CN111206232A - 真空蒸馍设备 - Google Patents

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CN111206232A
CN111206232A CN202010137392.1A CN202010137392A CN111206232A CN 111206232 A CN111206232 A CN 111206232A CN 202010137392 A CN202010137392 A CN 202010137392A CN 111206232 A CN111206232 A CN 111206232A
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evaporation
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Abstract

本发明公开一种真空蒸馍设备，包括真空室；蒸发源；第一晶振座；第一晶振；第一传感器；前反馈控制模块；基片；基片挡板；第一驱动装置；第二晶振座；第二晶振；第二传感器；后反馈控制模块；蒸发源挡板；第二驱动装置；总控制模块，用于将蒸发速率与预定蒸发速率比较得到第一比较结果并基于第一比较结果向前反馈控制模块发出控制第二驱动装置驱动蒸发源挡板沿与材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动和将该实际测量值与预定厚度值比较得到第二比较结果并基于第二比较结果向后反馈控制模块发出控制第一驱动装置驱动基片挡板的控制信号。它能监测蒸发源材料蒸发速率及沉积在基片上膜层厚度，精确控制沉积过程中膜层厚度。

Description

真空蒸馍设备
技术领域
本发明涉及OLED元件镀膜技术领域，特别涉及真空蒸馍设备。
背景技术
现代技术中，在真空蒸镀机等镀膜装置机，为了测量在基片上成膜的膜的厚度和成膜速度而使用称为石英晶体微天平( QCM: Quartz Crystal Microbalance ) 方法的技术。该方法是利用了配置在腔室内的石英晶体谐振器 ( quartz—crystal:石英晶体谐振器／又称石英晶体／俗称晶振）的谐振频率的如下特性：蒸镀过程中随着材料的蒸发，石英芯片质量增加，从而改变石英芯片的固有振荡周期，即该谐振频率由于蒸镀物的沉积带来的质量增加而减少。因此，将石英振荡器组装到振荡回路中使薄膜质量的变化作为频率的变化读出，可通过测量石英晶体谐振器的谐振频率的变化来测量膜厚和成膜速度。
近年来，在OLED元件的制造领域，广泛使用真空蒸镀法进行有机层的成膜。但是现有技术中，晶振均为靠近蒸发源的监测装置，石英晶体谐振器所测得的数据实际仅能够代表蒸发源中材料的蒸发速率，并不能精确的表示沉积到目标基片上的薄膜厚度。如图1所示，蒸发源中材料蒸发速率的流量分布成余弦cosine分布，材料在气相中没有碰撞呈直线在蒸发源和基片间运动（直线沉积）。来自点蒸发源的材料沉积在基片上的距离和方向也成cosine余弦分布。蒸发源到基片的距离越远，石英晶体谐振器所测得的数据与基片上实际沉积的膜厚之间的差距就会越大。
然而，在OLED显示器中，由于像素间的有机层膜厚的偏差会对图像质量产生较大影响，因此，需要进行高精度的膜厚控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空蒸馍设备，其能监测蒸发源的材料蒸发速率及蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层的厚度，实现精确地控制沉积过程中膜层厚度。
本发明用于实现上述目的的技术方案如下：
一种真空蒸馍设备，包括：
真空室，其包括提供真空环境的空腔；
蒸发源，其设置于空腔内；
第一晶振座，其设置于空腔内，其朝向蒸发源；
第一晶振，其安装于第一晶振座；
第一传感器，其安装于第一晶振座，其用于测量第一晶振的频率变化量并将所测量的第一晶振的频率变化量转换成第一电信号；
前反馈控制模块，其用于获取第一电信号并对材料沉积在第一晶振上的时间进行计时得到沉积时间t，其用于基于所获取的第一电信号得到第一晶振的频率变化量，其用于基于第一晶振的频率变化量计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，再基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V；
基片，其设置于空腔内；
基片挡板，其设置于空腔内，其能从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置；
第一驱动装置，其用于驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置；
第二晶振座，其设置于基片挡板；
第二晶振，其安装于第二晶振座；
第二传感器，其安装于第二晶振座，其用于测量第二晶振的频率变化量并将所测量的第二晶振的频率变化量转换成第二电信号；
后反馈控制模块，其用于获取第二信号，其用于基于所获取的第二电信号得到第二晶振的频率变化量，其用于基于第二晶振的频率变化量换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层厚度的实际测量值；
蒸发源挡板，其设置于空腔内位于蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置并能沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大、减小或保持不变；
