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Die
Erfindung betrifft einen Verdampfer zum Anfertigen einer dünnen Schicht
und insbesondere einen Linien- oder Flächen-Verdampfer zum Steuern des Schichtdickenprofils,
welcher einen Schlitz mit einer bestimmten Form aufweist, sodass
eine abgelagerte Dünnschicht
eine verbesserte Gleichmäßigkeit
des Schichtdickenprofils und ein gewünschtes Muster aufweist.
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Im
Allgemeinen wird eine dünne
Schicht in verschiedenen Fach-Gebieten
durch Bedampfung angefertigt, welche Halbleiter-Vorrichtungen, organische Elektrolumineszenz-Elemente
und andere optische Überzüge aufweisen.
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Die
Bedampfung wird grob in PVD (Physikalisch Bedampfung) und CVD (Chemische
Bedampfung) unterteilt und wird sowohl in der Industrie zum Herstellen
von Halbleitervorrichtungen als auch in der Forschung sehr stark
verwendet.
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Thermische
Verdampfung, welche für
die physikalische Bedampfung typisch ist, weist den Mangel auf, dass
im Vergleich zur Kathodenzerstäubungs-Ablagerung
(Sputtern) die Ablagerung auf einem großen Bereich schwierig ist.
Die meisten Verdampfer, die bis heute verwendet werden, weisen eine
Einrichtung, welche einen mit einem Heizdraht 3 umwickelten
Verdampfer 1, der darin ein Quellenmaterial 2 enthält, und
ein Substrat 4 auf, welches mit einem vorbestimmten Abstand
zum Verdampfer angeordnet ist und mit einer Maske 5 an
der dem Verdampfer zugewandten Seite versehen ist, in welcher das
Substrat 4 zu einer Neigeposition gedreht werden kann,
wie in 1 und 2 gezeigt, zum gleichmäßigen Ablagern
auf einem großen
Bereich.
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Jedoch
weisen die Ablagerungs-Verfahren, welche einen Verdampfer dieses
Typs verwenden, ein Problem in Verbindung mit der Effizienz beim
Verwenden des Quellenmaterials 2 auf. Bei solchen Ablagerungs-Verfahren
sollte der Abstand zwischen dem Substrat und dem Verdampfer vergrößert werden,
wenn ein größeres Substrat
verwendet wird. Wenn der Abstand zwischen dem Substrat und dem Verdampfer
groß ist, kann
eine große
Materialmenge aus dem Verdampfer an der Wand der Vakuum-Kammer abgelagert
werden, wenn auch hauptsächlich
auf dem Substrat abgelagert wird. Daher ist die Effizienz des Quellenmaterials 2 beachtlich
reduziert.
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Außerdem,
kann es ein Problem mit dem Schatteneffekt geben, wenn ein größeres Substrat
verwendet wird, der sich aus einem Winkel ergibt, der sich aus der
Schatten-Maske 5 und dem Verdampfer 1 ergibt. Dieser
Effekt wird erzeugt, da der Winkel, der von dem Mittel-Abschnitt
des Substrats und dem Verdampfer gebildet wird, unterschiedlich
zu dem ist, der von den Rändern
des Substrats und dem Verdampfer 1 gebildet wird.
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Um
das obige Problem zu lösen,
ist eine Mehrzahl von Verdampfern in einer Linie angeordnet oder
ein Linien-Verdampfer
wird verwendet, indem ein Substrat oder der Linien-Verdampfer gegeneinander
gescannt werden.
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Es
ist jedoch im Fall einer Mehrzahl von Verdampfern schwierig, die
Verdampfungs-Rate des jeweiligen Verdampfers konstant auf einem
gewünschten
Level zu steuern. Auch gibt es im Fall eines Linien-Verdampfers
aufgrund des Randeffekts, welcher an den Rändern des Substrates auftritt,
das Problem, eine gleichmäßige Ablagerung
zu erzielen.
