DE112009002374T5

DE112009002374T5 - Abscheidevorrichtung, Abscheideverfahren sowie Speichermedium mit hierin gespeichertem Programm

Info

Publication number: DE112009002374T5
Application number: DE112009002374T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ikuta; Tomohiko Edura; Toyohiro Kamada
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2012-11-29
Also published as: JP5340299B2; KR20110047254A; TW201026865A; US20110183069A1; WO2010038631A1; TWI429772B; CN102171377A; KR101226518B1; JPWO2010038631A1

Abstract

Eine Abscheidevorrichtung, die umfasst: Eine Mehrzahl von Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung umfasst, film-bildendes Material verdampft, das im Materialcontainer gespeichert ist, und verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales transferiert durch Verwendung eines ersten Trägergases, eingeführt von der Trägergas-Einführleitung; eine Verbindungsleitung, die an die Mehrzahl von Abscheidequellen angeschlossen ist und die verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert von jeder Abscheidequelle, transferiert; eine Bypassleitung, die an die Verbindungsleitung angeschlossen ist und ein zweites Trägergas direkt in die Verbindungsleitung einführt; und einen Processing-Container, der einen eingebauten Extraktionsmechanismus umfasst, angeschlossen an die Verbindungsleitung, und der einen Film auf einem Zielobjekt bildet durch Extrahieren der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert durch Anwendung des ersten und des zweiten Trägergases, aus dem Extraktionsmechanismus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung, ein Abscheideverfahren sowie ein Speichermedium mit einem hierin gespeicherten Programm, insbesondere zum Steuern einer Beschichtungsmenge einer Abscheidevorrichtung durch Justieren des Stromes eines Trägergases.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Wird eine elektronische Vorrichtung wie ein Flachbildschirm hergestellt, so wird eine Beschichtungstechnik angewandt. Bei dieser Beschichtungstechnik wird ein Film auf einem Zielobjekt gebildet durch Verdampfen eines vorbestimmten film-formenden Materiales sowie durch Ablagern der verdampften film-formenden Moleküle auf das Zielobjekt. Es ist sehr wichtig, eine D/R (Beschichtungsmenge) auf dem Zielobjekt genau zu regeln, wenn die Vorrichtung durch Anwenden der Beschichtungstechnik hergestellt wird, da die Performance eines Produktes dann gesteigert wird, wenn ein Film guter Qualität gleichförmig auf dem Zielobjekt gebildet wird. Beim Stande der Technik wurde demgemäß ein Verfahren zum Bereitstellen eines Filmdickensensors nahe eines Substrats vorgeschlagen sowie zum Einstellen einer Temperatur einer Beschichtungsquelle, basierend auf Ergebnissen, die durch den Filmdickensensor erfasst wurden, derart, dass eine Beschichtungsmenge gleichförmig wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
(Patentdokument 1) Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2005-325425
DIE ERFINDUNG
Technisches Problem
Werden verschiedene Arten von film-bildenden Materialien in einer Mehrzahl von Beschichtungsquellen verdampft, so werden verdampfte Moleküle eines jeden film-bildenden Materiales gemischt und in einen Processingcontainer überführt, und es wird ein film-bildendes Verfahren auf einem Zielobjekt im Processingcontainer ausgeführt, so treten die folgenden Probleme auf. Anders ausgedrückt ist ein Filmdickensensor, der in der Nähe des Zielobjektes bereitgestellt wird, in der Lage, eine Abscheidemenge des film-bildenden Materiales nach ihrem Mischen zu erfassen, jedoch vermag er nicht eine Verdampfungsmenge des film-bildenden Materiales einer jeden Abscheidequelle einzeln zu erfassen.
Diesbezüglich kann eine Abscheidemenge eines Materiales einer jeden Abscheidequelle dadurch erfasst werden, dass ein Ventil in einen Transferkanal des film-bildenden Materiales einer jeden Abscheidequelle eingeschaltet wird, und dass Ventile von Abscheidequellen geschlossen werden, ausgeschlossen eine Abscheidequelle, um eine Verdampfungsmenge eines Materiales dann zu erfassen, wenn die Verdampfungsmenge einer jeden Abscheidequelle erfasst wird. Wird jedoch eine Abscheidemenge eines einzelnen film-bildenden Materiales in einem Zustand erfasst, in welchem die Ventile der Abscheidequellen, ausgenommen die Abscheidequelle zum Erfassen der Verdampfungsmenge des Materiales geschlossen sind, so kann der Druck in einem Transferkanal, der das einzelne Material überträgt, unter den Druck in einem Transferkanal unter Mit-Ablagerung durch Dampfdruck (Partialdruck) in der Abscheidequelle abgesenkt werden, für welche das Ventil geschlossen ist. Die erfasste Verdampfungsmenge des einzelnen film-bildenden Materiales weicht daher von einer aktuellen Verdampfungsquelle unter Mit-Abscheidung ab, und damit lässt sich die aktuelle Verdampfungsmenge unter Mit-Ablagerung nicht als gemessen betrachten.
Wird indessen der Filmdickensensor an jeder Abscheidequelle angeordnet, so lässt sich die Verdampfungsmenge des film-bildenden Materiales einer jeden Abscheidequelle einzeln erfassen. Bei einem solchen Verfahren steigen nicht nur die Kosten, da so viele Filmdickensensoren notwendig sind, wie die Anzahl von Abscheidequellen, sondern auch der Aufwand des Regelns steigt bei normalen Bedingungen und während der Wartung. Weiterhin ist physischer Raum notwendig, da so viele Filmdickensensoren angeordnet werden, wie Abscheidequellen vorhanden sind.
Um das genannte Problem zu lösen, gibt die Erfindung eine Abscheidevorrichtung, ein Abscheideverfahren sowie ein Speichermedium mit einem hierin gespeicherten Programm an, womit eine Verdampfungsmenge eines jeden film-bildenden Materiales, gespeichert in einer Mehrzahl von Abscheidequellen und eine Abscheidemenge auf einem Zielobjekt präzise zu regeln.
Technische Lösung
Anders ausgedrückt, um das oben genannte Problem zu lösen, wird gemäß einem Gedanken der Erfindung eine Abscheidevorrichtung angegeben, umfassend Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Leitung zum Einführen von Trägergas umfasst, ein film-bildendes Material, gespeichert im Materialcontainer, verdampft und verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales transferiert unter Verwendung eines ersten Trägergases, das von der Leitung zum Einführen von Trägergas eingeführt wurde, eine Anschlussleitung, die an jede der Mehrzahl von Abscheidequellen angeschlossen ist und die verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales transferiert, übertragen von jeder Abscheidequelle, eine Bypassleitung, die an die Anschlussleitung angeschlossen ist und ein zweites Trägergas der Anschlussleitung direkt zuführt, und einen Processingcontainer, der einen eingebauten Extraktionsmechanismus enthält, angeschlossen an die Anschlussleitung und einen Film auf einem Zielobjekt bildet durch Extrahieren aus dem Extraktionsmechanismus verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert unter Verwendung des ersten und des zweiten Trägergases.
Nicht nur die Verdampfung beinhaltet ein Phänomen, wobei Flüssigkeit in Gas übergeht, sondern auch ein Phänomen, wobei Feststoff direkt in Gas übergeht, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen (das heißt Sublimation).
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration wird beispielsweise eine Abscheidemenge auf ein Zielobjekt erfasst, basierend auf einem Ausgangssignal des Filmdickensensors wie einer QCM (Quarz Crystal Mikrowaage), angeordnet im Bereich des Zielobjektes. Selbst dann, wenn eine Strömung des ersten Trägergases, eingeführt von jeder Gasquelle, geändert wird, so lässt sich eine Gesamtströmung des ersten und des zweiten Trägergases konstant halten durch Änderung einer Strömung des zweiten Trägergases, eingeführt von der Bypassleitung gemäß der Änderung der Strömung des ersten Trägergases.
