CN101962750A - 真空蒸镀方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供有机EL器件制造装置以及成膜装置,所述有机EL器件制造装置能够在基板上形成均匀膜厚的薄膜,在有机EL器件的制造装置中,对于从将蒸发的蒸镀材料通过线上配置的多个喷嘴向真空槽内部排放的蒸发源的各个喷嘴排放的有机EL材料的蒸发量,通过蒸发量监测设备监测各个喷嘴,并且利用监测到的各个喷嘴的有机EL材料的蒸发量信息,通过控制设备控制蒸发源。
Description
技术领域
本发明涉及形成真空蒸镀膜的方法及其装置,特别涉及适合在大型基板上形成厚度均匀的薄膜的真空蒸镀方法及其装置。
背景技术
在有机EL显示装置或照明装置中所使用的有机EL元件,是从上下方向用正极与负极一对电极夹入由有机材料形成的有机层而成的结构,通过给电极外加电压,向有机层分别从正极侧注入的空穴、从负极侧注入电子,通过它们的再结合而发光的构造。
该有机层为包括空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层的多层叠层而成的结构。作为形成该有机层的材料,包括使用了高分子材料和低分子材料的材料。其中使用低分子材料的情况下,使用真空蒸镀装置形成有机薄膜。
有机EL器件的特性受到有机层的膜厚的影响很大。另一方面,形成有机薄膜的基板逐年大型化起来。因而,在使用真空蒸镀装置的情况下,对于在大型基板上形成的有机薄膜来说,高精度地控制其膜厚是有必要的。
作为通过真空蒸镀在大型基板上形成薄膜的结构,在专利文献1(日本特开2004-95275号公报)中公开了具有线型蒸发源的真空蒸镀装置。在专利文献2(日本特开2002-343563号公报)中公开了,将大型基板保持铅直,使用具备了多个坩埚的蒸发源在基板上形成薄膜的真空蒸镀装置。此外,在专利文献3(日本特开2004-225058号公报)中公开了,在蒸发源移动导向部上设置多个蒸发源,使得该多个蒸发源沿着蒸发源移动导向部可移动的结构。
发明内容
在专利文献1中记载了,在设置有呈线状排列的多个喷嘴的蒸发源之上,使玻璃基板在与喷嘴排列方向垂直的方向上移动,从而在玻璃基板上形成有机薄膜的结构,将蒸发源的多个喷嘴以非均等间隔排列设置,从而避免在蒸发源的长度方向上的膜厚上存在偏差的问题。然而,没有考虑到对于多个喷嘴的各自,检测由于蒸镀材料的析出所导致的被堵住的状态。
在对比文件2中记载了,通过用保持工具保持大型基板的背面整体,在基板保持为没有翘曲的状态下,从具备多个坩埚的蒸发源蒸发材料,从而在基板上形成薄膜。然而,没有公开使形成在基板上的薄膜均匀的设备。
在专利文献3中记载了,基于膜厚监测器检测出的膜厚来检测蒸镀速度,由此预测所蒸镀的膜厚,在基板上形成薄膜的成膜装置。然而,没有公开使形成在基板上的薄膜均匀的装置。
本发明的目的在于,解决上述现有技术的问题,提供一种使用设置有呈线状排列的多个喷嘴的蒸发源,能够在大型化的基板上形成均匀膜厚的有机薄膜真空蒸镀方法及其装置。
为了达到上述目的,本发明提供一种真空蒸镀装置,其为,在被排气为真空的腔室内,将通过加热而气化的蒸镀材料蒸镀的蒸镀装置,其特征为包括:
保持基板的基板保持设备、
使蒸镀材料气化而从喷嘴排放的具有在一个方向上较长形状的蒸发源、
使蒸发源或者保持基板的基板保持设备的至少一者在与蒸发源的较长的一个方向垂直的方向上移动的第一移动设备、
检测所述蒸发源排放所述蒸镀材料的排放速度的检测设备、
使所述蒸发源或者所述检测设备的至少一者在与所述蒸发源的较长的一个方向平行的方向上移动的第二移动设备、
控制基板保持设备、蒸发源、第一移动设备、检测设备和第二移动设备的控制设备,
通过控制设备控制第二移动设备,从而移动所述检测设备或所述蒸发源的至少一者,由此测量所述蒸发源的排放速度在长度方向上的分布。
此外,为了达到上述目的,在本发明中,该真空蒸镀装置具备多个真空蒸镀部,所述真空蒸镀部在蒸镀装置的真空槽内,在用影孔板覆盖的被处理基板的表面上,通过蒸镀形成薄膜,具有在维持为真空的气氛中在多个真空蒸镀部间交接被处理基板的被处理基板交接部的真空蒸镀装置的多个真空蒸镀部中的至少一个真空蒸镀部包括:
通过线上配置的多个喷嘴,使加热气化后的蒸镀材料向所述真空槽内排放的蒸发源、
在用影孔板覆盖的状态下保持处理基板的基板保持设备、
沿着被所述基板保持设备保持的被处理基板,使所述蒸发源在与线上配置的多个喷嘴的排列方向成直角的方向上相对扫描的驱动设备、
对于蒸发源具有的喷嘴,一个或者相邻的多个喷嘴作为一组,检测从喷嘴组各自排放的蒸镀材料的各自的排放状态的检测设备。
此外,为了达到上述目的,在本发明中,相对于蒸镀装置,在真空槽中设置多个真空蒸镀部,真空蒸镀部在蒸发源的长度方向上排列,蒸发源在蒸发源的长度方向上依次移动,设置在每个真空蒸镀部上且与基板保持部对应的位置上设置用于定位的定位设备,对于在与基板保持部对应的位置上定位的蒸发源,在与蒸发源的长度方向垂直的方向上使蒸发源扫描,使得在基板保持部的基板上实施成膜,设置扫描成膜设备,在真空蒸镀部,从基板保持部取出成膜处理完的基板,换成未处理基板,设置进行定位的基板交替设备,在扫描成膜过程中交替所述基板,在真空蒸镀部之间的蒸发源的移动路径上设置监测已气化的所述蒸镀材料的排放量的监测设备。
进而,为了达到上述目的,在本发明中,提供一种真空蒸镀方法,其为,在与内部排气而维持真空状态的真空槽连接的第一真空蒸镀部中,将表面使用影孔板(shadow mask)覆盖的被处理基板的表面上通过蒸镀形成薄膜,将形成了该薄膜的基板在维持真空的气氛中,从第一真空蒸镀部交接给第二真空蒸镀部后,在第二真空蒸镀部中进行处理,其中,
在所述第一真空蒸镀部中,
在处理基板用所述影孔板覆盖的状态下,通过蒸发源的线上配置的多个喷嘴将蒸镀材料排放到所述真空槽内的同时,使蒸发源沿着所述被处理基板在与线上配置的多个喷嘴的排列方向成直角的方向上相对移动,从而隔着所述影孔板在被处理基板上形成蒸镀膜,在该被处理基板上形成蒸镀膜的期间,通过第一监测设备监测从蒸发源排放的蒸镀材料的排放状态。
根据本发明,可以监测设置有呈线状排列的多个喷嘴的蒸发源的每个喷嘴的有机EL材料气体的排放状态,能够在大型化基板上形成稳定且均匀膜厚的有机薄膜。
以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行更具体的说明,从而显示本发明的特征和优点。
附图说明
图1为示出有机EL器件制造装置的大致结构的图。
图2为本发明的第一实施例的搬运室与处理室的结构示意图和说明动作的图。
图3为示出影孔板的图。
图4为示出本发明的第一实施例的蒸发源与基板以及膜厚监测器的位置关系的图。
图5示出本发明的第一实施例的蒸发源与膜厚监测器以及开闭器的位置关系的图。
图6为示出膜厚监测器的输出例的图表。
图7为说明本发明的第一实施例的基板的蒸镀处理动作的流程图。
图8为本发明的第2实施例的搬运室与处理室的结构示意图和说明动作的图。
图9为示出本发明的第2实施例的蒸发源与基板以及膜厚监测器的位置关系的图。
图10为说明本发明的第2实施例的左右蒸镀位置与蒸发源与基板和膜厚监测器的位置关系的图。
图11为说明本发明的第2实施例的基板的蒸镀处理动作的流程图。
图12为本发明的第三实施例的搬运室与处理室的结构示意图和说明动作的图。
图13为示出本发明的第三实施例的组合形成膜装置的处理室内部的结构以及检测蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备的大致结构的立体图。
图14为示出本发明的第三实施例的具有设置在蒸发源的线上的喷嘴的蒸发源的喷嘴的形态的例的图。
图15为说明本发明的第三实施例中检测蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备的大致结构的剖视图。
图16示出本发明的第三实施例中通过检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的检测结果的例。是将膜厚监测器的周围用遮蔽板围起来的例,与加热器对应示出表示正常情况和异常情况的例子的曲线。
图17示出本发明的第三实施例的通过检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的检测结果之例。是将膜厚监测器的周围不用遮蔽板围住的实例,与加热器相对应示出表示正常情况和异常情况的例子的的曲线。
图18示出本发明的第三实施例中由检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的信息进行加热器控制时的动作流程图。是膜厚监测器侧移动,检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的项目。
图19与加热器对应示出本发明的第三实施例中通过检测蒸发源的喷嘴为孔状情况和缝隙状情况时的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的检测结果之例的曲线图。
图20为示出关于本发明的第三实施例中,由从检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的信息检测出蒸发源的喷嘴被堵,发出报警的情况下的动作流程图。示出移动蒸发源检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的项目。
图21为关于本发明的第三实施例中更换水晶振子时的构成方法的动作流程图。
图22是关于本发明的第四实施例中对于保持为水平状态的基板上实施成膜时的装置结构的大致结构的方框图。
