JP2012502177A

JP2012502177A - 蒸着装置及びこれを利用する蒸着方法

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Publication number: JP2012502177A
Application number: JP2011525975A
Authority: JP
Inventors: ホカン，チャン; ククォン，ヒョン; テナムクン，ソン; クァンソン，ソン
Original assignee: SNU Precision Co Ltd
Current assignee: SNU Precision Co Ltd
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: TWI410604B; JP5280542B2; WO2010027178A3; CN102217038B; WO2010027178A2; KR101018644B1; CN102217038A; TW201024656A; KR20100028836A

Abstract

本発明による蒸着装置は反応空間を形成する工程チャンバと、工程チャンバに連結された移送チャンバと、工程チャンバ内に位置して基板を安置する基板安置手段と、基板安置手段と対向配置されて原料物質を保存する蒸着源と、移送チャンバに設置されて基板に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを直接測定する厚さ測定手段を含む。
本発明は厚さ測定手段を備える蒸着装置を利用して薄膜が蒸着される基板に形成された蒸着膜の実際の厚さを直接測定してモニタリングできる。これに、基板に蒸着された蒸着膜の実際の厚さをリアルタイムにモニタリングして、前記蒸着膜の実際の厚さを制御する蒸着制御の厚さをリアルタイムに補正することで、蒸着膜の厚さを正確に制御することができる。これにより、基板に形成される素子の信頼性及び生産収率を進めることができる。

Description

本発明は蒸着装置及びこれを利用する蒸着方法に関し、より詳しくは、基板に蒸着される蒸着膜の実際の厚さをリアルタイムにモニタリングすることができる蒸着装置及び蒸着方法に関する。

液晶表示装置（Liquid Crystal Display：LCD）、プラズマ表示パネル（Plasma Display Panel：PDP）に引き続き、有機発光素子（Organic Light Emitting Deivce：OLED）は次世代平板表示装置として期待されているディスプレー装置である。

このような有機発光素子は、基板上に＋電極、有機物層、−電極を順に形成して＋電極と−電極の間に電圧をかけることで、電子と正孔がそれぞれ有機物層に移動した後に再結合して光を発生させる方式である。この時、前述のさまざまな層の中で有機物層は一般的に熱蒸着（Thermal Deposition）方法によって形成される。従来の有機物層を形成するための蒸着装置には、基板に蒸着される蒸着膜の厚さをモニタリングするためにセンサーが備えられている。このセンサーは有機物を加熱して蒸発させる蒸着源に露出するように配置され、センサーに附着して感知される有機物の量を検出して蒸着膜の厚さに換算する。すなわち、センサーを利用して間接的に基板に蒸着される蒸着膜の厚さを感知する。しかし、このような方式は実際に基板に蒸着される蒸着膜の厚さを測定しない間接的な方式なので、厚さ測定の正確度が下がり、蒸着膜の実際の厚さをリアルタイムにモニタリングすることができない問題がある。また、実際の蒸着膜の厚さを確認する方法がなく、蒸着工程が終わった後に素子の特性検査の時に厚さの不良が発見され、素子の生産収率を減少させる問題が起る。

本発明は、基板に蒸着される蒸着膜の実際の厚さを測定することができる厚さ測定手段を備える蒸着装置及びこれを利用する蒸着方法を提供する。

本発明の一様態による蒸着装置は反応空間を形成する工程チャンバと、前記工程チャンバに連結された移送チャンバと、前記工程チャンバ内に位置して基板を安置する基板安置手段と、前記基板安置手段と対向配置されて原料物質を保存する蒸着源と、前記移送チャンバに設置されて基板に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを直接測定する厚さ測定手段を含む。

前記厚さ測定手段としてエリプソメータを利用する。

前記エリプソメータが配置された移送チャンバの一端部には透過窓が設置されることが望ましい。

前記工程チャンバ内の一側に備われ、蒸着源から蒸発される原料物質の量を感知して蒸着膜の換算の厚さで算出するセンサーを含む。

前記工程チャンバ及び移送チャンバを複数備えて一方向に連結して、前記複数の工程チャンバそれぞれには蒸着源が設置されて、前記複数の移送チャンバそれぞれには厚さ測定手段が設置される。