Eine Verdunstungsmenge (Verdampfungsmenge) eines ersten Materiales einer jeden Abscheidequelle lässt sich Justieren durch die Strömung des ersten Trägergases, zugeführt zu jeder Abscheidequelle. Ein Mischungsverhältnis von film-bildenden Materialien als solches, enthaltend im Film auf dem Zielobjekt, lässt sich präzise einstellen durch Einstellen der Strömung des ersten Trägergases; es lässt sich ein Film guter Qualität bilden. Falls die Strömung des ersten Trägergases geändert wird, um das Mischungsverhältnis eines jeden film-bildenden Materiales zu regeln, so wird der Druck innerhalb der Verbindungsleitung, die das Verdampfen verändert, die verdampften Moleküle des Materiales unter Anwendung des ersten Trägergases transportiert. Wie oben beschrieben, lässt sich jedoch gemäß der Erfindung die Gesamtströmung des ersten und des zweiten Trägergases konstant halten durch Ändern der Strömung des zweiten Trägergases, eingeleitet von der Bypassleitung. Der Druck innerhalb der Verbindungsleitung bleibt demgemäß konstant. Die Ablagerungsmenge mit der Konfiguration gemäß der Erfindung lässt demgemäß das Mischungsverhältnis der film-bildenden Materialien im Film durch Justieren der Strömung des ersten Trägergases genau regeln, wobei ein Film guter Eigenschaften gebildet wird. Gleichzeitig lässt sich der Druck innerhalb des Extraktionsmechanismus konstant halten durch Justieren der Strömung des zweiten Trägergases, wobei die Ablagerungsmenge auf dem Zielobjekt konstant gehalten wird.
Das Trägergas kann ein inertes Gas wie Argon, Helium, Krypton, Xenon oder dergleichen sein. Auch kann in der beschriebenen Abscheidevorrichtung ein organischer EL-Film oder ein organischer Metallfilm auf dem Zielobjekt durch Ablagerung eines organischen EL-film-bildenden Materiales oder eines organischen metallischen film-bildenden Materiales als film-bildendes Material gebildet werden.
Die Abscheidevorrichtung kann weiterhin umfassen: eine Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen, die zwischen der Mehrzahl von Abscheidequellen und der Anschlussleitung angeordnet sind, und den Transferkanal, der die Mehrzahl von Abscheidequellen und die Anschlussleitung miteinander verbindet, öffnen oder schließen; einen Regler, der eine Strömung des zweiten Trägergases justiert, entsprechend der Änderung einer Strömung des ersten Trägergases, eingeführt von einer Mehrzahl von Abscheidequellen zur Verbindungsleitung, aufgrund des Öffnens und Schließens des Transferkanales durch die Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen.
Die Bypassleitung kann an die Anschlussleitung angeschlossen sein an einer Stelle, weiter entfernt vom Extraktionsmechanismus, als Stellen, an welchen die Mehrzahl von Abscheidevorrichtungen an die Anschlussleitung angeschlossen sind.
Der Regler kann umfassen: eine Speichereinheit, die eine Relation zwischen einer Abscheidemenge eines jeden film-bildenden Materiales und einer Strömung eines Trägergases anzeigt, einen Rechner für die Abscheidemenge, der eine Abscheidemenge auf dem Zielobjekt berechnet, basierend auf einem Ausgangssignal aus einem Filmdickensensor, angeordnet innerhalb des Processingcontainers; eine erste Einheit zum Justieren von Trägergas, die eine Strömung des ersten Trägergases in jeder Abscheidequelle justiert, sodass die Abscheidemenge, berechnet durch den Rechner der Abscheidemenge, nahe bei einer Ziel-Abscheidemenge liegt, durch Verwendung des Verhältnisses zwischen der Abscheidemenge und der Strömung des Trägergases in der Speichereinheit, eine Justiereinheit für das zweite Trägergas, das die Strömung des zweiten Trägergases gemäß der Änderung der Strömung des ersten Trägergases, eingeführt in die Anschlussleitung, entsprechend der Justierung der Justiereinheit des ersten Trägergases justiert.
Liegt eine Differenz zwischen der Abscheidemenge vor, berechnet durch den Rechner der Abscheidemenge und der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle, und ist diese Differenz kleiner, als ein vorgegebener Grenzwert, so kann die Justiereinheit des ersten Trägergases die Strömung des ersten Trägergases in jeder Abscheidequelle justieren, sodass die Abscheidemenge nahe bei der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle liegt.
Die Justiereinheit des zweiten Trägergases kann die Strömung des zweiten Trägergases justieren, eingeführt in die Bypassleitung, sodass eine Gesamtströmung des ersten und des zweiten Trägergases, überführt durch die Verbindungsleitung, sich nicht ändert.
Die Abscheidevorrichtung umfasst ferner eine Temperaturjustiereinrichtung. Ist die Differenz zwischen der Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle, berechnet durch den Rechner der Abscheidemenge, und der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidevorrichtung gleich oder größer als der vorgegebene Grenzwert, so justiert diese eine Temperatur einer jeden Abscheidevorrichtung, sodass die Abscheidemenge nahe an die Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle herankommt.
Um das obige Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ein Abscheideverfahren vorgeschlagen, umfassend: Verdampfen in einer Mehrzahl von Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung aufweist, jedes film-bildende Material, das im Materialcontainer gespeichert ist, Überführen verdampfter Moleküle des film-bildenden Materiales durch Anwenden eines ersten Trägergases, eingeführt von der Trägergas-Einführleitung; Überführen der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, überführt von jeder Abscheidequelle, zu einer Verbindungsleitung, angeschlossen an jede der Mehrzahl von Abscheidequellen; direktes Einleiten eines zweiten Trägergases in die Verbindungsleitung von einer Bypassleitung, angeschlossen an die Verbindungsleitung; und Extrahieren von einem Extraktionsmechanismus, angeschlossen an die Verbindungsleitung, die verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, überführt durch Verwenden des ersten und des zweiten Trägergases sowie Bilden eines Films auf einem Zielobjekt innerhalb eines Processingcontainers.
Das Abscheideverfahren kann weiterhin beinhalten das Öffnen und Schließen von Transferkanälen, angeschlossen an die Mehrzahl von Abscheidequellen und die Verbindungsleitung, durch Verwenden einer Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen, die jeweils zwischen der Mehrzahl von Abscheidequellen und der Verbindungsleitung angeordnet sind, wobei durch direktes Einleiten des zweiten Trägergases in die Verbindungsleitung von der Bypassleitung das zweite Trägergas eingeleitet wird in die Verbindungsleitung, während eine Strömung des zweiten Trägergases justiert wird, entsprechend einer Änderung der Strömung des ersten Trägergases, eingeleitet in die Verbindungsleitung von einer Mehrzahl von Abscheidequellen aufgrund des Öffnens und Schließens der Transferkanäle unter Verwendung der Öffnungs- und Schließmechanismen.
Um das oben genannte Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ein Speichermedium bereitgestellt mit einem darin gespeicherten Computerprogramm, um durchzuführen: Ein Verfahren zum Verdampfen in einer Mehrzahl von Abscheidequellen, jeweils umfassend einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung mit jedem im Materialcontainer gespeicherten Filmbildungsmaterial, Überführen verdampfter Moleküle des film-bildenden Materiales durch Verwenden eines ersten Trägergases, eingeführt von der Trägergas-Einführleitung; ein Verfahren zum direkten Einführen eines zweiten Trägergases zur Verbindungsleitung von einer Bypassleitung, angeschlossen an die Verbindungsleitung; und ein Verfahren zum Überführen verdampfter Moleküle des film-bildenden Materiales zu einem Extraktionsmechanismus, angeschlossen an die Verbindungsleitung unter Verwendung des ersten und des zweiten Trägergases, und Bilden eines Filmes auf einem Zielobjekt innerhalb eines Processingcontainers durch Extrahieren der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales von einem Extraktionsmechanismus.
Vorteilhafte Wirkungen
Wie oben beschrieben, lassen sich eine Verdampfungsmenge eines jeden film-bildenden Materiales, gespeichert in einer Mehrzahl von Abscheidequellen, und eine Abscheidemenge auf einem Zielobjekt genau regeln.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines sechs-lagigen kontinuierlichen Filmbildungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Blockschaltbild eines gestapelten Films, erhalten mittels eines sechslagigen kontinuierlichen Filmbildungsprozesses gemäß der Erfindung.
3 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie A-A in 1.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Korrelation zwischen einer Temperatur einer Abscheidequelleneinheit und einer Abscheidemenge wiedergibt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Korrelation zwischen einer Strömung eines Trägergases und einer Abscheidemenge angibt.
6 ist ein funktionales Blockschaltbild eines Reglers gemäß derselben Ausführungsform.
7 ist ein Fließschema, das ein Verfahren des Prüfens einer Verdampfungsmenge gemäß derselben Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist ein Fließschema, das ein Verfahren zum Regeln einer Abscheidemenge gemäß derselben Ausführungsform veranschaulicht.
9A ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen und den Gasstrom veranschaulicht, während die Verdampfungsmenge überprüft wird, gemäß derselben Ausführungsform.
9B ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen sowie den Gasstrom veranschaulicht, währen die Verdampfungsmenge überprüft wird, gemäß derselben Ausführungsform.
10A ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen sowie die Gasströmung während des Überprüfens einer Verdampfungsmenge veranschaulicht, wenn eine Bypassleitung nicht existiert.
