薄膜沉积设备及使用该薄膜沉积设备的薄膜沉积方法

摘要

本发明公开了一种薄膜沉积设备和使用该薄膜沉积设备的薄膜沉积方法。该薄膜沉积设备包括：室，被构造成具有安装在所述室中的基底；喷射单元，被构造成在室中移动且向基底喷射沉积蒸汽；以及源供应单元，被构造成向喷射单元供应沉积蒸汽的源。

说明书

本申请要求于2011年12月28日在韩国知识产权局提交的第 10-2011-0144983号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开通 过引用全部包含于此。

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于产生沉积源的蒸汽并将该蒸汽沉积在物体 表面上的薄膜沉积设备。

背景技术

在诸如有机发光显示装置的薄膜的形成之类的薄膜制造工艺中，经常使 用沉积操作，在所述沉积操作中，产生沉积源的蒸汽并且该蒸汽附着在诸如 基底的物体的表面上。

最近，随着有机发光显示装置的尺寸已经增大，将要对其执行沉积的基 底的相应表面区域也已经增大。因此，在将基底和沉积源都固定的同时，难 以在基底的整个表面区域上形成均匀的膜。

为了解决上述问题，根据现有技术，将沉积源固定，并且相对于沉积源 移动基底，以在基底的整个表面区域上形成均匀的膜。然而，在此情况下， 必须提供用于大尺寸基底的足够的空间，因此沉积设备的尺寸明显增大。

发明内容

本发明的实施例提供一种在相对于物体移动沉积源的同时执行沉积的薄 膜沉积设备以及使用该薄膜沉积设备的薄膜沉积方法。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种薄膜沉积设备，其包括：室， 被构造成具有安装在所述室中的基底；喷射单元，被构造成在室中移动且向 基底喷射沉积蒸汽；以及源供应单元，被构造成向喷射单元供应沉积蒸汽的 源。

沉积蒸汽的源可包括液态单体以及作为单体的载气与单体混合的惰性气 体，源供应单元可包括被构造成储存并供应惰性气体的载气供应单元以及被 构造成储存并供应液态单体的单体供应单元。

单体供应单元可包括被构造成向喷射单元供应单体的注射泵。

薄膜沉积设备可进一步包括被构造成交替地供应单体的多个注射泵。

薄膜沉积设备可进一步包括可拆卸地连接到注射泵并被构造成储存单体 的单体储存器。

喷射单元可包括：面对基底的喷射部，其中，加热器被构造成汽化喷射 部处的所述源；第一供应线，用于连接单体供应单元和喷射部；第二供应线， 用于连接载气供应单元和喷射部；第一流速控制器，在第一供应线处，用于 控制向喷射部供应的单体的量；以及第二流速控制器，在第二供应线处，用 于控制向喷射部供应的载气的量。

薄膜沉积设备可进一步包括压力传感器，压力传感器被构造成测量与单 体对应的压力并位于第一供应线处。

薄膜沉积设备可进一步包括用于将第一供应线和第二供应线连接的第三 供应线，其中，第三供应线被构造成：当压力传感器测得低于正常范围的压 力时使得载气进入第一供应线。

薄膜沉积设备可进一步包括位于喷射单元处且被构造成向基底照射紫外 线的紫外线灯。

室可被构造成具有竖直地安装在所述室中的基底，喷射单元可被构造成 在面对基底的同时沿竖直方向移动。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种薄膜沉积方法，该方法包括： 准备喷射单元，喷射单元用于在室中喷射沉积蒸汽；准备源供应单元，源供 应单元用于将沉积蒸汽的源供应到室中的喷射单元；将基底安装在室中；通 过操作源供应单元向喷射单元供应所述源；相对于基底移动喷射单元；以及 喷射沉积蒸汽。

沉积蒸汽的源可包括：液态单体；以及惰性气体，作为单体的载气与单 体混合。

薄膜沉积方法还可包括操作源供应单元中的注射泵来供应单体。

薄膜沉积方法还可包括交替地操作多个注射泵以向喷射单元供应单体。

薄膜沉积方法还可包括：将单体储存器与多个注射泵连接；以及储存单 体。

喷射沉积蒸汽可包括：混合单体和载气，同时控制第一供应线中的单体 的供应量和第二供应线中的载气的供应量，其中，单体和载气分别通过第一 供应线和第二供应线；通过加热包括单体和载气的混合物的源，来汽化所述 源；相对于基底移动喷射单元；以及在基底的基本上整个表面上沉积汽化的 沉积蒸汽。