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In
der Praxis ist es bei einem Heizprozess des Linien-Verdampfers nicht
einfach, die Temperatur von jedem Ort auf ein gewünschtes
Level zu steuern. Sogar wenn jeder Ort dieselbe Verdampfungs-Rate
aufweist, existiert theoretisch immer ein Unterschied zwischen dem
Mittelabschnitt und dem Randabschnitt. Daher sollte im Fall eines
Linien-Verdampfers eine solche Ungleichmäßigkeit angesprochen werden.
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Auch
sollte bei den Ablager-Verfahren mittels des Linien-Verdampfers die Quelle
oder das Substrat gescannt werden, ob die Ablagerung auf dem flachen
Substrat gleichmäßig ist.
Jedoch kann die Bewegung der Quelle Probleme verursachen, wie beispielsweise
einen elektrischen Kontakt aufgrund Bewegungen der Elektro-Verbindungsteile,
und das Scannen des Substrats erfordert eine komplexe Vorrichtung
zum Bewegen des Substrats. Daher ist die Entwicklung eines Flächen-Verdampfers in Hinblick
auf einen Störungsfall
und eine Nachbehandlung sehr wirksam, da der Flächen-Verdampfer keine komplizierten
Bewegungen des Substrats und der Quelle erfordert.
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Auch
ist, egal ob der Verdampfer ein Flächen- oder Linien-Verdampfer ist, die
Steuerung der Profildicke einer angefertigten, dünnen Schicht sehr wichtig und
falls die Profildicke der angefertigten, dünnen Schicht gesteuert werden
kann, kann dies bezüglich
der Anwendung sehr nützlich
sein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Linien- oder Flächenverdampfer bereitzustellen,
der durch Steuern der Verdampfungsrate imstande ist, ein gewünschtes
Schichtdickenprofil anzufertigen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Linien- oder Flächenverdampfer
gelöst,
dessen Merkmale in Anspruch 1 bzw. Anspruch 4 dargelegt sind.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
ausgeführt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Flächen-Verdampfer
wird das Konzept des erfindungsgemäßen Linear-Verdampfers auf
das Zweidimensionale ausgedehnt, wobei eine Bewegung der Material-Quelle
und des Substrats nicht notwendig ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht
eines konventionellen Punkt-Verdampfers und des Dickenprofils einer
abgelagerten Schicht,
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2 eine schematische Ansicht
des Ablagerungsprozesses, bei welchem der konventionelle Punkt-Verdampfer
verwendet wird,
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3 eine perspektivische Ansicht
des Linien-Verdampfers gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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4a eine Seiten-Schnittansicht
des Flächen-Verdampfers
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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4b eine Draufsicht auf den
Flächen-Verdampfer
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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5 eine Draufsicht auf den
Flächen-Verdampfer
gemäß einer
Variante der zweiten Ausführungsform
der Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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6a eine Seitenschnitt-Ansicht
des Flächen-Verdampfers
gemäß einer
dritten Ausführungsform der
Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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6b eine Draufsicht des Flächen-Verdampfers
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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7 eine Draufsicht auf den
Flächen-Verdampfer
gemäß einer
Variante der dritten Ausführungsform der
Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern,
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8 Koordinaten zur Fluss-Berechnung
an einer Position über
dem erfindungsgemäßen Linien-
und Flächen-Verdampfer,
der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern, und
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9 einen Graph, welcher das
Ergebnis der theoretischen Fluss-Berechnung gemäß den Substrat-Positionen aus 8 zeigt.
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3 ist eine perspektivische
Ansicht des Linien-Verdampfers
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern.