10B ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen sowie die Gasströmung veranschaulicht, während eine Verdampfungsmenge überprüft wird, wenn eine Bypassleitung nicht vorhanden ist.
11A ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen und die Gasströmung veranschaulicht, während die Schichtungsmenge geregelt wird, gemäß derselben Ausführungsform.
11B ist ein Diagramm, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen und die Gasströmung veranschaulicht, während eine Abscheidemenge geregelt wird, gemäß derselben Ausführungsform.
12A ist ein Diagramm, das das Öffnen und Schließen von Ventilen und die Gasströmung veranschaulicht, während eine Abscheidemenge geregelt wird, wenn eine Bypassleitung nicht vorhanden ist.
12B ist ein Diagramm, das das Öffnen und Schließen von Ventilen und die Gasströmung veranschaulicht, während eine Abscheidemenge geregelt wird, wenn eine Bypassleitung nicht vorhanden ist.
13 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen jeder Verdampfungsmenge und einer Abscheidemenge veranschaulicht.
Bezugszeichenliste

10: Abscheidevorrichtung
100: Abscheidequelleneinheit
200: Verbindungsleitung
300: Ventil
310: Bypassleitung
400: Extraktionsmechanismus
410: QCM
430: Temperaturregler
440: Gaszufuhrquelle
450a, 450b: Massenflussregler
600: Abscheidemechanismus
700: Regler
710: Speichereinheit
720: Eingangseinheit
730: Rechner für die Abscheidemenge
740: Umwandlungseinheit für die Filmdickenregelung
750: Temperaturjustiereinheit
760: Justiereinheit für das erste Trägergas
770: Justiereinheit für das zweite Trägergas
780: Ausgangseinheit

Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung
Die Erfindung soll im Folgenden in Einzelheiten durch Erläutern exemplarischer Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente, sodass überschneidende Beschreibungsteile vermieden werden. In der Beschreibung bedeuten 1 mTorr = (10^–3 × 103125/760) Pa und 1 sccm bedeutet (10^–6/60) m³/s.
Zunächst soll ein sechs-lagiges kontinuierliches Filmbildungssystem gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.
[Sechs-lagiges kontinuierliches Filmbildungssystem]
1 ist eine schematische Ansicht, die in perspektivischer Darstellung eine Abscheidevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt. Eine Abscheidevorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die dazu in der Lage ist, kontinuierlich sechs Schichten eines organischen Filmes zu bilden. Die Abscheidevorrichtung 10 ist innerhalb eines Processingcontainers Ch von recheckiger Gestalt angeordnet. Die Abscheidevorrichtung 10 umfasst 6 × 3 Abscheidequelleneinheiten 100, 6 × 3 Wasserkühlmäntel 150, 6 × 1 Verbindungsleitungen 200, 6 × 4 Ventile 300, 6 × 1 Bypassleitungen 310, 6 × 1 Extraktionsmechanismen 400 und 7 Trennwände 500 innerhalb des Processingcontainers Ch. Die Innenseite des Processingcontainers Ch enthält ein gewünschtes Vakuum durch Anwenden eines nicht gezeigten Abzuges. Im Folgenden werden auch die drei Abscheidequelleneinheiten 100, die drei Wasserkühlmäntel 150, die Verbindungsleitung 200, die vier Ventile 300, die Bypassleitung 310 und der Extraktionsmechanismus 400, definiert durch jede Trennwand 500, ebenfalls als Abscheidemechanismus 600 bezeichnet.
Jede Abscheidequelleneinheit 100 ist in den Kühlwassermantel 150 von zylindrischer Gestalt eingelassen, ohne den Wasserkühlmantel 150 zu berühren. Der Kühlwassermantel 150 kühlt jede Abscheidequelleneinheit 100. Die drei Abscheidequelleneinheiten 100, enthalten im Abscheidemechanismus 600, haben dieselbe Außengestalt und denselben Innenaufbau, und speichern alle film-bildendes Material. Die Verbindungsleitungen 200 sind in regelmäßigen Intervallen parallel zueinander in einer Ausrichtung angeordnet, wobei entsprechende Enden der Verbindungsleitungen 200 in Längsrichtung (z-Richtung) an einem Boden der Abscheidevorrichtung 10 fixiert sind, und entsprechende andere Enden der Verbindungsleitung 200 halten die Extraktionsmechanismen 400. Jede Verbindungsleitung 200 ist an die drei Abscheidequelleneinheiten 100 und die Bypassleitung 310 angeschlossen. Die Ventile 300 sind jeweils an Anschlussteilen zwischen den Abscheidequelleneinheiten 100 und der Verbindungsleitung 200 sowie zwischen der Bypassleitung 310 und der Verbindungsleitung 200 angeordnet.
Die film-bildenden Moleküle werden demgemäß in jeder Abscheidequelleneinheit 100 verdampft und durch eine Öffnung Op im oberen Zentrum eines jeden Extraktionsmechanismus 400 durch jede Verbindungsleitung 200 abgezogen.
Die Trennwände 500 sind vorgesehen, um jeden Abscheidemechanismus 600 und damit zu verhindern, dass von den benachbarten Öffnungen Op abgezogene film-bildende Moleküle miteinander gemischt werden. Ein Substrat G bewegt sich leicht oberhalb eines jeden Extraktionsmechanismus 400, nachdem er auf einer hier nicht gezeigten gleitbaren Haltebühne platziert wurde, und ein film-bildender Prozess wird auf dem Substrat G durch verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales durchgeführt, abgezogen vom Extraktionsmechanismus 400.
Das Ergebnis des Durchführens eines kontinuierlichen sechs-lagigen Filmbildungsprozesses durch die Abscheidevorrichtung 10, so wie oben beschrieben, ist in 2 dargestellt. Bewegt sich hierbei das Substrat G über einem jeden Extraktionsmechanismus 400 der Abscheidevorrichtung 10 mit einer gewissen Geschwindigkeit, so werden eine Lochinjektionsschicht einer ersten Schicht, eine Lochtransportschicht einer zweiten Schicht, eine blaulichtemittierende Schicht einer dritten Schicht, eine grünlichtemittierende Schicht einer vierten Schicht, eine rotlichtemittierende Schicht einer fünften Schicht und eine Elektronentransportschicht einer sechsten Schicht nacheinander auf einem ITO (Indium Zinn Oxid) des Substrates G gebildet. Dabei sind die blau-, grün- und rotlichtemittierenden Schichten der dritten bis fünften Schicht lichtemittierende Schichten, die mittels Rekombination von Löchern und Elektronen Licht emittieren. Ferner wird eine Metallschicht (Elektroneninjektionsschicht und Kathode) auf einer organischen Schicht durch Sputtern in einer Sputtervorrichtung gebildet.
[Abscheidemechanismus 600]
Nachfolgend werden der Abscheidemechanismus 600 sowie periphere Einrichtungen hiervon unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1 ist. Jede Abscheidequelleneinheit 100 beinhaltet eine Materialinjektionseinheit 110 und ein äußeres Gehäuse 120. Das äußere Gehäuse 120 ist flaschenförmig, und die Materialinjektionseinheit 110 wird von einer Öffnung am rechten Ende des Außengehäuses 120 eingeführt. Die Innenseite des Außengehäuses 120 ist abgedichtet durch Einführen der Materialinjektionseinheit 110 in das Außengehäuse 120. Während eines Verfahrens hält das Innere des Außengehäuses 120 ein Vakuum vorgegebener Größe aufrecht.
Die Materialinjektionseinheit 110 beinhaltet einen Materialcontainer 110a, der ein film-bildendes Material speichert, und eine trägergas-einführende Rohrleitung 110b, die ein Trägergas einleitet.
Ein Ende einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 ist an eine Gaszufuhrquelle 440 über einen Massenströmungsregler 450a angeschlossen, vorgesehen an jeder Abscheidequelleneinheit. Ein Trägergas (beispielsweise ein Argongas), abgegeben von der Gaszufuhrquelle 440, wird einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 zugeführt, während ein Strom des Trägergases durch ein Öffnungsmaß des Massenströmungsreglers 450a eingestellt wird. Ein Umfangsbereich des Außengehäuses 120 ist von einem Erhitzer 130 umgeben. Die Abscheidequelleneinheit 100 verdampft das im Materialcontainer 110a gespeicherte film-bildende Material durch Erhitzen mittels des Erhitzers 130. Das verdampfte film-bildende Material wird auf das Substrat überführt, und zwar durch Anwenden des Trägergases, eingeleitet durch die Trägergas-Einführleitung 110b. Die Abscheidequelleneinheit 100 ist ein Beispiel einer Abscheidequelle, die ein film-bildendes Material, gespeichert im Materialcontainer verdampft und verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales überführt durch Anwenden eines ersten Trägergases, eingeleitet durch eine Trägergas-Einführleitung.