前記センサーに連結されて基板に蒸着される蒸着膜の厚さを調節するモニタリング部を含む。

前記モニタリング部は蒸着源と連結されて前記蒸着源に供給される電源及び蒸着工程時間を制御する制御部が連結される。

前記基板安置手段の下部にはマスクホルダーが連結されて、前記マスクホルダーにはシャドーマスクが装着される。

前記シャドーマスクの開放された領域の中で前記基板の非活性領域に対応配置されて、少なくとも一つのマスクパターンを含む補助マスクをさらに含む。

前記補助マスクの両端には前記補助マスクを移動させて、マスクパターンの位置を変更させる駆動部が連結されて、前記駆動部はマスクホルダーに連結される。

本発明の一様態による蒸着方法はチャンバ内に基板を準備する段階と、前記基板に蒸着膜を形成する段階と、前記基板を移送チャンバ内に移動させて、前記基板に形成された蒸着膜の実際の厚さを直接測定する段階と、前記蒸着膜の実際の厚さと目標の厚さを比べる段階と、前記厚さ比較結果によって工程条件を調節する段階を含む。

前記工程条件を調節する段階後に、次の工程につづく蒸着膜は調節された工程条件によって形成される。

前記基板に蒸着膜を形成する段階前に目標の厚さ及び蒸着制御の厚さを設定する段階を含む。

前記基板に蒸着膜を形成する間にセンサーで原料物質の量を感知して蒸着膜の換算の厚さで算出する段階を含む。

前記換算の厚さが蒸着制御の厚さに達する時に、蒸着工程を中止する。

前記厚さ比較結果によって工程条件を調節する段階は蒸着制御の厚さの設定値を変更する。

前記基板は活性領域と非活性領域を有し、前記非活性領域に形成された蒸着膜の実際の厚さを測定する。

前記調節された工程条件によって形成された蒸着膜の実際の厚さと以前の工程で形成された蒸着膜の実際の厚さの平均厚さを目標の厚さと比べる。

前記蒸着膜の実際の厚さと目標の厚さを比べて工程条件を調節した後、前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着する。

前記蒸着膜が形成された基板が安置された基板安置手段を一方向に連結された複数の工程チャンバの中でいずれかの一つの工程チャンバ内に移動させて、前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着する。

前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着する段階前に補助マスクのマスクパターンの位置を変更して、前記マスクパターンによって露出する前記基板の非活性領域の位置を変更する段階をさらに含む。

本発明による蒸着装置及びこれを利用する蒸着方法は厚さ測定手段を備える蒸着装置を利用して薄膜が蒸着される基板に形成された蒸着膜の実際の厚さを直接測定してモニタリングすることができる。よって、本発明による蒸着装置及びこれを利用する蒸着方法は基板に蒸着された蒸着膜の実際の厚さをリアルタイムにモニタリングして、前記蒸着膜の実際の厚さを制御する蒸着制御の厚さをリアルタイムに補正することで、蒸着膜の厚さを正確に制御することができる。したがって、基板に形成される素子の信頼性及び生産収率を高めることができる。

図１は、本発明の実施形態による蒸着装置を示す図面。図２は、本実施形態による蒸着装置を利用して蒸着膜の厚さを制御する過程を説明するためのフローチャート。図３は、本発明の実施形態の変形の実施形態による蒸着装置の主要部を示す概略図。図４は、変形の実施形態による図３のＡ領域の平面図。図５は、図４のＢ−Ｂ’線による断面図。図６は、変形の実施形態による補助マスクを概略的に示す概念図。図７は、本発明の変形の実施形態による蒸着装置を利用して製作された有機発光素子を示す図面。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。しかし、本発明は以下で開示される実施の形態に限定されることなく、互いに違う多様な形態に実現される。ただ、本実施の形態は本発明の開示を完全にさせ、通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるためのものである。

図１は本発明の実施形態による蒸着装置を示す図面である。

図１を参照すると、本発明の実施形態による蒸着装置は工程チャンバ１００と、工程チャンバ１００の上側側部に連結された移送チャンバ１１０と、工程チャンバ１００内の上部に連結されて基板２００が安置される基板安置手段３００と、基板安置手段３００の下部に連結されたマスクホルダー３２０と、マスクホルダー３２０に装着されるシャドーマスク３３０と、基板安置手段３００と対向配置された蒸着源４００と、移送チャンバ１１０下部の外壁に設置された厚さ測定手段５００と、移送チャンバ１１０内に設置されて工程チャンバ１００内に基板２００を前記移送チャンバ１１０内に移動させるロボットアーム１５０を含む。また、工程チャンバ１００内の一側に位置して蒸着源４００から蒸発される原料物質の量を感知するセンサー６００と、基板安置手段３００と蒸着源４００の間の空間に位置するシャッター（図示せず）を含む。そして、工程チャンバ１００の一側に備えられた真空調節部７００と、工程チャンバ１００の側壁に位置する第１基板出入口８０１と、工程チャンバ１００と移送チャンバ１１０の間に位置するドア（図示せず）と、移送チャンバ１１０の側壁に位置する第２基板出入口８０２を含む。