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Der
Linien-Verdampfer, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu
steuern, weist einen Schmelztiegel 10 auf, der aus einem
länglichen
Zylinder gebildet ist, der sich über
eine vorbestimmte Strecke erstreckt zum darin Enthalten des abzulagernden
Materials, und einen Schlitz 20 auf, welcher an der oberen
Fläche
des Schmelztiegels 10 in Längsrichtung des Schmelztiegels 10 ausgebildet
ist und einen Bereich hat, der kleiner als der Querschnittsbereich
des Schmelztiegels 10 ist, oder einen Schlitz 20 hat,
welcher separat installiert ist, wodurch das Ablagern einer dünnen Schicht
durchgeführt
wird durch Bewegen eines Substrats in Richtung senkrecht zur Längsrichtung
des Schmelztiegels.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die
Weite des Schlitzes 20 an den beiden Enden groß und verengt
sich zu dessen Mittelbereich hin. Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass eine
abgelagerte, dünne
Schicht sich in der Mitte verdickt.
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4a und 4b sind eine Seiten-Schnittansicht bzw.
eine Draufsicht des Flächen-Verdampfers
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern.
Der Flächen-Verdampfer,
der imstande ist, das Schichtdickenprofil zu steuern, weist einen
aus einem länglichen
Zylinder oder einem polygonalen Prisma ausgebildeten Schmelztiegel
mit einem Querschnittsbereich relativ größer als dessen Höhe zum darin
Enthalten des abzulagernden Materials, und eine Schlitz-Ebene auf,
welche an der oberen Fläche
des Schmelztiegels in Längsrichtung
des Schmelztiegels ausgebildet ist und einen Bereich kleiner als
der Querschnittsbereich des Schmelztiegels oder eine separat installierte
Schlitz-Ebene hat, wodurch die Ablagerung einer dünnen Schicht
durchgeführt
wird.
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Die
Schlitz-Ebene 30, die in 4a, 4b und in 5 gezeigt ist, weist eine Mehrzahl von
Kreis-Schlitzen (kreisförmigen
Löchern) 31 oder
von schmalen, ringförmig
verlaufenden, bandförmigen
Schlitzen 32 mit einer vorbestimmten Abmessung, insbesondere
mit gleicher Weite, auf. Die Kreis-Schlitze 31 oder die
schmalen, ringförmig
verlaufenden, bandförmigen
Schlitze sind hin zum Umfang der Schlitz-Ebene 30 dichter
als in der Mitte angeordnet, sodass die Gleichmäßigkeit einer aufzubringenden
Schicht verbessert ist oder wobei in einigen Fällen eine Schicht mit einem
gewünschten
Muster abgelagert wird.
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Die
wie in 6a und 6b und in 7 gezeigte Schlitz-Ebene weist auch eine Mehrzahl von Kreis-Schlitzen 31 oder
von schmalen, ringförmig
verlaufenden (hier quadratischer Form), bandförmigen Schlitzen 32 auf,
die unterschiedliche Weiten-Abmessungen haben, welche hin zu dem
Umfang der Schlitz-Ebene 30 größer als hin zu der Mitte werden,
um den gleichen Effekt mit der oben beschriebenen Gestaltung zu
erzielen.
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Wie
in 4a und 6a gezeigt ist, sind bei
der in 4a gezeigten
zweiten Ausführungsform
die Kreis-Schlitze 31 mit demselben Durchmesser versehen
und zum Umfang hin dichter aneinander angeordnet, wohingegen bei
der in 6a gezeigten
dritten Ausführungsform
die Kreisschlitze 31 in regelmäßigem Abstand voneinander angeordnet
sind und unterschiedliche Durchmesser haben welche zum Umfang hin
größer werden.
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Theoretisch
ist bei dem Linien-Verdampfer das Dicken-Profil einer dünnen Schicht
in Längsrichtung als
die Gesamtsumme des Flusses (Verdampfungs-Rate von Ablagerungsmaterial
pro Verdampfer konzeptionell eine Mehrzahl von Punkt-Verdampfern
ist, die in einer Linie gelegen sind, ist das Dickenprofil gleich
der Gesamtsumme des Flusses, der aus jedem Ort verdampft wird.
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Wie
in 8 gezeigt, werden
ein Punkt-Verdampfer und eine Position, an welcher abgelagert werden soll,
im Abstand und Winkel zueinander variiert. Ein Fluss ist an dem
Punkt wo der Abstand r und der Winkel θ ist, proportional zu der nten Potenz von cosθ, ist aber umgekehrt proportional
zu dem Abstand, wie folgend.
