专利名称：蒸镀设备及蒸镀方法
技术领域：
本发明是关于一种镀膜设备及方法，且特别是关于一种蒸镀设备及应用此蒸镀设备之蒸镀方法的发明。
背景技术：
近年来，由于光电技术与半导体制造技术之成熟，也带动平面显示器(Flat Panel Display)之蓬勃发展，其中等离子体显示器以其大尺寸、自发光、无视角依存、轻薄以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器之主流。等离子体显示器是一种利用荧光材料(Phosphor)受到紫外线(Ultraviolet light)照射后，会发射可见光(Visiblelight)的特性来达到显示效果的显示元件，其发光结构主要是由一对电极(扫描电极与保持电极)、放电气体以及荧光材料层所构成。当两电极间之电压超过临界值时，放电气体即会产生放电现象并且发出紫外线。荧光材料层在受到紫外线照射后，即会进入激发态(Excited state)，之后，在荧光材料自激发态恢复到基态(Ground state)的过程中，荧光材料层便会依照其不同材料之特性而产生不同颜色之可见光。
值得一提的是，扫描电极与保持电极上通常覆盖有介电层，且介电层上还覆盖有保护层(passivation layer)，其材质通常为氧化镁(MgO)。此保护层可在放电气体产生放电现象时，保护介电层与电极免于受到带电粒子之破坏。另一方面亦由于氧化镁之低工作函数(work function)的特性，使得带电粒子和氧化镁材质之保护层容易产生二次碰撞，因而有助于气体放电产生等离子体(plasma)。公知之等离子体显示器的方法上，通常通过蒸镀的方式来形成此氧化镁材质之保护层。
请参考图1，该图为公知之一种蒸镀设备的示意图。蒸镀设备100之蒸镀室110内设置有基板120、加料器(feeder)122、成膜装置126以及真空装置128。真空装置128用以维持蒸镀室110之真空度，而成膜装置126包括炉床(hearth)126a及电子枪126b，其中炉床126a内放置形成保护层所需之氧化镁150，以作为蒸镀源。此外，电子枪126b提供电子束160至氧化镁150上，用以加热氧化镁150，使得氧化镁150蒸发而成膜于基板120上。另外，加料器122内盛装足量之氧化镁150，并在方法中将氧化镁150不断补充至炉床126a上，以确保氧化镁150在方法中不虞匮乏。
值得注意的是，如所周知，通常通过定期对蒸镀设备保养时，将氧化镁150装填至加料器122中，然而在加料器122中加入氧化镁150的过程中，将无可避免地使氧化镁150曝露在大气中，导致氧化镁150之表面吸附空气中之二氧化碳(CO2)、水(H2O)或氮气(N2)等气体，更甚则形成碳酸镁(MgCO3)或氢氧化镁(Mg(OH)2)等化合物。如此一来，在蒸镀的过程中，碳酸镁或氢氧化镁会由于电子束160的撞击而分解产生二氧化碳、一氧化碳、水、氢气、氮气等气体，由于氧化后的氧化镁150靶材反应产生无色的杂质，所以会使沉积在基板120上之氧化镁保护层(图中未表示出)有过量的碳及杂质。如此一来，将使得基板120上之氧化镁保护层(图中未表示出)在成膜过程中受到污染而掺杂有上述之污染物质，且此受污染之氧化镁保护层(图中未表示出)将可能造成放电空间内之点火电压呈现不安定之状态，进而导致等离子体显示面板之放电特性产生恶化。
发明内容
因此，本发明的目的就是提供一种蒸镀设备，以在蒸镀前去除蒸镀源上之杂质，进而提供较佳之镀膜质量。
本发明的另一目的是提供一种蒸镀方法，以在蒸镀前将杂质自蒸镀源表面去除，进而提供较佳之镀膜质量。
基于上述目的，本发明提出一种蒸镀设备，适于将蒸镀源蒸镀至基板上。此蒸镀设备例如包括纯化室、蒸镀室、加热装置及成膜装置，其中纯化室和蒸镀室相连接，加热装置设置于纯化室内，适于加热蒸镀源，以对蒸镀源进行纯化，而成膜装置设置于蒸镀室内，用以将纯化后之蒸镀源蒸镀至基板上。
基于上述目的，本发明提出一种蒸镀方法，适用于蒸镀设备，其中此蒸镀设备具有纯化室与蒸镀室，该蒸镀方法首先提供蒸镀源至纯化室内，其中此蒸镀源之表面形成有杂质。然后，加热蒸镀源，以使杂质成为气体而与蒸镀源分离。接着，将蒸镀源移至此蒸镀室内，以将蒸镀源蒸镀至基板上。