第二驱动装置，其用于驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振座、基片流动的路径相交的轨迹往复移动；
总控制模块，其用于将蒸发速率与预定蒸发速率比较得到第一比较结果并基于第一比较结果向前反馈控制模块发出控制第二驱动装置驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大、减小或保持不变的第一控制信号和将该实际测量值与预定厚度值比较得到第二比较结果并基于第二比较结果向后反馈控制模块发出控制第一驱动装置驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置的第二控制信号。
所述前反馈控制模块基于第一晶振的频率变化量通过公式（1）计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
————（1）
公式（1）中，ΔFS1表示第一晶振的频率变化量，Δm1表示沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，f01表示第一晶振的基本频率，ρQ1表示第一晶振的密度，μQ1表示第一晶振的剪应力，A1表示第一晶振的电极面积，N表示常数。
所述前反馈控制模块基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间通过公式（3）计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V，
V=Δm1/t————（3）。
所述后反馈控制模块基于第二晶振的频率变化量通过公式（2）换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层厚度的实际测量值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
————（2）
公式（2）中，ΔFS2表示第二晶振的频率变化量，Δm2表示沉积在第二晶振上的材料的 质量变化量，f02表示第二晶振的基本频率，ρQ2表示第二晶振的密度，μQ2表示第二晶振的剪 应力，A2表示第二晶振的电极面积，N表示常数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
表示换算得到蒸发成气态的材料沉积在 基片上膜层厚度的实际测量值。
所述总控制模块当第一比较结果为蒸发速率大于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置驱动源挡板挡沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹向蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置内移动以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大；或者，总控制模块当第一比较结果为蒸发速率小于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积减小的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹向蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置外移动以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积减小；或者，总控制模块当第一比较结果为蒸发速率等于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积保持不变的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置保持静默状态，使蒸发源挡板在蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置保持不变以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积保持不变。
所述总控制模块当第二比较结果为实际测量值等于或大于预定厚度值时向后反馈控制模块发出阻断材料在基片上沉积的第二控制信号，后反馈控制模块收到该第二控制信号后控制第一驱动装置驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置；或者，总控制模块当第二比较结果为实际测量值小于预定厚度值时向后反馈控制模块发出材料在基片继续沉积的第二控制信号，后反馈控制模块收到该第二控制信号后控制第一驱动装置保持静默状态，基片挡板仍保持在基片与蒸发源之间位置之外的位置。
还包括设置于空腔内位于第一监测孔与蒸发源之间位置并能够挡住或露出第一监测孔的第一挡板，第一监测孔设置于第一晶振座并朝向蒸发源。
还包括设置于空腔内位于第二监测孔与蒸发源之间位置并能够挡住或露出第二监测孔的第二挡板，第二监测孔设置于第二晶振座并朝向蒸发源。
所述基片朝向蒸发源的面设有掩模板。
所述前反馈控制模块还用于将蒸发速率换算成表征蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层理论厚度的计算测量值，所述总控制模块基于计算测量值与实际测量值之间的差值修正膜层预定沉积时间。
本发明的有益技术效果是：
