0067]首先，每种沉积材料9都储存在布置在每个蒸发源2中的每个加热容器中。例如，第一沉积材料9x可储存在第一蒸发源2x中，第二沉积材料9y可储存在第二蒸发源2y中，反之亦然。接下来，运行真空泵50以使得真空室I的内部减压进入真空状态。
[0068]随后，通过用于蒸发源加热器的电源20和用于筒状体加热器的电源21供电来加热蒸发源加热器35和筒状体加热器36，并且加热筒状体3和每个蒸发源2。此时，在全部沉积材料9，即第一沉积材料9x和第二沉积材料9y两者都已蒸发且未分解的温度下加热筒状体3。通过这种加热，每种沉积材料9通过升华或熔化而逐渐蒸发，由此开始了每种沉积材料9的蒸发。
[0069]从不包括盖体6的第一蒸发源2x蒸发的第一沉积材料9x直接朝向筒状体开口 3a行进，或者在筒状体3的内壁表面上被反射的同时朝向其行进。最后，第一沉积材料9x到达并附着于被沉积体4的下表面，并且沉积在被沉积体4上以形成沉积膜。在使沉积材料9x、9y蒸发的温度下加热筒状体3，以便可抑制沉积材料9x、9y附着于筒状体3的内壁表面。
[0070]另一方面，从包括盖体6的第二蒸发源2y蒸发的第二沉积材料9y穿过布置在盖体6中的沉积孔17和膜厚测量孔16中的一个。已穿过沉积孔17的沉积材料9y进入筒状体3，并且按照类似上述的方式在被沉积体4上产生沉积膜。已穿过膜厚测量孔16的沉积材料9y进入导管7的通气道7a中，穿过通气道7a，到达膜厚度计IOy，并且沉积在膜厚度计IOy上。
[0071 ] 同样在不包括盖体6的图1和图2实施方式的真空沉积装置A中，从蒸发源2蒸发的沉积材料9进入导管7的通气道7a和筒状体3中。随后，沉积膜在被沉积体4上产生，并且沉积膜还穿过导管7在膜厚度计10上产生。
[0072]在膜厚度计IOy上产生的沉积膜厚度与在被沉积体4上产生的沉积膜厚度之间存在有关系，以使得可基于由膜厚度计IOy测得的厚度值来间接检测在被沉积体4上产生的沉积膜厚度。因此，当通过膜厚度计IOy来测量每单位时间的沉积膜厚度时计算出了沉积速度。因此可基于膜厚度的测量结果来改变沉积速度。为了改变沉积速度，对要供给用于蒸发源的测温装置11的电力进行调`节。
[0073]在本发明的真空沉积装置A中，导管7布置在一个蒸发源2 (2y)与一个膜厚度计10 (IOy)之间，以便抑制从另一蒸发源2 (2x)蒸发的沉积材料9 (9x)附着于膜厚度计IOy0由此，抑制了储存在另一蒸发源2 (2x)中的并非测量对象的沉积材料9 (9x)附着于膜厚度计10 (IOy)0因此可更精确地测量从蒸发源2 (2y)蒸发的沉积材料9 (9y)的厚度。因此，可基于膜厚度计IOy的测量结果更精确地实施对蒸发源加热器35的反馈控制，并且可抑制沉积速度的波动。由此，提高了由膜厚度计IOy产生的测量精度，以便可更精确地控制在被沉积体4上产生的沉积膜厚度。
[0074]此外，抑制了超过必要量的沉积膜附着于膜厚度计10y。例如，当使用石英振荡器型膜厚度计作为膜厚度计IOy时，可最小化石英振荡器振荡频率或振荡强度的减小和偏差。因此，可有利地延长石英振荡器的寿命。可微调沉积材料9y在膜厚度计IOy上的附着量，以便可省去响应于沉积速度适当地调整蒸发源与膜厚度计之间的位置关系从而微调附着量的麻烦。
[0075]特别地，当盖体6布置在蒸发源2中并且膜厚测量孔16通过导管7连接至膜厚度计10时，可进一步抑制从另一蒸发源2蒸发的沉积材料9附着于该膜厚度计10。因此，与不包括盖体6的真空沉积装置A相比，可更精确地将蒸发的沉积材料9引导至膜厚度计10和被沉积体4，减少了在不期望的位置上的附着，因此，上述效果变得显著。[0076]接下来，描述本发明真空沉积装置A的另一实施方式。例如，沉积孔17可包括开口面积控制装置15。通过开口面积控制装置15可任意调节沉积孔17的开口面积，并且可控制从蒸发源2蒸发的沉积材料9的流量。
[0077]作为开口面积控制装置15，例如图5所示，可采用节流机构111。该节流机构111包括圆板状构件61和大致平行四边形形状的多个节流叶片构件62。圆板状构件61形成为所谓的环形，在其中部内具有圆形孔洞61a。圆板状构件61中的孔洞61a的直径大致等于沉积孔17的直径，并且孔洞61a和沉积孔17彼此重叠。节流叶片构件62环绕圆板状构件61的外周，并且部分地定位在圆板状构件61的下方。邻近的节流叶片构件62布置成使得它们的端部彼此重叠。