Die drei Abscheidequelleneinheiten 100 und eine Bypassleitung 310 sind parallel zueinander an die Verbindungsleitung 200 angeschlossen. Ein Ventil 300 ist zwischen jede Abscheidequelleneinheit 100 und die Anschlussleitung 200 geschaltet. Ventil 300 ist ein Beispiel eines Öffnungs- und Schließ-Mechanismus, der die Abscheidequelleneinheit 100 und die Verbindungsleitung 200 miteinander verbindet und einen Transferkanal öffnet und schließt.
Am stirnseitigen Ende der Verbindungsleitung 200 ist ein Extraktionsmechanismus 400 vorgesehen. Die verdampften Moleküle film-bildenden Materiales, abgegeben von jeder Abscheidequelleneinheit 100, werden der Verbindungsleitung 200 durch ein erstes Trägergas zugeführt, innerhalb der Verbindungsleitung 200 durch Anwendung des ersten Trägergases sowie eines zweiten Trägergases innerhalb der Verbindungsleitung 200 nach oben transferiert, und von einer oberen Öffnung Op des Extraktionsmechanismus abgezogen. Demgemäß wird auf dem Substrat innerhalb des Processingcontainers Ch ein gewünschter Film gebildet. Die Bypassleitung 310 ist an die Verbindungsleitung 200 an einer Stelle angeschlossen, die vom Extraktionsmechanismus 400 weiter weg liegt, als Stellen, an denen die Mehrzahl von Abscheidequelleneinheiten 100 an die Verbindungsleitung 200 angeschlossen sind. Da das zweite Trägergas von einer Innenseite in der Verbindungsleitung 200 eingeleitet wird, werden die verdampften Moleküle des Materiales sowie das erste Trägergas zu einer Extraktionsseite nach oben gefördert und sind demgemäß in gutem Zustand.
Die Bypassleitung 310 ist an die Gaszufuhrleitung 400 über einen Massenstromregler 450 angeschlossen. Ein von der Gaszufuhrquelle 440 abgegebenes Trägergas wird der Bypassleitung 310 zugeführt, während ein Strom des Trägergases durch ein Öffnungsmaß des Massenströmungsreglers 450b justiert wird. Das den drei Abscheidequelleneinheiten 100 zugeführte Trägergas entspricht dem ersten Trägergas, und das der Bypassleitung 310 zugeführte Trägergas entspricht dem zweiten Trägergas. Das erste und das zweite Trägergas können inerte Gase sein, sowie Helium, Krypton, Xenon oder dergleichen, abgesehen von Argongas.
In der Nähe des Substrates G wird eine QCM (Quarz Cristal Mikrowaage: Quarz Kristall Oszillator) 410 angeordnet. Die QCM 410 ist ein Beispiel eines Filmdickensensors. Sie erfasst eine Abscheidemenge D/R der film-formenden Moleküle, die von der oberen Öffnung Op des Extraktionsmechanismus 400 abgezogen wurden. Der Aufbau einer QCM soll nachstehend kurz beschrieben werden.
Haftet Material an einer Oberfläche eines Quarz Kristall Oszillators und werden die Größe eines kristallischen oszillierenden Körpers, der Elastizitätsmodul, die Dichte und so weiter äquivalent verändert, so wird eine elektrische Resonanzfrequenz f, wiedergegeben durch die nachstehende Gleichung, durch die piezoelektrische Eigenschaft eines Oszillators verändert: F = 1/2 t (√C/p), wobei t die Dicke eines kristallischen Körpers ist, C eine elastische Konstante bedeutet, und p die Dichte.
Durch Anwendung eines solchen Phänomens wird eine kleine Menge anhaftender Substanz gemäß einer Änderung der Resonanzfrequenz des Quarz Kristall Oszillators quantitativ gemessen. Eine allgemeine Bezeichnung des Quarz Kristall Oszillators ist QCM. Wie in der obigen Gleichung gezeigt, kann angenommen werden, dass die Änderung der Frequenz bestimmt wird auf der Basis eines Dickenmaßes, wenn eine elastische Konstante aufgrund anhaftenden Materiales verändert wird, und in eine Kristalldichte umgewandelt wird. Die Änderung der Frequenz kann somit in ein Gewicht der anhaftenden Substanz umgewandelt werden.
Durch Anwenden eines solchen Prinzips liefert die QCM 410 ein Frequenzsignal ft, um eine Filmdicke (Abscheidungsmenge) zu erfassen, die am Quarz Kristall Oszillator haftet. Ein Regler 700 ist an die QCM 410 angeschlossen und empfängt somit das von der QCM 410 abgegebene Frequenzsignal ft, und wandelt die Änderung der Frequenz in Gewicht des anhaftenden Materiales um, und berechnet dabei die Abscheidemenge.
Regler 700 gibt ein Signal gemäß der berechneten Abscheidemenge an einen Temperaturregler 430 oder die Gaszufuhrquelle 440 ab. Regler 700 umfasst einen ROM 700a, einen RAM 700b, eine CPU 700c, einen Eingangs- und Ausgangs-I/F 700d und einen Bus 700e. Der ROM 700a speichert ein Basisprogramm, erstellt in der CPU 700c, ein Programm, aktiviert während einer Abnormalität, usw. Der RAM 700b akkumuliert verschiedene Programme (ein Programm zum Überprüfen der Abscheidemenge oder ein Programm zum Regeln der Abscheidungsmenge, was später noch beschrieben werden soll), zum Regeln einer Filmstärke, oder von Daten. So speichert der RAM 700b beispielsweise im Voraus Daten zum Anzeigen einer Korrelation zwischen der Temperatur und einer Abscheidungsmenge – siehe 4, oder Daten, die eine Korrelation zwischen einem Strom eines Trägergases und einer Abscheidemenge angeben – siehe 5.
Der ROM 700a und der RAM 700b sind Beispiele von Speichervorrichtungen. Sie können eine Speichervorrichtung sein wie eine EEPROM, eine optische Disc, eine optisch-magnetische Disc oder dergleichen.
Die CPU 700c erhält eine Spannung, die an den Erhitzer 130 einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 angelegt wird, basierend auf den von der QCM 410 abgegebenen Frequenzsignal ft unter Verwendung der im ROM 700a oder dem RAM 700b gespeicherten Daten oder des gespeicherten Programmes, und überträgt die erhaltene Spannung an den Temperaturregler 430 als Regelsignal. Der Temperaturregler 430 legt eine gewünschte Spannung an jeden Erhitzer 130, basierend auf dem Regelsignal. Als Ergebnis wird der Materialcontainer 110a geregelt, um eine gewünschte Temperatur aufzuweisen, womit die Verdampfungsmenge (Verdunstungsmenge) des film-bildenden Materiales geregelt wird.
Die CPU 700c erhält den Strom des ersten Trägergases, eingeführt zu jeder Abscheidequelleneinheit 100, und der Strom des zweiten Trägergases, eingeführt zur Bypassleitung 310, vom Frequenzsignal ft aus der QCM 410, und überträgt den erhaltenen Strom des ersten und des zweiten Trägergases zur Gaszufuhrquelle 440 und den Massenstromreglern 450a und 450b als Regelsignal. Die Gaszufuhrquelle 440 liefert ein Argongas, basierend auf dem Regelsignal, und die Massenstromregler 450a und 450b justieren ein Öffnungsmaß, basierend auf dem Regelsignal. Demgemäß wird ein gewünschter Strom des ersten Trägergases einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 zu einem gewünschten Zeitpunkt zugeführt, und gleichzeitig wird ein gewünschter Strom des zweiten Trägergases der Bypassleitung 310 zu einem gewünschten Zeitpunkt zugeführt.
Der Bus 700e ist ein Weg für den Austausch von Daten zwischen dem ROM 700a, dem RAM 700b, der CPU 700c und dem Eingangs- Ausgangs-I/F 700d. Der Eingangs- Ausgangs-I/F 700d erhält Daten von einem hier nicht gezeigten Tastenfeld oder dergleichen, und gibt die erforderlichen Daten an ein Display, einen Lautsprecher oder dergleichen, ebenfalls nicht gezeigt. Der Eingangs-Ausgangs-I/F 700d überträgt und empfängt Daten zu und von einer Vorrichtung, die an ein Netz angeschlossen ist. Das Programm zum Überprüfen des Verdampfungsprozesses soll später beschrieben werden. Dieses könnte in einem Speichermedium vorgespeichert oder von einem Netz erhalten werden.
