[发明专利]真空蒸镀源及使用该真空蒸镀源的真空蒸镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空蒸镀源以及使用该蒸镀源的真空蒸镀方法。具体来说，涉及由设置在坩埚外围的加热器构成的真空蒸镀源以及使用该蒸镀源的真空蒸镀方法。

背景技术

真空镀膜是，如加热蒸镀材料使其蒸发，并使其在镀膜对象基板表面沉积形成薄膜的工艺过程，目前已知的包括有真空蒸镀、分子束沉积和离子电镀等各类方法。真空镀膜方法中加热蒸镀材料的方法包括，例如电阻加热、电子束加热、激光束加热等方法。电阻加热是通过，例如船型或线形等的电热器产生的辐射热能量对盛放于坩埚中的蒸镀材料进行加热。

图4（a）为现有技术中的真空蒸镀源的结构示意图。该图示意的是被称为克努森容器（K容器）类型的真空蒸镀源。坩埚121在开口部外檐有支撑部121b。支撑部121b放置在坩埚支架125上，支撑部121b与坩埚121成为一体。坩埚121内盛放蒸镀材料A。坩埚121的外侧设置有，例如以辐射方式对坩埚121内部的蒸镀材料A进行加热的加热器123，还设置有反射物124。

例如，真空蒸镀装置由设置在真空室内的上述真空蒸镀源和镀膜对象基板构成。在上述真空蒸镀源中，加热器123所产生的热辐射将直接和通过反射物124反射间接加热盛放于坩埚121内部的蒸镀材料A，蒸镀材料A通过被加热升温后蒸发。蒸镀材料A的蒸汽从坩埚121的开口部分喷出。从坩埚121喷出的蒸镀材料A的蒸汽在镀膜对象基板表面沉积，形成蒸镀材料薄膜。

在上述的真空蒸镀源中，为了提高镀膜速度的稳定性、提高蒸汽分布的稳定性以及最主要的提高所形成的薄膜的致密性使蒸汽分布为指定的形状，为此在坩埚121的开口部位设计了减小热传导的孔口121a。所述的孔口121a与坩埚121为一体。

图4（b）也为现有技术中的真空蒸镀源的结构示意图。与图4（a）中的真空蒸镀源的区别在于，孔口121c作为独立的部件被装配在坩埚121开口部位。

在图4（a）以及（b）所示的真空蒸镀源中，更换坩埚时，先从蒸镀源上部取出坩埚，然后安装新的坩埚，使其支撑部121b放置在坩埚支架125上。

在上述的真空蒸镀源中，坩埚121的开口一侧是直接暴露在真空室的空间内，与被加热器加热后的坩埚121内部相比，温度相对较低。

由于坩埚121的开口部位与坩埚121的内部相比温度较低，以及由于孔口（121a、121c）的缘故坩埚121开口部位的热传导变小，因此蒸镀材料更容易堆积在坩埚121的开口部位。蒸镀材料堆积在坩埚121的开口部位，就会引起镀膜速度的变化、蒸汽分布的变化、蒸汽停止喷射等不利的现象。

为了减小上述的不利影响，在上述的真空蒸镀源中，例如采取增加设置在坩埚121开口一侧的加热丝的密度等措施。

在真空镀膜过程中，坩埚开口部位蒸镀材料堆积的可允许范围、镀膜速度的稳定性、蒸汽分布的稳定性以及蒸汽分布的形状因工艺的不同而有所不同。特别是在进行论证新的工艺以及对已有工艺进行优化论证时，这些是重要的考虑因素。

同时，因蒸镀材料种类的差异，加热器加热后的维持温度和时间超过某种程度后，会导致材料的化学特性出现劣化。为了避免形成的蒸镀膜特性出现劣化，在真空蒸镀源中，根据加热器维持的温度和时间，有时需要更换盛放蒸镀材料的坩埚。

即便是采用同一种真空蒸镀源，也会因蒸镀材料的种类、镀膜速度和膜厚等因素而导致蒸镀材料的堆积情形出现差异。另一方面，上述各项参数在多数情形下也会与坩埚的形状与密封程度有关系。

综上所述，在真空镀膜过程中，需要抑制蒸镀材料在坩埚开口部位堆积并避免因加热器加热而导致蒸镀膜特性出现劣化，从而进一步提高镀膜的稳定性。

用于真空蒸镀的蒸镀源，例如在专利文献1～3等中都有记载。

现有技术文献：

【专利文献】

【专利文献1】特开2012-17511号公报。

【专利文献2】特开2011-246786号公报。

【专利文献3】特开2011-60865号公报。

发明内容

本发明的目的是在真空镀膜过程中，抑制蒸镀材料在坩埚开口部位堆积并避免因加热器加热而导致蒸镀膜特性出现劣化，从而进一步提高镀膜的稳定性。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

本发明提供的真空蒸镀源，包括：

内部盛放有蒸镀材料的坩埚，所述坩埚包括具有第一开口的坩埚主体和具有第二开口的坩埚上部，所述第二开口的直径小于第一开口；