图23为关于本发明的第四实施例中对于保持为水平状态的基板实施成膜的装置结构中,蒸发源的移动与检测蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备关系的立体图。在本图中,与基板的排列方向为垂直的方向上扫描蒸发源。
图24为检测本发明的第四实施例中,相对于保持水平状态的基板,与基板的排列方向垂直的方向上扫描蒸发源而进行成膜时的蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备的平面图。
图25为关于本发明的第四实施例的变形例中,对于保持为水平状态的基板实施成膜的装置结构中,蒸发源的移动与检测蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备关系的立体图。在本图中,与基板的排列方向一致的方向上扫描蒸发源。
图26为检测本发明的第四实施例的变形例中,相对于保持水平状态的基板,在基板的排列方向上扫描蒸发源而进行成膜时的蒸发源的各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备的平面图。
图27为关于本发明的第四实施例中,由从检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的设备得到的信息来进行加热器控制的情况下的动作流程图。示出移动蒸发源检测各个喷嘴的蒸镀材料气体的排放状态的项目。
具体实施方式
作为本发明的真空蒸镀装置之一例,说明适用于有机EL设备的制造例。有机EL设备的制造装置为,在阳极之上的空穴注入层、空穴输送层和发光层(有机膜层),阴极之下的电子注入层、输送层等各种各样的薄膜层,通过真空蒸镀将多层叠层而形成的装置。本发明所涉及的有机EL设备制造装置的特征是具备:通过在真空蒸镀部的线上设置的多个喷嘴使材料蒸发的蒸发源和控制设备,所述控制设备控制所述材料气体向该蒸发源的各个喷嘴的处理室内部排放的状态。
以下,通过附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1示出实施例1所涉及的有机EL设备制造装置的结构之一例。本实施方式的有机EL设备制造装置100如下构成,具备大致区分为搬入待处理对象的基板6的装载设备组3、处理所述基板6的四个处理设备组(A~D)、相邻各个处理设备组A~D之间或者处理设备组A与装载设备组3或者下一步骤(封装步骤)之间被设置的五个交接室4a~e。
装载设备组3具备具有闸阀10的装载室31和搬运用机械手臂5R,所述闸阀10用于维持前后的真空,所述搬运用机械手臂5R从装载室31获取基板6,然后旋转将基板6搬入交接室4a。各个装载室31以及各个交接室4,在其前后具有闸阀10,控制该闸阀10的开关以维持真空(用于维持真空的设备,例如真空排气泵的图省略),并向装载设备组3或者向下一个设备组等交接基板。
各个设备组(A~D)具有搬运室2a~d和在附图中上下设置的两个处理室1a~d,u或者d(第一个字母a~d表示设备组、第二个字母u、d表示上侧与下侧),所述搬运室2a~d具备搬运用机械手臂5a~d,所述处理室从搬运用机械手臂5a~d接收基板,并进行规定的处理。各个搬运室2a~d与各个处理室1a~d,u或者d之间分别设置有闸阀10。
图2示出基于第一实施例的搬运室2和处理室1的内部结构。处理室1的结构依处理内容的不同而不同,以蒸镀了发光材料形成EL层的进行真空蒸镀的处理室1bu为例进行说明。设置在搬运室2b内部的搬运用机械手臂5b具有可左右旋转结构的臂51,在其前端上安装了用于搬运基板的梳齿状手52。
另一方面,处理室1bu如图4(a)以及(b)所示那样,大致分为将发光材料蒸发并向基板6上蒸镀的蒸发源部71、上下驱动部72、使发光材料蒸镀到基板6的必要部份上的影孔板81、在搬运用机械手臂5b之间进行交接基板6的梳齿状手94、以及基板旋转设备93,所述上下驱动部72将该蒸发源部71沿着通过基板保持设备82垂直保持的基板6在与基板平行的上下方向上驱动,所述基板旋转设备93旋转从梳齿状手94接收的基板6使其垂直后向基板保持设备82移动。因此,在实施真空蒸镀时,通过在图中未示出的真空排气泵,处理室1bu的内部被维持为10-1~10-4Pa左右的高真空状态。
需要说明的是,虽在图2中省略,但搬运室2b与处理室1bu之间是通过可开关的闸阀10来隔开,基板6在搬运室2b与处理室1bu之间的交接是在排气为真空的状态下进行。
图3示出影孔板81的结构。影孔板81包括掩模81M、框架81F而构成。通过在图中未示出的对位标记检测设备,检测形成在基板上的对位标记84的位置和影孔板81的窗口85的位置,利用固定在基板保持设备82上的对准驱动部83,将形成在掩模81M上的窗口85(参考图2)与形成在基板6上的对位标记84的位置对齐。
图4为说明蒸发源部71和通过基板保持设备82保持垂直的基板6以及影孔板81之间关系的图。图4(b)为将图4(a)从箭头B方向看的图。
上下驱动设备72为,使蒸发源部71沿着一对导向轴76在上下方向上移动的设备,其具备:设置在大气侧的驱动马达72M;通过该马达72M被旋转驱动,被设置在处理室1bu的壁面1buw上的密封部72S密封的旋转部72C;固定在旋转部72C上,与旋转部72C同步旋转的滚珠螺杆72P;固定在蒸发源部71上,并通过滚珠螺杆72P的旋转将蒸发源部71上下移动的螺母72K;以及在上述上下移动时指引蒸发源部71在一对导向轴76上的行走的指引导杆72G。一对导向轴76其一端被处理室1bu的壁面1buw所支撑,另一端被支撑板78所支撑。
蒸发源部71具有n个蒸发源71a~n(个数n为根据基板6的宽幅方向的尺寸来决定。也包括n为1的情况),在各个蒸发源71a~n在内部收纳了蒸镀材料71Z,具有将该收纳的蒸镀材料71Z从外部加热的加热器71H、检测蒸发温度的温度传感器71S,控制装置50监测从温度传感器71S检测到的蒸发温度的输出,控制加热器71H以便得到规定的蒸镀速度。通过温度来控制蒸发速度以外,也可以基于通过膜厚监测器20检测到的已汽化的蒸镀材料71Z的排放量的值,直接控制加热器71H的输出。如图2的局部放大图所示,在蒸发源部71上对应各蒸发源71a~n的喷嘴73a~n呈线状排列,从其喷嘴73a~n将已加热气化的蒸镀材料71Z向处理室1bu的内部排放,通过影孔板81蒸镀到与蒸发源部71相对设置并保持垂直的基板6的表面上。根据需要,为了提高蒸镀薄膜的特性,也可以同时加热掺杂剂材料进行蒸镀。这时,多个蒸发源相对于各个蒸发源71a~n为上下平行排列的结构为宜。
真空内布线布管机构40具有包括中空第一联杆41和中空第二联杆42构成的联杆结构,中空第一联杆41的一端以向大气开放的状态被可旋转地固定在处理室1bu的壁1buw上,中空第二联杆42的一端可旋转地连接在所述第一联杆41的另一端上,另一端被可旋转地固定。在中空的联杆内,铺设有通向上述加热器71H的电源线以及温度传感器71S的信号线等布线44。真空内布线布管机构40为,伴随蒸发源部71在上下方向上的移动,两个联杆41以及42进行旋转,从而使得所述信号线、电源线的布线可以维持与目的位置稳定的连接状态。
通过这样的结构,如图5所示那样,蒸发源部71在蒸镀开始前,在下降端的待机位置WSL上打开开闭器74(省略开闭器74的开关机构),使用驱动部24驱动膜厚监测器20,所述厚监测器20安装在沿着由支撑块22和23支撑的水平方向的导杆21可移动的支撑体25上,,沿着呈线状排列的蒸发源部71的多个蒸发源71a~n的喷嘴73a~n,按照一定速度移动(扫描),从而监测蒸发量,将该监测的信号送到控制部50。
膜厚监测器20为基于对应水晶振子上附着的成膜材料的堆积量的频率变化,检测成膜速度。膜厚监测器20的检测面28设置为,通过与蒸发源部71相对的基板保持设备82垂直保持的基板6的表面相对应的位置相同的平面内(与蒸发源部71和基板6之间的间隔相同的间隔),可以检测与基板6的表面对应的位置上的蒸镀速度(每单位时间所蒸镀的膜的厚度)在蒸发源部71的长度方向(喷嘴73a~n的排列方向)上的分布。
根据控制部50,对于通过与膜厚监测器20检测的从各个喷嘴73a~n的蒸发量对应的基板表面位置的成膜速度进行分析,检查各个喷嘴73a~n的蒸发状态,可以指定与其他相比检测信号小的喷嘴,从所有喷嘴的检测信号级别与预先设定的基准级别比较,检查蒸发量的过多。
在图6(a)~(c)中,以从膜厚监测器20检测到的信号为例,示出膜厚监测器20的位置与蒸镀速度之间的关系。图6(a)为在各个位置上蒸镀速度一定且落在基准范围的上限值Ru和下限值R1之间,这种情况下蒸镀被正常实施。图6(b)为示出从某一位置蒸镀速度降低,且多个蒸发量降低的情况。这是在形成将蒸发源71a~n分为多个单元并对于每一单元单位使用加热器71H加热的结构时,可得到的情况。在这种情况下,对应单元的温度使用温度传感器71S确认,同时控制加热该单元的加热器71H上施加的电压,使得蒸镀速度调整为上述的基准范围Ru和R1之间。进而,图6(c)示出在多个蒸发源71a~n的其中之一的蒸发量比其它下降的状态,指定对应的蒸发源71X,研究喷嘴73被堵的原因或者加热温度异常的原因后,采取相应对策即可。
在图6(b)以及(c)的例中示出蒸镀速度比下限值R1更为低下的异常状态的例子,对于蒸镀速度比上限值Ru更高的异常状态发生的情况,也与上述的相同的方法对应异常。
即,根据本实施例,可以确认已气化的蒸镀材料从每个喷嘴73a~n向处理室内部的排放状态,可更精细地控制蒸镀速度,即,可以提高在基板上成膜的薄膜的膜厚分布的均匀性。