工程チャンバ１００は円筒形または直方体に製作され、内部には基板２００を処理できる所定の反応空間が備われる。これに限定されることなく、工程チャンバ１００は基板２００の形に対応するように製作されることが望ましい。工程チャンバ１００の一側壁には基板２００のローディングが行われる第１基板出入口８０１が形成され、このような基板出入口８０１は工程チャンバ１００の他側壁にも形成できる。また、工程チャンバ１００に設置される真空調節部７００は工程チャンバ１００の一側に結合されるゲート７１０と、ゲート７１０と連結される配管７２０と、配管７２０と連結された真空ポンプ７３０を含む。ゲート７１０は工程チャンバ１００内を密閉または開放させる役割をし、前記ゲート７１０には配管７２０及び真空ポンプ７３０が連結される。こうすることで、ゲート７１０を開放して真空ポンプ７３０を利用して工程チャンバ１００内の真空を形成できる。

基板安置手段３００は工程チャンバ１００内の上側に備われ、工程チャンバ１００内にローディングされた基板２００を支持する役割をする。このような基板安置手段３００は基板２００を支持する支持部３０１と、支持部３０１の上部に連結されて支持部３０１を回転させる駆動軸３０２を含む。この時、駆動軸３０２には前記駆動軸３０２を回転させる動力部（図示せず）と連結される。

マスクホルダー３２０は基板安置手段３００の下部に連結され、前記マスクホルダー３２０に蒸着用シャドーマスク３３０が安置される。ここでシャドーマスク３３０は基板２００上に原料物質がパターニングされて蒸着されるようにする。
蒸着源４００は基板安置手段３００と対応配置されて蒸着源４００の内部空間に保存された原料物質を蒸発させて蒸発された原料物質を基板２００の一面に提供する役割をする。ここで、本実施形態による蒸着源４００は点蒸着源４００である。もちろんこれに限定されることなく、蒸着源４００は線型蒸着源に製作できる。蒸着源４００はルツボ４１１と、前記ルツボ４１１を加熱させるヒーター４１２を含む。ここで、ルツボ４１１は上部が開放されて内部に原料物質を保存することができる所定空間が備えられるように製作される。ヒーター４１２はルツボ４１１の側面及び下部の中で少なくともいずれかの一つの領域に配置される。前記ヒーター４１２を利用してルツボ４１１を加熱させてルツボ４１１の内部空間に保存された原料物質、例えば、有機物を加熱させて蒸発させることができる。ヒーター４１２は温度調節部１３０と連結されて、前記温度調節部１３０からヒーター４１２に電源を供給する。この時、温度調節部１３０からヒーター４１２に供給される電源によってルツボ４１１内の温度が変わる。また、温度調節部１３０は制御部１２０と連結される。制御部１２０は基板２００に蒸着された蒸着膜の実際の厚さによって温度調節部１３０からヒーター４１２に加えられる電源を調節する役割をする。

基板安置手段３００と蒸着源４００の間にはシャッター（図示せず）がさらに備えられるし、このようなシャッター（図示せず）は蒸発された原料物質の移動経路を制御する役割をする。ここでシャッター（図示せず）の形はいろいろと変更することができることは勿論である。

工程チャンバ１００内の一側には蒸着源４００から蒸発される原料物質の量を感知するセンサー６００が備われる。原料物質が蒸発されると、センサー６００はこれを感知して前記センサー６００で感知される原料物質の量を蒸着厚さに換算する。すなわち、センサー６００に感知される原料物質の量をセンサー６００に蒸着される蒸着膜の換算の厚さで算出する。よって、蒸着が行われるうちにリアルタイムでセンサー６００に蒸着された蒸着膜の換算の厚さを通して基板２００に蒸着される蒸着膜の厚さを間接的に検出する。しかし、センサー６００によって検出された蒸着膜の厚さはセンサー６００に感知される原料物質の量から検出した間接的な厚さであるので、基板２００に蒸着された蒸着膜の実際の厚さと違うこともある。センサー６００は蒸着源４００から蒸発されて噴射される原料物質の量を感知することができるセンサー６００ならどのようなセンサーでもいい。例えば、水晶振動子を備えるセンサー６００を利用することもできる。