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Daher
kann der Fluss bei einem Punkt an der Fläche, der von dem in
8 gezeigten Linien-Verdampfer
abgelagert ist, mathematisch folgendermaßen dargestellt werden.
wobei λ(x) eine
Verdampfungs-Rate des Linien-Verdampfers pro Längeneinheit und eine Funktion
für eine
Verdampfungs-Rate bei einer Position in Längsrichtung des Linien-Verdampfers
ist. Daher ist es durch die Verwendung dieser numerischen Formel
möglich,
den über
den Linien-Verdampfer abgelagerten Fluss an irgendeiner Position
auf der Fläche
mittels einer Funktion gemäß dem Abstand
und folglich der erwarteten Dicke der dünnen Schicht bei jener Position
anzugeben.
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Demgemäß kann,
falls λ(x)
gesteuert werden kann, das Schichtdickenprofil gesteuert werden,
was bei Bedingungen zum Erzielen eines gewünschten Schichtdickenprofils
im Ablagerungsprozess sehr nützlich
sein kann. Insbesondere ist bei üblichen
Halbleiter- und Display-Prozessen die Gleichmäßigkeit einer produzierten dünnen Schicht
wichtig. Daher kann das Steuern von λ(x) in der Industrie sehr nützlich verwendet
werden.
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In
der Praxis werden die λ(x)-Steuer-Verfahren
unterteilt in die Steuerung der Verdampfungs-Rate an einer gewünschten
Position, zum Beispiel mittels einer Temperatur-Steuerung und einer
Steuerung der Öffnungsweite.
Jedoch ist es im Wesentlichen sehr schwierig, die Verdampfungs-Rate
mittels Temperatur-Steuerung gemäß der Position
des Linien-Verdampfers
zu steuern. Daher ist es angebrachter die Quelle so zu steuern,
dass sie als ganzes eine gleichmäßige Verdampfungs-Rate
emittiert, und dann die Weite der Öffnung so einzustellen, dass
das gewünschte
Dickenprofil erzielt wird.
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Ein
nützliches
Verfahren zum Steuern der Quelle, dass sie eine gleichmäßige Verdampfungs-Rate emittiert,
ist mit dem in 3 gezeigten
Linien-Verdampfer möglich. 3 zeigt einen Linien-Verdampfer
der konzeptionell eine gleichmäßige Verdampfungs-Rate
hat. Das Prinzip, auf welchem der Verdampfer basiert, ist wie folgt.
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Wenn
die Weite der Öffnung
viel kleiner als der Querschnitt des Verdampfers ist, wie in 3 gezeigt, wird der Druck
innerhalb des Schmelztiegels 10 erhöht, nicht wie an der Außenseite
des Niedervakuums (typischerweise bis zu 10–5 Torr),
da aufgrund der Verdampfung des Quellen-Materials die Anzahl von
Gas-Molekülen
groß ist.
Ein Ort, bei dem das Vakuum mehr als 10–2 Torr
aufweist, ist ein viskoser Anzahl von Gas-Molekülen groß ist. Ein Ort, bei dem das
Vakuum mehr als 10–2 Torr aufweist, ist
ein viskoser Strömungsbereich, wo
die Gas-Moleküle
kraftvoll miteinander kollidieren und dadurch die Partialdruck-Abweichung
klein ist. Daher wird, sogar wenn die Verdampfungs-Rate eines Quellen-Materials
des Linien-Verdampfers an jedem Punkt mittels Temperaturwechsels
variiert wird, der Druck innerhalb des Schmelztiegels 10,
d.h. die Anzahl der Gasmoleküle
durch die Kollision zwischen den in den Schmelztiegel verdampften
Gas-Molekülen
kompensiert, wodurch ein gleichmäßiger Fluss über die
gesamte Länge
des Linien-Verdampfers emittiert werden kann.