将膜厚监测器20扫描,由此检查蒸发源71a~n中气化的蒸镀材料从喷嘴73a~n向处理室内部排放的状态,在确认没有异常的情况之后,通过上下驱动设备72使蒸发源部71以一定的速度上升,在对置面上设置的基板6上隔着影孔板81蒸镀发光材料。蒸发源部71超过对置的基板6到达上升端的待机位置WSu,将前面用开闭器75覆盖的状态下等待向下一基板上的蒸镀的开始。
在本实施例中,膜厚监测器20只能设置在蒸发源部71的下降端侧的待机位置WSL,因此蒸发源部71从上升端侧的待机位置WSu开始下降时不进行蒸发量的监控。
图7示出根据这样的结构的处理室1的处理流程的图。在本实施方式中处理的基本思路是:以基板的蒸镀面朝上搬运,面朝上搬运后的基板6垂直竖立,搬运至对准部8后进行蒸镀。搬运时基板6的底面为蒸镀面时有必要进行反转,但是由于顶面为蒸镀面,故只要进行垂直竖立即可。
首先,搬入基板6(S701)、将基板6垂直竖立后移动至对准部8(S702)、进行基板6和影孔板81之间的位置对齐(S703)。此时,基板6将蒸镀面朝上进行搬运,因此可以在垂直竖立后立即进行位置对齐。关于位置对齐,如图2的局部放大图所示,使用CCD摄像机(图中未示出)摄像,通过上述对准驱动部83控制影孔板81,使得设置在基板6上的对位标记84到达掩模81M上设置的窗口85的中心。窗口85的大小例如宽度为50μm,高度为150μm左右。掩模81M的厚度为40μm,今后具有更变薄的趋势。
在基板6被搬入期间,蒸发源部71退至下降端的待机位置WS1,各个喷嘴73a~n前被开闭器74所覆盖。接着,一旦开始进行基板6的位置对齐,则开闭器74打开(S704),从各个蒸发源71a~n蒸发的蒸镀材料从各个喷嘴73a~n向处理室1的内部排放。
在这种状态下,膜厚监测器20沿着各个喷嘴73a~n,开始扫描(S705),监测对应基板6表面的各个位置的蒸镀速度,检测已气化的蒸镀材料从各个喷嘴73a~n向处理室内部的排放状态(S706)。当膜厚监测器20的扫描结束(S3707),利用控制部50检查各个喷嘴73a~n以及整体的蒸镀速度(S708),当存在异常的情况下,判断其原因是否为喷嘴73a~n被堵,或者是否为加热器71H的外加电压的异常(S709),当加热器71H的外加电压异常的情况下,反馈给加热器71H外加电压(S710),返回至S705再次开始膜厚监测器的移动。另一方面,喷嘴73a~n被堵的情况下,发出警报告知异常(S711)。
根据膜厚监测器20确认从各个喷嘴73a~n的蒸发量,一旦影孔板81与基板6之间的位置对齐结束,则关闭开闭器74(S712),驱动上下驱动设备72使蒸发源部71向上方开始移动(S713),将蒸发源部71按照一定的速度移动的同时,使被蒸发的蒸发材料71Z从各个喷嘴73a~n向处理室1的内部排放,并通过影孔板81蒸镀至基板上而形成薄膜(S714)。当蒸发源部71到达至上端则停止蒸发源部71的上升(S715),一旦基板6的蒸镀结束,则在上升端的待机位置WSu上,蒸发源部71的各个喷嘴73a~n被开闭器75覆盖的状态下待机至向下一个基板的蒸镀的开始。接着从处理室1搬出基板6(S716),接着等待搬入新基板6’。
接着,新基板6’被搬入(S717),新基板6’保持垂直(S718),一旦与影孔板之间的位置对齐结束(S719),则驱动上下驱动设备72向蒸发源部71的下方开始移动(S720),将蒸发源部71按照一定的速度移动的同时,已蒸发的蒸发材料71Z从各个喷嘴73a~n向处理室1的内部排放,且通过影孔板81在基板上蒸镀而形成薄膜(S721)。当蒸发源部71到达至下端,则蒸发源部71停止下降(S722),新基板6’的蒸镀结束,搬出蒸镀完的基板6’(S723)。在这里,关于新的蒸镀开始的时间点,蒸发源部71在上升端侧,且在上升端侧没有设置有膜厚监测器20,因此不能进行蒸发源部71在开始下降前从各个喷嘴73a~n的蒸发量的监测。即,不进行(S704)~(S711)的流程相对应的处理。
然后,重复进行上述流程。
根据以上说明的实施方式,可以提供以下的有机EL设备制造装置:对于基板6表面的蒸发源部71的各个喷嘴73a~n的排列方向上的蒸镀速度分布进行监测,调整从各个喷嘴73a~n排放的蒸镀物质的排放量,从而膜厚的分布均匀且可信度高。
上述的实施方式说明了将全部基板6的蒸镀面朝上进行搬运的情况。作为其它的基板的搬运方法,包括蒸镀面朝下的搬运方法、将基板放入盒中且直立的搬运方法。
但是,检测对应上述的基板表面位置的蒸镀速度的分布,调整从蒸发源的各个喷嘴排放的蒸镀物质其排放量的基本思路与搬运方法没有关系,因此,不管是何种搬运方法均可适用本发明。
此外,在上述说明中以有机EL设备为例进行了说明,但在与有机EL设备具有相同背景的蒸镀处理的成膜装置以及成膜方法,也可适用。
实施例2
在实施例1中,对于在进行真空蒸镀的处理室1bu内一张一张地处理基板的例子进行了说明,在实施例2中对以下结构进行说明:在处理室1bu内设置一对基板保持设备82,在处理通过一侧的基板保持设备82R保持的基板时,在另一个基板保持设备82L上安装其他基板并完成影孔板81与基板6的位置对齐,从而提高装置的生产效率。
在实施例2中,与实施例1的不同之处在于,在处理室1bu的内部,影孔板81、基板保持设备82、梳齿状手94、基板旋转设备93分别在右侧R线和左侧L线的两个系统构成。
对于在实施例1中重复的部分省略其说明,说明与实施例1的不同之处。
图8示出基于第2实施例的搬运室和处理室的大致结构。
处理室的结构根据不同的处理内容而不同,但以在真空中蒸镀发光材料形成EL层的处理室1bu(在第2实施例中,记为处理室201)为例进行说明。在搬运室202的内部设置的搬运用机械手臂205具有可左右旋转结构的臂251,在其前端安装了基板搬运用梳齿状手252。
另一方面,在处理室201的内部,大致区分具备:蒸发发光材料向基板6上蒸镀的蒸发源部71;将该蒸发源部71沿着通过基板保持设备82R或者82L垂直保持的基板6,在与基板平行的上下方向上驱动的上下驱动部76;在基板6的必要部份上蒸镀发光材料的影孔板81;在搬运用机械手臂5b之间交接基板6的梳齿状手94;旋转从梳齿状手94接收的基板6使其垂直后向基板保持设备82移动的基板旋转设备93;使蒸发源部71在L线和R线之间沿轨道275移动的驱动部276。因此,在实施真空蒸镀时,通过在图中未示出的真空排气泵,处理室1bu的内部维持为10-3~10-4Pa左右的高真空状态。
需要说明的是,虽在图8中省略,但搬运室202与处理室201之间是通过可开关的闸阀10来隔开。
图9示出说明蒸发部271与通过基板保持设备282保持垂直的基板6以及影孔板81之间的关系的图。图9(b)为从图9(a)的箭头B的方向看到的图。蒸发源部71通过上下驱动设备72沿一对导向轴76在上下方向上移动。
此外,如图10所示那样,蒸发源部71通过左右驱动设备74沿着轨道75在左右对准部L与R之间移动。蒸发部271在左右对准部L和R之间移动路径途中,设置有膜厚监测器220,膜厚监测器220的检测面221设置成与通过基板保持设备82R或者82L垂直保持的基板6的表面在相同平面内。蒸发源部71被左右驱动设备276驱动而沿着轨道275以一定的速度在对准部L和R之间移动时,呈线状排列的蒸发源71a~n的各个喷嘴73a~n通过膜厚监测器220跟前,由膜厚监测器220来检测从各个喷嘴73a~n的蒸发量作为膜厚的变化,并将检测出的信号送到控制部250。
在控制部250中,分析膜厚监测器220中检测的对应从各个喷嘴73a~n的蒸发量的检测信号,检查各个喷嘴73a~n的蒸发状态,指定其中检测信号小的喷嘴73,或者与所有喷嘴73的检测信号级别重新设定的基准级别相比,可以确认过多的蒸发量。
在控制部250中,指定了与其他相比检测信号弱的喷嘴73x的情况下,蒸发源部71的其喷嘴73x的位置输出到显示设备(图中未示出)。
此外,将所有的喷嘴73的检测信号级别与预先设定的基准范围相比,蒸镀速度超过了基准范围的情况下,在控制部250,对通过温度传感器71S检测蒸发温度而得到的信号进行监测的同时,降低蒸发源部71的加热器71H的外加电压,当蒸发量为基准范围以下的情况下,在控制部50,同样地,对通过温度传感器71S检测蒸发温度而得到的信号进行监测的同时,加大蒸发源部71的加热器71H的外加电压。
此外,在图9(b)中所示出的结构中,将蒸发源71a~n分为多个单元,通过设置分别加热每一单元的加热器71H和检测蒸发温度的温度传感器71S,将来自各个喷嘴73a~n的检测信号级别与预先设定的基准范围相比较,当蒸发量超过了基准范围的情况下,在控制部250中,对于各个单元,监测从各自单元的温度传感器71S检测蒸发温度后得到的信号,同时控制外加在每一单元的加热器71H的外加电压,可以更细微地控制蒸镀量分布。
进而,监测到的来自各个喷嘴73a~n的检测信号级别超过预定的基准级别的情况下,或者低于规定的基准级别的情况下,控制部250发出警报,告知操作者装置的异常。
即,根据本实施例,与第一实施例中使用图6(a)~(c)的说明相同,可以检查各个喷嘴73a~n的蒸发状态,可更细致地控制蒸镀速度,即可提高在基板上形成的薄膜膜厚分布的均匀性。
图11为示出第2实施例中处理室1的处理流程的图。作为本实施方式中处理的基本思路,与第一实施例中说明的思路相同,将基板的蒸镀面朝上实施搬运,竖立面朝上搬运的基板6,搬运到对准部8中,进行蒸镀。在搬运时若基板6的底面为蒸镀面,则需要翻转,但顶面为蒸镀面故只需竖立即可。
此外,在本实施例中,蒸镀步骤所需时间与将基板6搬入处理室1至对准结束所需时间大致相同,在本实施方式中,各自分别为约1分钟。因此,本实施方式中基本思路为,将一侧线上实施蒸镀期间,另一侧线上搬出处理完成的基板、搬入新基板,对齐位置,从而完成蒸镀准备。通过将该处理交替进行,可使蒸发源的待机时间缩短,可以减少待机过程中没必要的材料浪费。