センサー６００は蒸着が行われるうちに前記センサー６００から得られる蒸着膜の厚さをリアルタイムにディスプレーして、センサー６００に蒸着される蒸着膜の厚さを制御するモニタリング部１４０と連結される。モニタリング部１４０には基板２００上に蒸着しようとする目標の厚さ及びセンサー６００に蒸着される蒸着膜の厚さを調節する蒸着制御の厚さが入力される。このような、モニタリング部１４０は蒸着源４００に加えられる電源を制御する制御部１２０と連結される。つづいて、蒸着源４００を加熱して原料物質を基板２００に蒸着するうちにセンサー６００では前記センサー６００に感知される原料物質の量をセンサー６００に蒸着された蒸着厚さに換算して、蒸着膜の換算の厚さが蒸着制御の厚さに達すると、蒸着工程が中止される。すなわち、モニタリング部１４０から制御部１２０で信号を送ると、前記制御部１２０は温度調節部１３０を制御してヒーター４１２に加えられる電源供給を中止して、蒸着工程を止める。

移送チャンバ１１０は蒸着工程を実施する工程チャンバ１００の側部に連結される。また、移送チャンバ１１０は円筒形または直方体に製作できる。これに限定されることなく、移送チャンバ１１０は基板２００の形に対応するように製作されることが望ましい。移送チャンバ１１０の一側壁には基板２００の搬出が行われる第２基板出入口８０２が位置する。また図示してないが、移送チャンバ１１０には前記移送チャンバ１１０の内部を真空及び大気圧に変化可能にさせる真空調節部（図示せず）が連結される。

ロボットアーム１５０は工程チャンバ１００内に位置して、原料物質が蒸着された基板２００を移送チャンバ１１０内に移送させる。ここで、ロボットアーム１５０は工程チャンバ１００内の基板２００を移送チャンバ１１０内に移動させることができる手段ならどのような手段でもいい。本実施形態によるロボットアーム１５０はアンテナと一緒に伸縮可能な装置を利用する。このようなロボットアーム１５０を利用して工程チャンバ１００内に位置する基板２００を移送チャンバ１１０下部の外壁に位置する厚さ測定手段５００と対応配置されるように移動させる。以後、基板２００がロボットアーム１５０に安置された状態で、前記基板２００上に形成された蒸着膜の実際の厚さを厚さ測定手段５００を利用して測定する。そして、ロボットアーム１５０を利用して基板２００を移送チャンバ１１０の一側壁に配置された第２基板出入口８０２を通して排出する。

本実施形態による蒸着装置は基板２００に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを測定することができる厚さ測定手段５００を備える。図１を参照すると、厚さ測定手段５００は移送チャンバ１１０下部の外壁に設置される。厚さ測定手段５００は基板２００上に蒸着された蒸着膜の厚さを直接測定することで前記蒸着膜の実際の厚さを算出することができる。本実施形態による厚さ測定手段５００は光を利用して蒸着膜の実際の厚さを測定するエリプソメータ（ellipsometer）である。エリプソメータは測定対象膜にレーザーなどの光を照射して、この測定対象膜の表面から反射する光の偏光状態の変化を解釈することで、蒸着膜の厚さを測定する。厚さ測定手段５００はレーザー光などの光を照射する光照射手段５１１と、蒸着された薄膜で反射した光を検出する検出手段５１２を含む。そして、厚さ測定手段５００が配置された移送チャンバ１１０下部には光照射手段５１１から放射される光を透過するための第１プレート５２１と、蒸着膜で反射した光が検出手段５１２が位置した方向に透過できるようにする第２プレート５２２が備われる。この時、第１及び第２プレート５２１、５２２は光を透過する光透過性物質に製作される。基板２００に蒸着された蒸着膜の厚さ測定のために光が照射される測定点は基板２００の非活性領域であることが望ましい。このために、ロボットアーム１５０を利用して基板２００を移動させて、前記ロボットアーム１５０に安置された基板２００の非活性領域が厚さ測定手段５００に対応位置するようにする。このように、基板２００の非活性領域に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを測定することで、前記基板１００の活性領域に蒸着された蒸着膜の実際の厚さが分かる。この時、厚さ測定手段５００はモニタリング部１４０と連結される。