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Sobald
der Linien-Verdampfer mit einem gleichmäßigen Fluss vorbereitet ist,
kann ein Linien-Verdampfer, der zum Steuern des Schichtdickenprofils
imstande ist, durch geeignetes Einstellen der Weite der Öffnung produziert
werden. Die folgende Gleichung (3) bezieht sich auf die Weite des
Schlitzes zum Erzielen eines bestimmten Schichtdickenprofils f(x).
Wobei
w(x) eine Weite bei einer Position mit einem Abstand x von der Mitte
der abgelagerten Fläche
repräsentiert,
d.h. eine Funktion, die gemäß der Position
zum Berechnen der Schlitztweite bei der Position zum Erzielen des
bestimmten Schichtdickenprofils f(x) dargestellt ist, und wobei
w(0) die Weite des Schlitzes bei einem Bezugspunkt, d.h. der Mitte,
darstellt. Daher kann, sobald man sich für das bestimmte Schichtdickenprofil
entschieden hat, eine Funktion für
die Schlitzweite gemäß der obigen
Gleichung ermittelt werden.
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Hier
weist das Verfahren zum Verstellen der Schlitzweite mehrere Verfahren
auf, wie das Verfahren mittels Steuern der dem Verdampfer eigenen
Gestalt, d.h. ausschließlich
durch Einstellen der Weite des Schlitzes 20, und außerdem das
Verfahren mittels Installierens eines separaten Schlitzes 20 an
der mit einer Abdeckung gebildeten Öffnung.
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Die
Gestalt des Schlitzes (
20) in der Öffnung kann durch die Formel
(2) ermittelt werden. Falls λ(x)
= konstant λ,
wenn das Integral in Formel (2) ermittelt wird, variiert das Ergebnis
gemäß der Gestalt
des Verdampfers mit dem Wert n (1, 2, ...). Gewöhnlich wird die Formel mit
einer geringeren Ordnung berechnet, d.h. n = 1 oder 2. Beispielsweise
wenn n = 1 and λ(x)
= λ ist
das Ergebnis wie folgend:
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Ein
Graph, der von der oben sich ergebenden Formel (4) simuliert ist,
ist in 9 gezeigt. Der
Graph zeigt die Flüsse
an mehreren Stellen auf einer Beispielfläche, welche 15 cm über einem
Linien-Verdampfer angeordnet ist, der eine Länge von 30 cm hat, wie von
der Formel (4) berechnet. Wie aus dem Ergebnis gesehen werden kann,
weist die simulierte Fluss-Kurve eine signifikante Abweichung von
der idealen Fluss-Kurve auf. Demgemäß gibt es einen Bedarf für einen
Prozess zur Kompensation des Flusses, um eine gleichmäßig dünne Schicht
zu erzielen. Daher kann die schlitzartige Öffnung soweit vergrößert werden
wie die Fluss-Abweichung des simulierten Flusses vom Idealfluss,
um einen gleichmäßigen Fluss
zu erzielen. Die Schlitzweite zum Erzielen einer gleichmäßig dünnen Schicht
(f(x) = f(0): konstant) kann durch die folgende Formel (5), die
auf der oben beschriebenen Theorie basiert, ausgedrückt werden.
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3 zeigt eine Ausführungsform
des Linien-Verdampfers mit einer Öffnung, welche auf diese Weise verbessert
ist. In der Praxis kann, sogar wenn ein Linien-Verdampfer nicht
eine gleichmäßige Schicht
produzieren kann, d.h. λ(x)
variabel ist, ein gewünschtes
Schichtdickenprofil durch eine geeignete Steuerung der Gestalt der Öffnung gesteuert
werden.
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Die
Erfindung kann nicht nur besonders beim Anfertigen einer dünnen Schicht
mit einer gleichmäßigen Dicke
nützlich
angewendet werden, sondern kann auch im Falle eines Bedarfs zur
Herstellung einer dünnen allerdings
nicht gleichmäßigen Schicht
mit einem relativ einfachen Dickenprofil nützlich sein. Tatsächlich sollten
die Merkmale eines Verdampfer-Systems,
d.h. mehrere Parameter wie der Abstand zwischen einer produzierten
Schicht und einer Quelle und der Länge des Linien-Verdampfers,
beim Ermitteln der Gestalt der Öffnung
berücksichtigt
werden.