薄膜沉积方法还可包括测量与向喷射单元供应的单体对应的压力。

薄膜沉积方法还可包括：当测得的压力低于正常范围时，使载气经过第 三供应线进入第一供应线，其中，第三供应线将第一供应线和第二供应线连 接。

薄膜沉积方法还可包括向基底照射紫外线。

可将基底竖直地安装在室中，喷射单元可在面对基底的同时沿竖直方向 移动。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明实施例的上述和 其他特征及方面将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本发明实施例的薄膜沉积设备的结构的示意性框图；

图2是根据本发明实施例的图1中示出的实施例的薄膜沉积设备的源供 应单元的单体供应单元的结构的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的图1中示出的实施例的薄膜沉积设备的喷射 单元的结构的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明 的示例性实施例。

首先，将参照图1描述根据本发明实施例的薄膜沉积设备。图1是根据 本发明实施例的薄膜沉积设备的结构的示意性框图。图1的薄膜沉积设备包 括：室100，作为沉积靶的基底10可被固定在室100中；喷射单元200，通 过在室100内沿竖直方向移动来产生沉积蒸汽；和源供应单元300，向喷射 单元200供应沉积源。因此，按照以下方式执行沉积：在基底10被安装在室 100中的同时，从源供应单元300向喷射单元200供应沉积源，并且喷射单 元200沿竖直地安装的基底10竖直地移动，以在基底10的基本上整个表面 上喷射沉积蒸汽。因此，在基底10处于固定状态且喷射单元200在基底10 的表面区域内移动的同时执行沉积，因此，室100的空间占有率明显降低， 并且由于喷射单元200竖直地移动，所以其平面上的空间占有率尤其降低。

在下文中，将对这些单元的结构进行详细的描述，利用这些单元的结构 可以提供如上所述的低的空间占有率并可以执行稳定的沉积。

首先，源供应单元300包括：单体供应单元(“单体”)310，储存液态单 体并通过第一供应线231向喷射单元200供应液态单体；和载气供应单元(“载 气”)320，储存作为载气的诸如氩(Ar)的惰性气体，并通过第二供应线232 向喷射单元200供应惰性气体。也就是说，根据本发明的当前实施例，不仅 供应作为沉积源的单体，而且载气还与单体混合，以促进单体的传输并防止/ 降低第一供应线231、第二供应线232和第三供应线233因沉积源而阻塞的 可能性。后面将对采用载气避免阻塞进行描述。

图2是根据本发明实施例的图1中示出的实施例的薄膜沉积设备的源供 应单元300的单体供应单元310的结构的示意图。单体供应单元310可以具 有如图2所示的结构。首先，包括多个注射泵311和312，多个注射泵311 和312暂时储存将要通过第一供应线231传输的单体。从可拆卸的单体储存 器313供应单体，且单体被装入(例如，储存在)注射泵311和312中的每 个中。在沉积操作中，通过第一供应线231向喷射单元200(图1)供应单体。 包括多个注射泵311和312，因此，通过交替地使用多个注射泵311和312， 容易地且连续地执行装入和供应操作。例如，当通过位于左侧的注射泵311 正在向喷射单元200供应单体，而在通过注射泵311供应单体的过程中从单 体储存器313供应单体并将该单体装入位于右侧的注射泵312中时，打开阀 V7和V8，并关闭阀V6和V9。因此，从位于左侧的注射泵311喷射的单体 经过打开的阀V7，以通过第一供应线231向喷射单元200供应，且单体储存 器313的单体通过打开的阀V8装入位于右侧的注射泵312中。当位于左侧 的注射泵311中的单体被耗尽时，关闭阀V7和V8，打开阀V6和V9。因此， 从位于右侧的注射泵312喷射的单体经过打开的阀V9，以通过第一供应线 231向喷射单元200供应，且单体储存器313中的单体通过打开的阀V6装入 位于左侧的注射泵311中。通过交替地使用多个注射泵311和312，可以以较 简单的方式连续地装入并供应单体。虽然根据本发明的当前实施例只连接了 单个单体储存器313，但在本发明的其他实施例中，可以连接(例如像多个 注射泵311和312一样交替地连接)多个单体储存器313。