図２は本実施形態による蒸着装置を利用して蒸着膜の厚さを制御する過程を説明するためのフローチャートである。

下記では図１及び図２を参照して本発明の実施形態による蒸着装置を利用して蒸着膜の厚さを制御する過程を説明する。

図２は実施形態による蒸着装置を利用して蒸着膜の厚さを制御する過程を説明するためのフローチャートである。

まず、モニタリング部１４０に蒸着しようとする目標の厚さ及び蒸着制御の厚さを設定するＳ１００。蒸着制御の厚さの初期値は目標の厚さと等しい。そして、温度調節部１３０を通してヒーター４１２に電源を供給して、原料物質が保存されたルツボ４１１を加熱して基板２００上に蒸着膜を形成するＳ２００。蒸着膜が形成されるうちにセンサー６００は前記センサー６００に感知される原料物質の量をリアルタイムで感知して、感知された原料物質の量を蒸着膜の換算の厚さで算出するＳ３００。このように算出された蒸着膜の換算の厚さはモニタリング部１４０にリアルタイムにディスプレーされる。センサー６００によって算出された蒸着膜の換算の厚さとモニタリング部１４０に設定された蒸着制御の厚さを比べ続けてＳ４００、換算の厚さが蒸着制御の厚さに達すると、蒸着工程が中止される。蒸着制御の厚さによって調節されて工程が中止された後、基板２００に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを厚さ測定手段５００を通して測定するＳ５００。この時、工程チャンバ１００と移送チャンバ１１０の間に配置されたドア（図示せず）をオープンして、ロボットアーム１５０を利用して基板２００を移送チャンバ１１０内に移動させた後、前記移送チャンバ１１０下部の外壁に配置された厚さ測定手段５００を利用して蒸着膜の実際の厚さを測定するＳ５００。

引き継き、蒸着膜の実際の厚さを目標の厚さと比べるか、実際の厚さの平均値を目標の厚さと比べるＳ６００。例えば、工程チャンバ１００内にローディングされて蒸着膜が形成された第１基板の場合、前記第１基板に形成された蒸着膜の実際の厚さと目標の厚さを比べる。そして、第１基板に引き継いで第２基板に蒸着膜が形成されると、第１基板と第２基板に形成された蒸着膜の実際の厚さの平均値と目標の厚さを比べる。また、第２基板に引き継いで第３基板ないし第１０基板に連続的に蒸着膜が形成されると、各蒸着工程の時の第１基板ないし第１０基板に形成された蒸着膜の実際の厚さの平均値を目標の厚さと比べる。本実施形態では最近の１０個分の基板２００を対象に各基板２００に形成された蒸着膜の実際の厚さの平均値を計算して目標の厚さと比べる。例えば、第１０基板に引き継いで第１１基板に蒸着膜が形成されると、第２基板ないし第１１基板に形成された蒸着膜の実際の厚さの平均値を目標の厚さと比べる。もちろん、これに限定されることなく、いろいろな数の基板２００を対象に平均値を計算して、これを目標の厚さと比べることができる。このように、本実施形態では各蒸着工程の時の基板２００上に形成された蒸着膜の実際の厚さを目標の厚さと比べるか、蒸着膜の実際の厚さの平均値を目標の厚さと比べた後Ｓ６００、蒸着制御の厚さを補正するＳ７００。そして、次の工程につづく蒸着膜の厚さは補正された蒸着制御の厚さによって調節されて形成されるＳ８００。よって、各蒸着工程の時ごとに基板２００上に形成された蒸着膜の実際の厚さを測定して目標の厚さと比べて蒸着制御の厚さを補正することで、基板２００上に信頼し得る厚さの蒸着膜を形成できる。

本実施形態ではセンサー６００で算出される蒸着膜の換算の厚さを利用して基板２００に蒸着される蒸着膜の厚さを調節したが、これに限定されることなく、蒸着膜の換算の厚さを利用しないで基板２００に蒸着される蒸着膜の厚さを制御することができる。すなわち、モニタリング部１４０に蒸着しようとする目標の厚さを設定する。そして、ヒーター４１２に電源を供給して原料物質が保存されたルツボ４１１を加熱して、基板１００上に蒸着膜を形成する。蒸着工程終了後、基板２００に形成された蒸着膜の実際の厚さを厚さ測定手段５００を利用して測定して、これを目標の厚さと比べる。蒸着膜の実際の厚さが目標の厚さと一致しない場合、蒸着の速度及びヒーター４１２に加えられる電源などの工程条件を修正する。そして、次の工程では修正した工程条件によって調節されて蒸着膜が形成される。