[0078]通过将支撑销60插入节流叶片构件62每个的一角中而将节流叶片构件62附连在盖体6上，并且每个节流叶片构件62都可绕支撑销60旋转。
[0079]节流叶片构件62可响应于来自外部的电信号而旋转。特别地，每个节流叶片构件62都沿盖体6的上表面朝向沉积孔17绕支撑销60旋转。每个节流叶片构件62都可顺时针或逆时针旋转，但优选地取最短距离(沿图中5的箭头方向)旋转。所有的节流叶片构件62同时开始旋转，并且旋转相同的角度。由此，节流叶片构件62的旋转允许沉积孔17的开口从外周开始被逐渐减少和堵塞。节流叶片构件62旋转角度的调节允许了沉积孔17开口面积的调节。节流机构111可将旋转开的节流叶片构件62返回至原始位置，并且可打开或关闭沉积孔17的开口。
[0080]作为开口面积控制装置15，例如图6所示，可采用旋转机构101。旋转机构101由平板构件64形成，并且其靠近沉积孔17布置在盖体6上。平板构件64具有圆板形状，但本发明并非限定于此。该平板构件64可具有另一形状，诸如椭圆形、矩形、或者三角形。平板构件64设置成大于沉积孔17的开口。
[0081]通过插入支撑销60以从`表面穿透平板构件64来将平板构件64附连在盖体6上。平板构件64可响应于来自外部的电信号沿盖体6的上表面(例如沿图6中的箭头方向)绕支撑销60旋转。旋转方向可以是顺时针或逆时针。
[0082]平板构件64的旋转允许部分地堵塞沉积孔17的开口，并且响应于堵塞程度来调节开口面积。平板构件64可返回至原始位置以便可打开或关闭沉积孔17的开口。
[0083]作为另一开口面积控制装置15，例如图7所示，可采用滑动机构121。按照类似上述的方式，通过一对轨道构件63来保持用于调节沉积孔17开口面积的平板构件64，并且所述平板构件64可从这对轨道构件63的一端侧滑动至另一端侧。这对轨道构件63并行布置成使得沉积孔17夹在它们之间。
[0084]当平板构件64响应于从外部发送的电信号沿轨道构件63滑动时，沉积孔17的开口被部分地堵塞，并且响应于堵塞程度来调节开口面积。由于平板构件64可在这对轨道构件63的两端之间往复，滑动机构121可打开或关闭沉积孔17的开口。
[0085]本发明的真空沉积装置A可包括上述的各种开口面积控制装置15，以便可省去为不同开口面积的沉积孔17而分别形成多个盖体6的麻烦。
[0086]此外，所有的开口面积控制装置15都可将沉积孔17的开口面积调控至期望值。因此，当意图改变从蒸发源2蒸发的沉积材料9的沉积速度时，通过改变开口面积可容易地改变沉积速度。还可在共沉积期间调节开口面积，以便甚至在沉积期间可通过调节开口面积来改变沉积速度。
[0087]在本发明的真空沉积装置A中，开口面积控制装置15也可布置在膜厚测量孔16中。同样在这种情况下，通过开口面积控制装置15可任意调节膜厚测量孔16的开口面积，并且可控制从蒸发源2蒸发的沉积材料9的流量。
[0088]作为布置在膜厚测量孔16中的开口面积控制装置15，如图8-10所示，可采用具有与上述配置相似配置的节流机构111、旋转机构101、以及滑动机构121中的一个。节流机构111的节流叶片构件62以及旋转机构101和滑动机构121的平板构件64在导管7的在孔16 —侧的开口与膜厚测量孔16之间调节膜厚测量孔16的开口面积。布置在膜厚测量孔16中的节流机构111的节流叶片构件62以及旋转机构101按照与布置在沉积孔17中的节流机构和旋转机构类似的方式运行。
[0089]当开口面积控制装置15也布置在膜厚测量孔16中时，可容易地调节膜厚测量孔16的开口面积，并且可控制到达膜厚度计10的沉积材料9的流量和沉积速度。
[0090]开口面积控制装置15可仅布置在沉积孔17和膜厚测量孔16中的一个中，或者可布置在两者中。当开口面积控制装置15布置在沉积孔17和膜厚测量孔16两者中时，孔17和孔16独立地被打开或关闭。
