KR20200014100A - Apparatus for measuring evaporation rate and method for controlling thereof, film formation apparatus, film formation method and manufacturing method of electronic device - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, an evaporation rate measuring apparatus is used in a film forming apparatus which evaporates a deposition material from a plurality of evaporation sources and deposits the deposition material on a film formation surface of a substrate. The evaporation rate measuring apparatus comprises: a plurality of evaporation rate sensors which are respectively installed to correspond to the plurality of evaporation sources and each include a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source; an evaporation rate calculation unit installed to correspond to each evaporation rate sensor, and calculating the evaporation rate of the deposition material from each evaporation source based on the monitoring result by each of the evaporation rate sensors; and a control unit controlling the switching timing of the plurality of crystal oscillators in each of the evaporation rate sensors. The control unit simultaneously controls the performance of collective switching of the crystal oscillators in each of the evaporation rate sensors at the same timing, in the plurality of evaporation rate sensors. Therefore, overall operation efficiency can be increased.

Description

증발 레이트 측정 장치, 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조방법{APPARATUS FOR MEASURING EVAPORATION RATE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF, FILM FORMATION APPARATUS, FILM FORMATION METHOD AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE} FIELD OF MEASURING EVAPORATION RATE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF, FILM FORMATION APPARATUS, FILM FORMATION METHOD AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 증발 레이트 측정 장치, 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation rate measuring apparatus, a control method of an evaporation rate measuring apparatus, a film forming apparatus, a film forming method, and a manufacturing method of an electronic device.

최근 평판 표시 장치로서 유기 EL 표시 장치가 각광을 받고 있다. 유기 EL 표시장치는 자발광 디스플레이로서, 응답 속도, 시야각, 박형화 등의 특성이 액정 패널 디스플레이보다 우수하여, 모니터, 텔레비전, 스마트폰으로 대표되는 각종 휴대 단말 등에서 기존의 액정 패널 디스플레이를 빠르게 대체하고 있다. 또한, 자동차용 디스플레이 등으로도 그 응용분야를 넓혀가고 있다. Recently, an organic EL display device has been in the spotlight as a flat panel display device. The organic EL display device is a self-luminous display, and has excellent characteristics such as response speed, viewing angle, and thickness reduction than the liquid crystal panel display, and is rapidly replacing the existing liquid crystal panel display in various portable terminals such as monitors, televisions, and smartphones. . In addition, it is expanding its application fields to automotive displays and the like.

유기 EL 표시장치의 소자는 2개의 마주보는 전극(캐소드 전극, 애노드 전극) 사이에 발광을 일으키는 유기물 층이 형성된 기본 구조를 가진다. 유기 EL 표시 장치 소자의 유기물층 및 금속 전극층은 진공 챔버 내에서 증착 재료가 수용된 증발원을 가열하여 증착 재료를 증발시켜, 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 성막함으로써 제조된다. The element of the organic EL display device has a basic structure in which an organic material layer that emits light is formed between two opposite electrodes (cathode electrode and anode electrode). The organic material layer and the metal electrode layer of the organic EL display device are manufactured by heating an evaporation source in which a deposition material is accommodated in a vacuum chamber to evaporate the deposition material and depositing the film on a substrate through a mask in which a pixel pattern is formed.

특히, 성막 장치에서는 기판에 증착된 증착 재료의 두께 및 성막 레이트를 측정 및 제어하기 위해, 증발 레이트 센서로서 수정 진동자를 사용한다. 수정 진동자는 수정 진동자의 고유 진동 주파수(공진 주파수)와 수정 진동자의 전극 상에 퇴적되는 증착 재료의 두께 간의 관계를 이용하여 증발 레이트를 산출할 수 있다. In particular, the film forming apparatus uses a crystal oscillator as the evaporation rate sensor to measure and control the thickness and film formation rate of the deposition material deposited on the substrate. The crystal oscillator can calculate the evaporation rate using the relationship between the natural oscillation frequency (resonance frequency) of the crystal oscillator and the thickness of the deposition material deposited on the electrodes of the crystal oscillator.

수정 진동자는 어느 정도 이상의 두께로 증착 재료가 퇴적되면, 수정 진동자의 공진 진동이 불안정해지거나, 공진 진동을 유지할 수 없게 되는데, 이 경우 새로운 수정 진동자로의 교환을 위해 통상 하나의 센서 내에 복수의 수정 진동자를 구비한 증발 레이트 센서가 사용되고 있다.When the deposition material is deposited to a certain thickness or more, the crystal oscillator becomes unstable or cannot maintain the resonance oscillation of the crystal oscillator. In this case, the crystal oscillator is usually a plurality of crystals in one sensor for replacement with a new crystal oscillator. An evaporation rate sensor with a vibrator is used.

한편, 성막 대상인 기판의 사이즈가 대형화됨에 따라, 성막 속도 등을 높이기 위해 성막 장치 내에 복수의 증발원을 배치하고, 증발원 각각에 대응하여 증발 레이트 센서를 설치한 성막 장치가 제안되고 있다.On the other hand, as the size of the substrate to be formed increases in size, a film forming apparatus in which a plurality of evaporation sources are arranged in the film forming apparatus in order to increase the film forming speed and the like, and an evaporation rate sensor is provided corresponding to each of the evaporating sources has been proposed.

이와 같이 복수의 증발 레이트 센서가 설치된 성막 장치의 경우, 각 증발 레이트 센서에 있어서의 수정 진동자의 수명 판정에 따른 교환(절체) 타이밍을 어떻게 제어하느냐에 따라 성막 장치의 전체적인 운용 효율이 크게 달라질 수 있으나, 이 증발 레이트 센서의 효과적인 수정 진동자 교환(절체) 타이밍에 관한 연구는 충분히 이루어지고 있지 않다.As described above, in the case of the film forming apparatus provided with a plurality of evaporation rate sensors, the overall operating efficiency of the film forming apparatus may vary greatly depending on how to control the replacement (transition) timing according to the determination of the lifetime of the crystal oscillator in each evaporation rate sensor. Research on the effective crystal oscillator exchange (transition) timing of this evaporation rate sensor has not been sufficiently conducted.