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Die
Gestaltung, die imstande ist, den Fluss mittels der Gestalt der Öffnung zu
steuern, kann aus dem Linien- Verdampfer
mit einer 1-dimensionalen Struktur zu einer Flächen-Quelle mit einer 2-dimensionalen Struktur
ausgedehnt werden. Da die abzulagernde Fläche im Allgemeinen eine ebene
Gestalt hat, ist die Entwicklung einer Flächen-Quelle sehr nützlich.
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In
diesem Fall ist es auch möglich
eine Flächen-Quelle
mit einem gewünschten
Schichtdickenprofil durch Steuern der Öffnung wie beim Linien-Verdampfer
zu bewirken. Ähnlich
zu dem Linien-Verdampfer wird der Gesamtfluss an einer bestimmten
Stelle (x,y) auf das Substrat, welches bei einem bestimmten Abstand
d über
der Flächen-Quelle
angeordnet ist, wie folgt ausgedrückt:
wobei σ(x',y')
die Verdampfungs-Rate pro Flächen-Einheit
der Quelle darstellt, abhängig
von der Gestalt und Verteilung der Quelle. Unter der Annahme, dass
n = 2 ist, kann die folgende Formel (7) erzielt werden.
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4a zeigt eine Schnitt-Ansicht
eines Flächen-Verdampfers
mit dieser Gestaltung. Wie übliche Punkt-Verdampfer
oder Linien-Verdampfer, weist der Flächen-Verdampfer in seinem unteren
Abschnitt einen Schmelztiegel 10 auf. Der Schmelztiegel 10 kann
mittels eines geeigneten Verfahrens erhitzt werden, wobei allerdings
ein Heizgerät
in 4a nicht gezeigt
ist. Über
dem Schmelztiegel 10 ist eine Schlitzebene angeordnet.
Die Schlitzebene 30 weist eine Mehrzahl von Kreis-Schlitzen
oder bandförmigen
Schlitzen auf, durch welche hindurch ein Ablager-Material passiert
und auf dem Substrat abgelagert wird.
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Wie
bei dem Linien-Verdampfer sollte der gesamte Bereich der Schlitze 31, 32 kleiner
als der des gesamten Verdampfers sein, sodass der Druck innerhalb
des Schmelztiegels 10 einen viskosen Fluss erzeugt. Als
Ergebnis kollidieren in dem Schmelztiegel 10 Gas-Moleküle kraftvoll
miteinander, um die Druckverteilung überall im Verdampfer gleichmäßig aufzubringen.
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Daher
kann, sogar wenn irgendeine lokale Abweichung in der Verdampfungsrate
aufgrund einer Heizstruktur und dadurch eine partielle Temperaturvariation
existiert, der Fluss überall
in der Schlitz-Ebene in dem Flächen-Verdampfer
gleichmäßig sein.
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In
der Praxis kann, sogar wenn es eine Variation im Fluss gibt, die
Verteilung und Gestalt der Schlitze gesteuert werden, um die Variation
auszugleichen. Ähnlich
wie beim Linien-Verdampfer kann das Schichtdickenprofil in dem Flächen-Verdampfer
auch mittels der Schlitze gesteuert werden.
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Als
Beispiel zum Ausbilden einer gleichmäßig dünnen Schicht können Kreis-Schlitze 31 und
bandförmige
Schlitze 32 geeigneterweise wie in 4a und 5 gezeigt
eingerichtet sein, um eine gleichmäßig dicke Schicht auszubilden.
Ein gewünschtes
Dickenprofil kann durch Steuern der Anordnung von Kreis-Schlitzen 31 oder
bandförmigen
Schlitzen 32 mit derselben Schlitz-Abmessung, durch Steuern
der Schlitz-Abmessung des Kreis-Schlitzes 31 oder der oben
erwähnten
Verfahren erzielt werden. In jedem Fall basieren sie auf demselben
Prinzip, um die geometrische Morphologie wie die Abmessung und Anordnung
der Schlitze zu steuern.