本发明通过由第一晶振座、第一传感器、第一晶振和前反馈控制模块构成的前反馈装置对蒸发源中的材料比如有机材料的蒸发速率实时监测以及由第二晶振座、第二传感器、第二晶振和后反馈控制模块构成的后反馈装置对基片上沉积的膜层厚度的实时监测，这种双反馈监测的方式，能够更精确地控制沉积过程中膜层厚度，能提升镀膜质量和产品性能。
附图说明
图1为公知的蒸发源中材料蒸发速率的流量分布示意图。
图2为本发明的真空蒸馍设备的结构示意图。
图3为本发明的电气连接结构示意图。
具体实施方式
下面给出的实例是对本发明的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明中涉及“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
图2、3示例性示出本发明众多实施例中的一种真空蒸馍设备的实施例。该真空蒸馍设备包括蒸发源1、蒸发源挡板2、第一晶振座3、第一挡板4、基片挡板5、掩模板6、基片7、真空室8、后反馈控制模块9、总控制模块10、前反馈控制模块11、第二晶振座12、第二挡板13、加热装置14、第一传感器15、第一驱动装置16、第二传感器17、第三驱动装置18、第四驱动装置19、第二驱动装置20、第一晶振、第二晶振。
真空室8包括提供真空环境的空腔。虽未特别图示说明，但真空室1上经管道连接有真空泵，能将空腔抽真空到规定压力(真空度)并保持。
蒸发源1设置于真空室8的空腔内。蒸发源1的种类没有特别的限定，可适用点蒸发源、线蒸发源或者面蒸发源；加热方式也无特别的限定，可适用电阻加热式、感应加热式、电子束加热式等各种方式。
加热装置14用于对置于蒸发源1内的材料进行加热，加热装置14包括加热器、控制加热器加热或中止加热的加热器控制模块和测量加热器对蒸发源1内材料的加热温度并将所测量的加热温度转换成第三电信号的温度传感器。加热装置14采用公知的加热装置。
随着加热装置14的加热，蒸发源1中的材料温度不断升高从固态直接升华为气态即从固相直接升华为气相，蒸发源中的材料在气相时，会从蒸发源1分别向第一晶振、基片流动，其流动经过的位置称为流动的路径。
第一晶振座3设置于真空室8的空腔内，其朝向蒸发源1。
第一晶振安装于第一晶振座3。
第一传感器15安装于第一晶振座3，其用于测量第一晶振的频率变化量并将所测量的第一晶振的频率变化量转换成第一电信号。
前反馈控制模块11用于获取第一电信号并对材料沉积在第一晶振上的时间进行计时得到沉积时间t，其用于基于所获取的第一电信号得到第一晶振的频率变化量，其用于基于第一晶振的频率变化量计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，再基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V。具体的，前反馈控制模块11基于第一晶振的频率变化量通过公式（1）计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量；
Figure 851834DEST_PATH_IMAGE002
————（1）
公式（1）中，ΔFS1表示第一晶振的频率变化量，Δm1表示沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，f01表示第一晶振的基本频率，ρQ1表示第一晶振的密度，μQ1表示第一晶振的剪应力，A1表示第一晶振的电极面积，N表示常数。
前反馈控制模块11基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间通过公式（3）计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V，
V=Δm1/t————（3）。
基片7设置于真空室8的空腔内。
基片挡板5设置于真空室8的空腔内，其能从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置或从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置。第一驱动装置16用于驱动基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置或从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置。基片挡板5可通过转动或者平移滑动方式从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置以阻断材料在基片7上的沉积；或者，基片挡板5通过转动或者平移滑动从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置以开启材料在基片7上的沉积，进而使材料能够沉积到基片7上去。具体的，在基片7与蒸发源1之间设置直线导轨，基片挡板5设置于直线导轨并与直线导轨构成直线导轨副，第一驱动装置16可采用电机，电机与基片挡板5之间通过丝杠螺母副连接，电机往复转动驱动基片挡板5沿直线导轨往复移动，从而使基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置或从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置；或者，在真空室8的空腔内安装支架，在支架上活动安装转轴并使该转轴能以自身轴线为轴往复转动，转轴的一端与电机的输出轴连接，转轴的另一端与基片挡板5固定连接，电机驱动转轴往复转动，从而带动基片挡板5往复转动，进而使基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置或从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置。由于前述驱动基片挡板5转动或者平移滑动的结构为公知的结构，所以，省略更多说明，图2中也未特别图示说明。