본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 복수의 증발 레이트 센서가 설치된 성막 장치에 있어서, 각 증발 레이트 센서의 수정 진동자의 교환(절체) 타이밍을 효과적으로 제어함으로써, 성막 장치의 성막 가능 기간을 최대한 확보하여 전체적인 운용 효율을 향상시킬 수 있는 증발 레이트 측정 장치, 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In view of the above, the present invention provides a film forming apparatus provided with a plurality of evaporation rate sensors, by effectively controlling the replacement (transfer) timing of the crystal oscillator of each evaporation rate sensor, thereby ensuring the maximum possible film forming period of the film forming apparatus. An object of the present invention is to provide an evaporation rate measuring apparatus, a control method of an evaporation rate measuring apparatus, a film forming apparatus, a film forming method, and a manufacturing method of an electronic device that can improve the overall operating efficiency.

본 발명에 따른 증발 레이트 측정 장치는, 복수의 증발원으로부터 증착 재료를 증발시켜 기판의 성막면에 증착하는 성막 장치에 사용되는 증발 레이트 측정 장치로서, 상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와, 상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와, 상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The evaporation rate measuring device according to the present invention is an evaporation rate measuring device used in a film forming apparatus for evaporating a deposition material from a plurality of evaporation sources and depositing the film on a film formation surface of a substrate, and a plurality of evaporation units provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources. A rate sensor, each comprising a plurality of evaporation rate sensors including a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source, and corresponding to the respective evaporation rate sensors, An evaporation rate calculating unit that calculates an evaporation rate of the deposition material from each evaporation source based on the monitoring result by the evaporation rate sensor, and a control unit that controls the switching timing of the plurality of quartz crystal oscillators in the evaporation rate sensors. Includes, the control unit, the plurality of increments With respect to the rate sensor, the crystal oscillator in each of the evaporation rate sensor characterized in that for controlling to transfer the batch in the same timing.

본 발명에 따른 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법은, 복수의 증발원으로부터 증착 재료를 증발시켜 기판의 성막면에 증착하는 성막 장치에 사용되는 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법으로서, 상기 증발 레이트 측정 장치는, 상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와, 상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와, 상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에 의해, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.A control method of an evaporation rate measuring apparatus according to the present invention is a control method of an evaporation rate measuring apparatus used in a film forming apparatus for evaporating a deposition material from a plurality of evaporation sources and depositing the film on a film forming surface of a substrate. A plurality of evaporation rate sensors provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources, each of a plurality of evaporation rate sensors including a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source; An evaporation rate calculating unit provided corresponding to each evaporation rate sensor and calculating an evaporation rate of the evaporation material from each evaporation source based on the monitoring result by each evaporation rate sensor; The transfer timing of the plurality of crystal oscillators And a control unit for controlling the control, wherein the control unit controls the plurality of evaporation rate sensors to collectively switch crystal oscillators in the evaporation rate sensors at the same timing.

본 발명에 따른 성막 장치는, 기판의 성막면에 증착 재료를 증발시켜 증착하는 성막 장치로서, 상기 기판을 보유지지하는 기판 보유지지 유닛과, 상기 기판의 성막면과 대향하는 면 내에 배치되는 복수의 증발원과, 상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와, 상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와, 상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The film forming apparatus according to the present invention is a film forming apparatus for evaporating and depositing a vapor deposition material on a film forming surface of a substrate, the film forming apparatus comprising: a substrate holding unit holding the substrate and a plurality of surfaces disposed in a surface facing the film forming surface of the substrate; A plurality of evaporation rate sensors provided in correspondence with each of said plurality of evaporation sources, each of said plurality of evaporation rates including a plurality of crystal oscillators for monitoring evaporation rates of said deposition material evaporated from said corresponding evaporation sources; A evaporation rate calculator configured to correspond to each of the evaporation rate sensors and to calculate an evaporation rate of the evaporation material from the respective evaporation sources based on the monitoring result of the evaporation rate sensors; Control to control the switching timing of the plurality of quartz crystal oscillators in the sensor The and wherein the control section, with respect to the plurality of evaporation rate sensor, and a quartz oscillator in the respective evaporation rate sensor characterized in that for controlling to transfer the batch in the same timing.

본 발명에 의하면, 복수의 증발 레이트 센서가 설치된 성막 장치에 있어서, 각 증발 레이트 센서의 수정 진동자의 교환(절체) 타이밍을 효과적으로 제어함으로써, 성막 장치의 성막 가능 기간을 최대한 확보하여 전체적인 운용 효율을 향상시킬 수 있는 증발 레이트 측정 장치, 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법, 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, in the film deposition apparatus provided with a plurality of evaporation rate sensors, by effectively controlling the replacement (transition) timing of the crystal oscillator of each evaporation rate sensor, the film forming apparatus can be formed as long as possible and the overall operation efficiency is improved. An evaporation rate measuring apparatus, a control method of an evaporation rate measuring apparatus, a film forming apparatus, a film forming method, and a manufacturing method of an electronic device can be provided.