[0091]图8示出了本发明真空沉积装置A另一实施方式的实施例。在该实施方式中，本发明的真空沉积装置A也可在盖体6和导管7中包括诸如加热器的加热机构40和用于调节加热机构40温度的调温机构41。
[0092]盖体加热器37作为布置在盖体6中的加热机构40而被采用，并且其附连在盖体6的表面上。该盖体加热器37连接至布置在真空室外面的用于盖体加热器的电源22。盖体加热器37通过用于盖体加热器的电源22供电来产生热量，由此加热盖体6。
[0093]作为用于调节诸如盖体加热器37的加热机构40温度的调温机构41，可采用盖体温控器27和连接至所述盖体温控器27的盖体测温装置13。盖体测温装置13可布置在盖体6的表面上。作为盖体测温装置13，例如可采用能够测量温度的热电偶。盖体测温装置13电连接至布置在真空室I外面的盖体温控器27。盖体温控器27连接至用于盖体加热器的电源22。通过这种配置，基于由盖体测温装置13测得的温度，可通过控制供给盖体加热器37的电力来改变盖体加热器37的热量，并且可调节盖体6的温度。
[0094]导管加热器38作为布置在导管7上的加热机构40而被采用，并且其附连在导管7的外周上。该导管加热器38连接至布置在真空室外面的用于导管加热器的电源23。导管加热器38通过用于导管加热器的电源23供电来产生热量，由此加热导管7。
[0095]布置在导管7中的加热机构40还包括用于调节加热机构40温度的调温机构41。特别地，可采用导管温控器28和连接至导管温控器28的导管测温装置14。导管测温装置14可布置在导管7的表面上。作为导管测温装置14，例如可采用能够测量温度的热电偶。导管测温装置14电连接至布置在真空室I外面的导管温控器28。通过这种配置，基于由导管测温装置14测得的温度，可通过控制供给导管加热器38的电力来改变导管加热器38的热量，并且可调节导管7的温度。
[0096]在当前实施方式中，加 热机构40和调温机构41可布置在盖体6和导管7中的任意一个中，或者可布置在它们两者中。
[0097]由于加热机构40和调温机构41布置在盖体6或导管7中，可抑制沉积材料9附着于盖体6或导管7。因此，减少了改变沉积孔17和膜厚测量孔16传导率的可能性，沉积速度变得稳定，并且可进一步严格控制沉积膜厚度。通常，沉积材料9取决于盖体6或导管7的材料和形状而倾向附着于盖体6或导管7并且常难以控制沉积速度。在本发明中，由于上述配置，盖体6或导管7的材料和形状可做成几乎不影响这种控制。
[0098]在本发明中，真空沉积装置A可不包括盖体6，或者可在导管7中包括与上述类似的加热机构40和调温机构41。
[0099]在本发明的真空沉积装置A中，在图3和图11的实施方式中，盖体6布置在第二蒸发源2y中。然而，盖体6可布置在第一蒸发源2x中。在这种情况下，单独布置用于测量从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9的沉积膜厚度的膜厚度计10x。如上所述，该膜厚度计IOx可通过导管7连接至布置在第一蒸发源2x中的盖体6的膜厚测量孔16。为此，在筒状体3的侧壁表面上单独布置有用于使导管7穿过的通孔3d。在本发明的真空沉积装置A中，盖体6和导管7可同时附连在第一蒸发源2x和第二蒸发源2y两者上。
[0100]由此，对应于蒸发源2来布置膜厚度计10。例如，膜厚度计IOx布置成用于蒸发源2x，以及膜厚度计IOy布置成用于蒸发源2y。因此，可测量从每个蒸发源2蒸发的沉积材料9的沉积膜厚度。
[0101](用真空沉积装置A进行的模拟验证)
[0102]以下描述了使用本发明的真空沉积装置A产生的沉积膜的沉积速度和厚度的模拟。特别地，当三(8-羟基喹啉)铝配合物(Alq3)作为沉积材料9来沉积时，使用直接模拟蒙特卡洛方法来计算来自蒸发源2的沉积速度。在模拟计算中，基于Alq3的分子量、分子尺寸、以及蒸发温度来设置计算条件。
[0103]在用于模拟的真空沉积装置A中，筒状体3具有长方体的方筒形状，内壁的宽度是200mm,进深是100mm，高度是200mm，并且筒状体3的加热温度是300°C。布置有两个蒸发源2，即第一蒸发源2x和第二蒸发源2y。Alq3储存在每个蒸发源2中。第一蒸发源2x和第二蒸发源2y每个都具有圆筒形状并且包括直径30mm的蒸发源开口 2a。此时，蒸发源开口2a的面积A是706.5mm2,并且2 V A的值大约是53.2mm。