[Regelung der Abscheidemenge]
Um einen Film guter Qualität auf einem Substrat durch Anwenden der Abscheidevorrichtung 10 zu bilden, ist es sehr wichtig, die Abscheidemenge zu regeln. Demgemäß wird im Allgemeinen ein Verfahren zum Aufheizen eines Erhitzers auf der Basis einer Temperaturregelung angewandt, um eine Abscheidemenge zu regeln.
Wird die Abscheidemenge durch Justieren einer Temperatur geregelt, so ist jedoch das Ansprechen schlecht, da Zehntelsekunden oder mehr benötigt werden, bis der Erhitzer erhitzt ist und die Abscheidequelleneinheit 100 tatsächlich eine gewünschte Temperatur erreicht. Ein solch schlechtes Ansprechen auf die Temperaturregelung unterbricht das Bilden des Filmes von guter und gleichmäßiger Qualität auf dem Substrat G. Demgemäß hat der Erfinder erkannt, dass eine große Änderung der Abscheidemenge geregelt wird durch eine Temperatur und eine kleine Änderung einer Abscheidmenge durch ein Trägergas.
Der Erfinder erhielt ein Verhältnis zwischen einer Temperatur (1/K) der Abscheidequelleneinheit 100 und einer Abscheidemenge D/R (nm/s) mittels Experimenten. Der Erfinder hat die Abscheidemenge D/R dann gemessen, wenn die Temperatur einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 beim selben Abscheidemechanismus 600 anstieg oder abstieg; der Materialbehälter 110a einer jeden Abscheidequelleneinheit 100 speichert ein organisches Material „a”, und der Materialcontainer 110a einer anderen Abscheidequelleneinheit 100 speichert ein organisches Material „b”. Die Menge eines Trägergases, eingeführt in die Abscheidequelleneinheit 100, die das Material „a” speicherte, betrug 0,5 sccm, und ein Strom eines Trägergases, eingeleitet in die Abscheidequelleneinheit 100, die das Material „b” speicherte, betrug 1,0 sccm. Als Ergebnis erhielt der Erfinder Daten, die die Korrelation zwischen der Temperatur der Abscheidequelleneinheit und der Abscheidemenge anzeigte, so wie in 4 dargestellt; die Daten wurden im RAM 700b gespeichert.
Sodann erhielt der Erfinder eine Beziehung zwischen dem Strom der Strömung eines Argongases (erstes Trägergas), eingeführt in die Abscheidequelleneinheit 100, und einer Abscheidemenge D/r (mittels Versuchen). Der Erfinder maß die Abscheidemenge D/r dann, wenn das in jede Abscheidequelleneinheit 100 eingeführte Argongas anstieg oder abstieg, wonach im selben Abscheidemechanismus 600 der Materialcontainer 110a der ersten Abscheidequelleneinheit 100 das organische Material „a” speicherte, und der Materialcontainer 110a der zweiten Abscheidequelleneinheit 100 das organische Material „b”. Dabei wurde ein Gesamtstrom eines Trägergases, jeweils eingeführt in die Abscheidequelleneinheit 100, die das Material „a” speicherte, und die Abscheidequelleneinheit 100, die das Material „b” speicherte, auf 1,5 sccm festgelegt. Die Temperatur der Abscheidequelleneinheit 100, die Material „a” speicherte, betrug 248°C, und die Temperatur der Abscheidequelle 100, die Material „b” speicherte, betrug 244°C. Demzufolge erhielt der Erfinder jene Daten, die die Korrelation zwischen dem Anstieg des Trägergasstromes und der Abscheiderate wiedergibt, siehe 5. Die Daten wurden im RAM 700b gespeichert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurden die genannten Daten verwendet; die große Änderung der Abscheidemenge wird geregelt durch eine Temperatur, und die kleine Änderung der Abscheidemenge wird geregelt durch die Strömung eines Trägergases. Einzelne Operationen hiervon sollen beschrieben werden nach der Beschreibung einer funktionalen Struktur des Reglers 700.
Die 4 und 5 zeigen Korrelationen zwischen zwei Typen von film-bildenden Materialien, gespeichert in zwei Abscheidequelleneinheiten. Die Verdampfungsmengen der film-bildenden Materialien sind kontrollierbar und beschränkt auf zwei Typen von film-bildenden Materialien, gespeichert in den beiden Abscheidequelleneinheiten. Sind hierbei Daten, die die Korrelationen zwischen drei Typen film-bildender Einheiten wiedergeben, abgespeichert in drei Abscheidequelleneinheiten, im Voraus vorhanden, so lassen sich die Verdampfungsmengen der entsprechenden film-bildenden Materialien in den drei Abscheidequelleneinheiten kontrollieren.
[Funktionale Struktur des Reglers]
Wie in 6 gezeigt, weist der in dem betreffenden Block gezeigte Regler 700 Funktionen auf, umfassend eine Speichereinheit 710, eine Eingangseinheit 720, eine Recheneinheit 730 für die Abscheidemenge, eine Umwandlungseinheit 740 für die Filmdickenkontrolle, eine Temperaturjustiereinheit 750, eine erste Trägergas-Justiereinheit 760, eine zweite Trägergas-Justiereinheit 770 und eine Abgabeeinheit 780.
Die Speichereinheit 710 speichert die Daten, die in 4 gezeigt sind, die Korrelation zwischen der Temperatur der Abscheidequelleneinheit und der Abscheidemenge wiedergebend, und die Daten, die in 5 gezeigt sind, wiedergebend die Korrelation zwischen dem Trägergasstrom und der Abscheidemenge. Die Speichereinheit 710 speichert einen vorgegebenen Schwellenwert Th. Der Schwellenwert Th wird dazu verwendet, zu bestimmen, ob eine Abscheidemenge unter Verwendung einer Temperatur oder eines Gasstromes geregelt wird. Die Speichereinheit 710 ist im vorliegenden Falle ein Speicherfeld wie der ROM 700a, RAM 700b, oder dergleichen.
Die Eingangseinheit 720 gibt ein Frequenzsignal zu bestimmten Zeitpunkten ein, erhalten von der QCM 410. Der Abscheidemengenrechner 730 berechnet die Abscheidemenge auf dem Substrat G, basierend auf dem Frequenzsignal ft, eingegeben von der Eingabeeinheit 720, und erhält eine Differenz zwischen der berechneten Abscheidemenge und der Ziel-Abscheidemenge.
Die Umwandlungseinheit 740 der Filmdickenregelung regelt die Abscheidemenge aufgrund der Temperaturregelung dann, wenn der absolute Wert der Abscheidemengendifferenz, ermittelt durch die Rechnereinheit 730 der Abscheidemenge, kleiner als der Grenzwert ist. Nimmt die Abscheidemenge einen etwa normalen Status aufgrund der Temperaturregelung an, und ist die Differenz demgemäß geringer oder gleich dem Grenzwert Th, so wandelt die Umwandlungseinheit 740 der Filmdickenregelung das Abscheidemengen-Regelverfahren um, sodass die Abscheidemenge geregelt wird.
Die Temperaturjustiereinheit 750 justiert beispielsweise die Temperatur einer jeden Abscheidequelleneinheit, sodass die berechnete Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelleneinheit nahe bei der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelleneinheit liegt, durch Verwenden der Daten, die das Verhältnis zwischen der Abscheidemenge und der in der Speichereinheit 710 gespeichtern Temperatur anzeigen.
Die erste Trägergasjustiereinheit 760 justiert beispielsweise den Strom des ersten Trägergases in jeder Abscheidequelleneinheit, sodass die berechnete Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelleneinheit nahe bei der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelleneinheit liegt, durch Anwenden der Daten, die das Verhältnis dem Strom des Trägergases anzeigen, gespeichert in der Speichereinheit 710.
Die zweite Trägergasjustiereinheit 770 justiert den Strom des zweiten Trägergases gemäß der Stromänderung des ersten Trägergases, eingeleitet in die Verbindungsleitung 200 über die Justierung 760. Genauer gesagt, wird der Strom des ersten Trägergases durch den Status des Veränderns des Öffnens und Schließens der Mehrzahl von Ventilen 300 geändert, so justiert die zweite Trägergasjustiereinheit 770 den Strom des zweiten Trägergases gemäß einer Änderungsmenge des ersten Trägergases. Die zweite Trägergasjustiereinheit 770 justiert beispielsweise den Strom des zweiten Trägergases, eingeführt in die Bypassleitung 310, sodass der Gesamtstrom des ersten und des zweiten Trägergases, transportiert durch die Verbindungsleitung 200, sich nicht ändert.