도 1은 전자 디바이스 제조 장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성막 장치의 모식도이다.
도 3은 회전형의 다점 증발원(리볼버)의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성막 장치 내에서의 기판과 복수의 증발원과의 배치 관계를 설명하기 위한 상면도이다.
도 5(a)는 수정 진동자의 단면 형상을 도시한 개략도이고, 도 5(b)는 복수의 수정 진동자를 갖는 증발 레이트 센서의 상면도이다.
도 6은 수정 진동자의 임피던스의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 각 증발 레이트 센서의 수정 진동자의 수명이 다하는 시기를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 본 발명에 따른 수정 진동자의 절체 타이밍 제어 방식을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 본 발명의 유기 EL 장치의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a part of an electronic device manufacturing apparatus.
2 is a schematic view of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a rotary multi-point evaporation source (revolver).
4 is a top view for explaining an arrangement relationship between a substrate and a plurality of evaporation sources in a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5A is a schematic diagram showing the cross-sectional shape of the crystal oscillator, and Fig. 5B is a top view of the evaporation rate sensor having a plurality of crystal oscillators.
6 is a graph showing a change over time of the impedance of a crystal oscillator.
FIG. 7 is a timing chart for explaining when the lifetime of the crystal oscillator of each evaporation rate sensor reaches its end.
8 is a timing diagram illustrating a switching timing control method of a crystal oscillator according to the present invention.
9 is a schematic diagram of the organic EL device of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위는 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 흐름, 제조 조건, 크기, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하려는 취지인 것은 아니다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment and Example of this invention are described with reference to drawings. However, the following embodiments and examples merely show preferred configurations of the present invention by way of example, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. In addition, in the following description, the hardware configuration, software configuration, processing flow, manufacturing conditions, size, material, shape, etc. of an apparatus are in order to limit the scope of this invention to this unless there is particular notice. no.

본 발명은, 평탄한 기판의 표면에 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로는 유리, 수지, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있고, 또한 증착 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 EL 표시장치, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 그 중에서도, 유기 EL 표시장치의 제조 장치에 있어서는, 증착 재료를 증발시켜 유기 EL 표시소자를 형성하고 있기 때문에, 본 발명의 바람직한 적용예의 하나이다.The present invention can be preferably applied to an apparatus for forming a thin film (material layer) having a desired pattern by vacuum deposition on the surface of a flat substrate. Arbitrary materials, such as glass, resin, a metal, can be selected as a material of a board | substrate, and arbitrary materials, such as an organic material and metallic materials (metal, a metal oxide, etc.), can also be selected as a vapor deposition material. The technique of this invention is applicable to manufacturing apparatuses, such as an organic electronic device (for example, organic electroluminescence display, thin film solar cell), an optical member, specifically ,. Especially, in the manufacturing apparatus of an organic electroluminescence display, since the evaporation material is formed and the organic electroluminescence display element is formed, it is one of the preferable application examples of this invention.

<전자 디바이스의 제조 장치><Manufacture apparatus of electronic device>

도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일례를 나타내는 모식도이다. 1: is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of an electronic device.

도 1의 전자 디바이스 제조 장치는, 예를 들면, 스마트폰 용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 사용된다. 스마트폰 용의 표시 패널의 경우, 예를 들면, 풀사이즈(약 1500㎜ × 약 1850㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500㎜ × 약 925㎜)의 기판에 유기 EL 소자 형성을 위한 성막을 행한 후, 해당 기판을 잘라내어 복수의 작은 사이즈의 패널로 제작한다. The electronic device manufacturing apparatus of FIG. 1 is used for manufacturing a display panel of an organic EL display device for a smartphone, for example. In the case of a display panel for a smartphone, for example, after forming a film for forming an organic EL element on a substrate having a full size (about 1500 mm × about 1850 mm) or a half cut size (about 1500 mm × about 925 mm) The substrate is cut out to produce a plurality of small size panels.

전자 디바이스 제조 장치는, 일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이 복수의 클러스터 장치를 포함하며, 각 클러스터 장치(1)는, 기판(10)에 대한 처리(예컨대, 성막)가 행해지는 복수의 성막실(11)과, 사용 전후의 마스크가 수납되는 복수의 마스크 스톡 챔버(12)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(13)을 구비한다. The electronic device manufacturing apparatus generally includes a plurality of cluster devices as shown in FIG. 1, and each cluster device 1 includes a plurality of film formation chambers in which a process (eg, film formation) is performed on the substrate 10. (11), the some mask stock chamber 12 in which the mask before and behind use is accommodated, and the conveyance chamber 13 arrange | positioned at the center are provided.

반송실(13) 내에는, 복수의 성막실(11) 사이에 기판(10)을 반송하고, 성막실(11)과 마스크 스톡 챔버(12) 사이에 마스크를 반송하는 반송 로봇(14)이 설치된다. 반송 로봇(14)은, 예를 들면, 다관절 아암에, 기판(10)을 보유지지하는 로봇 핸드가 장착된 구조를 갖는 로봇이다. In the conveyance chamber 13, the conveyance robot 14 which conveys the board | substrate 10 between the some film-forming chambers 11, and conveys a mask between the film-forming chamber 11 and the mask stock chamber 12 is installed. do. The transfer robot 14 is a robot which has a structure in which the robot hand holding the board | substrate 10 is attached to the articulated arm, for example.

각 성막실(11)에는 성막 장치(증착 장치라고도 부름)가 설치된다. 성막 장치에서는, 증발원에 수납된 증착 재료가 히터에 의해 가열 및 증발되어, 마스크를 통해 기판상에 증착된다. 반송 로봇(14)과의 기판(10)의 주고받음, 기판(10)과 마스크의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크 상으로의 기판(10)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치에 의해 자동적으로 행해진다. Each film forming chamber 11 is provided with a film forming apparatus (also called a deposition apparatus). In the film forming apparatus, the deposition material stored in the evaporation source is heated and evaporated by a heater and deposited on the substrate through a mask. A series of film formation such as the exchange of the substrate 10 with the transfer robot 14, the adjustment of the relative position of the substrate 10 and the mask (alignment), the fixing of the substrate 10 onto the mask, and the deposition (deposition). The process is automatically performed by the film forming apparatus.