对其处理流程详细说明。首先,在R线上,搬入基板6R(S1101R)、将基板6R垂直竖立并移动到对准部8R(S1102R)、进行基板6和影孔板81之间的位置对齐(S1103R)。这时,为了在垂直竖立后能够立即进行位置对齐,将蒸镀面朝上而搬运基板6。位置对齐如同图8的放大图中所示那样,采用CCD摄像机等摄像设备(图中未示出)摄像,为了使设置在基板6上的对位标记84向设置在影孔板81R上的窗口85的中心移动,通过所述对准驱动部83R来控制影孔板81R。如果本蒸镀为发红色(R)光的材料,则如图3所示那样在影孔板81R的掩模81M的与R相对应的部分开有窗口,基板6为在其窗口下的部分被蒸镀。其窗口的大小为例如宽幅50μm、高度150μm左右。掩模81M的厚度为40μm,今后进一步变薄的趋势。
一旦位置对齐结束,则用左右驱动设备276驱动在L线侧待机并用开闭器274L覆盖的蒸发源部71,使之沿着轨道275移动到R线侧(S1101E)。这时蒸发源部71在L线侧和R线侧之间按照一定的速度移动,从脱离开闭器274L的位置呈线状排列的蒸发源71a~n的各个喷嘴73a~n通过膜厚监测器220的跟前,由此可以由膜厚监测器220检测出来自各个喷嘴73a~n的蒸发量作为膜厚的变化即蒸镀速度(S1102E),该检测得到的信号送至控制部250。
蒸发源部71向R线侧的移动(S1103E)之后,在控制部250检查各个喷嘴73a~n以及所有的蒸发量是否存在异常(S1104E),若存在异常的情况下判断其原因是否为喷嘴73a~n被堵,或者是否为加热器71H的外加电压的异常(可通过加热器71H的控制来应对)(S1105E),当加热器71H的外加电压上存在异常的情况下,反馈给加热器71H的外加电压(S1106E),将蒸发源从R线移动至L线(S1107E),从而再次返回到步骤S1101E,从而开始蒸发源从L线到R线的移动。另一方面,若为喷嘴73a~n被堵的情况下,发出报警并告知异常(S1108E)。
当影孔板81与基板6R之间的位置对齐结束,通过膜厚监测器220对从各个喷嘴73a~n蒸发量的检查结束,在R线侧的待机位置蒸发源部71的各个喷嘴73a~n被开闭器274R覆盖的状态下在S1104E中判断为没有蒸镀速度异常的情况下,驱动上下驱动设备72开始将蒸发源部71连续地向上方移动(S1104R),在与开闭器274R脱离的位置,蒸发的蒸发材料71Z从喷嘴73a~n向处理室1的内部排放,通过影孔板81在基板6R上蒸镀,形成薄膜(S1105R)。蒸发源部71达到一对轨道276的上端附近完成基板6R的蒸镀,则蒸发源部71向上方的移动停止(S1106R),在一对导向轴76R的上端部,蒸发源部71的各个喷嘴73a~n以被开闭器275R覆盖的状态待机。
另一方面,在R线蒸镀基板6R的过程中,在L线进行与R线的(S1101R)至(S1103R)相同的处理。即,搬入其它基板6L(S1101L),并将该基板6L垂直竖立后移动给对准部8L(S1102L),进行与影孔板81L之间的位置对齐(S1103L)。
完成R线的基板6R的蒸镀并在一对导向轴76的上端部待机的蒸发源部71,确认基板6L与影孔板81L之间的位置对齐结束,被驱动部276驱动并沿着轨道275向L线侧移动(S1108E),成为前面(设置各个喷嘴73a~n的面)被开闭器275L覆盖的状态。在这里,从R线侧向L线侧移动时,由于蒸发源部71在一对导向轴76的上端部待机,因此无法通过膜厚监测器220确认从各个喷嘴73a~n排放的蒸发量。此外,开闭器275R与275L可以是不分离,形成连续的一体。这时,蒸发源部71以设置有各个喷嘴73a~n的面(前面)被开闭器覆盖的状态从R线侧移动到L线侧。
接着,到达L线侧的蒸发源部71在上下驱动设备72的驱动下,开始向下方移动(S1104L),从没有被开闭器275L覆盖的部分,蒸发的蒸发材料71Z从各个喷嘴73a~n排放到处理室1的内部,并通过影孔板81蒸镀在基板6L上形成薄膜(S1105L),蒸发源部71到达一对轨道276的下端附近,一旦基板6L的蒸镀结束,则停止蒸发源部71向下方的移动(S1106L),在一对导向轴76的下端部,蒸发源部71的各个喷嘴73a~n在被开闭器274L覆盖的状态下待机。
另一方面,就R线而言,在确认蒸发源部71完成向L线侧的移动之后,开始基板6R从处理室1的搬出动作(S1107R)。然后,搬入新基板6R’(S1108R),将基板6R’垂直竖立移动到对准部8R(S1109R),进行基板6R’与影孔板81R之间的位置对齐(S1110R)。
然后,重复进行上述的流程。根据本实施例,除了蒸发源部71的移动时间之外,无须浪费蒸镀材料71Z就可以在基板上形成蒸镀膜。在本实施例中,必要的蒸镀时间和基板向处理室中的进出以及对准所需要的时间为约一分钟,当蒸发源部71的移动时间设为5秒,按照只能安装1张基板的方法,未对基板的蒸镀起作用的浪费的蒸镀时间为1分钟,相对于此,在本实施例可以缩短5秒钟。
此外,根据上述本实施例,如图11所示那样,在处理室1中的每一张基板6的处理周期为实际蒸镀时间与蒸发源部71的移动时间相加的时间,可以提高生产率。在上述的条件下评价处理时间,与只能安装1张基板的两分钟相比,在本发明中为1分5秒,可以将每一个处理室1的生产率提高约两倍。
实施例3
在实施例1至3中,说明对于大型基板的处理有利的组合水平搬运和垂直成膜的实施方式,以下示出中型基板的成膜中采用的组合水平搬运与水平成膜的装置。
图12示出本发明涉及的进行平行搬运且平行成膜的有机EL设备的制造装置300的结构之一例。该装置作为常规的组合装置是公知的,对于该结构以下示出适用于本发明的例子。
图12的有机EL设备制造装置300如下结构的装置形式:相对于位于中央的多边形搬运室302a~c,在其周边,装载互锁室331a、交接室304a~c、处理室301a-1~f-2被连接。搬运室302a~c在其中央设置了搬运用机械手臂305a~c。搬运用机械手臂305a~c将置于装载互锁室331a、交接室304a~c或处理室301a-1~f-2的基板61取出,重新放置另外的基板61。
交接室304a~c用于与相邻的组之间进行基板61的交接。在处理室301a-1~f-2中,在待处理对象的基板61上实施通过真空蒸镀的成膜处理。构成组的各个室之间设置有闸阀310,每个室可以各自保持真空度。装载互锁室331具有关闭闸阀310而使搬入了的基板61的气氛从大气压切换到真空,或者从真空切换到大气压的功能。在成膜处理过程中,各个处理室301a-1~f-2以及各个搬运室302a~c通过真空泵(图中未示出)维持10-3~10-5Pa数量级的真空度。
通过关闭设置在处理室301a-1~f-2的闸阀310,可以防止在成膜处理中从各个处理室301a-1~f-2中生成的气体传播到其它处理室301a-1~f-2所导致的膜纯度的降低。此外,在维修时,将指定成膜室301a-1~f-2或者搬运室302a~c各自分别地向大气开放,可以将维修后装置300整体的状态恢复所需的时间控制为最短。
对于处理室301a-1~f-2的结构,以成膜有机层的处理301a-1为例说明。
在图13中将基于第三实施例的搬运室302a~c与处理室301a-1~f-2的大致的内部结构,以搬运室302a和处理室301a-1为例说明。如图13所示那样在本实施例中,除了设置定点观测蒸发源371的膜厚监测器319之外,在蒸发源371的上部设置能够在线上对蒸发源371的长度方向进行扫描的膜厚监测器320。
在搬运室302a的内部设置的搬运用机械手臂305a具有能够旋转和伸缩操作的臂351a,在其前端上安装了用于搬运基板的梳齿状手352a。
另一方面,在处理室301a-1具有:用于从搬运用机械手臂305a交接基板61的交接机构;影孔板381;影孔板381与基板61的对准机构;将有机蒸镀材料在高温中加热气化,指向性地形成了蒸镀材料371Z的气流375,向基板61底面喷镀形成膜的蒸发源371。
从搬运用机械手臂305a向成膜室301a-1搬入基板61的情况下,在夹子387之上插入保持有基板61的梳齿状手352,下降搬运臂351,将基板61交给设置在基板周边部的夹子387,使梳齿状手352后退。在插入梳齿状手352时提高夹子387,接收基板也可。一旦接收基板61,下降夹子387,在使基板61与影孔板381靠近的状态下将基板上的对位标记6A与影孔板上的对位标记381A通过光学方法检测,并使夹子387或者影孔板381微动而进行位置对齐。在对齐位置后进一步下降夹子387,在影孔板381上载基板61。从而使夹子387后退,拉拔从影孔板381离开。这时,在影孔板381上有夹子387脱离的沟则加大夹子387的爪的厚度,可以容易应对大型基板61。影孔板381具备掩模381M、框架381F,形成有对位标记381A。
蒸发源371采用的是在垂直于吹出蒸镀材料371Z的气体375方向的方向上拉伸的棒状的所谓线源(linear source)的形态,作为气流375的吹出口的喷嘴373相对于蒸发源371的长度方向在线上排成列而设置多个。
该喷嘴如图14(a)(b)中所示那样,不是排列在线上的圆形孔,可以是如图14(c)(d)中所示那样设置在其上的一个或者多个缝隙。除此之外,如图14(f)中所示那样采用从设置在小型蒸发源371a~n的各自中心上的喷嘴373供给的蒸镀材料的气流375的蒸发源371的情况下,准备多个小型蒸发源371a~n,在线上排列也可得到相同的效果。该蒸发源371a~n的各个喷嘴373面向基板61的状态下保持规定间隔,通过与基板61平行且垂直于蒸发源371的长度方向往复运动的蒸发源移动机构372以规定速度扫描,在基板61的对象面整体上形成蒸镀材料的薄膜。