Wird die Abscheidemenge durch die Temperatur geregelt, so gibt die Ausgangseinheit 780 ein Regelsignal an den die dem Erhitzer 130 angelegte Spannung justiert wird. Wird die Abscheidemenge durch den Strom des Trägergases geregelt, so liefert die Ausgangseinheit 780 Ausgangsregelsignale an die Massenstromregler 450a und 450b und an die Gaszufuhrquelle 440, sodass der Strom des Trägergases auf einen gewünschten Wert einjustiert wird. Hierbei wird jede Funktion des oben beschriebenen Reglers 700 herbeigeführt, beispielsweise durch Durchführen eines Programmes, das einen Prozessverlauf des Durchführens der Funktionen durch die CPU 700c beschreibt.
[Arbeitsschritte des Reglers]
Nachstehend werden Arbeitsschritte des Reglers 700 unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. 7 ist ein Fließschema, das ein Verfahren des Überprüfens einer Abscheidemenge eines jeden Materiales, gespeichert in jeder Abscheidequelleneinheit, veranschaulicht. 8 ist ein Fließschema, das den Ablauf des Regelns einer Abscheidemenge durch Regeln eines Stromes eines Trägergases oder einer Temperatur einer Abscheidequelleneinheit veranschaulicht.
Das Verfahren des Überprüfens der Abscheidemenge gemäß 7 wird zu einer vorgegebenen Zeit durchgeführt, beispielsweise dann, wenn zwei oder drei Platten eines Substrates oder eine Platte eines Substrates behandelt werden, nur zweimal an einem Tage, morgens oder abends, wenn das film-bildende Material in einer Abscheidquelleneinheit ausgetauscht wird, oder wenn eine Abscheidequelleneinheit selbst ausgetauscht wird. Dies ist notwendig, um zu überprüfen, ob eine Abscheidemenge eines jeden Materiales vor dem Bilden eines Filmes auf einem Produkt in der Abscheidevorrichtung 10 stabilisiert ist, oder um die Änderung einer Abscheidemenge eines jeden Materiales nach dem Gebrauch zu prüfen. Insbesondere unmittelbar nach dem Injizieren eines Materiales wird das Material ungleichmäßig dispergiert, sodass ein Speicherzustand eines Materiales leicht beeinflusst werden kann. In diesem Falle ist es schwierig, die Verdampfungsmenge gleichförmig zu gestalten. Demgemäß wird ein Verfahren des Überprüfens der Verdampfungsmenge durchgeführt, wobei die Verdampfungsmenge eines jeden Materiales geprüft wird. Indessen wird das Verfahren des Regelns der Abscheidemenge gemäß 8 in vorgegebenen Zeitabständen vor und nach einem Prozess sowie während eines Prozesses durchgeführt.
Wird ein Prozess des Prüfens der Abscheidemenge durchgeführt, so wird hierbei unterstellt, dass eine Abscheidequelleneinheit A von den drei Abscheidequelleneinheiten ein Material „a” abspeichert, eine andere Abscheidequelle B ein Material „b”, und eine weitere Abscheidequelleneinheit C kein Material abspeichert, wie in 9A gezeigt.
[Verfahren des Prüfens der Verdampfungsmenge]
Zunächst soll das Verfahren des Überprüfens der Verdampfungsmenge gemäß 7 beschrieben werden. Gemäß dem Verfahren des überprüfens der Verdampfungsmenge beginnt das Verfahren bei Schritt S700; das Öffnen und Schließen des Ventiles 300 einer jeden Abscheidequelleneinheit wird in Schritt S705 geregelt. Werden beispielsweise die Verdampfungsmengen der film-bildenden Materialien in den Abscheidequelleneinheiten 100 nacheinander geprüft, so werden zunächst zum Prüfen der Verdampfungsmenge des Materiales „a”, gespeichert in der Abscheidequelleneinheit A, die Ventile der Abscheidequelleneinheit A und die Bypassleitung 310 geöffnet, und die Ventile 300 der Abscheidequelleneinheiten B und C geschlossen, so wie in 9A gezeigt.
Sodann wird Schritt S710 durchgeführt, womit das Einleiten des ersten Trägergases zu jeder Abscheidequelleneinheit mit geschlossenem Ventil abgestoppt wird. Gemäß 9A wird das erste Trägergas von 0,5 sccm der Abscheidequelleneinheit A zugeführt, jedoch nicht den Abscheidequellen B und C. Sodann wird Schritt S715 durchgeführt, um den Strom des zweiten Trägergases, eingeführt von der Bypassleitung 310, zu justieren, sodass der Gesamtstrom des der Verbindungsleitung 200 zugeführten Trägergases nicht verändert wird. Während der Co-Abscheidung (während des Produktionsprozesses), bei einem Gesamtstrom des Trägergases von 2,0 sccm, wird das zweite Trägergas der Bypassleitung 310 zugeführt, siehe 9A.
Sodann wird Schritt S720 durchgeführt, sodass der Abscheidemengenrechner 730 die Abscheidemenge von einem Ausgang der QCM 410 berechnet. Dabei ist der Gesamtstrom 2,0 sccm des Trägergases gleich dem Strom während des Co-Abscheidens. Demgemäß ist der Innendruck der Verbindungsleitung 200 derselbe wie der Druck während der Co-Abscheidung. Demgemäß ist eine erfasste Verdampfungsmenge eines einzelnen film-bildenden Materiales dieselbe, wie eine aktuelle Verdampfungsmenge während des Co-Abscheidens. Als Ergebnis lässt sich die aktuelle Verdampfungsmenge des Materiales „a” in der Abscheidequelleneinheit A während der Co-Abscheidung messen.
Sodann wird Schritt S725 durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Abscheidemengen der Materialien in allen Abscheidequelleneinheiten überprüft wurden. Da hierbei die Abscheidemengen der Materialien in den Abscheidequelleneinheiten B und C nicht geprüft werden, werden die Schritte S705 bis S725 nach dem Zurückkehren zu Schritt S705 wiederholt.
Um die Abscheidemenge des Materiales „b”, gespeichert in der Abscheidequelleneinheit B, zu überprüfen, werden bei Schritt S705 die Ventile 300 der Abscheidequelleneinheit B und die Bypassleitung 310 geöffnet, und die Ventile 300 der Abscheidequelleneinheiten A und C geschlossen, so wie in 9B gezeigt. In diesem Zustand wird Schritt S710 durchgeführt, um das erste Trägergas von beispielsweise 0,6 sccm der Abscheidequelleneinheit B zuzuführen, und das Einleiten des zweiten Trägergases zu den Abscheidequelleneinheiten A und C zu stoppen, und damit den Strom des ersten Trägergases zu ändern. Demgemäß wird bei Schritt S715 der Strom des zweiten Trägergases auf 1,4 sccm justiert, sodass sich der Gesamtstrom nicht ändert.
Da der Gesamtstrom des Trägergases derselbe ist, wie der Strom während der Co-Abscheidung, ist die berechnete Abscheidemenge gemäß Schritt S720 identisch mit der tatsächlichen Abscheidemenge des Materiales „b” während der Co-Abscheidung. Die oben beschriebenen Schritte S705 bis S725 werden ebenfalls bei der Abscheidquelleneinheit C durchgeführt, wobei die Verdampfungsmenge des einzelnen Materiales in allen Abscheidequelleneinheiten überprüft werden und Schritt S795 durchgeführt wird, um das Verfahren zu Ende zu führen.
Ist keine Bypassleitung vorhanden, wie in den 10A und 10B, ändert sich der Gesamtstrom des Trägergases dann, wenn die Ventile 300 der Abscheidequelleneinheiten geschlossen werden, anders als eine Abscheidequelleneinheit zum Erfassen einer Verdampfungsmenge eines Materiales; somit ändert sich der Druck innerhalb einer Verbindungsleitung. Somit unterscheidet sich eine erfasste Verdampfungsmenge eines einzelnen film-bildenden Materiales von einer tatsächlichen Verdampfungsmenge während der Co-Abscheidung. Da die Bypassleitung 310 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben vorgesehen, und das zweite Trägergas durch die Bypassleitung 310 zugeführt wird, kann der Gesamtstrom des Trägergases konstant gehalten werden. Selbst dann, wenn eine QCM nicht bei allen Abscheidequelleneinheiten vorgesehen wird, lässt sich eine aktuelle Verdampfungsmenge des Materiales in jeder Abscheidequelleneinheit während der Co-Abscheidung durch Justieren des Stromes des zweiten Trägergases und Öffnen und Schließen des Ventiles 300 messen.