마스크 스톡 챔버(12)에는 성막실(11)에서의 성막 공정에 사용될 새로운 마스크 및 사용이 끝난 마스크가 두 개의 카세트에 나뉘어져 수납된다. 반송 로봇(14)은, 사용이 끝난 마스크를 성막실(11)로부터 마스크 스톡 챔버(12)의 카세트로 반송하며, 마스크 스톡 챔버(12)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막실(11)로 반송한다.In the mask stock chamber 12, a new mask and a used mask to be used in the film forming process in the film forming chamber 11 are divided and stored in two cassettes. The transfer robot 14 transfers the used mask from the deposition chamber 11 to the cassette of the mask stock chamber 12, and transfers the new mask housed in another cassette of the mask stock chamber 12 to the deposition chamber 11. Return to

클러스터 장치(1)에는 기판(10)의 흐름 방향으로 상류 측으로부터의 기판(10)을 해당 클러스터 장치(1)로 전달하는 패스실(15)과, 해당 클러스터 장치(1)에서 성막 처리가 완료된 기판(10)을 하류 측의 다른 클러스터 장치로 전달하기 위한 버퍼실(16)이 연결된다. 반송실(13)의 반송 로봇(14)은 상류 측의 패스실(15)로부터 기판(10)을 받아서, 해당 클러스터 장치(1) 내의 성막실(11) 중 하나(예컨대, 성막실(11a))로 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 해당 클러스터 장치(1)에서의 성막 처리가 완료된 기판(10)을 복수의 성막실(11) 중 하나(예컨대, 성막실(11b))로부터 받아서, 하류 측에 연결된 버퍼실(16)로 반송한다.The cluster apparatus 1 includes a pass chamber 15 for transferring the substrate 10 from the upstream side to the cluster apparatus 1 in the flow direction of the substrate 10, and a film forming process completed in the cluster apparatus 1. A buffer chamber 16 for connecting the substrate 10 to the downstream cluster device is connected. The conveyance robot 14 of the conveyance chamber 13 receives the board | substrate 10 from the pass chamber 15 of an upstream, and receives one of the film-forming chambers 11 in the said cluster apparatus 1 (for example, film-forming chamber 11a). Return to). In addition, the transfer robot 14 receives the substrate 10 on which the film forming process in the cluster device 1 is completed from one of the plurality of film forming chambers 11 (for example, the film forming chamber 11b) and is connected to the downstream side. It returns to the buffer chamber 16.

버퍼실(16)과 패스실(15) 사이에는 기판의 방향을 바꾸어 주는 선회실(17)이 설치된다. 이를 통해, 상류 측 클러스터 장치와 하류 측 클러스터 장치에서 기판의 방향이 동일하게 되어 기판 처리가 용이해진다.The swing chamber 17 which changes the direction of a board | substrate is provided between the buffer chamber 16 and the path chamber 15. As shown in FIG. As a result, the direction of the substrate becomes the same in the upstream cluster apparatus and the downstream cluster apparatus, thereby facilitating substrate processing.

본 실시예에서는, 도 1을 참조하여, 전자 디바이스 제조 장치의 구성에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 챔버를 가질 수도 있으며, 챔버 간의 배치가 달라질 수도 있다.In the present embodiment, the configuration of the electronic device manufacturing apparatus has been described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto, and may have other types of chambers, and arrangements between the chambers may vary.

이하, 성막실(11)에 설치되는 성막 장치의 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the film-forming apparatus provided in the film-forming chamber 11 is demonstrated.

<성막 장치><Film forming device>

도 2는 성막 장치(2)의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 예는, 특히, 금속 전극층을 형성하는데 사용되는 금속성 증착 재료의 성막 장치(2)의 구성을 모식적으로 나타낸 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유기 재료를 증착하기 위한 성막 장치에도 적용 가능하다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the film forming apparatus 2. Although the example shown shows the structure of the film-forming apparatus 2 of the metallic vapor deposition material used especially in forming a metal electrode layer, this invention is not limited to this, It is applied also to the film-forming apparatus for depositing organic materials. It is possible.

성막 장치(2)는 진공 챔버(20)를 구비한다. 진공 챔버(20)의 내부는 진공 등의 감압 분위기 또는 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지된다. 진공 챔버(20)의 내부 상부에는 기판 보유지지 유닛(21)과 마스크 대(22)가 설치되며, 진공 챔버(20)의 내부 하부에는 증발원(23)이 설치된다.The film forming apparatus 2 includes a vacuum chamber 20. The interior of the vacuum chamber 20 is maintained in a reduced pressure atmosphere such as vacuum or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. The substrate holding unit 21 and the mask stage 22 are installed in the upper part of the vacuum chamber 20, and the evaporation source 23 is installed in the lower part of the vacuum chamber 20.

기판 보유지지 유닛(21)은 반송실(13)의 반송 로봇(14)으로부터 수취한 기판(10)을 보유지지 및 반송하는 수단으로, 기판 홀더라고도 부른다. The board | substrate holding unit 21 is a means of holding and conveying the board | substrate 10 received from the conveyance robot 14 of the conveyance chamber 13, and is also called a board | substrate holder.

프레임 형상의 마스크 대(22)는 기판 보유지지 유닛(21)의 아래쪽에 설치되며, 마스크 대(22) 상에는 마스크(222)가 재치된다. 마스크(222)는 기판(10) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는다. The frame stage mask stage 22 is provided below the substrate holding unit 21, and the mask 222 is placed on the mask stage 22. The mask 222 has an opening pattern corresponding to the thin film pattern to be formed on the substrate 10.

성막 시에는 기판 보유지지 유닛(21)이 마스크 대(22)에 대해 상대적으로 하강하여(또는 마스크 대(22)가 기판 보유지지 유닛(21)을 향해 상승하여), 기판 보유지지 유닛(21)에 의해 보유지지된 기판(10)이 마스크(222) 위에 놓여진 후에, 진공 챔버(20)의 상부(외부)로부터 도입된 회전 샤프트(27)에 의해, 기판 보유지지 유닛(21) 및 마스크 대(22)를 회전시킴으로써, 마스크(222) 및 마스크 위에 놓여진 기판(10)을 회전시킨다. 이는 기판상에 금속성 증착 재료가 균일한 두께로 성막되도록 하기 위함이다.During film formation, the substrate holding unit 21 is lowered relative to the mask stand 22 (or the mask stand 22 is raised toward the substrate holding unit 21), so that the substrate holding unit 21 is formed. After the substrate 10 held by the substrate 10 is placed on the mask 222, the substrate holding unit 21 and the mask stage (by the rotating shaft 27 introduced from the upper side (outside) of the vacuum chamber 20) By rotating 22, the mask 222 and the substrate 10 placed on the mask are rotated. This is to allow the metal deposition material to be deposited with a uniform thickness on the substrate.