[0104]第一蒸发源2x和第二蒸发源2y的蒸发源开口 2a的两个中心定位成沿180°相反方向(左和右)距筒状体3底部3b的中心65mm。
[0105]首先，实施这样的模拟以作为参考:盖体6和导管7既不附连至第一蒸发源2x也不附连至第二蒸发源2y。在这样的两个条件下实施模拟:从第一蒸发源2x到被沉积体4的沉积速度与从第二蒸发源2y到被沉积体4的沉积速度的比率是1:0.01以及1:0.1。图12示出了当两个沉积速度之间的比率是1:0.01时的模拟结果。图13和表1示出了当两个沉积速度之间的比率是1:0.1时的模拟结果。
[0106]图12中示出了如下的(无盖体6和导管7)的模拟结果:
[0107]从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x以这样的沉积速度到达第二膜厚度计IOy:其沉积速度是从第二蒸发源2y蒸发的沉积材料9y沉积速度的30倍或者更多倍。
[0108]在图13和表1中，当两个沉积速度之间的比率是1:0.1时，沉积材料9x以这样的沉积速度行进:其沉积速度大约是沉积材料9y沉积速度的3.5倍。图12和图13示出了当从第二蒸发源2y到第二膜厚度计IOy的沉积材料9y的沉积速度设为I时的相对沉积速度。[0109]类似地，在以下情况下实施了模拟:
[0110]仅在第二蒸发源2y中布置有导管7，并且导管7在蒸发源2 —侧上的开口表面布置在与蒸发源2的开口表面相同的水平面上；
[0111]仅在第二蒸发源2y中布置有导管7，并且导管7在蒸发源2 —侧上的开口表面伸入蒸发源2中55_ ；以及
[0112]在第二蒸发源2y中布置有盖体6和导管7两者，并且盖体6布置在与蒸发源开口2a相同的水平面上。
[0113]在导管7在蒸发源2 —侧上的开口表面伸入蒸发源2中55mm的情况下，使导管7进入蒸发源2的延伸方向大致与蒸发源2的开口表面正交。55mm的长度大于2 V A的值(53.2mm)ο
[0114]盖体6具有直径2mm的圆形沉积孔17和直径2mm的圆形膜厚测量孔16。导管7一端的开口表面面向膜厚测量孔16，并且相对于盖体6的表面(或蒸发源开口 2a)形成60°角。导管7的另一端穿过在筒状体3侧壁表面中形成的通孔3d延伸至第二膜厚度计IOy的附近。
[0115]类似地，在这样的两个条件下实施评估:从第一蒸发源2x到被沉积体4的沉积速度与从第二蒸发源2y到被沉积体4的沉积速度的比率是1:0.01以及1:0.1。图12示出了当两个沉积速度之间的比率是1:0.01时的模拟结果。图13和表1示出了当两个沉积速度之间的比率是1:0.1时的模拟结果。
[0116]首先详述两个沉积速度之间的比率是1:0.01的情况。根据如图12所示的两个沉积速度之间比率的结果，抑制了从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x附着于第二膜厚度计IOy0此处，假设从第二蒸发源2``y到第二膜厚度计IOy的沉积材料9y的沉积速度为I。特别地，从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的附着量大约是沉积材料9y附着量的2%，并且是未布置有盖体6和导管7情况下的附着量的1/1000或以下。在具有图3配置的真空沉积装置A中，导管7和盖体6布置在第二蒸发源2与第二膜厚度计IOy之间。因此，有效抑制了从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的附着。因此，对由从第二蒸发源2y蒸发的沉积材料9y的沉积膜测得的膜厚度的影响是小的，并且可更精确地调节从第二蒸发源2y蒸发的沉积材料9y的沉积速度。