So war beispielsweise gemäß der Messergebnisse der QCM 410 gemäß 13 eine Verdampfungsmenge des Materiales „a” 1,555 nm/s, wenn allein Ventil 300 einer Abscheidequelleneinheit A geöffnet wird, die das Material „a” speichert. In gleicher Weise war eine Verdampfungsmenge eines Materiales „b” 0,112 nm/s, wenn allein Ventil 300 einer Abscheidequelleneinheit geöffnet wurde, die das Material „b” speichert. Auch betrug die Abscheidemenge auf einem Substrat 1,673 nm/s, wenn alle Ventile geöffnet und sodann ein Film gebildet wurde durch Mischen verdampfter Moleküle der Materialien „a + b”. Demgemäß wurde überprüft, ob die Verdampfungsmenge eines Materiales, bei welchem das Material „a” und das Material „b” mit einem vorgegebenen Mischungsverhältnis gemischt wurden, eine Summe der Verdampfungsmengen der entsprechenden Materialien, gemessen durch Öffnen lediglich des Ventiles entsprechend einem Material, das zu messen ist, und die gesamte Abscheidemenge, gemessen durch Öffnen sämtlicher Ventile, annähernd dieselben sind. Demgemäß wird der oben beschriebene Prozess des Überprüfens der Abscheidemenge durchgeführt, und die Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelleneinheit wird auf eine Zielmenge eingeregelt, sodass die Abscheidemenge auf dem Substrat genau auf eine Ziel-Abscheidemenge während des Verfahrens des Regelns der Abscheidemenge geregelt wird, was nunmehr beschrieben werden soll.
[Verfahren des Regelns der Abscheidemenge]
Das Verfahren des Regelns der Abscheidemenge gemäß 8 soll jetzt beschrieben werden.
Wie in 11A dargestellt, sind zu diesem Zeitpunkt die Ventile 300 der Abscheidequelleneinheit A, die Abscheidequelleneinheit B und die Bypassleitung 310 geöffnet, und Ventil 300 der Abscheidequelleneinheit C ist geschlossen. Als Trägergas wird ein Argongas von 0,6 sccm der Abscheidequelleneinheit A zugeführt, ein Argongas von 0,5 sccm der Abscheidequelleneinheit B, und ein Argongas von 0,9 sccm der Bypassleitung 310. Der Gesamtstrom des Trägergases beträgt somit 2,0 sccm.
Das Verfahren des Regelns der Abscheidemenge beginnt bei Schritt S800 in 8. Wird Schritt S805 durchgeführt, so berechnet der Abscheidemengenrechner 730 eine Abscheidemenge DRp. Bei Schritt S810 erfasst der Abscheidemengenrechner 730 einen absoluten Wert von – DRp–DRr – eine Differenz zwischen der berechneten Abscheidemenge DRp und einer Ziel-Abscheidemenge DRr.
Gemäß Schritt 815 ermittelt die Filmdickenregelungs-Umwandlungseinheit 740, ob der absolute Wert der Differenz (veränderte Menge) der Abscheidemengen größer als der Grenzwert Th ist. Ist der absolute Wert der Differenz der Abscheidemengen größer als der Grenzwert Th, wird Schritt S820 durchgeführt, da ein innerer Status der Abscheidequelleneinheit nicht stabilisiert ist, sodass die Temperaturjustiereinheit 750 ein Justiermaß einer Temperatur ergibt, notwendig für die Abscheidemenge zum vorliegenden Zeitpunkt, um nahe bei der Ziel-Abscheidemenge zu liegen, basierend auf der Korrelation zwischen der Abscheidemenge und der Temperatur gemäß 4. Die Temperaturjustiereinheit 750 berechnet eine Spannung, die an einen Erhitzer angelegt ist, gemäß der justierten Temperatur. Die Ausgangseinheit 780 gibt an den Regler 430 ein Regelsignal ab, um die berechnete Spannung an den Erhitzer 130 anzulegen. Sodann kommt das Verfahren zu Schritt S805 zurück. Die Schritte S805 bis 815 werden wiederholt.
Ist an die Quelleneinheit ein Status innerhalb der Abscheidequelleneinheit bei Schritt S815 stabilisiert, so wird der absolute Wert der Differenz zwischen dem tatsächlichen Wert und dem Zielwert der Abscheidemenge kleiner oder gleich dem Grenzwert Th. In diesem Falle wird Schritt S825 durchgeführt, sodass die Justiereinheit 760 für das erste Trägergas ein Justierungsmaß des ersten Trägergases erhält, eingeführt zu jeder Abscheidequelleneinheit, basierend auf der Korrelation zwischen dem Trägergas und der Temperatur gemäß 5. Das Justiermaß des ersten Trägergases ist jenes Maß, das notwendig ist, damit die Abscheidemenge zum derzeitigen Zeitpunkt nahe bei der Ziel-Abscheidemenge liegt.
Es lässt sich vorhersehen, dass ein Wert, erzielt durch Teilen der Abscheidemenge DRp, berechnet vom Abscheidemengenrechner 730, durch ein vorgegebenes Mischungsverhältnis der Materialien, gleich der vorliegenden Verdampfungsmenge eines jeden Materiales ist. Somit berechnet die Justiereinheit 760 für das erste Trägergas Werte, erhalten durch Teilen der Abscheidemenge DRp, durch das vorgegebene Mischungsverhältnis der Materialien, wie die Verdampfungsmenge des Materials „h” und die Verdampfungsmenge des Materiales „b”. Die Justiereinheit 760 für das erste Trägergas berechnet die Unterschiede zwischen den berechneten Verdampfungsmengen des Materials „a” und „b”, und die Ziel-Abscheidemengen der Materialien „a” und „b”, basierend auf den Daten, die die Korrelation zwischen dem Gasstrom und der Abscheidemenge angeben, gemäß 5, und berechnet den Strom des ersten Trägergases, das der Abscheidequelleneinheit A zugeführt wird, die das Material „a” speichert, und den Strom des ersten Trägergases, der der Abscheidequelleneinheit B zugeführt wird und das Material „b” speichert.
Im Folgenden soll beschrieben werden, wie der Strom des ersten Trägergases, der jeder Abscheidequelleneinheit zugeführt wird, berechnet wird unter Verwendung der Korrelationsdaten gemäß 5. Beträgt die berechnete Abscheidemenge DRp(a) des Materiales „a” etwa 1,1 a. u., und beträgt die Zielabscheidemenge DRr(a) des Materiales „a” etwa 1,2 a. u., so ist der Strom des Trägergases entsprechend der Abscheidemenge und der Zielabscheidemenge 0,2 sccm. Demgemäß erzeugt die Justiereinheit 760 für das erste Trägergas ein Regelsignal zum Steigern des Stromes des ersten Trägergases, das der Abscheidequelleneinheit zugeführt, die das Material „a” um 0,2 sccm bei Schritt S725 steigert, und die Ausgangseinheit 780 gibt das Regelsignal ab.
Liegt die berechnete Abscheidemenge DRp(b) von Material „b” etwa beim Zielwert, so ändert sich der Druck innerhalb der Abscheidequelleneinheit (Druck Pa der Abscheidequelleneinheit A von 12A ≠ Druck Pa' der Abscheidequelleneinheit A in 12B, und der Druck Pb der Abscheidequelleneinheit B ≠ Druck Pb' der Abscheidequelleneinheit B). Somit unterscheidet sich der Druck P₁ innerhalb der Verbindungsleitung vor der Justierung von Druck P₂ innerhalb der Verbindungsleitung nach der Justierung. Demgemäß unterscheiden sich die Abscheidemenge DR₁ vor der Justierung und die Abscheidemenge DR₂ nach der Justierung voneinander, und erzeugen eine Ungleichmäßigkeit des Filmes.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Bypassleitung 310 vorgesehen. Bei einer solchen Konfiguration lässt sich der Gesamtstrom des ersten und des zweiten Trägergases konstant halten durch Justieren des Stromes des zweiten Trägergases gemäß der Justierung des Stromes des ersten Trägergases. Demgemäß lassen sich bei der vorliegenden Ausführungsform der Druck P₁ in der Verbindungsleitung vor Justierung und der Druck P₂ in der Verbindungsleitung nach Justierung konstant halten. Demgemäß können die Abscheidemenge DR₁ vor Justierung und die Abscheidemenge DR₂ nach Justierung dieselben sein, womit der Film gleichförmig ist. Somit lässt sich die Performance eines Produktes steigern.
Anders ausgedrückt wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Mischungsverhältnis der Mehrzahl von film-bildenden Materialien, angewandt zum Bilden von Filmen, genau kontrollieren durch Justieren des ersten Trägergases, wobei ein Film guter Qualität auf dem Substrat gebildet wird, während der Druck innerhalb des Extraktionsmechanismus konstant gehalten wird durch Justieren des zweiten Trägergases, wobei die Abscheidemenge auf dem Substrat konstant gehalten wird.