基片7朝向蒸发源1的面设有掩模板6。
第二晶振座12设置于基片挡板5。第二晶振安装于第二晶振座12。
第二传感器17安装于第二晶振座12，其用于测量第二晶振的频率变化量并将所测量的第二晶振的频率变化量转换成第二电信号。
后反馈控制模块9用于获取第二信号，其用于基于所获取的第二电信号得到第二晶振的频率变化量，其用于基于第二晶振的频率变化量换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片7上膜层厚度的实际测量值。具体的，后反馈控制模块9基于第二晶振的频率变化量通过公式（2）换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片7上膜层厚度的实际测量值；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
————（2）
公式（2）中，ΔFS2表示第二晶振的频率变化量，Δm2表示沉积在第二晶振上的材料的 质量变化量，f02表示第二晶振的基本频率，ρQ2表示第二晶振的密度，μQ2表示第二晶振的剪 应力，A2表示第二晶振的电极面积，N表示常数，
Figure 752662DEST_PATH_IMAGE010
表示换算得到蒸发成气态的材料沉积在 基片上膜层厚度的实际测量值。
蒸发源挡板2设置于真空室8的空腔内位于蒸发源1与基片挡板5、第一晶振之间的位置并能沿与蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹往复移动，以使挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积增大、减小或保持不变。蒸发源挡板2可通过转动或者平移滑动方式沿与蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹往复移动。第二驱动装置20用于驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动。第二驱动装置20驱动蒸发源挡板2转动或平移滑动的结构可使用前述驱动基片挡板5转动或者平移滑动的公知结构，所以省略更多的说明，图2中也未特别图示说明。
总控制模块10用于将蒸发速率与预定蒸发速率比较得到第一比较结果并基于第一比较结果向前反馈控制模块11发出控制第二驱动装置20驱动蒸发源挡板2沿与蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹往复移动使挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积增大、减小或保持不变的第一控制信号和将该实际测量值与预定厚度值比较得到第二比较结果并基于第二比较结果向后反馈控制模块9发出控制第一驱动装置16驱动基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置或从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置的第二控制信号。
总控制模块10用于工作开始时将第三电信号转换成加热温度并将加热温度与设定温度比较，当加热温度等于设定温度时发出开始蒸膜指令。
总控制模块10可以是一种或多种任何类型的计算元件，诸如但不限于微处理器、处理器、中央处理单元、数字信号处理单元、双核处理器、移动设备处理器、桌面处理器、单核处理器、或单个芯片或集成电路上的任何其它类型的处理器或处理电路。总控制模块10还可以是计算机或计算机的一部分。总控制模块10可以控制本发明的整个系统协调工作，也可仅控制其中某部分。
第一挡板4设置于真空室8的空腔内位于第一监测孔与蒸发源1之间位置并能够挡住或露出第一监测孔，第一监测孔设置于第一晶振座3并朝向蒸发源1。工作时，第一挡板4露出第一监测孔，第一传感器15开始测量第一晶振的频率变化量并将所测量的第一晶振的频率变化量转换成第一电信号。在不需要监测蒸发速率时，第一挡板4挡住第一监测孔以免第一晶振受到真空室材料内的污染，提高晶振使用寿命，降低成本。第一挡板4可以通过转动或滑动方式来挡住或露出第一监测孔，可以通过前反馈控制模块11发出控制信号，控制第三驱动装置18驱动第一挡板4挡住或露出第一监测孔，并通过位移传感器监测晶振挡板的开启或者闭合状态。第三驱动装置18驱动第一挡板4转动或平移滑动的结构可使用前述驱动基片挡板5转动或者平移滑动的公知结构，所以省略更多的说明，图2中也未特别图示说明。
第二挡板13设置于真空室8的空腔内位于第二监测孔与蒸发源1之间位置并能够挡住或露出第二监测孔，第二监测孔设置于第二晶振座12并朝向蒸发源1。工作时，基片挡板5开启，第二挡板13同步露出第二监测孔，第二传感器17开始测量第二晶振的频率变化量并将所测量的第二晶振的频率变化量转换成第二电信号。基片挡板5关闭后，材料在基片7上沉积被阻断，第二挡板13同步关闭。在不需要监测蒸发速率时，第二挡板13挡住第二监测孔以免第二晶振受到真空室材料内的污染，提高晶振使用寿命，降低成本。第二挡板13可以通过转动或平移滑动来挡住或露出第二监测孔，比如，可以通过后反馈控制模块9发出控制信号，控制第四驱动装置19驱动第二挡板13挡住或露出第二监测孔。第四驱动装置19驱动第二挡板13转动或滑动所形成的结构可使用前述驱动基片挡板5转动或者平移滑动的公知结构，所以省略更多的说明，图2中也未特别图示说明。