図３は本発明の実施形態の変形の実施形態による蒸着装置の主要部を示す概略図である。

下記では図３を参照して実施形態の変形の実施形態による蒸着装置を説明する。

図３を参照すれば変形の実施形態による蒸着装置はインライン（in-line）蒸着装置であって、複数の工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び複数の移送チャンバ（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ：１１０）が一方向に配列された形に製作される。例えば、図１の蒸着工程チャンバ１００及び移送チャンバ１１０を複数備えて一方向に連結して製作することができる。つづいて、変形の実施形態による蒸着装置を利用して単一基板２００に連続的に蒸着膜を形成できる。本変形の実施形態では３個の工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び３個の移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを含んだインライン（in-line）蒸着装置を製作したが、これに限定されることなく、多様な個数に製作できる。

図３を参照すると、工程チャンバ（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ：１００）それぞれには蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃを含む。各蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃはお互いに違う原料物質を保存することが望ましい。また、各工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの間には移送チャンバ１１０が配置され、各移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの下部外壁には基板２００に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを測定する厚さ測定手段５００ａ、５００ｂ、５００ｃが備われる。そして、複数の蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃ及び複数の厚さ測定手段５００ａ、５００ｂ、５００ｃと対向配置されたガイド部材３１０と、ガイド部材３１０に連結された基板安置手段３００と、基板安置手段３００の下部に連結されたマスクホルダー３２０と、マスクホルダー３２０に装着されたシャドーマスク３３０と、マスクホルダー３２０に連結されてシャドーマスク３３０の開放された領域の中で基板２００の非活性領域２００ｂに対応配置された補助マスク３４０を含む。そして、各工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃと移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの間にはドア（図示せず）が設置され、ドア（図示せず）が開放される時に基板安置手段３００が各移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃまたは工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに移動する。

ガイド部材１３０は基板２００が安置された基板安置手段３００が各工程チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ及び各移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの間を移動できるようにする役割をする。ここでガイド部材１３０は複数の蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃ及び複数の厚さ測定手段５００ａ、５００ｂ、５００ｃが配列された延長さ方向と対応される形に製作される。つづいて、ガイド部材３１０に連結された基板安置手段３００は前記ガイド部材３１０に沿って各工程チャンバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃと各移送チャンバ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの間を移動することができる。

図４は変形の実施形態による図３のＡ領域の平面図である。図５は図４のＢ−Ｂ’線の断面図である。図６は変形の実施形態による補助マスクを概略的に図示した概念図である。

補助マスク３４０は図４及び図５に示すように、シャドーマスク３３０の開放された領域の中で基板２００の非活性領域２００ｂに対応して配置される。このような補助マスク３４０はマスクパターン３４１を含む。マスクパターン３４１は多様な個数に備えられる。図５を参照すると、補助マスク３４０のマスクパターン３４２はシャドーマスク３３０の開放された領域の中である特定領域を露出する。これにより、基板２００の非活性領域２００ｂには補助マスク３４０のマスクパターン３４１によって露出した領域に原料物質が蒸着される。また、図４に示すように、補助マスク３４０のマスクパターン３４１はその位置を変更できる。これにより、基板２００の非活性領域２００ｂ中でマスクパターン３４１によって露出する領域の位置が変更される。図６を参照すると、補助マスク３４０の長さ方向の両端にはギア部材３４２が連結されて、ギア部材３４２には駆動モーター３４３が連結される。ギア部材３４２は図３及び図４に示すようにマスクホルダー３２０に連結される。そして、駆動モーター３４３は補助マスク３４０の精密な移動制御が可能なマイクロムービングモーター及びステッピングモーターの中でいずれかの一つを利用することができる。また、補助マスク３４０の下部にはギア部材３４２の微細歯車と結合されて補助マスク３４０を移動させるホール（図示せず）が備われる。変形の実施形態では補助マスク３４０をギア部材３４２及び駆動モーター３４３を利用して移動させたが、これに限定されることなく、前記補助マスク３４０のマスクパターン３４１の位置を移動させることができる手段ならいかなる手段でもいい。

単一基板２００に連続的に原料物質を蒸着する場合、第１蒸着源４００ａを利用して原料物質を蒸着した後に補助マスク３４０のマスクパターン３４１を移動させ、第２蒸着源４００ｂを利用して原料物質を蒸着する。これにより、補助マスク３４０を通して蒸着された基板２００の非活性領域２００ｂには第１蒸着源４００ａを通して蒸着された第１蒸着膜と第２蒸着源４００ｂを通して蒸着された第２蒸着膜がお互いに離隔されるように形成される。