包括各个搬运室302、处理室301、搬运用机械手臂305、交接室304、蒸发源371的装置300整体是被控制部350控制的。
蒸发源371的移动机构372是如图13以及图15所示那样,将蒸发源371沿着一对导向轨道372L移动,通过设置在大气侧的驱动马达372M将搭载在蒸发源底板378的蒸发源371移动的机构。将保持真空度的在内部持有磁性流体密封的真空旋转导入机构372S设置在处理室301a-1的壁面301a-1w上,通过其真空侧的旋转轴旋转滚珠螺杆372P。滚珠螺杆372P的两端由具备轴承的支撑板376支撑。在搭载蒸发源371的蒸发源底板378上连接有滚珠螺杆372P的螺母372K与一对导杆372G,该导杆372G指引导向轨道372上的行走,通过滚珠螺杆372P的旋转,蒸发源371沿着导向轨道372L进行直线运动,可以实现来回的扫描成膜。
使用如上所述那样的机构,相对于基板61将蒸发源371来回移动扫描成膜之后,将蒸发源371退回,将基板61从影孔板381剥离,再次通过搬运机械手臂305a搬运到其它的处理室301,进行成膜处理。首先,在影孔板381之上载置基板61的情况下,由夹子387将基板61挂住后使其上升。而且,搬运用机械手臂305为将梳齿状手352a插入基板61底部,将臂351a上升后接收基板61。也可以通过下降夹子387的方法代替上升臂351a,使得基板61分离梳齿状手352a。此外,通过夹子387挂住基板之后,利用搬运用机械手臂305a的手352a上升的功能,也可交接基板61。
通过如上示出的方法在基板61上形成蒸镀膜的情况下,为了确保膜厚的均匀性,在蒸发源371的长度方向上的温度控制是不可或缺的。如图15中所示那样,蒸发源371在长度方向上被分割成多个加热控制单元371B来实施加热控制。加热控制单元371B上分别设置有加热器371H。在蒸发源371的内部收有装入蒸镀材料371Z的坑371C,通过向加热器371H通电,坑371C与填充在其中的蒸镀材料371Z被加热,气化。在蒸发源371上具有检测温度的热电偶371S,控制装置350,通过温度传感器371S所检测的温度输出,控制为规定的程序温度。温度传感器371S为,既可以是在指定的加热控制单元371B上设置一个,也可以是在各加热控制单元371B上分别设置。
在各加热控制单元371B上设置温度传感器的情况下,为了使各加热控制单元为相同的温度,调整供给加热器371H的功率。通常情况下蒸发源371的长度方向上的端部引起热辐射,因此被预测为比中央部的温度低。因此,与蒸发源371的长度方向中央部相比,加大向两侧加热控制单元371B的加热器371H的功率的供给从而使蒸发源371的整体的均匀化。
此外,在指定的加热控制单元371B上设置温度传感器371S的情况下,例如蒸发源371的中央的加热控制单元371B上设置温度传感器371S的情况下,事先在周边部的加热器371H侧,与中央的加热控制单元的加热器371H比较,多供给一定比例或者一定值的功率。蒸发源371的长度方向的温度均匀性,除了常规使用于调节温度的温度传感器371S以外,将温度传感器安装在蒸发源371的各部上进行测定,基于该结果,增减向各个加热器371H的功率供给增量达到温度的均匀化。
作为气体排放速度的测定设备,使用水晶振子326式的膜厚监测器320。这是,从蒸发源371排放的蒸镀材料371Z的气流375冷却后的水晶振子326,在该水晶振子326的检测面上形成蒸镀材料的膜,从而生成的水晶振子326的水晶发送频率的变化,读取每单位时间所附着的蒸镀材料的膜厚。
通常情况下,膜厚监测器320A、B固定在不阻碍成膜的蒸发源371的端部上,固定在蒸发源371移动至退避位置W(图13中蒸发源371存在的地方)时可检测的处理室301a-1侧。此外,根据传感器的指向性,其检测值依赖蒸发源371的喷嘴373、膜厚监测器320A、B的水晶振子326A1-3、B1-3之间的距离或倾斜度。
为了防止在水晶振子326A1-3、B1-3的周围附着蒸镀物质,使用罩319A、B将周围覆盖,进而为了指向性更好的检测从蒸发源371排放的蒸镀物质,在监测从各个喷嘴蒸发量膜厚监测器320B中,使用筒状护罩328覆盖水晶振子326B1-3的上面的结构。进而,每个水晶振子326A1-3,B1-3之间存在个体差,在扫描后的膜厚之间不进行校正是无法使用的。为了提高膜厚监测器320A,B的膜厚计量精度,在一规定的条件下在基板61上成膜,在取出该基板之后,从通过膜厚计(ellipsometer)等计量器测定膜厚的结果,计算校正系数的程序是必要的。之后,通过从膜厚监测器320A,B检测到的数值上乘以校正系数,可以实时地高精度测定已气化的蒸镀材料371Z的排放速度或者蒸镀速度的分布。
作为本发明的实施例,如图13所示那样,针对蒸发源371固定第一膜厚监测器320A,在蒸镀过程中与蒸发源371同时移动,时常监测蒸镀过程中来自蒸发源371的蒸发量,将第二膜厚监测器320B设置在处理室301a-1上。第二膜厚监测器320B为,在基板61上蒸镀材料371Z的气流375不到的蒸发源371的退避位置,使得与蒸发源371的喷嘴373对置而设置水晶振子326(参考图15)。
第二膜厚监测器320B设置成蒸发源371退避中通过蒸发源371的长度方向上扫描的移动机构317,读取从各个喷嘴373排放的已气化的蒸镀材料的排放速度的分布。如同蒸发源371的往复移动机构,在处理室301a-1侧设置两根线性导引321,在蒸发源371的喷嘴321之列平行且沿着喷嘴373之列可移动第二膜厚监测器320B。
在处理室301a-1的外部设置马达324M,旋转持有保持真空气密度的磁性流体密封的真空旋转导入机构324S,旋转与之连接的被一对支撑部件322支撑的滚珠螺杆324P。滚珠螺杆的螺栓324K和线性导引的导向机构325与第二膜厚监测器320B连接,通过马达324M的旋转,第二膜厚监测器320B进行蒸发源371的长度方向上的扫描测定。
以往是,在基板61上成膜后,在蒸发源371的长度方向上通过膜厚测定机或者高低平面差测定机测定基板61上的膜厚,为了使膜厚与其它膜厚之间没有大差异,一般是调整了蒸发源371的各个加热控制单元371B的加热器371H。然而,无法测定从蒸发源371的各个喷嘴373排放的已气化的蒸镀材料375的排放速度的分布,即便是检测到膜厚存在异常部分,但难以判断是受到哪一个加热单元371B的影响,试图调整膜厚均匀化的调整操作难,需要大量的时间。
另一方面,通过本发明,与以往相同,对于指定部分稳定地监测已气化的蒸镀材料的排放速度,不仅可以进行对于蒸发源371的温度控制,也可以测量从蒸发源371的各个喷嘴373排放的蒸镀材料的排放速度分布。因此,基于从蒸发源371的各个喷嘴373排放的蒸镀材料的排放速度分布,再次调整加热蒸发源371的各加热控制单元371B中对于加热器371H的功率供给状态,也可以通过控制,使得从蒸发源371的各个喷嘴373排放的蒸镀材料气体的排放速度均匀,或者使其符合规定的排放速度分布。
膜厚监测器320A以及B一般情况下如果发生急剧的温度变化则产生测量误差,因此,平常实施水冷。然而,第二膜厚监测器320B的扫描开始时,突然受到来自蒸发源371的热辐射,容易发生因温度变化所导致的测量误差。因此,笔者们在将第二膜厚监测器320B扫描时变更驱动机构317的控制,从开始受到蒸镀材料的气流375的位置,停止一定时间,在温度稳定之后再度开启第二膜厚监测器320B的扫描。如此一来,可以精确测定蒸发源371在长度方向气化后蒸镀材料的排放速度的分布。
第二膜厚监测器320B的扫描中,从相邻的喷嘴373排放的气流375射入水晶振子326,在进行准确的装置诊断时在局部范围,或者每一个喷嘴的范围内,难以准确地测定已气化的蒸镀材料的排放速度。因此,如图15所示那样,将第二膜厚监测器320B的水晶振子326的周围使用筒状的护罩328覆盖,给第二膜厚监测器320B赋予指向行性。其结果,可以排除从相邻的喷嘴发出的从斜面射入的蒸镀材料的气流375,进一步准确测定喷嘴373单位或者局部地方的范围,蒸发源在长度方向上的已气化的蒸镀材料的排放速度。
将上述测定结果之一例示于图16(a)~(c)中。根据该例,蒸发源371的喷嘴373全部具有相同蒸镀材料的排放速度的情况下,对于基板可得到均匀的膜。通过将第二膜厚监测器320B的水晶振子326的周围使用筒状的护罩328覆盖,当蒸发源371的喷嘴373为孔状的情况下,水晶振子326来到喷嘴的正面时检测到的速度具有峰值。将扫描速度适当调整,扫描开始后数秒间确认通过喷嘴373正面的水晶振子326,则可把握各自的速度峰值对应哪个喷嘴373的孔。若为正常情况下,如图16(a)所示那样,可以反复测定相同高度的波形。图16(b)示出来自加热控制单元371BL的蒸发量降低的状态。此外,图16(c)示出某一个喷嘴被堵,从而降低蒸镀物质的排放量的状态。
需要说明的是,在上述的实施例中,以图14(a)或者(b)中示出那样的孔状的喷嘴373C的排列为前提,如图14(c)或者(d)中所示那样缝隙槽类型的喷嘴373S,所观测到的速度测定值构成如图17(a)~(c)中示出的图表,为正常的情况下如图17(a)所示除了端部之外,检测到稳定的值,且与位置无关。
另一方面,在部分加热控制单元上发生加热器功率的供给发生难以预料的情况下,如图17(b)中示出那样,对应发生状态不佳的过热控制单元的位置发生膜厚监测器输出的速度降低。进一步,蒸发源371缝隙沟槽373S的一部分被堵的情况下,如图17(c)中示出的那样,膜厚监测器输出的一部分上发生微小的速度的下降。
此外,如图14(e)所示那样,将蒸发源371的上面使用多孔质物质379覆盖,通过该多孔质物质379向真空室侧排放的蒸镀材料可形成薄膜。