도 2에는 도시하지 않았으나, 진공 챔버(20)의 상면의 외부(대기측)에는 회전 샤프트(27)를 회전 구동하기 위한 액추에이터를 포함하는 여러 구동 기구가 설치된다. Although not shown in FIG. 2, various driving mechanisms including an actuator for rotationally driving the rotary shaft 27 are provided on the outside (atmosphere side) of the upper surface of the vacuum chamber 20.

또한, 마스크 대(22) 하측에는 기판 셔터(미도시)가 설치될 수 있다. 기판 셔터는 기판(10)에 대한 성막 시 이외에 기판(10)을 덮어서 증발원(23)으로부터 증발된 증착 재료가 기판(10)에 퇴적되는 것을 막는다.In addition, a substrate shutter (not shown) may be provided below the mask stage 22. The substrate shutter covers the substrate 10 in addition to at the time of deposition on the substrate 10 to prevent the deposition material evaporated from the evaporation source 23 deposited on the substrate 10.

진공 챔버(20)의 내부 하부에는, 기판(10)에 성막될 증착 재료가 수납되는 도가니(231)와 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시)를 포함하는 증발원(23), 증발원 셔터(25), 증발 레이트 센서(26) 등이 설치된다.An evaporation source 23 and an evaporation source shutter 25 including a crucible 231 in which the deposition material to be deposited on the substrate 10 is stored and a heater (not shown) for heating the crucible in the lower portion of the vacuum chamber 20. And an evaporation rate sensor 26 is provided.

금속성 증착 재료 성막 장치(2)의 증발원(23)은 진공 챔버의 저면에 복수 개가 설치되며, 각 증발원(23)은 복수의 도가니(231)를 포함한다. 도 3은 증발원(23)의 세부 구성을 도시한 것으로, 각 증발원(23)은 복수의 도가니(231)가 원주 상에 배치되고, 회전구동기구(미도시)에 의해 회전(자전)함으로써 복수의 도가니(231)의 위치를 순차로 이동시켜, 이러한 도가니의 위치 이동에 따라 미리 정해진 증착 위치로 이동되어 온 도가니(검은색으로 표시)로부터 증착 재료를 순차로 증발시켜 기판(10)에 퇴적시키는 회전형의 다점 증발원(리볼버)이다. A plurality of evaporation sources 23 of the metallic vapor deposition material deposition apparatus 2 are provided on the bottom of the vacuum chamber, and each evaporation source 23 includes a plurality of crucibles 231. FIG. 3 shows a detailed configuration of the evaporation source 23. Each evaporation source 23 includes a plurality of crucibles 231 arranged on a circumference and rotated (rotated) by a rotation driving mechanism (not shown). The position of the crucible 231 is sequentially moved, and the vapor deposition material is sequentially deposited on the substrate 10 by sequentially evaporating the deposition material from the crucible (marked in black) which has been moved to a predetermined deposition position according to the position movement of the crucible. It is a typical multipoint evaporation source (revolver).

도 4는, 성막 장치(2) 내에서의 기판(10)과 복수의 증발원(23)과의 배치 관계를 설명하기 위한 상면도이다.4 is a top view for explaining an arrangement relationship between the substrate 10 and the plurality of evaporation sources 23 in the film forming apparatus 2.

상술한 바와 같이, 성막 장치(2)의 진공 챔버 내 상부에는, 성막 시, 회전 샤프트(27)에 의해 구동되어 회전하는 기판(10)이 배치된다. 성막 장치(2)의 진공 챔버 내 하부에는, 기판(10)과 대향하여, 기판(10)의 성막면에 대향하는 면 내에 복수의 증발원(23)이 배치된다. 본 예에서는, 상면에서 보았을 때, 성막 장치(2)의 각 코너부에 대응하여 네 개의 증발원(23)이 직사각형 형상으로 배치되고, 이들 네 개의 증발원 중 장변에 해당하는 인접하는 두 개의 증발원 사이에 상기 코너부의 증발원보다 적은 수의 도가니를 가지는 소직경의 증발원이 하나씩 배치되어, 총 6개의 증발원이 배치되고 있다.As described above, the substrate 10 that is driven and rotated by the rotation shaft 27 is disposed on the upper portion of the vacuum chamber of the film forming apparatus 2 during the film formation. In the lower part of the vacuum chamber of the film-forming apparatus 2, the some evaporation source 23 is arrange | positioned in the surface opposite to the film-forming surface of the board | substrate 10 facing the board | substrate 10. As shown in FIG. In this example, four evaporation sources 23 are arranged in a rectangular shape corresponding to each corner of the film forming apparatus 2 as viewed from the top, and between two adjacent evaporation sources corresponding to the long sides of these four evaporation sources. Small diameter evaporation sources having fewer crucibles than the evaporation sources of the corner portions are arranged one by one, and a total of six evaporation sources are arranged.

성막 장치(2) 내에 배치되는 복수의 증발원(23)의 수나 각 증발원(23) 내에 구비되는 복수의 도가니(231)의 수 등은 이에 한정되지 않고, 설계에 따라 적절히 변경될 수 있다. The number of the plurality of evaporation sources 23 disposed in the film forming apparatus 2, the number of the crucibles 231 provided in each evaporation source 23, and the like are not limited thereto, and may be appropriately changed according to design.