蒸发源挡板2、第一挡板4、基片挡板5、掩模板6、基片7、第二挡板13均为板状结构。
本发明的具体工作原理为：蒸发源1中的材料随着加热装置14加热，温度不断升高从固态直接升华为气态，当前反馈控制模块11收到开始蒸膜指令时，前反馈控制模块11发出控制信号，控制第三驱动装置18驱动第一挡板4露出第一监测孔即第一挡板4打开，同时，前反馈控制模块11控制第二驱动装置20驱动蒸发源挡板2沿与蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹向蒸发源1与基片挡板5、第一晶振之间的位置外移动，以使蒸发源挡板2不挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径，第一传感器15开始测量第一晶振的频率变化量并将所测量的第一晶振的频率变化量转换成第一电信号。前反馈控制模块11获取第一电信号并对材料沉积在第一晶振上的时间进行计时得到沉积时间t，基于所获取的第一电信号得到第一晶振的频率变化量，基于第一晶振的频率变化量计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，再基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V。总控制模块10将蒸发速率与预定蒸发速率比较得到第一比较结果，当第一比较结果为蒸发速率大于预定蒸发速率时，总控制模块10向前反馈控制模块11发出使蒸发源挡板2挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积增大的第一控制信号，前反馈控制模块11收到该第一控制信号后控制第二驱动装置20驱动源挡板挡2沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹向蒸发源1与基片挡板5、第一晶振之间的位置内移动以使挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积增大，从而使蒸发源1中的材料向第一晶振、基片7的蒸发速率降低；当第一比较结果为蒸发速率小于预定蒸发速率时，总控制模块10向前反馈控制模块11发出使蒸发源挡板2挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积减小的第一控制信号，前反馈控制模块11收到该第一控制信号后控制第二驱动装置20驱动蒸发源挡板2沿与蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径相交的轨迹向蒸发源与基片挡板5、第一晶振之间的位置外移动以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振座、基片流动的路径的面积减小，从而使蒸发源1中的材料向第一晶振、基片7的蒸发速率升高；当第一比较结果为蒸发速率等于预定蒸发速率时，总控制模块10向前反馈控制模块11发出使蒸发源挡板2挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积保持不变的第一控制信号，前反馈控制模块11收到该第一控制信号后控制第二驱动装置20保持静默状态，使蒸发源挡板2在蒸发源1与基片挡板5、第一晶振之间的位置保持不变以使挡住蒸发源1中的材料在气相时向第一晶振、基片7流动的路径的面积保持不变，从而使蒸发源1中的材料向第一晶振、基片7的蒸发速率保持不变。前反馈控制模块11通过前述方式对蒸发源挡板2的控制，使蒸发速率保持在预定蒸发速率，以精确地控制沉积过程中膜层厚度。
当后反馈控制模块9收到开始蒸膜指令时，后反馈控制模块9发出控制信号，控制第四驱动装置19驱动第二挡板13露出第二监测孔即第二挡板13打开，同时，后反馈控制模块9控制第一驱动装置16驱动基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置移动到基片7与蒸发源1之间位置之外的位置，第二传感器17开始测量第二晶振的频率变化量并将所测量的第二晶振的频率变化量转换成第二电信号。后反馈控制模块9获取第二信号，基于所获取的第二电信号得到第二晶振的频率变化量，基于第二晶振的频率变化量换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片7上膜层厚度的实际测量值。总控制模块10将实际测量值与预定厚度值比较得到第二比较结果，当第二比较结果为实际测量值等于或大于预定厚度值时，总控制模块10向后反馈控制模块9发出阻断材料在基片7上沉积的第二控制信号，后反馈控制模块9收到该第二控制信号后控制第一驱动装置16驱动基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置，从而阻断材料在基片7上的沉积；当第二比较结果为实际测量值小于预定厚度值时，总控制模块10向后反馈控制模块9发出材料在基片7继续沉积的第二控制信号，后反馈控制模块9收到该第二控制信号后控制第一驱动装置16保持静默状态，基片挡板5仍保持在基片7与蒸发源1之间位置之外的位置，使材料能够继续沉积到基片7上去。当沉积在基片7上膜层的厚度值达到预定厚度值时，后反馈控制模块9发出第四控制信号，控制第四驱动装置19驱动第二挡板13挡住第二监测孔即第二挡板13关闭，同时，后反馈控制模块9控制第一驱动装置16驱动基片挡板5从基片7与蒸发源1之间位置之外的位置移动到基片7与蒸发源1之间位置，前反馈控制模块11发出第三控制信号，控制第三驱动装置18驱动第一挡板4挡住第一监测孔即第一挡板4闭合。后反馈控制模块9通过前述方式对基片挡板5的控制，使膜层的厚度值达到预定厚度值时阻断材料在基片7上沉积，以精确地控制膜层厚度达到预定厚度。