在以下举出喷嘴373的长度方向或者排列设置方向上已气化的蒸镀材料的排放速度分布的测定结果的应用例,如图14(a)或者(b)中示出的孔类型的喷嘴373的检测为前提,图14(c)或者(d)中示出那样的缝隙类型的喷嘴的情况下,事先设定取样位置,进行评价则可以实施相同的处理。测定喷嘴373在长度方向或者排列方向上已气化的蒸镀材料的排放速度分布的结果应用于加热器控制中,如现有技术,在基板上实施覆膜的同时向各个加热器371H的供给功率调整在无需基板上覆膜,可用装置本身自动且更精确地实施。
例如,指定加热控制单元的喷嘴各个部中已气化的蒸镀材料371Z的排放速度的一部分下降,在连续劳动中过剩的情况屡次发生。在初始状态下即便调整蒸发源371的加热控制单元371B的温度平衡,在连续工作期间,改变蒸发源371内部的蒸镀材料371Z的消耗状态以及收集其的坩埚371C之间的接触状态,则蒸镀材料的气化状态发生变化。以前是形成薄膜后,若没有测定膜厚,就无法检测这样的状态。
在本发明中为了可以自动检测这样的状态,调整向对应的加热控制单元371B的加热器371H的功率供给量的增减,再次,由第二膜厚监测器320B扫描蒸发源371,仔细地确认已气化的蒸镀材料的排放速度的分布是否消灭,可以反馈。将能够自动判断且调整上述内容的算法(アルゴリズム)附加在装置的控制设备350上,则在装置内自动维持基板61的膜厚的均匀性,可以进行向蒸发源371的各个加热器371H的功率供给的控制。
接着,根据图18说明向基板61的蒸镀开始前进行的蒸镀速度的确认方法。
首先,将蒸镀源371移动至退避位置(S1801),接着,在退避位置上将第二膜厚监测器320B沿着蒸镀源371的喷嘴排列方向以一定速度移动,检测来自各个喷嘴已气化的蒸镀材料的排放量(S1802)。接着,就控制部350而言,从膜厚监测器320B的移动时间与检测值的峰值之间的关系,得到蒸镀源371的喷嘴373位置与测定值之间的对照(S1803),以蒸镀源371的各个加热控制单元为单位求出从各个喷嘴373的排放量的峰值的平均值(S1804)。接着,以安装了用于控制的热电偶的加热控制单元测量的从各个喷嘴373的排放量的平均值为基准,比较从各个加热单元的各个喷嘴373排放的排放量的平均值(S1805),确认有无二者之差大于事先设定的容许量的加热单元(S1806),对于被判定为二者之差大于容许量的加热单元来说,降低其过热单元的加热器功率(S1807)再次重复从S1802开始的步骤。
另一方面,判断二者之差未超过允许量的情况下,接着判断有无该差小于允许量的加热单元(S1808),对于被判定为二者之差小于允许量的加热单元来说,加大其加热单元的加热器功率(S1809)后再次重复从S1802开始的步骤。对于所有的加热单元来说,与基准值之间的差值判断为落在允许范围内的情况时判断为正常(S1810),并结束操作。
以上是以相比于基板61的宽度蒸发源371的长度方向上的宽度足够长的情况为前提,在这种情况下,从任何喷嘴373排放的已气化蒸镀材料的排放速度需要为相同峰值。但是,相对于基板61蒸发源371的伸出量比较短的实例,为了确保在基板61上的膜厚均匀性,也考虑从蒸发源371两端的喷嘴373排放的蒸镀材料气体的排放速度比中央部更高的情况为正常。将这时的蒸镀材料的排放速度在上述检测体系中的分布的检测例示于图19(a)以及(b)中。
图19(a)示出如图14(a)或者(b)中示出从具有孔状喷嘴的蒸着源371监测得到的蒸发状态的结果。此外,图19(b)中,如图14(c)或者(d)中所示那样从具有缝隙状喷嘴的蒸着源371监测得到的蒸发状态的结果。通过将端部的加热温度提高、增设喷嘴373、将喷嘴373大口径化、或者缩短喷嘴373的长度的方法,得到了这样的分布。相对于这样的实例,部分气化的蒸镀材料气体的排放速度在加大的情况下,同样自动地进行温度控制,可以维持状态。为了实现这些,使基板6上的膜均匀的向加热控制单元371B的功率供给条件下的已气化的蒸镀材料的排放速度分布定为基准分布,今后调整从各个喷嘴373排放的蒸镀材料气体的排放速度与其相符即可。
另一方面,从第二膜厚监测器320B扫描后的结果,存在已气化的蒸镀材料的排放速度极其减少的喷嘴373的情况下,或者加热控制单元371B中局部的已气化的蒸镀材料的排放速度减少的喷嘴的情况下,蒸镀材料由于某些原因析出到喷嘴373上而堵住的现象。
在确认这样的状态的情况下,调整向加热器的供给功率无法恢复已气化的蒸镀材料的排放速度,因此考虑到防止不良生产的观点出发,向装置管理者发送警报,或者优选是停止将基板向成膜室接收的处理。如此一来,通过上述判定算法搭载在制御部350上的方法,实现了自动防止不良生产的功能。
将以上操作的处理流程利用图20来说明。
首先,将蒸镀源371移动至退避位置(S2001),接着,在退避位置上将第二膜厚监测器320B沿着蒸镀源371的喷嘴排列方向以一定速度移动,检测来自各个喷嘴已气化的蒸镀材料的排放量(S2002)。接着,就控制部350而言,从膜厚监测器320B的移动时间与检测值的峰值之间的关系,得到蒸镀源371的喷嘴373位置与测定值之间的对照(S2003),求出从蒸镀源371的各个喷嘴373的排放量的峰值的平均值(S2004)。接着,基于从各个喷嘴373的排放量的平均值设定基准值(S2005),比较从各个喷嘴373排放的排放量的基准值与平均值、确认是否存在二者之差超过事先设定的容许量的喷嘴(S2006)、判断二者之差为允许量以下的情况下,经判断为正常(S2007),并结束操作。
另一方面,具有该差值为允许值以上的喷嘴的情况下,判断反复了多少次的从步骤S2002到步骤S2006(S2008),当反复次数为事先设定的n次以下的情况下,实行返回到S2002的步骤并进行到S2006。倘若,判断反复从步骤S2002到步骤S2006(S2008)次数达到n次的情况下,仍具有其差值在允许值以上的喷嘴的情况下,判定为喷嘴堵住(S2009),排除在处理室301内的基板61,关闭处理室301的闸阀310,禁止基板的受入(S2010),发出警报(S2011)后结束。
以上所示的蒸发源371在长度方向上的已气化的蒸镀材料371Z的排放速度分布的测定数据,对于每一次成膜,可以收集其蒸镀前或者蒸镀后的数据。因此,可以作为质量管理数据起作用,在发生不良时可以进行原因工序的指定。
在上述实施例中,将蒸发源371移动到从蒸发源371的喷嘴373发生的气流375不到达的退避位置W,计算并测量了蒸发源371在长度方向上的已气化的蒸镀材料的排放速度的分布。但是,即便是不将蒸发源371移动到退避位置W,在基板61和蒸发源371之间设置如图5所示的与开闭器相同的可开闭设备,只要阻止蒸镀材料的气流375到达基板61,则可得到相同的效果。
接着,利用图21说明在实施例3中通过监测膜厚监测器320A以及320B预测其寿命的同时,依次重复向基板61的蒸镀而实施的操作顺序。
首先,作为向基板61开始蒸镀之前的准备操作,实施以下操作。
最初,与蒸发源371联动的膜厚监测器320A测量从蒸发源371的各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放速度(S2101)。接着,将蒸发源371按照规定的速度驱动后通过蒸镀在样品的基板上形成薄膜(S2102)。
接着,计算并测量形成在样品基板上的薄膜后求出其平均值(S2103)。基于在S1201中测定得到的蒸镀材料的排放速度与S2103求出的膜厚的平均值,使用(数学式1)计算出膜厚监测器320A的校正系数α(S2104),使用计算得到的α值校正膜厚监测器320A(S2105),使蒸发源371移动到退避位置(S2106)。
数学式1
接着,对于退避位置,通过膜厚监测器320B扫描蒸发源371之上,检测从各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放量(S2107),计算从各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放量的峰值的平均值(S2108)。接着,使用计算出的从各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放量的峰值平均值与校正后的膜厚监测器320A的蒸镀材料的排放速度,使用以膜厚监测器320A作为基准的修正系数β(数学式2)计算(S2110),使用该计算得到的修正系数β,校正膜厚监测器320B(S2110)。
数学式2
以下,结束向基板61蒸镀开始前的准备操作。
接着,开始向基板61实施蒸镀。向基板61的蒸镀过程中或者蒸镀结束后,进行膜厚监测的膜厚监测器320A以及320B的水晶振子326的检测面上,一旦堆积了蒸镀材料,则降低水晶振子326的水晶发射频率。在膜厚监测器320A以及320B中将每单位时间内发射的频率变化转换为成膜速度,在所析出的膜厚与水晶发射频率的变化呈线性变化的范围内使用。而且,在超过该线性变化的范围下限之前,预测膜厚监测器320A或者320B的寿命时期,在迎来寿命期限之前更换膜厚监测器320A或者320B,从而不出膜厚不良品,且不用降低生产量地继续生产。
而且,开始向基板61进行蒸镀之后,检测膜厚监测器320A以及320B的水晶发射的频率,从该频率预测膜厚监测器320A以及320B的寿命(S2121),判断寿命期限是否临近(S2122),在膜厚监测器320A以及320B均离寿命期限远的情况下,在S2121中检测膜厚监测器320A以及320B的水晶发射频率的同时,重复蒸镀。