図７は本発明の変形の実施形態による蒸着装置を利用して製作された有機発光素子を示す図面である。

下記では図３及び図７を参照して変形の実施形態による蒸着装置の動作を説明する。

まず、モニタリング部１４０に蒸着しようとする目標の厚さ及び蒸着制御の厚さを設定する。そして、基板２００を第１基板出入口８０１を通して第１チャンバ１００ａ内にローディングさせ、基板２００を基板安置手段３００の支持部３０１に安着させる。この時、第１蒸着源４００ａ、第２蒸着源４００ｂ及び第３蒸着源４００ｃに保存された原料物質は粉末形態のそれぞれ別々の有機物を利用する。基板安置手段３００の下部に連結されたマスクホルダー３２０にはシャドーマスク３３０が装着され、シャドーマスク３３０の開放された領域の中で基板２００の非活性領域２００ｂに対応する位置には補助マスク３４０が配置される。そして、基板安置手段３００の駆動軸３０２をガイド部材３１０に沿って移動させ、駆動軸３０２に連結された支持部３０１が第１蒸着源４００ａすぐ上側に位置するようにする。引き継き、第１ルツボ４１１ａに充填された第１有機物４０１を加熱して蒸発させ、基板２００上に蒸着膜を形成する。蒸着膜を形成する間、第１チャンバ１００ａ内の一側に配置された第１センサー６００ａは第１有機物４０１の量をリアルタイムで感知して第１有機物膜４００ａの換算の厚さで算出する。第１センサー６００ａによって算出された第１有機物膜４００ａの換算の厚さが蒸着制御の厚さに達すると、蒸着工程が中止される。これを通して、図７に示すように基板２００の活性領域２００ａ及び非活性領域２００ｂそれぞれに第１有機物膜４０１ａが形成される。引き継き、第１有機物膜４０１ａが形成された基板２００を第１移送チャンバ１１０ａに移動させて、前記第１移送チャンバ１１０ａの下部外壁に設置された第１厚さ測定手段５００ａを利用して基板２００の非活性領域２００ｂに蒸着された第１有機物膜４０１ａの実際の厚さを測定する。そして、第１有機物膜４０１ａの実際の厚さと目標の厚さを比べるか、第１有機物膜４０１ａの実際の厚さの平均値と目標の厚さを比べる。すなわち、工程チャンバ１００内にローディングされて第１有機物膜４０１ａが形成される第１基板の場合、前記第１基板に形成された第１有機物膜４０１ａの実際厚さと目標の厚さを比べる。また、連続的に工程チャンバ１００ａ内にローディングされる複数の基板２００中に第１有機物膜４０１ａが形成される複数番目の基板２００の場合、先立って第１有機物膜４０１ａが形成された複数の基板２００及び前記複数番目の基板２００にそれぞれ形成された第１有機物膜４０１ａの実際の厚さの平均値を目標の厚さと比べる。そして、モニタリング部１４０の蒸着制御の厚さを補正した後、次の工程で第１有機物膜４０１ａの厚さは補正された蒸着制御の厚さによって調節されて形成される。

以後、第１有機物膜４００ａが形成された基板２００を第２工程チャンバ１００ｂ及び第２移送チャンバ１１０ｂそして第３工程チャンバ１００ｃ及び第３移送チャンバ１１０ｃ内に移動させた後、第１工程チャンバ１００ａ及び第２移送チャンバ１１０ｃ内で行われた過程を繰り返す。ただし、第２有機物４０２及び第３有機物４０３を蒸着する段階前に、補助マスク３４０に連結されたギア部材３４２を回転させて補助マスク３４０のマスクパターン３４１の位置を変更させる。すなわち、図７に示すように、基板２００の非活性領域２００ｂに形成される第１有機物膜４０１ａ、第２有機物膜４０２ａ及び第３有機物膜４０３ａがお互いに離隔されて形成されるように補助マスク３４０の位置を変更させる。そして、第１有機物膜４０１ａ、第２有機物膜４０２ａ及び第３有機物膜４０３ａが形成された基板２００を第２基板出入口８０２を通して搬出する。