상술한 바와 같이, 각 증발원(23)에 있어서 복수 개의 도가니 중 하나(232)는, 성막 시, 증착 위치에 위치한다. 증착 위치란, 해당 위치에 위치하는 도가니가 기판을 향해 증착 재료를 증발시켜 공급하는 위치를 말한다. 즉, 각 증발원(23)은, 성막 시, 증착 위치에 위치하는 도가니(232; 이하, "증착용 도가니"라고도 칭함)를 히터에 의해 고온(예컨대, 1300℃)으로 가열하여 해당 도가니(232) 내에 수납된 증착 재료를 증발시켜 기판(10)에 퇴적시킨다. As described above, one of the plurality of crucibles 232 in each evaporation source 23 is located at the deposition position at the time of film formation. The deposition position refers to a position where the crucible located at the position evaporates and supplies the deposition material toward the substrate. That is, each evaporation source 23 is a crucible 232 (hereinafter referred to as a "deposition crucible") located at the deposition position at the time of film formation by heating to a high temperature (for example, 1300 ℃) by a heater to the crucible 232 The vapor deposition material contained therein is evaporated and deposited on the substrate 10.

증착 위치의 도가니(232) 내의 증착 재료가 소진되면, 증발원(23)을 회전 구동시켜, 증착 위치에 있던 도가니(232)를 증착 후 위치로 이동시키고, 예비 가열 위치에 있던 도가니(233)를 증착 위치(232)로 회전 이동시킨다. When the deposition material in the crucible 232 at the deposition position is exhausted, the evaporation source 23 is rotated to drive the crucible 232 at the deposition position to the post-deposition position, and the crucible 233 at the preheating position is deposited. Rotate to position 232.

예비 가열 위치는 다음 번에 증착 위치로 이동할 도가니를 예열시켜두는 위치이다. 이하, 예비 가열 위치에 위치하는 도가니(233)를 "예비 가열용 도가니"라고도 칭한다. 이와 같이, 다음 번에 증착 위치로 이동할 도가니(233)를 미리 가열하여 둠으로써, 증착 위치로 이동된 후에 해당 도가니를 가열하는데 드는 시간을 줄일 수 있어, 성막 시간을 단축시킬 수 있다. The preheating position is a position for preheating the crucible to be moved to the deposition position next time. Hereinafter, the crucible 233 located in a preheating position is also called "the crucible for preheating." In this manner, by heating the crucible 233 to be moved to the deposition position next time in advance, the time required to heat the crucible after being moved to the deposition position can be reduced, and the film formation time can be shortened.

증착 위치와 예비 가열 위치는 해당 위치의 도가니들이 서로 열 간섭에 의한 영향을 받지 않도록 이격시켜 배치한다. 본 예에서는 증착용 도가니(232)와 예비 가열용 도가니(233)를 하나 건너로 배치한다. The deposition position and the preheating position are spaced apart so that the crucibles at that position are not affected by thermal interference with each other. In this example, the deposition crucible 232 and the preliminary heating crucible 233 are arranged one after the other.

각 증발원(23)의 모든 도가니(231)의 증착 재료가 소모될 때까지 증발원(23)을 회전시켜가면서 증착을 행하고, 모든 증착 재료가 소모되면 성막 장치(2)의 작동을 멈추고 도가니(231) 내에 다시 증착 재료를 충진시킨다.The vapor deposition is performed while the evaporation source 23 is rotated until the evaporation materials of all the crucibles 231 of each evaporation source 23 are consumed, and when all the evaporation materials are consumed, the film forming apparatus 2 is stopped and the crucible 231 is operated. The deposition material is again filled in.

도 2로 돌아와, 증발원(23)의 상부에는, 증착 위치의 도가니로부터 증발된 증착 재료가 기판(10)에 퇴적되는 것을 필요에 따라 일시적으로 막기 위해(예컨대, 성막 개시 전의 준비 공정 등에 있어서, 증발원(23)으로부터의 증발 레이트가 안정될 때까지 증착 재료가 기판(10)으로 비산하는 것을 막기 위해), 기판(10)으로의 증착 재료의 이동 경로를 차폐 또는 개방 제어하는 증발원 셔터(25)가 설치될 수 있다. 증발원 셔터(25)가 회전 이동하여 증착 위치의 도가니의 상방을 개방함으로써, 증착 위치의 도가니로부터의 증착 재료가 기판(10)을 향해 날아, 기판(10)으로의 성막이 개시된다.Returning to FIG. 2, in order to prevent the deposition material evaporated from the crucible at the vapor deposition position on the substrate 10 from being deposited on the substrate 10 temporarily as necessary (for example, in a preparation step before the start of film formation, etc., the evaporation source). In order to prevent the deposition material from scattering to the substrate 10 until the evaporation rate from 23 is stabilized, an evaporation source shutter 25 for shielding or opening the movement path of the deposition material to the substrate 10 is provided. Can be installed. When the evaporation source shutter 25 is rotated to open the upper side of the crucible at the vapor deposition position, the vapor deposition material from the crucible at the vapor deposition position flies toward the substrate 10 and film formation on the substrate 10 is started.

또한, 성막 장치(2)에는, 성막 시, 증발원(23)으로부터의 증발량을 모니터링하여, 이로부터 기판(10) 상에 성막되는 막 두께를 산출하기 위한 증발 레이트 측정 장치가 설치되는데, 이하 이에 대해 상세히 설명한다.In addition, the film forming apparatus 2 is provided with an evaporation rate measuring device for monitoring the amount of evaporation from the evaporation source 23 during film formation and calculating the film thickness deposited on the substrate 10 therefrom. It explains in detail.

<증발 레이트 측정 장치><Evaporation rate measuring device>

본 발명에 따른 증발 레이트 측정 장치는, 각 증발원(23)의 증착용 도가니(232)로부터 증발되는 증착 재료의 레이트를 모니터하기 위한 증발 레이트 센서(26)와, 증발 레이트 센서(26)로부터의 측정 결과를 수신하여 기판 상의 막 두께 또는 성막 레이트를 산출함과 함께 증발 레이트 센서(26)의 수명을 판정하고, 증발 레이트 센서(26)를 구동하는 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)을 포함한다.The evaporation rate measuring device according to the present invention includes an evaporation rate sensor 26 for monitoring the rate of evaporation material evaporated from the evaporation crucible 232 of each evaporation source 23 and the measurement from the evaporation rate sensor 26. A result of calculating the film thickness or the deposition rate on the substrate, determining the lifetime of the evaporation rate sensor 26, and including an evaporation rate calculation and sensor driving unit 24 for driving the evaporation rate sensor 26. .