接着，如图1所示，喷射单元200包括：喷射部210，喷射部210中安 装了用于蒸发沉积源的加热器211；第一流速控制器(LMFC)221，安装在 第一供应线231处以控制向喷射单元200供应的单体的量；和第二流速控制 器(MFC)222，安装在第二供应线232处以控制向喷射部210供应的载气的 量。因此，第一流速控制器221将通过第一供应线231供应的单体控制成合 适的量，第二流速控制器222将通过第二供应线232供应的载气控制成合适 的量，并且单体和载气被混合。在执行沉积的同时，打开阀V1、V2、V3和 V4，而关闭阀V5。

此外，包括用于测量第一供应线231中的单体密度的传感器(DS)223， 并包括压力传感器(PT)224。

此外，包括第三供应线233，第三供应线233通过阀V5打开或关闭，且 连接第一供应线231和第二供应线232。如果想要避免上述的阻塞，则通过 第三供应线233连接第一供应线231和第二供应线232。即，当由压力传感 器224测量的压力值低于正常范围时，第一供应线231可能正变得阻塞，表 明不会适当地供应单体。为了解决这个问题，打开阀V5，使得进入第二供应 线232的载气通过第三供应线233进入第一供应线231。换言之，执行使用 惰性气体进行吹扫的过程。

另外，使用第一流速控制器221和第二流速控制器222被控制成合适的 量并被供应的单体和载气被混合，然后被输送至喷射部210。

加热器211安装在喷射部210处，以加热与载气混合的单体，从而产生 沉积蒸汽。此外，如图3所示，喷射部210可以包括：喷嘴212，向基底10 的表面喷射沉积蒸汽；和紫外线灯213，向基底10照射紫外线以促进沉积层 的硬化。也就是说，通过喷嘴212喷射单体蒸汽以在基底10上形成沉积层， 且紧接着或之后很快，从紫外线灯213照射紫外线以快速地执行硬化。

包括喷射部210的喷射单元200被安装成能够沿着基底10的整个表面在 竖直方向上移动，其中，基底10沿着竖直方向放置。用于竖直地移动喷射单 元200的装置可以是典型的往复运动(例如，振荡运动)装置，例如，驱动 缸、滚珠丝杠或者传动带。

具有上述结构的薄膜沉积设备可以如下所述进行操作。

首先，为了执行沉积操作，将基底10竖直地固定在室100中，如图1 所示。然后，在室100中产生小于9.9×10^-5Pa的真空状态，并操作喷射部 210的加热器211来将喷射部210的温度升高到可以产生沉积蒸汽的水平。 如图1所示，喷射部210在面对基底10的最下方端部的位置待命。

然后，当喷射部210的温度达到沉积温度时，打开阀V1、V2、V3和 V4，操作第一流速控制器221和第二流速控制器222。这里，首先打开阀V3 和V4，从而首先将载气从载气供应单元320供应到喷射部210，由此调整设 定的流速(set flow rate)。然后，打开阀V1和V2，以操作单体供应单元310 的注射泵311和312来供应单体。因为交替地使用两个注射泵311和312，所 以两个注射泵311和312中的一个可以用于供应，而另一个可以用于装入单 体或者可以处于供应待命状态。

这里，当压力传感器224处测得的压力低于设定的范围时，打开阀V5 以对第一供应线231执行吹扫。

当测得正常压力时，这表明单体被正常地供应，因此阀V5关闭，且喷 射部210沿竖直方向移动，以对基底10的基本上整个表面执行沉积。

如上所述，通过喷嘴212向基底10喷射单体蒸汽，然后从紫外线灯213 照射紫外线以加速沉积层的硬化。

然后，当在沉积过程中两个注射泵311和312中的一个注射泵的单体被 耗尽时，将所使用的注射泵更换(例如，自动更换)成另一个注射泵，以使 用该注射泵的单体。

可以按照上述方式执行沉积，并且当沉积完成时，关闭注射泵311和312， 关闭紫外线灯213，并全部关闭阀V1、V2、V3和V4。这里，优选地，可以 首先关闭阀V1和V2，然后可以在对喷射部210执行惰性气体的吹扫一小会 儿之后，关闭阀V3和V4。

因此，通过采用上述薄膜沉积设备，使基底处于固定状态的同时，通过 在基底的范围内移动喷射单元来执行沉积，因此，可以减小薄膜沉积设备的 尺寸。此外，因为使用单体和载气的混合物，所以可以容易地供应沉积源。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但是 本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求书及其同等物所限定的 本发明的精神和范围的情况下，在此可以做出形式和细节上的各种改变。