用于蒸发单元的再加载方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在基质上蒸发和真空沉积材料的领域。
[0002]更具体地，本发明涉及一种再加载蒸发单元的方法，该蒸发单元用于使材料蒸发，以将该材料沉积在安置于真空沉积室中的基质上。
【背景技术】
[0003]真空沉积设备能使在蒸发室中蒸发的材料，如半导体材料或化合物(例如，硅、砷化镓、磷化铟等)、无机材料(例如，砸、锑、磷)、或者有机材料(例如，三(8-羟基喹啉)铝
(III)或Alq3等)沉积到安置于保持真空的沉积室中的基质上。
[0004]更具体地，这种设备包括用于蒸发该材料的蒸发单元、包含待蒸发材料并且与所述蒸发单元的蒸发室相接合的第一坩祸、以及蒸发装置，该蒸发装置设置成将该第一坩祸置于蒸发条件下，以产生经过蒸发室输出开孔的材料蒸汽流，该输出开孔接合到注射器上以将蒸气喷射到真空沉积室中。
[0005]为了保证几乎连续的生产，可开发出一种蒸发单元，它利用包含大量待蒸发材料的大容量坩祸，使在大数量连续基质上沉积材料成为可能。
[0006]然而，在使用大容量坩祸时，在能再加载蒸发单元之前需要为了替换坩祸而等待所述坩祸冷却，进而使蒸发室的热稳定性不受取出热坩祸和将冷坩祸导入蒸发室的干扰。
[0007]而且，蒸发单元的再加载导致生产的长时间中断，因为在从蒸发单元释放第一坩祸之前不能准备用于蒸发的新坩祸。
[0008]根据坩祸的尺寸，该生产的中断可为数小时到数天，这减少了产量并增加了在基质上沉积材料操作的成本。
[0009]为了保持连续生产，还可使用如文献WO 2006/001205描述的真空沉积设备，该真空沉积设备具有分开的两个蒸发单元。
[0010]然而，在同一真空沉积设备上整合多个蒸发单元是复杂和高成本的。
【发明内容】
[0011]为了改善前述现有技术的缺点，本发明提供一种能减少或免除沉积处理中断时间的蒸发单元再加载方法，实施沉积处理的真空沉积设备使用了该蒸发单元。
[0012]为此，本发明涉及一种用于再加载蒸发单元的方法，该蒸发单元用于蒸发要沉积到被安放在真空沉积室中的基质上的材料，使包含所述待蒸发材料的第一坩祸与所述蒸发单元的蒸发室相接合，设置蒸发装置以将所述第一坩祸设置在蒸发条件(环境，状况)下以便生成经过所述蒸发室输出开孔的材料蒸汽流，所述输出开孔附接在注射器(喷射器)上，以用于将所述蒸汽喷射到所述真空沉积室中，所述再加载方法包括:
[0013]-将第二坩祸加载到(装入)加载室中的步骤，该第二坩祸包含待蒸发材料，该加载室与所述相邻蒸发室预先隔离，所述加载室中的压力显著大于该真空沉积室中的压力，
[0014]-在所述引入步骤之后，封闭(密封)加载室的步骤，用于使加载室内的压力回到与蒸发所述第一坩祸时的该蒸发室中的压力相当的水平，
[0015]-在所述封闭步骤之后，使所述第一坩祸从所述蒸发室释放(脱离接合)的步骤，在该步骤中所述第一坩祸被从所述蒸发室转移到所述加载室；
[0016]-在释放第一坩祸的所述步骤之后，使所述第二坩祸与所述蒸发室接合的步骤，和
[0017]-在接合所述第二坩祸的所述步骤之后，将所述第二坩祸置于蒸发条件下以生成经过所述蒸发室的输出开孔的材料蒸汽流的步骤。
[0018]根据本发明，在接合所述第二坩祸的所述步骤中，使所述加载室与所述蒸发室以及与所述真空沉积室隔离。
[0019]由于通过接合第一坩祸与蒸发室得到隔离，本发明的再加载方法允许用单个蒸发室和单个加载室快速更换坩祸，而不长时间中断沉积处理。
[0020]事实上，由于所述加载室预先与所述蒸发室相隔离，在释放第一坩祸的步骤之前，在第一坩祸在蒸发单元内进行蒸发的过程期间准备第二坩祸。
[0021]在使用需要频繁更换坩祸的小体积坩祸的情况下，该再加载方法特别适用。
[0022]此外，根据本发明方法的其它有利的和非限制性的特征如下:
[0023]-在加载所述第二坩祸的所述步骤中，开启所述加载室的舱门，并从所述蒸发单元的外部将所述第二坩祸经由所述舱门引入所述加载室；
[0024]-在所述封闭步骤中，关闭所述舱门以便相对于所述蒸发单元的外部密封，并在所述加载室的内部执行泵送(泵浦)；
[0025]-在释放第一坩祸的所述步骤中，通过与所述加载室和所述蒸发室相连通的插口而从所述蒸发室取出所述第一坩祸，在接合所述第二坩祸的所述步骤中，通过经由所述插口而将第二坩祸插入所述蒸发室中，以密封的方式闭塞(封闭)所述插口以使所述加载室与所述蒸发室隔离；
[0026]-所述再加载处理方法在使所述第二坩祸与所述蒸发室接合的所述步骤之前包括在所述加载室中准备所述第二坩祸的步骤，以减少将所述第二坩祸置于蒸发条件下的所述步骤的持续时间；