本发明提供一种蒸镀设备及应用此蒸镀设备之蒸镀方法，其中蒸镀设备具有纯化室，用以在将蒸镀源蒸镀至基板之前，先对蒸镀源进行纯化，以去除蒸镀源与外界反应所生成之杂质。通过本发明之蒸镀设备及应用此蒸镀设备之蒸镀方法可有效避免基板上之镀膜受到杂质之污染，进而提高蒸镀方法之质量，并可提供较为稳定之点火电压，以改善等离子体显示面板之放电特性。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为公知之一种蒸镀设备的示意图。
图2为本发明之较佳实施例之一种蒸镀设备的示意图。
图3为本发明之较佳实施例之一种蒸镀方法的流程图。主要元件标记说明100、200蒸镀设备110、210蒸镀室120、220基板122、222加料器126、226成膜装置126a、226a、246a炉床126b、226b、246b电子枪128、228真空装置
150氧化镁230纯化室240监测装置242排气装置246加热装置250蒸镀源具体实施方式
本发明为避免公知的蒸镀源上之杂质所造成之镀膜污染的问题，于蒸镀设备内增设纯化室，其中在进行蒸镀之前，先使蒸镀源在此纯化室内进行纯化，以去除蒸镀源上之杂质。
图2为本发明之较佳实施例之一种蒸镀设备的示意图。请参考图2，蒸镀设备200例如适用于等离子体显示器之蒸镀方法，以于等离子体显示器之前基板上形成氧化镁之保护层。此蒸镀设备200例如包括相邻之纯化室230与蒸镀室210，其中纯化室230内例如设置有监测装置240、排气装置242以及由第一炉床246a以及第一电子枪246b所组成之加热装置246。第一炉床246a例如是由钨(W)、钼(Mo)或钽(Ta)等耐高温材料制造而成，用以盛放例如是氧化镁材质的蒸镀源250，其中蒸镀源250在进入纯化室230之前会与外界空气反应，导致蒸镀源250之表面吸附空气中之二氧化碳(CO2)、水(H2O)或氮气(N2)等气体，而形成碳酸镁(MgCO3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)等杂质。此外，第一电子枪246b可提供电子束260至第一炉床246a内之蒸镀源250上，以加热蒸镀源250上之杂质，而达到对蒸镀源250进行纯化的目的，例如是将碳酸镁与氢氧化镁通过电子束260加热至400℃以上，将碳酸镁与氢氧化镁分解成氧化镁、二氧化碳及水蒸气。其中，排气装置242可将纯化室230内的气体排至外界，例如是二氧化碳及水蒸气。而监测装置240例如是残留气体分析仪(residual gas analyzer)，可检测纯化室230内之气体分压，用以监测气体之残余量，当监测装置240测得的气体分压成稳定状态，表示二氧化碳及水蒸气等不良气体已由排气装置242排出，并可得纯化之蒸镀源250。
请再参考图2，蒸镀室210内例如设置有加料器222、真空装置228以及由第二炉床226a以及第二电子枪226b所组成之成膜装置226，而基板220例如放置于第二炉床226a之上方。第二炉床226a例如是由钨、钼或钽等高温材料制造而成，其内例如放置有纯化后之蒸镀源250，而第二电子枪226b提供电子束270至第二炉床226a的蒸镀源250，以将蒸镀源250加热至2000℃以上，以使蒸镀源250蒸镀至基板220，而于基板220上形成所需之氧化镁保护层。此外，真空装置228用以维持蒸镀室210内的真空度，而加料器222连接加热装置246与成膜装置226，用以盛装经加热装置246纯化后之蒸镀源250，并提供纯化后之蒸镀源250至成膜装置226。
为了详细说明本发明之特征，下文配合上述之蒸镀设备对本发明之蒸镀方法加以说明。请同时参考图2与3，其中图3为本发明之较佳实施例之一种蒸镀方法的流程图。
首先，提供蒸镀源250至纯化室230内(步骤302)。进行此步骤的时机例如可选在蒸镀设备200进行定期保养时，而将第一蒸镀源250放置于第一炉床246a上。