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Wie
in der Linien-Quelle wird das Schlitzweiten-Profil w(x,y) für ein gewünschtes
Schichtdickenprofil f(x,y) durch die folgende Formel theoretisch
ermittelt.
wobei
w(x,y) eine Weite bei einer Position mit einem Abstand x und y von
der Mitte der abgelagerten Fläche darstellt,
d.h. eine Funktion, die durch einen Abstand x und y von der Mitte
der abgelagerten Fläche
zu einer Position auf der abgelagerten Fläche ausgedrückt wird, um die Schlitzweite
an dieser Position zu berechnen, um das bestimmte Schichtdickenprofil
f(x,y) zu erzielen, wobei x einen Abstand in x-Richtung von der
Mitte der abgelagerten Fläche
zu einer Position auf der abgelagerten Fläche darstellt, wobei y einen
Abstand in y-Richtung (senkrecht zur x-Richtung) von der Mitte der
abgelagerten Fläche
zu einer Position auf der abgelagerten Fläche darstellt, wobei f(x,y)
eine gewünschte
Dickenprofil-Funktion an der Stelle von (x,y) an der abgelagerten Fläche darstellt
und wobei σ die
Verdampfungs-Rate
pro Flächeneinheit
der Quelle darstellt.
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In
der 2-dimensionalen Flächen-Quelle
kann das Schlitz-Profil sowohl durch die Schlitzweite als auch das
Schlitzform-Profil gesteuert werden, wohingegen das Schlitzprofil
in der Linienquelle hauptsächlich
von der Schlitzweite gesteuert wird.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist es beim erfindungsgemäßen Anfertigen
einer dünnen
Schicht mittels Ablagerns möglich,
das Dickenprofil einer produzierten, dünnen Schicht durch Variieren
der Gestalt des Schlitzes in der Öffnung des Linien-Verdampfers
zu steuern, wie beispielsweise von Vakuum-Verdampfern. Die Erfindung
kann auch an einem Flächen-Verdampfer
angewendet werden, der die gleiche Gestalt von einem Substrat hat.
Als Ergebnis ist es möglich
das Ablagern ohne Bewegung, wie Scannen oder Drehen einer Quelle
oder eines Substrats, wirksam durchzuführen durch Verwenden des Flächen-Verdampfers,
der imstande ist, das Dickenprofil von einer produzierten dünnen Schicht
zu steuern. Zusätzlich
ist es möglich,
das Schichtdickenprofil sowohl mit einem gewünschten Muster als auch einer
gleichmäßig dünnen Schicht
zu versehen.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft einen Verdampfer zum Anfertigen einer dünnen Schicht
und insbesondere einen Linien- oder Flächenverdampfer zum Verdampfen
und Ablagern eines Quellen-Materials
auf einem Substrat, welches über
dem Verdampfer angeordnet ist, mittels Verwendens eines Schlitzes
mit einer bestimmten Form, wobei der Verdampfer einen Schmelztiegel,
der aus einem länglichen
Zylinder gebildet ist, der sich zu einem vorbestimmten Abstand erstreckt
zum darin Enthalten des abzulagernden Materials; und einen Schlitz
aufweist, der an der oberen Fläche
des Schmelztiegels in Längsrichtung
des Schmelztiegels gebildet ist und einen Bereich kleiner als der
Querschnittsbereich des Schmelztiegels oder einen Schlitz hat, der
separat installiert ist, wodurch das Ablagern einer dünnen Schicht
durchgeführt
wird mittels Bewegens eines Substrats in Richtung senkrecht zur
Längsrichtung
des Schmelztiegels. Daher weist die abgelagerte, dünne Schicht
eine verbesserte Gleichmäßigkeit
des Schichtdickenprofils und ein gewünschtes Muster auf.