本发明中，第一晶振座3、第一挡板4、第一传感器15、第一晶振靠近蒸发源1，第一晶振座3、第一挡板4、第一传感器15、第一晶振和前反馈控制模块11一起共同监测的是蒸发源1中材料的蒸发速率，第二晶振座12、第二挡板13、第二传感器17、第二晶振靠近基片的位置，第二晶振座12、第二挡板13、第二传感器17、第二晶振和后反馈控制模块9一起共同直接监测基片7上膜层的厚度变化，以达到更加精确的膜厚控制。
后反馈控制模块9与前反馈控制模块11通过通讯接口与总控制模块10相连，总控 制模块10还用于实现人机交互、数据记录、分析、显示及指令控制等功能。前反馈控制模块 11还用于将蒸发速率换算成表征蒸发成气态的材料沉积在基片7上膜层理论厚度的计算测 量值，总控制模块10基于计算测量值与实际测量值之间的差值修正膜层预定沉积时间，进 一步校正工艺参数，实现更精确的膜厚控制。具体的，结合公式（1）、（3），能够得到表征蒸发 成气态的材料沉积在基片7上膜层厚度的计算测量值，上述公式（1）中，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示换算得到蒸 发成气态的材料沉积在第一晶振上膜层厚度的计算测量值，该计算测量值表征蒸发成气态 的材料沉积在基片7上膜层理论厚度。蒸发源1中的材料按照预定蒸发速率蒸发，当按照预 定蒸发速率蒸发预定沉积时间时，前反馈控制模块11将预定蒸发速率换算成蒸发成气态的 材料沉积在基片7上膜层厚度的计算测量值等于预定厚度值。但是，基片7到蒸发源1的距离 越大于第一晶振到蒸发源1的距离，根据第一晶振、第一传感器所测得的数据得到的计算测 量值与基片上实际沉积的膜厚即实际测量值之间的差距就会越大，本发明通过计算测量值 与实际测量值之间的差值修正预定沉积时间，进一步校正工艺参数，实现更精确的膜厚控 制。
综上，本发明可通过对蒸发源中的材料的蒸发速率实时监测以及对基片上沉积的膜层厚度的实时监测，实现对真空蒸镀腔室内薄膜沉积工艺更精确的控制，提高产品性能，提高生产良率。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空蒸馍设备，其特征在于，包括：
真空室，其包括提供真空环境的空腔；
蒸发源，其设置于空腔内；
第一晶振座，其设置于空腔内，其朝向蒸发源；
第一晶振，其安装于第一晶振座；
第一传感器，其安装于第一晶振座，其用于测量第一晶振的频率变化量并将所测量的第一晶振的频率变化量转换成第一电信号；
前反馈控制模块，其用于获取第一电信号并对材料沉积在第一晶振上的时间进行计时得到沉积时间t，其用于基于所获取的第一电信号得到第一晶振的频率变化量，其用于基于第一晶振的频率变化量计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，再基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V；
基片，其设置于空腔内；
基片挡板，其设置于空腔内，其能从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置；
第一驱动装置，其用于驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置；
第二晶振座，其设置于基片挡板；
第二晶振，其安装于第二晶振座；
第二传感器，其安装于第二晶振座，其用于测量第二晶振的频率变化量并将所测量的第二晶振的频率变化量转换成第二电信号；
后反馈控制模块，其用于获取第二信号，其用于基于所获取的第二电信号得到第二晶振的频率变化量，其用于基于第二晶振的频率变化量换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层厚度的实际测量值；
蒸发源挡板，其设置于空腔内位于蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置并能沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大、减小或保持不变；
第二驱动装置，其用于驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振座、基片流动的路径相交的轨迹往复移动；
总控制模块，其用于将蒸发速率与预定蒸发速率比较得到第一比较结果并基于第一比较结果向前反馈控制模块发出控制第二驱动装置驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹往复移动使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大、减小或保持不变的第一控制信号和将该实际测量值与预定厚度值比较得到第二比较结果并基于第二比较结果向后反馈控制模块发出控制第一驱动装置驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置或从基片与蒸发源之间位置移动到基片与蒸发源之间位置之外的位置的第二控制信号。