接着，加热蒸镀源250，以除去蒸镀源250上之杂质(步骤304)。其中，第一电子枪246b提供电子束至蒸镀源250上，以使第一蒸镀源250表面之杂质气化而与第一蒸镀源250分离。值得一提的是，在加热过程中，应尽量控制工作温度低于蒸镀时之工作温度，以避免因温度过高使蒸镀源250过度蒸发，因而造成浪费。此外，在进行此步骤的过程中，可通过排气装置242将加热所产生之杂质的气体排出纯化室230外，并可利用监测装置240来监测纯化室230内之杂质的气体量，用以判断确定第一蒸镀源250的纯化程度。
然后，将纯化后之蒸镀源250移至蒸镀室210内，以将蒸镀源250蒸镀至基板220上(步骤306)。其中，移至蒸镀室210的蒸镀源250被盛装于加料器222内，以在进行蒸镀时，持续将蒸镀源250提供至第二炉床226a。此外，第二电子枪226b提供电子束至第二炉床226a的蒸镀源250上，以于基板220上蒸镀形成氧化镁之保护层(图中未表示出)。
值得一提的是，本发明之加热蒸镀源的装置并不限于上述实施例所示之电子枪，在其它实施例中，还可通过例如热电耦或其它加热装置来加热蒸镀源，以进行上述之纯化或成膜的工作。此外，虽然上述实施例以等离子体显示器之氧化镁保护层为例进行说明，然而发明所属技术领域的普通专业人员在参照本发明后，当可将此蒸镀设备与蒸镀方法应用于其它薄膜元件之方法中，以提高方法合格率。
综上所述，本发明提供一种蒸镀设备及应用此蒸镀设备之蒸镀方法，可在将蒸镀源蒸镀至基板之前，先对蒸镀源进行纯化的工作，以除去蒸镀源上之杂质。通过本发明之蒸镀设备及应用此蒸镀设备之蒸镀方法，可有效避免蒸镀于基板上的镀膜受到杂质的污染，以维持镀膜本身之特性，进而提高蒸镀方法的合格率。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种蒸镀设备，适于将蒸镀源蒸镀至基板上，其特征是该蒸镀设备包括纯化室；蒸镀室，连接该纯化室；加热装置，设置于该纯化室内，且该加热装置适于加热该蒸镀源，以对该蒸镀源进行纯化；以及成膜装置，设置于该蒸镀室内，以将纯化后之该蒸镀源蒸镀至该基板上。
2.根据权利要求1所述之蒸镀设备，其特征是还包括排气装置，该排气装置设置于该纯化室内。
3.根据权利要求1所述之蒸镀设备，其特征是该加热装置包括热电耦与电子枪中之一个。
4.根据权利要求1所述之蒸镀设备，其特征是还包括加料器，设置于该蒸镀室内，且该加料器连接该加热装置与该成膜装置，用以盛装纯化后之该蒸镀源，并提供纯化后之该蒸镀源至该成膜装置。
5.根据权利要求1所述之蒸镀设备，其特征是还包括监测装置，设置于该纯化室内。
6.根据权利要求5所述之蒸镀设备，其特征是该监测装置包括残留气体分析仪。
7.一种蒸镀方法，适用于蒸镀设备，其特征是该蒸镀设备具有纯化室与蒸镀室，该蒸镀方法包括提供蒸镀源至该纯化室内，其中该蒸镀源之表面形成有杂质；加热该蒸镀源，以使该杂质成为气体而与该蒸镀源分离；以及将该蒸镀源移至该蒸镀室内，以将该蒸镀源蒸镀至该基板上。
8.根据权利要求7所述之蒸镀方法，其特征是在使该杂质成为气体而与该蒸镀源分离时，还包括将该杂质之气体排至外界。
9.根据权利要求7所述之蒸镀方法，其特征是加热该蒸镀源的方法包括热电耦加热与电子束加热中之一种。
10.根据权利要求7所述之蒸镀方法，其特征是在加热该蒸镀源时，还包括同时监测纯化室内之该杂质的气体量。
11.根据权利要求7所述之蒸镀方法，其特征是加热该蒸镀源时之工作温度低于蒸镀该蒸镀源时之工作温度。
全文摘要
一种蒸镀方法，适用于蒸镀设备，以将蒸镀源蒸镀至基板上。此蒸镀设备具有纯化室与蒸镀室，其中纯化室内设置有加热装置，而蒸镀室内设置有成膜装置。首先，提供蒸镀源于纯化室内，其中蒸镀源表面形成杂质。然后，通过加热装置加热蒸镀源，以使杂质成为气体而与蒸镀源分离。接着，将蒸镀源移至蒸镀室内，以通过成膜装置将蒸镀源蒸镀至基板上。因此，此蒸镀方法可在成膜之前除去杂质，以提供较佳之方法合格率。
文档编号C23C14/24GK1769512SQ20041008884
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者周国庆 申请人:中华映管股份有限公司