また、変形の実施形態による蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃは点蒸着源を利用したが、これに限定されることなく、蒸着源４００ａ、４００ｂ、４００ｃで線型蒸着源を利用することもできる。そして、厚さ測定手段５００を通して測定される有機物膜の測定点の位置をお互いに違うようにして複数回測定する。これを通して、お互いに違う位置で測定された有機物膜の厚さを比べることで、基板２００上に形成された蒸着膜の均一度、線型蒸着源を構成する各開口部の閉塞及び蒸着率を確認することができる。

また、本実施形態では原料物質で有機物を利用したが、これに限定されることなく、無機物及び金属など多様な材料を使うことができる。

Claims

反応空間を形成する工程チャンバと、
前記工程チャンバに連結された移送チャンバと、
前記工程チャンバ内に位置して基板を安置する基板安置手段と、
前記基板安置手段と対向配置されて原料物質を保存する蒸着源と、
前記移送チャンバに設置されて基板に蒸着された蒸着膜の実際の厚さを直接測定する厚さ測定手段と、を含む蒸着装置。
前記厚さ測定手段としてエリプソメータを利用することを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
前記エリプソメータが配置された移送チャンバの一端部には透過窓が設置されることを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置。
前記工程チャンバ内の一側に備われ、蒸着源から蒸発される原料物質の量を感知して蒸着膜の換算の厚さで算出するセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
前記工程チャンバ及び移送チャンバを複数備えて一方向に連結して、前記複数の工程チャンバそれぞれには蒸着源が設置されて、前記複数の移送チャンバそれぞれには厚さ測定手段が設置されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
前記センサーに連結されて基板に蒸着される蒸着膜の厚さを調節するモニタリング部を含むことを特徴とする請求項４に記載の蒸着装置。
前記モニタリング部は、蒸着源と連結されて前記蒸着源に供給される電源及び蒸着工程時間を制御する制御部及び厚さ測定手段と連結されることを特徴とする請求項６に記載の蒸着装置。
前記基板安置手段の下部にはマスクホルダーが連結されて、前記マスクホルダーにはシャドーマスクが装着されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
前記シャドーマスクの開放された領域の中で前記基板の非活性領域に対応配置されて、少なくとも一つのマスクパターンを含む補助マスクをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の蒸着装置。
前記補助マスクの両端には前記補助マスクを移動させて、マスクパターンの位置を変更させる駆動部が連結されて、前記駆動部はマスクホルダーに連結されることを特徴とする請求項９に記載の蒸着装置。
チャンバ内に基板を準備する段階と、
前記基板に蒸着膜を形成する段階と、
前記基板を移送チャンバ内に移動させて、前記基板に形成された蒸着膜の実際の厚さを直接測定する段階と、
前記蒸着膜の実際の厚さと目標の厚さを比べる段階と、
前記厚さ比較結果によって工程条件を調節する段階と、を含む蒸着方法。
前記工程条件を調節する段階後に、次の工程につづく蒸着膜は調節された工程条件によって形成されることを特徴とする請求項１１に記載の蒸着方法。
前記基板に蒸着膜を形成する段階前に目標の厚さ及び蒸着制御の厚さを設定する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着方法。
前記基板に蒸着膜を形成する間にセンサーで原料物質の量を感知して蒸着膜の換算の厚さで算出する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着方法。
前記換算の厚さが蒸着制御の厚さに達する時に、蒸着工程を中止することを特徴とする請求項１４に記載の蒸着方法。
前記厚さ比較結果によって工程条件を調節する段階は蒸着制御の厚さの設定値を変更することを特徴とする請求項１６に記載の蒸着方法。
前記基板は活性領域と非活性領域を有し、前記非活性領域に形成された蒸着膜の実際の厚さを測定することを特徴とする請求項１１に記載の蒸着方法。
前記調節された工程条件によって形成された蒸着膜の実際の厚さと以前の工程で形成された蒸着膜の実際の厚さの平均値を、目標の厚さと比べることを特徴とする請求項１２に記載の蒸着方法。
前記蒸着膜の実際の厚さと目標の厚さを比べて工程条件を調節した後、前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着することを特徴とする請求項１１に記載の蒸着方法。
前記基板が安置された基板安置手段を一方向に連結された複数の工程チャンバの中でいずれかの一つの工程チャンバ内に移動させて、前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着することを特徴とする請求項１９に記載の蒸着方法。
前記基板に連続的に他の原料物質を蒸着する段階前に補助マスクのマスクパターンの位置を変更して、前記マスクパターンによって露出する前記基板の非活性領域の位置を変更する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の蒸着方法。