另一方面,当判断为寿命期限临近时,判断膜厚监测器320A以及320B的双方是否同时临近寿命期限,还是其中哪一个更临近寿命期限(S2123),当判断膜厚监测器320A以及320B双方同时临近寿命期限的情况下,首先记住膜厚监测器320B刚刚检测的检测值(S2131),更换膜厚监测器320A的水晶振子326(S2132)。
接着,更换了该水晶振子326的膜厚监测器320A测定从蒸发源371的各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放速度(S2133),通过下述(数学式3)计算膜厚监测器320A的修正系数α的新值(S2134),校正膜厚监测器320A(S2135)。
数学式3
接着,使用经校正后的膜厚监测器320A返回到S2122,进行向基板61的蒸镀,检测膜厚监测器320A以及320B的水晶发射频率,从该频率再次预测膜厚监测器320A以及320B的寿命。其结果,在S2123中判断单方的膜厚监测器的寿命期限临近的情况下,判断是哪一个膜厚监测器(S2141),当判断为膜厚监测器320A的情况下,实施上述的从S2131到S2135的步骤。
另一方面,当判断膜厚监测器320B的寿命期限临近的情况下,记住膜厚监测器320A刚刚检测的检测值(S2142),更换膜厚监测器320B的水晶振子326(S2143)。其次,通过更换了水晶振子326的膜厚监测器320B测定从蒸发源371的各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放速度(S2144),计算每个蒸发源371的各个喷嘴的检测排放量的峰值的平均值(S2145),通过下述(数学式4)计算基于膜厚监测器A的膜厚监测器320B的修正系数β的新值(S2146),校正膜厚监测器320B(S2147)。
数学式4
接着,使用校正后的膜厚监测器320B返回S2122后进行向基板61的蒸镀,检测膜厚监测器320A以及320B的水晶发射频率,边从该频率再次预测膜厚监测器320A以及320B的寿命,边重复基板61的处理。
如图15所示的结构示出,固定在蒸发源71371的第一膜厚监测器320A与第二膜厚监测器320B之间,蒸发源371在工作中与以往相比更高精度地进行自动校正的例,其中,第二膜厚监测器320B测定蒸发源371的喷嘴373在长度方向或者排列方向上的已气化的蒸镀材料371Z的排放速度的分布。
使真空蒸镀装置连续长时间工作的情况下,如图15所示那样,使用水晶振子326进行第一和第二膜厚监测器320A以及B的测定。各个膜厚监测器320A,320B具有多个水晶振子326。多个水晶振子326A-1~3以及326B1~3分别固定在转台329A或者B上。水晶振子326A-1~3以及326B1~3与膜厚监测器320A,320B在测定位置上电连接,从而测定水晶振子326A-1~3以及326B1~3的发射频率。
在水晶振子326A-1~3以及326B1~3的检测面上堆积了蒸镀材料,则水晶发射的频率降低。在膜厚监测器320A以及320B中将每单位时间内发射的频率变化转换为成膜速度。膜厚监测器320A以及320B为了在所析出的膜厚与水晶发射频率的变化呈线性变化的范围内使用,在其范围的下限附近切换转台后,设置其它的水晶振子326A-1~3以及326B1~3。
一般情况下,按照膜厚监测器的构成,在基板上实施覆膜,基于膜厚测量的结果进行着。水晶振子326A-1~3以及326B1~3为对于其线形性多少都持有个体差。因此,以前是,关于精确控制膜厚的情况下,针对所有的水晶振子326A-1~3以及326B1~3,在基板成膜后必须进行校正,且其安排也需要时间。
在本实施例中,至少蒸镀开始的第一次,需要使用了向基板61蒸镀的膜厚测定数据的膜厚监测器320A,320B的校正,但之后的连续工作期间,无须进行向基板61形成薄膜而可实施校正。
首先,设定用于成膜的蒸发源371的温度。之后,按照规定的扫描速度扫描蒸发源371,在基板61上实施成膜处理。记录这时的与蒸发源371联动的第一膜厚监测器320A的蒸发速度,同时计算测量附着在基板61上的膜厚。而且,第一膜厚监测器的蒸发速度测定值与实际附着在基板上的膜厚之比与规定的基准值发生偏差的情况下,乘上修正系数(Tooling Factor)校正计算并测量的到的蒸发速度值。需要说明的是,欲改变扫描速度的情况下,可以从相对于蒸发速度,膜厚与扫描速度之乘积之比求出修正系数。
接着,读取蒸发源371的喷嘴373在长度方向或者排列方向上的已气化的蒸镀材料371Z的排放速度的分布的第二膜厚监测器320B来扫描蒸发源371,求出已气化的蒸镀材料371Z的排放速度的平均值。而且,求出与校正结束的第一膜厚监测器320A之比。当二者存在偏差的情况下,求出补正系数,使其符合规定的值。
在上述的两个操作中事先校正第二膜厚监测器,也可以是以第二膜厚监测器320B为基准校正第一膜厚监测器320A。
在连续操作中,就第一或者第二膜厚监测器320A,320B而言,任意一方的水晶振子326A-1~3以及326B1~3接近使用期限的情况下,更换接近使用期限的膜厚监测器320A、B的水晶振子326A-1~3以及326B1~3,以另一个膜厚监测器320A、320B的更换前的测定结果为基准实施校正,从而不用停止生差,而在短时间内实现高精度的校正。
如果第一或者第二膜厚监测器320A、320B同时接近使用限度的情况下,例如,更换向水晶振子326A-1~3以及326B1~3的膜更快堆积的第一膜厚监测器的水晶振子326A-1~3,在校正结束后更换第二膜厚监测器的水晶振子326B-1~3,并进行校正。
在本实施例示出,关于有机EL显示装置的制造工艺中蒸镀过程的本发明的适用例。根据本实施例,不仅是有机膜,对于金属膜的蒸镀过程也显示出相同的效果。此外,除了有机EL显示装置之外,使用针对大面积基板的蒸镀过程的有机EL照明装置的制造步骤中得到同样的效果。
此外,在上述的实施例中,通过真空蒸镀将有机蒸镀膜形成在基板上的装置为例进行了说明,但本发明并不限于此,也可适用于有机膜之外的蒸镀薄膜如金属薄膜、无机材料类的薄膜的形成。
实施例4
在实施例3中举例说明了运送到处理室301a的基板61为一张的情况。在这里如图22中所示那样,在处理室401内将两张基板62在水平方向上排列,具有两个成膜位置R、L的一个实施方式如下示出。进而,在图23中,详细示出处理室401和搬运机械手臂405。关于本实施例的处理室401的结构为,在实施例3中说明的图13以及图15中说明的结构基本上相同,在一个处理室401的内部设置两个成膜位置R和L,在蒸发源471移动其中的方面是不相同的。在真空内搬运机械手臂405为进行常规臂的伸缩、旋转、上下的三个动作,例如在一个处理室401a内设置平行排列的成膜位置R和L的情况下,基板62的朝向相对于搬运机械手臂405的伸缩方向,基板62不倾斜则两个基板62不能平行排列。如图22以及23中示出那样,关于处理室401a,为了将两张基板并列排列,在交接室402a中搬运机械手臂405在接收基板62之前将基板62倾斜规定量,在机械手臂452之上接收基板62时,相对于搬运机械手臂405的臂451的伸缩方向保持倾斜,在处理室401a中放置基板62时,使两个基板62平行排列。404a~c为交接室。
根据图22以及23中所示的例,关于处理室401a的第一成膜位置,对于一侧的基板62,使蒸发源471扫描而成膜规定膜厚的蒸镀材料的膜。同时,在处理室401a的第二成膜位置L上,通过搬运机械手臂405搬出处理完的基板62,搬入未处理的基板62,进行基板62与影孔板481之间的定位,在将基板62与影孔板481对准后相重叠的状态下待机。
蒸镀源471的结构具有与在第三实施例中利用图15说明的装置具有相同的结构。
当第一成膜位置R的成膜结束,将蒸发源471移动至退避位置W上,使得在基板62或者影孔板481上蒸镀材料的气流475不能直接接触。而且,蒸发源471从成膜位置R移动到成膜位置L。在图24中详细示出这时退避位置W的蒸发源471的移动设备。与两个成膜位置R,L的扫描方向平行的位置关系的情况下,关于蒸发源的退避位置W,在蒸发源的长度方向(垂直于扫描方向)上移动蒸发源471。
蒸发源471为,一旦到达退避位置W,则由线性导引489、滚珠螺杆492P以及移动单元491构成的移动机构与通过定位销490结合。在该状态下通过设置在处理室401的外部的马达492M,通过真空旋转导入机构492S,旋转滚珠螺杆492,从而与移动单元491和定位销490相连接的蒸发源471在长度方向上从成膜位置R移动到成膜位置L,将设置在成膜位置R上的蒸发源471,从被扫描的蒸发源衬底478A到设置在成膜位置L上的蒸发源衬底478B,沿着导向沟479使蒸发源471滑动,实施更换。
该蒸发源471的移动机构之一例,只要能够得到相同效果,任何结构均可。
如上所述,在两个成膜位置中交替处理基板成膜,可以排除浪费时间,蒸发源的劳动效率提高,高昂的蒸镀材料的使用效率提高。特别是,成膜时间比基板的搬入、搬出,基板与掩模的对准中所需时间长的情况下,将浪费时间可缩短至只有蒸发源的移动时间。
如上所述那样蒸发源471移动的情况下,测定蒸发源471的喷嘴在长度方向或者排列方向上的已气化的蒸镀材料的排放速度分布的第二膜厚监测器420B设置在蒸发源471的成膜位置R向成膜位置L的移动路径上,从而可以测定蒸发源的喷嘴在长度方向或者排列方向上已气化的蒸镀材料的排放速度的分布。此时,第二膜厚监测器420B固定在两个成膜位置R与L的中间附近的处理室410侧。如此一来,如同实施例3,可以测定蒸发源471的喷嘴473在长度方向或者排列方向上已气化的蒸镀材料471Z的排放速度的分布。
接着,关于实施例4,使用图27说明蒸镀开始前进行的确认蒸镀速度的处理顺序。