[0027]-所述准备步骤包括在所述加载室中预加热所述第二坩祸直至预设的预加热温度的步骤。
【附图说明】
[0028]下面将参照附图详细描述本发明的实施例，在附图中:
[0029]-图1为根据本发明实施例的真空沉积设备竖直剖面的整体示意图，该真空沉积设备具有蒸发单元和真空沉积室；
[0030]-图2A为蒸发单元的第一示例的竖直剖面的示意图，该蒸发单元具有与充满的第一坩祸接合的蒸发室以及包括空坩祸的相邻待加载室；
[0031]-图2B为图2A的区域II的细节图；
[0032]-图3为用充满的第二坩祸装载加载室时图2A的蒸发单元的竖直剖面示意性视图；
[0033]-图4为在第一坩祸蒸发期间图2A的蒸发单元的竖直剖面的示意图；
[0034]-图5为从蒸发室释放空的第一坩祸之前图2A的蒸发单元的竖直剖面的示意性视图；
[0035]-图6为从蒸发室释放空的第一坩祸之后图2A的蒸发单元的竖直剖面的示意性视图；
[0036]-图7为使充满的第二坩祸与蒸发室接合之前图2A的蒸发单元的竖直剖面的示意性视图；
[0037]-图8为在执行将第二坩祸设置在环境中的步骤期间在使第二坩祸与蒸发室接合之后图2A的蒸发单元的竖直剖面的示意性视图；
[0038]-图9A为蒸发单元的第二示例的竖直剖面的示意性视图；
[0039]-图9B为图9A的区域IX的细节视图，其中示出用于阻挡图9A的蒸发单元的加载室和蒸发室之间的插入开口的装置；
[0040]-图10为蒸发单元的第三示例的示意性示图，它具有位于蒸发室和注射器之间的密封阀；
[0041]-图11为图10的蒸发单元的第三示例的变化形式的示意性视图，其中蒸发室的外壳与真空沉积室隔离；
[0042]-图12为具有两个不同蒸发室的蒸发单元的第四示例的示意性视图。
【具体实施方式】
[0043]在接下来的公开内容中，通过参考相对安装真空沉积设备的舱室的竖直方向而使用术语“顶部”和“底部”，顶部指示转向舱室天花板的侧面，底部指示朝向地板的侧面。同样地，术语“下”和“上”指示分别朝向底部和顶部的侧面。
[0044]图1示出真空沉积设备I的竖直剖面的整体示意性视图，该真空沉积设备I 一方面具有蒸发单元10，另一方面具有真空沉积室20。
[0045]以通常的方式，真空沉积设备I的蒸发单元10用于蒸发材料，以将该材料沉积在基质2上，该基质2安置在真空沉积室20中，此处在真空沉积室20的底部部分23上。
[0046]在接下来的详细描述中，设置蒸发单元10以生成所述材料的上游蒸汽流3，通过注射管道14将上游蒸汽流3自蒸发单元10运载到位于真空沉积室20的顶部部分22中的注射器13。
[0047]蒸发单元10和真空沉积室20通过管状连接器5相连，注射管道14通过该管状连接器。
[0048]蒸发单元10的注射器13将通过注射管道14运载的材料蒸汽沿向下朝向基质2的下游蒸汽流4喷射到真空沉积室20中，以将材料沉积在基质2的朝向注射器13的上表面2A上。
[0049]注射器13适于优化朝向基质2的下游蒸汽流4的特性，例如流量或其空间分布，以使沉积在基质2的上表面2A上的材料层呈现要求性能，如根据特定应用而变的厚度、表面状态、传导性等。
[0050]在注射器13的内部设置有加热装置(未示出)，以避免材料蒸汽在注射器13内部冷凝，该冷凝会对其运行产生不利影响。
[0051]为了在真空沉积室20的内部实施和维持真空，真空沉积设备I包括连接在真空沉积室20上的泵装置6，该泵装置的泵送能力根据真空沉积室20的内体积来调节。
[0052]所述泵装置6于此处包括涡轮分子泵或低温泵，其将真空沉积室20内部的压力水平降低到ICT3至1-8Torr0
[0053]现在参照图2到9B描述蒸发单元10的第一示例，它用于产生朝向注射器13的下游蒸汽流3。还将描述根据本发明的再加载方法，该方法能够开发几乎连续的蒸发单元10，即限制下游蒸汽流3的生产的停止时间。
[0054]如图2A所示，真空沉积设备I的蒸发单元10首先具有外壳11，该外壳此处为大体圆柱体形状，包括侧壁11A、上壁IIB (或“顶壁”)和下壁IIC (或“底部”)。
[0055]在外壳11的侧壁IlA和上壁IlB的内表面以及管状连接器5的内表面上设置有加热构件，例如加热电阻16，用于以基本均匀的方式加热外壳11的内体积19、尤其是注射管道14，以避免材料蒸汽在蒸发单元10的冷部分上冷凝。
[0056]在侧壁IlA和上壁IlB的外表面以及管状连接器5的外表面上设置有冷却构件(未示出)、例如水冷管盘，以使蒸发单元10的外壳11冷却到可从外部接触。
[0057]在加热构件16和冷却构件之间插设有辐射屏、例如由耐火材料制成的辐射屏，以便各自独立地实施加热和冷却。
[0058]侧