증발 레이트 센서(26)는, 기판(10)의 성막면과 복수의 증발원(23)의 사이 영역에, 각 증발원(23)에 대응하여 설치된다. 구체적으로, 증발 레이트 센서(26)는, 성막 시에 기판(10)으로의 성막에 영향을 미치지 않도록, 증발원(23)의 회전 중심을 연결하는 원(C1; 도 4 참조)보다 외측 상방의 위치에 설치되는 것이 바람직하다.The evaporation rate sensor 26 is provided corresponding to each evaporation source 23 in a region between the film formation surface of the substrate 10 and the plurality of evaporation sources 23. Specifically, the evaporation rate sensor 26 is located outside the circle C1 (see FIG. 4) that connects the rotational center of the evaporation source 23 so as not to affect the film formation on the substrate 10 during film formation. It is preferable to be installed in.

증발 레이트 센서(26)는, 증발 레이트의 변동에 따라 고유진동주파수(공진주파수)가 변동하는 수정 진동자(30)를 복수 구비하여 구성된다.The evaporation rate sensor 26 includes a plurality of crystal oscillators 30 whose natural oscillation frequency (resonance frequency) changes in accordance with the variation of the evaporation rate.

도 5(a)는 각 수정 진동자(30)의 단면 형상을 도시한 개략도이고, 도 5(b)는 복수의 수정 진동자(30)를 갖는 증발 레이트 센서(26)의 구성을 도시한 상면도이다.FIG. 5A is a schematic diagram showing the cross-sectional shape of each crystal oscillator 30, and FIG. 5B is a top view showing the configuration of an evaporation rate sensor 26 having a plurality of crystal oscillators 30. FIG. .

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 각 수정 진동자(30)는 일정한 결정 방향으로 절단된 수정판(31)의 표면 및 이면에 전극막(32, 33)을 형성한 구조를 가진다.As shown in FIG. 5A, each crystal oscillator 30 has a structure in which electrode films 32 and 33 are formed on the front and rear surfaces of the quartz crystal plate 31 cut in a predetermined crystal direction.

수정 진동자(30)에 사용되는 수정판(31)은 비교적 온도 특성이 우수한 AT-컷(AT-cut)을 한 수정을 사용하는 것이 바람직하다. 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 수정판(31)의 표면 또는 이면을 볼록한 형상의 곡면으로 할 수 있는데, 바람직하게는 증착 재료의 퇴적면과 반대측의 전극막(33) 측의 이면을 곡면으로 하고, 증착 재료가 퇴적되는 전극막(32) 측 표면은 평면으로 하는 것이 수정 진동자(30)의 진동의 안정성을 높일 수 있다.As the quartz plate 31 used for the crystal oscillator 30, it is preferable to use a quartz crystal having an AT-cut having excellent temperature characteristics. As shown in Fig. 5 (a), the surface or the back surface of the quartz crystal plate 31 may be a curved surface having a convex shape. Preferably, the back surface of the electrode film 33 side opposite to the deposition surface of the deposition material is curved. The surface of the electrode film 32 on which the evaporation material is deposited is made flat so that the stability of vibration of the crystal oscillator 30 can be improved.

수정 진동자(30)의 전극막(32, 33)은 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 합금 또는 금(Au)으로 이루어진 것이 바람직하다. 이는 알루미늄 합금 또는 금 전극막(32, 33)이 증착 재료와의 밀착성이 좋아, 수정 진동자(30)의 전극막(32) 상에 퇴적된 증착막이 수정 진동자(30)의 공진 진동을 잘 추종할 수 있기 때문이다. 도 5(a)에서는 전극막(32) 상에 직접 증착 재료가 퇴적되는 것으로 도시하였으나, 전극막(32) 상에는 전극 재료와의 밀착성이 더 좋으면서도, 증착 재료와의 경계가 연속적으로 변하는 제3의 막(예컨대, 증착 재료와 다른 탄소를 포함하는 유기 재료)을 추가로 형성하여도 된다. The electrode films 32 and 33 of the crystal oscillator 30 are preferably made of an alloy containing aluminum (Al) or gold (Au). This is because the aluminum alloy or gold electrode films 32 and 33 have good adhesion with the deposition material, and the deposition film deposited on the electrode film 32 of the crystal oscillator 30 can follow the resonance vibration of the crystal oscillator 30 well. Because it can. In FIG. 5 (a), the deposition material is directly deposited on the electrode film 32, but on the electrode film 32, a third adhesive layer having a better adhesion to the electrode material and continuously changing the boundary with the deposition material is provided. May be further formed (e.g., an organic material containing carbon different from the vapor deposition material).

수정 진동자(30)의 전극막(32, 33)에 교류 전위를 인가하면, 수정의 압전 특성으로 인해 수정 진동자(30)는 진동을 하며, 수정판의 두께가 일정한 조건을 만족시키는 경우, 공진 주파수로 진동을 하게 된다. 이러한 수정 진동자(30)의 공진 주파수는 전극막(32) 상에 퇴적되는 증착 재료의 질량 변동에 따라 변화하며, 수정 진동자(30)의 공진 주파수의 변동값과 증착 재료의 질량 변동값 간에는 아래와 같은 관계식(Sauerbrey 식)이 성립한다. When an alternating potential is applied to the electrode films 32 and 33 of the crystal oscillator 30, the crystal oscillator 30 vibrates due to the piezoelectric properties of the crystal, and when the thickness of the crystal plate satisfies a predetermined condition, It will vibrate. The resonant frequency of the crystal oscillator 30 changes according to the mass variation of the deposition material deposited on the electrode film 32, and the variation between the resonance value of the crystal oscillator 30 and the mass variation value of the deposition material is as follows. The relation (Sauerbrey) is established.