首先,将蒸镀源471移动至退避位置(S2701)。接着,在退避位置与第二膜厚监测器420B对置的位置,将蒸镀源471在喷嘴排列的长度方向上按照一定速度移动,检测从各个喷嘴排放的已气化的蒸镀材料的排放量(S2702)。接着,就控制部450而言,从膜厚监测器420B的移动时间与检测值的峰值之间关系,获得蒸镀源471的喷嘴473的位置与测定值之间的比较(S2703),求出从蒸镀源471的各个加热控制单元单位上各个喷嘴473排放的排放量峰值的平均(S2704)。接着,安装了控制用热电偶的加热控制单元的各个喷嘴473的排放量的平均值为基准,比较从各个加热单元的各个喷嘴473排放的排放量的平均值求出差值(S2705),确认是否存在差值超过事先设定的容许值而排放量大的加热单元(S2706)、具有差值超过容许值而排放量大的加热单元的情况下,降低其加热单元的加热器功率(S2707)再次从S2702的步骤重复。
另一方面,判断为没有差值超过容许量而大的加热单元的情况下,进一步确认是否存在差值超过容许量而小的加热单元(S2708),当存在经判断差值超过容许量而小的加热单元的情况下,将其加热单元的加热器功率增加(S2709)再次重复从S2702开始的步骤。对于所有的加热单元来说,经判断与基准值之间的差值在容许范围内,则判定为正常(S2710),结束操作。
需要说明的是,在上述的例示出两个成膜位置与扫描方向平行的情况,如图25所示那样,两个成膜位置排列成与蒸发源471的扫描方向(X方向)为相同方向时,在成膜位置R和L之间设置蒸发源471的退避位置。这时,如图26所示那样,在第二膜厚监测器420B侧设置了通过真空旋转导入机构429S通过马达424M驱动的与滚珠螺杆424P相连接的移动机构425,使用被该移动机构425支撑的臂426保持膜厚监测器420B,通过马达424M驱动滚珠螺杆424P,将膜厚监测器420B沿着在待机位置W停止的蒸发源471移动,从而可以监测蒸发源471的喷嘴473的各个部的蒸发速度。在图25以及图26中,与图23中说明的相同部件共用部件号,省略对其的说明。
在本实施例中举出两张基板并列处理的例子,但基板的搬入、搬出或者基板与掩模的定位,比成膜时间长的情况下,也可以并列处理三张以上的基板。此时,可以在各个成膜位置之间设置第二膜厚监测器。此外,包括与蒸发源471一起移动,进行实时定点观测的膜厚监测器420A,当使用多个膜厚监测器420A、420B,则需要各自膜厚监测器之间校正,统一测定结果。关于这一点,设置在蒸发源471的退避位置W上的膜厚监测器420A、420B中任意一个为基准,实施校正即可。
在这里求出的已气化的蒸镀材料的排放速度的分布,如同实施例1,调整向加热器供给的功率,使得蒸发源471的喷嘴473在长度方向或者排列方向上的已气化的蒸镀材料471Z的排放速度的分布降低,可以灵活应用到观察喷嘴堵住等的判断材料或品质管理。
在不违背本发明的精神和本质特征的范围内,本发明也可以以其他方式实施。因此,本发明的实施方式是说明性的而非限定性的,本发明的范围以权利要求为准,而不是以上述说明为准,与权利要求具有等同意义和范围的所有改变都包括在本发明的范围内。
Claims (18)
1.一种真空蒸镀装置,其为,在被排气为真空的腔室内,将通过加热而被气化的蒸镀材料蒸镀到基板上的蒸镀装置,其特征为包括:
保持基板的基板保持设备、
使蒸镀材料气化而从喷嘴排放的具有在一个方向上较长形状的蒸发源、
使所述蒸发源或者所述保持基板的基板保持设备的至少一者在与所述蒸发源的较长的一个方向垂直的方向上移动的第一移动设备、
检测从所述蒸发源排放所述蒸镀材料的排放速度的检测设备、
使所述蒸发源或者所述检测设备的至少一者在与所述蒸发源的较长的一个方向即长度方向平行的方向上移动的第二移动设备、
控制所述基板保持设备、所述蒸发源、所述第一移动设备、所述检测设备和所述第二移动设备的控制设备,
通过该控制设备控制所述第二移动设备,从而移动所述检测设备或所述蒸发源的至少一者,由此测量所述蒸发源的排放速度在所述长度方向上的分布。
2.根据权利要求1所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述蒸发源具有在一个方向上较长的形状,并具有多个加热设备。
3.根据权利要求1或2所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述控制设备控制所述基板保持设备或者所述蒸发源的至少任意一者,在通过所述检测设备测量所述蒸发源的排放速度在所述较长的一个方向上的分布时,使所述基板保持设备与所述蒸发源相对移动到从所述蒸发源的喷嘴排放的蒸镀材料未到达被所述基板保持设备保持的基板的位置上。
4.根据权利要求1或2所述的真空蒸镀装置,其特征为,在所述基板保持设备与所述蒸发源之间进一步具有以能与所述蒸发源相对移动的方式设置的开闭器或者遮蔽板设备,该开闭器或者遮蔽板设备设置为至少在所述检测设备测量所述蒸发源的排放速度在长度方向上的分布时,覆盖所述蒸发源的喷嘴的前面或者侧面。
5.根据权利要求1或2所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述检测设备的检测部为水晶振子,在该检测部的周边设置有筒状或者板状的遮蔽板。
6.根据权利要求1或2所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述基板保持设备将所述被处理基板垂直竖立并保持,所述基板保持设备或者所述蒸发源的至少任意一者在铅直方向或者相对于铅直方向垂直的方向上扫描,从而在基板上实施成膜。
7.一种真空蒸镀装置,其特征为,该真空蒸镀装置具有真空蒸镀部,所述真空蒸镀部为,在将内部排气并维持真空状态的真空槽内在被处理基板的表面上通过蒸镀形成薄膜,该真空蒸镀装置包括:
通过线上配置的多个喷嘴,将通过加热而被气化的蒸镀材料向所述真空槽内排放的蒸发源、
保持所述处理基板的基板保持设备、
沿着被所述基板保持设备保持的被处理基板,使所述蒸发源在与所述线上配置的多个喷嘴的排列方向成直角的方向上相对扫描的驱动设备、
对于所述蒸发源具有的所述喷嘴,一个或者相邻的多个喷嘴作为一组,检测从每组所述喷嘴排放的所述蒸镀材料的分别的排放速度的检测设备。
8.根据权利要求7所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述真空蒸镀部在其内部具有二组所述基板保持设备与所述驱动设备,还具有将所述蒸发源在所述二组驱动设备之间移送的蒸发源移送设备,将所述检测设备设置在由所述蒸发源移送设备将所述蒸发源在所述二组驱动设备之间移送的移送路径上。
9.根据权利要求7或8所述的真空蒸镀装置,其特征为,至少在通过蒸镀形成薄膜时,所述处理基板以表面被影孔板覆盖的状态被保持在所述基板保持设备上。
10.根据权利要求7或8所述的真空蒸镀装置,其特征为,具备多个所述真空蒸镀部,具有在真空气氛中将所述被处理基板在所述多个所述真空蒸镀部间搬运的设备。
11.根据权利要求7或8所述的真空蒸镀装置,其特征为,还具备异常信息输出设备,所述异常信息输出设备在通过检测已气化的所述蒸镀材料的排放速度的所述检测设备检测到从所述喷嘴的组中任意一组排放所述蒸镀材料的排放状态为异常时,输出与异常相关的信息。
12.根据权利要求7或8所述的真空蒸镀装置,其特征为,具备控制设备,所述控制设备利用所述检测设备监测到的每个所述喷嘴组的所述蒸镀材料的排放速度的信息来控制所述蒸发源。
13.根据权利要求7或8所述的真空蒸镀装置,其特征为,所述蒸发源具备能够分别控制的多个加热部,对应由所述检测设备检测到的每个所述喷嘴组的排放速度,对所述多个加热部进行分别控制。
14.一种真空蒸镀方法,其特征为,在与内部排气并维持真空状态的真空槽连接的第一真空蒸镀部中,在表面用影孔板覆盖的被处理基板的表面上通过蒸镀形成薄膜,将形成了该薄膜的基板在维持真空的气氛中,从第一真空蒸镀部交接给第二真空蒸镀部后,在第二真空蒸镀部中进行处理,其中,
在所述第一真空蒸镀部中,
在所述被处理基板上形成蒸镀膜之前,在所述蒸镀源位于待机位置的状态下,使所述蒸发源的线上配置的多个喷嘴与第二检测设备相对扫描,检测从所述蒸发源的线上配置的多个喷嘴的各个喷嘴排放的所述蒸镀材料的排放速度,
在所述处理基板用所述影孔板覆盖的状态下,通过蒸发源的线上配置的多个喷嘴将蒸镀材料排放到所述真空槽内的同时,使该蒸发源沿着所述被处理基板在与所述线上配置的多个喷嘴的排列方向成直角的方向上相对移动,从而隔着所述影孔板在被处理基板上形成蒸镀膜,
在该被处理基板上形成蒸镀膜的期间,通过第一检测设备检测从所述蒸发源排放的所述蒸镀材料的排放状态。
15.根据权利要求14所述的真空蒸镀方法,其特征为,所述第一真空蒸镀部具备保持所述基板的设备和将所述蒸发源沿着所述基板相对驱动的设备各两组,所述第二检测设备在将所述蒸发源在相对驱动所述两组蒸发源的设备之间移送的移送路径上,检测从所述蒸发源的线上配置的多个喷嘴的各个喷嘴排放的所述蒸镀材料的排放速度。
16.根据权利要求14或15所述的真空蒸镀方法,其中,还具有异常信息输出设备,所述异常信息输出设备在检测所述蒸镀材料的排放速度并检测到所述蒸镀材料的排放状态为异常时,输出与异常相关的信息。
17.根据权利要求14或15所述的真空蒸镀方法,其特征为,利用所述检测到的所述多个喷嘴各自的所述蒸镀材料的排放速度信息,控制所述蒸发源。
18.根据权利要求17所述的真空蒸镀方法,其特征为,所述蒸发源具备能够分别控制的多个加热部,对应由所述检测设备检测到的所述喷嘴的排放状态,对所述多个加热部进行分别控制。
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