Bei den obigen Ausführungen stehen die Operationen der Einheiten in Bezug zueinander und lassen sich somit substituieren durch Serien von Operationen unter Beachtung der Relation. Durch eine solche Substitution wird die Ausführungsform der Abscheidevorrichtung eine Ausführungsform eines Abscheideverfahrens.
Durch Substituieren der Operationen der Einheiten mittels Prozessen der Einheiten kann die Ausführungsform eines Abscheideverfahrens eine Ausführungsform eines Computerprogrammes zum Durchführen eines Abscheideverfahrens in einem Computer sein, oder eine Ausführungsform eines computerlesbaren Speichermediums mit einem hierin gespeicherten Programm.
Während die Erfindung insbesondere gezeigt und beschrieben ist unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen, so ist sie hierauf nicht beschränkt. Es versteht sich für den Fachmann, dass zahlreiche Änderungen in der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Rahmen der Erfindung abzuweichen, so wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Es versteht sich, dass solche Änderungen innerhalb des technischen Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen.
So kann beispielsweise bei der Abscheidevorrichtung 10 gemäß der obigen Ausführungsform ein Verfahren des Bildens eines organischen EL-Mehrlagenfilms auf dem Substrat G durchgeführt werden unter Verwendung eines organischen EL-Materiales mit einer pulverförmigen Gestalt (fest) als film-bildendes Material. Eine Abscheidevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch beispielsweise verwendet werden bei einer MOCVD (metallische organische chemische Verdampfungsabscheidung), wobei ein verdampftes film-bildendes Material auf einem Zielobjekt, erhitzt bis zu 500 und 700°C, abgebaut wird hauptsächlich durch Verwendung eines flüssigen organischen Metalls als film-bildendes Material, sodass ein dünner Film auf dem Zielobjekt wächst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-325425 [0002]

Claims

Abscheidevorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung umfasst, ein film-bildendes Material verdampft, das im Materialcontainer enthalten ist, und verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales überführt durch Verwenden eines ersten Trägergases, das von der Trägergas-Einführleitung eingeführt wird; eine Verbindungsleitung, die an jede der Mehrzahl von Abscheidequellen angeschlossen ist und verdampfte Moleküle des film-bildenden Materiales transportiert, transferiert von jeder Abscheidequelle; eine Bypassleitung, die an die Verbindungsleitung Trägergas direkt der Verbindungsleitung zuführt; und einen Processing-Container, der einen eingebauten Extraktionsmechanismus umfasst, angeschlossen an die Verbindungsleitung, und der einen Film auf einem Zielobjekt bildet durch Extrahieren der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert durch Verwenden des ersten und des zweiten Trägergases, aus dem Extraktionsmechanismus extrahiert.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen, die jeweils zwischen die Mehrzahl von Abscheidequellen und die Verbindungsleitung geschaltet sind und Transferwege öffnen oder schließen, die die Mehrzahl von Abscheidequellen und die Verbindungsleitung miteinander verbinden; und einen Regler, der einen Storm des zweiten Trägergases gemäß der Änderung eines Stromes des ersten Trägergases, eingeführt von der Mehrzahl von Abscheidequellen zur Verbindungsleitung justiert, aufgrund des Öffnens und Schließens des Transferweges durch die Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bypassleitung an die Verbindungsleitung an einer Stelle angeschlossen ist, die von dem Extraktionsmechanismus weiter entfernt ist, als Stellen, an denen die Mehrzahl von Abscheidequellen an die Verbindungsleitung angeschlossen ist.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Regler umfasst: eine Speichereinheit, die ein Verhältnis zwischen einer Abscheidemenge eines jeden film-bildenden Materiales und einem Strom eines Trägergases darstellt; einen Abscheidemengenrechner, der eine Abscheidemenge auf dem Zielobjekt berechnet, basierend auf einem Ausgangssignal von einem Filmdickensensor, angeordnet innerhalb des Processing-Containers als Justiereinheit für ein Prozessträgergas zum Justieren eines Stromes des ersten Trägergases in jeder Abscheidequelle, sodass die vom Abscheidemengenrechner ermittelte Abscheidemenge nahe einer Ziel-Abscheidemenge ist, unter Verwendung des Verhältnisses zwischen der Abscheidemenge und dem Strom des Trägergases, angezeigt in der Speichereinheit; und eine Justiereinrichtung für ein zweites Trägergas zum Justieren eines Stromes des zweiten Trägergases gemäß der Änderung des Stromes des ersten Trägergases, eingeführt in die Verbindungsleitung gemäß der Justierung der Justiereinheit für das erste Trägergas.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Justiereinrichtung für das erste Trägergas dann, wenn eine Differenz zwischen der vom Abscheidemengenrechner berechneten Abscheidemenge und der Ziel-Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle kleiner ist, als ein vorgegebener Grenzwert, den Strom des ersten Trägergases in jeder Abscheidequelle justiert, sodass die Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle nahe bei der Ziel-Abscheidemenge liegt.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Justiereinrichtung für das zweite Trägergas den Strom des zweiten Trägergases, eingeführt in die Bypassleitung, justiert, sodass ein Gesamtstrom des ersten und des zweiten Trägergases, transferiert durch die Verbindungsleitung, sich nicht ändert.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin umfassend eine Temperaturjustiereinheit, die dann, wenn die Differenz zwischen der Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle, berechnet durch den Abscheidemengenrechner, und der Zielabscheidemenge einer jeden Abscheidequelle gleich oder größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, eine Temperatur einer jeden Abscheidequelle justiert, sodass die Abscheidemenge einer jeden Abscheidequelle nahe bei der Ziel-Abscheidemenge liegt.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein organischer EL-Film oder ein organischer Metallfilm auf dem Zielobjekt gebildet wird unter Verwendung eines organischen EL-film-bildenden Materiales oder eines organischen metallischen film-bildenden Materiales als film-bildendes Material.
Abscheidevorrichtung, umfassend: Verdampfen in jeder einer Mehrzahl von Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung aufweist, jedes film-bildende Material, das im Materialcontainer gespeichert ist, und Überführen der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales durch Anwenden eines ersten Trägergases, eingeführt von der Trägergas-Einführleitung; Überführen der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert von jeder Abscheidequelle, zu einer Verbindungsleitung, die an jede der Mehrzahl von Abscheidequellen angeschlossen ist; direktes Einführen eines zweiten Trägergases in die Verbindungsleitung von einer Bypassleitung, die an die Verbindungsleitung angeschlossen ist; und Extrahieren aus einem Extraktionsmechanismus; angeschlossen an die Verbindungsleitung, der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert durch Anwendung des ersten und des zweiten Trägergases und Bilden eines Filmes auf einem Zielobjekt in einem Processing-Container.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend das Öffnen und Schließen von Transferwegen, die die Mehrzahl von Abscheidequellen und die Verbindungsleitung miteinander verbinden, durch Anwenden einer Mehrzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen, die jeweils zwischen der Mehrzahl von Abscheidequellen und der Verbindungsleitung angeordnet sind, wobei beim direkten Einführen des zweiten Trägergases in die Verbindungsleitung von der Bypassleitung das zweite Trägergas in die Verbindungsleitung eingeführt wird, während ein Strom des zweiten Trägergases justiert wird gemäß einer Änderung des Stromes des ersten Trägergases, das in die Verbindungsleitung von der Mehrzahl der Abscheidequellen eingeführt wird aufgrund des Öffnens und Schließens der Transferwege durch Anwendung des Öffnungs- und Schließmechanismus.
Speichermedium, das ein Computerprogramm gespeichert hat, zum Durchführen: eines Verfahrens des Verdampfens in jeder einer Mehrzahl von Abscheidequellen, deren jede einen Materialcontainer und eine Trägergas-Einführleitung umfasst, wobei jedes film-bildende Material in einem Materialcontainer gespeichert ist, und Überführen der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales unter Verwendung eines ersten Trägergases, das von der Trägergas-Einführleitung eingeführt wurde; ein Verfahren des Überführens der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales, transferiert von jeder Abscheidequelle, zu einer Verbindungsleitung, die an jede der Mehrzahl von Abscheidequellen angeschlossen ist; ein Verfahren zum direkten Einführen eines zweiten Trägergases zur Verbindungsleitung von einer Bypassleitung, die an die Verbindungsleitung angeschlossen ist; und ein Prozess zum Überführen der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales zu einem Extraktionsmechanismus, der an die Verbindungsleitung angeschlossen ist, unter Verwendung des ersten und des zweiten Trägergases, und Bilden eines Filmes auf einem Zielobjekt innerhalb eines Processing-Containers durch Extrahieren der verdampften Moleküle des film-bildenden Materiales aus einem Extraktionsmechanismus.