[0117]如图13和表1所示，同样在两个沉积速度之间的比率是1:0.1的情况下，从第一蒸发源2x到第二膜厚度计IOy的沉积材料9x的沉积速度在仅布置有导管7或者布置有盖体6和导管7两者时低于未布置有盖体6和导管7时。特别地，当导管7的开口表面布置在与蒸发源开口 2a相同的水平面上时(图中13和表1中描述了“蒸发源开口表面”)，沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的沉积速度大约是沉积材料9y的沉积速度的80%。对沉积材料9y沉积速度的反馈控制与当未布置有盖体6和导管7时的相比更容易。当导管7的开口表面超过蒸发源开口 2a延伸了 55mm时(图中13和表1中描述了 “55mm的延伸”)，沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的沉积速度大约是沉积材料9y沉积速度的20%。这预示着对沉积材料9y沉积速度的反馈控制更容易。当布置有盖体6和导管7两者时，从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的附着量大约是沉积材料9y附着量的0.2%，即大幅地抑制了从第一蒸发源2x蒸发的沉积材料9x到第二膜厚度计IOy的附着量。这预示着对沉积材料9y沉积速度的反馈控制尤其容易。[0118]此处，假设从第二蒸发源2y到被沉积体4的沉积材料的沉积速度是0.01 A/s在这种情况下，如图14所示，当未布置有盖体6和导管7时，从第二蒸发源2y到第二膜厚度计IOy的沉积材料9y的沉积速度是0.004 A/s。换句话说，这预示着从第二蒸发源2y到第二膜厚度计IOy的沉积材料9y的附着量是小的。
[0119]当布置有盖体6和导管7两者并且改变膜厚测量孔16的直径时，沉积速度随直径而改变。例如，当膜厚测量孔16的直径是2mm时，从第二蒸发源2y到第二膜厚度计IOy的沉积材料9y的沉积速度大约是未布置有盖体6和导管7时的25倍。由此，这预示着当布置有盖体6和导管7两者时，沉积材料9x的附着的影响是小的。
[0120]假设用于实施长时间稳定控制的适当沉积速度大约是0.1人/s时，膜厚测量孔16的直径根据图14优选地设为2_。由此，在本发明的真空沉积装置A中，可仅通过适当调节膜厚测量孔16的直径来将沉积膜的沉积速度调节至期望值。
[0121][表1]
【权利要求】
1.一种真空沉积装置，其在真空室中包括: 多个蒸发源； 被沉积体； 包围被沉积体和所述多个蒸发源之间的空间的筒状体；以及 膜厚度计， 其中 从所述多个蒸发源蒸发的沉积材料穿过所述筒状体，到达所述被沉积体的表面，并且沉积在所述表面上， 在膜厚度计与所述多个蒸发源中的至少一个之间布置有导管，所述导管将从所述蒸发源蒸发的所述沉积材料引导至所述膜厚度计，并且 所述导管在所述蒸发源一侧上的开口表面布置在与所述蒸发源开口表面大致相同的水平面上或者所述蒸发源的内部。
2.如权利要求1所述的真空沉积装置，其中 所述导管延伸至所述蒸发源的内部，并且所述导管的一部分的长度是所述蒸发源开口表面面积的平方根的两倍或更多倍，所述一部分存在于所述蒸发源的内部。
3.如权利要求1或2所述的真空沉积装置，其中 所述多个蒸发源中的至少一个包括盖`体，所述盖体布置在与所述蒸发源的开口表面大致相同的水平面上或者所述蒸发源的内部从而堵塞所述蒸发源的开口， 所述盖体包括: 沉积孔，其用于将从具有所述盖体的蒸发源蒸发的沉积材料引导至所述筒状体中；以及 膜厚测量孔，其用于将从具有所述盖体的蒸发源蒸发的沉积材料引导至所述膜厚度计，并且 在所述膜厚度计与所述膜厚测量孔之间布置有所述导管。
4.如权利要求3所述的真空沉积装置，其进一步在所述盖体上包括开口面积控制装置，所述开口面积控制装置允许调节所述沉积孔的开口面积。
5.如权利要求3或4所述的真空沉积装置，其进一步在所述盖体上包括开口面积控制装置，所述开口面积控制装置允许调节所述膜厚测量孔的开口面积。
6.如权利要求3-5中任意一项所述的真空沉积装置，其进一步包括: 在所述盖体和所述导管中的至少一个中的加热机构；以及 用于控制所述加热机构的调温机构。
【文档编号】C23C14/24GK103518001SQ201280013425
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】宫川展幸, 西森泰辅, 安食高志 申请人:松下电器产业株式会社