2.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述前反馈控制模块基于第一晶振的频率变化量通过公式（1）计算得到沉积在第一晶振上的材料的质量变化量；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
————（1）
公式（1）中，ΔFS1表示第一晶振的频率变化量，Δm1表示沉积在第一晶振上的材料的质量变化量，f01表示第一晶振的基本频率，ρQ1表示第一晶振的密度，μQ1表示第一晶振的剪应力，A1表示第一晶振的电极面积，N表示常数。
3.根据权利要求2所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述前反馈控制模块基于沉积在第一晶振上的材料的质量变化量和沉积时间通过公式（3）计算得到蒸发源中材料的蒸发速率V，
V=Δm1/t————（3）。
4.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述后反馈控制模块基于第二晶振的频率变化量通过公式（2）换算得到蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层厚度的实际测量值；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
————（2）
公式（2）中，ΔFS2表示第二晶振的频率变化量，Δm2表示沉积在第二晶振上的材料的质 量变化量，f02表示第二晶振的基本频率，ρQ2表示第二晶振的密度，μQ2表示第二晶振的剪应 力，A2表示第二晶振的电极面积，N表示常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示换算得到蒸发成气态的材料沉积在基 片上膜层厚度的实际测量值。
5.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述总控制模块当第一比较结果为蒸发速率大于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置驱动源挡板挡沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹向蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置内移动以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积增大；或者，总控制模块当第一比较结果为蒸发速率小于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积减小的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置驱动蒸发源挡板沿与蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径相交的轨迹向蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置外移动以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积减小；或者，总控制模块当第一比较结果为蒸发速率等于预定蒸发速率时向前反馈控制模块发出使蒸发源挡板挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积保持不变的第一控制信号，前反馈控制模块收到该第一控制信号后控制第二驱动装置保持静默状态，使蒸发源挡板在蒸发源与基片挡板、第一晶振之间的位置保持不变以使挡住蒸发源中的材料在气相时向第一晶振、基片流动的路径的面积保持不变。
6.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述总控制模块当第二比较结果为实际测量值等于或大于预定厚度值时向后反馈控制模块发出阻断材料在基片上沉积的第二控制信号，后反馈控制模块收到该第二控制信号后控制第一驱动装置驱动基片挡板从基片与蒸发源之间位置之外的位置移动到基片与蒸发源之间位置；或者，总控制模块当第二比较结果为实际测量值小于预定厚度值时向后反馈控制模块发出材料在基片继续沉积的第二控制信号，后反馈控制模块收到该第二控制信号后控制第一驱动装置保持静默状态，基片挡板仍保持在基片与蒸发源之间位置之外的位置。
7.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，还包括设置于空腔内位于第一监测孔与蒸发源之间位置并能够挡住或露出第一监测孔的第一挡板，第一监测孔设置于第一晶振座并朝向蒸发源。
8.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，还包括设置于空腔内位于第二监测孔与蒸发源之间位置并能够挡住或露出第二监测孔的第二挡板，第二监测孔设置于第二晶振座并朝向蒸发源。
9.根据权利要求1所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述基片朝向蒸发源的面设有掩模板。
10.根据权利要求1-9任一项所述真空蒸馍设备，其特征在于，所述前反馈控制模块还用于将蒸发速率换算成表征蒸发成气态的材料沉积在基片上膜层理论厚度的计算测量值，所述总控制模块基于计算测量值与实际测量值之间的差值修正膜层预定沉积时间。
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