Figure pat00001
(1)
Figure pat00001
(One)

여기서, Δf는 공진 주파수의 변동값, Δm은 수정 진동자의 전극(32) 상에 퇴적된 증착 재료의 질량 변동값, f는 수정의 기본 주파수, μ는 수정의 전단 계수(shear modulus), ρQ는 수정의 밀도, A는 전극 면적이다. 즉, 수정 진동자(30)의 전극(32) 상에 증착 재료가 퇴적되어 그 질량이 증가함에 따라, 수정 진동자(30)의 공진 주파수는 작아진다. Where Δf is the variation of resonant frequency, Δm is the mass variation of the deposited material deposited on the electrode 32 of the crystal oscillator, f is the fundamental frequency of the crystal, μ is the shear modulus of the crystal, ρ Q Is the density of crystal and A is the electrode area. That is, as the deposition material is deposited on the electrode 32 of the crystal oscillator 30 and its mass increases, the resonance frequency of the crystal oscillator 30 decreases.

증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24) 내의 증발 레이트 산출부(24-1)는, 이 관계를 이용하여, 수정 진동자(30)의 공진 주파수의 변동값을 측정한 결과로부터 전극막(32) 상에 퇴적된 막의 질량 변동값, 나아가 막두께 및 성막 레이트를 구할 수 있다.The evaporation rate calculation unit 24-1 in the evaporation rate calculation unit 24 and the sensor drive unit 24 uses the relation to measure the change in the resonance frequency of the crystal oscillator 30 on the electrode film 32 from the result. The mass variation value of the film deposited on the film, as well as the film thickness and film formation rate, can be obtained.

증발 레이트 센서(26)는, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 이와 같은 수정 진동자(30)를 복수 구비하여 구성된다.As illustrated in FIG. 5B, the evaporation rate sensor 26 includes a plurality of such crystal oscillators 30.

복수의 수정 진동자(30) 중 개구(34)에 대응하는 위치에 있는 수정 진동자(30) 만이 증발원(23)에 노출되어 있어 증발원(23)으로부터 비산되어 온 증착 재료가 퇴적된다. 이를 통해 기판에 증착되는 증착 재료의 막 두께 및 성막 레이트를 측정한다. 그 동안 나머지 수정 진동자(30)는 증발원(23)에 노출되지 않는 상태로 유지되며, 증발원(23)에 노출되어 있던 수정 진동자(30)의 수명이 다하면, 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)의 센서 구동부(24-3)에 의해, 다른 수정 진동자(30)를 개구(34)에 대응하는 위치로 회전 이동시켜, 마찬가지로 막 두께 및 성막 레이트의 측정을 계속한다. 복수의 수명 진동자(30)의 절체 타이밍 제어에 관한 상세 내용에 대해서는 후술한다.Only the crystal oscillator 30 at the position corresponding to the opening 34 among the plurality of crystal oscillators 30 is exposed to the evaporation source 23, and the deposition material scattered from the evaporation source 23 is deposited. This measures the film thickness and deposition rate of the deposition material deposited on the substrate. In the meantime, the remaining crystal oscillator 30 remains unexposed to the evaporation source 23, and when the crystal oscillator 30 exposed to the evaporation source 23 reaches the end of its life, the evaporation rate calculation and the sensor drive unit 24 are performed. The sensor drive unit 24-3 rotates the other crystal vibrator 30 to a position corresponding to the opening 34, and continues to measure the film thickness and the film formation rate. Details of the switching timing control of the plurality of lifetime oscillators 30 will be described later.

증발 레이트 센서(26)에서는, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 회전 가능한 쵸퍼(35)를 사용하여 개구(34)에 대응하는 위치에 있는 수정 진동자(30)에 퇴적되는 증착 재료의 양을 조절할 수 있다. 즉, 개구부(356)를 가진 쵸퍼(35)를 일정한 속도로 회전시킴으로써, 개구(34)에 대응하는 위치에 있는 수정 진동자(30)가 주기적으로 증발원(23)으로부터 가려지도록 함으로써, 해당 수정 진동자(30)에 퇴적되는 증착 재료의 양을 조절한다.In the evaporation rate sensor 26, as shown in FIG. 5B, the amount of deposition material deposited on the crystal oscillator 30 at a position corresponding to the opening 34 using the rotatable chopper 35. Can be adjusted. That is, by rotating the chopper 35 having the opening 356 at a constant speed, the crystal oscillator 30 at a position corresponding to the opening 34 is periodically hidden from the evaporation source 23, thereby causing the crystal oscillator ( The amount of deposition material deposited in 30) is adjusted.

<수정 진동자의 수명 판정 및 수정 진동자의 절체 타이밍 제어><Life judgment of quartz crystal and transfer timing control of quartz crystal>

이하, 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)의 센서 수명 판정부(24-2)에 의해 행해지는 수정 진동자(30)의 수명 판정에 대해 설명한다.Hereinafter, the lifetime determination of the crystal oscillator 30 performed by the evaporation rate calculation and the sensor lifetime determination part 24-2 of the sensor drive unit 24 is demonstrated.

수정 진동자(30)에 증착 재료가 퇴적됨에 따라, 수정 진동자(30)의 공진주파수는 관계식 1에 따라 감소된다. 수정 진동자(30)의 전극막(32) 상에 퇴적되는 증착 재료의 막의 두께가 얇아 증착막을 완전 탄성체 또는 리지드(rigid)한 것으로 볼 수 있는 경우(즉, 증착막이 완전 탄성체 또는 리지드한 막으로 거동하는 경우)에는, 증착막이 수정 진동자(30)의 공진 진동을 그대로 추종하기 때문에, 관계식 1을 통해 공진 주파수의 변동값으로부터 증착막의 두께를 정확하게 산출해 낼 수 있다.As the deposition material is deposited on the crystal oscillator 30, the resonance frequency of the crystal oscillator 30 decreases according to relation (1). When the thickness of the film of the deposition material deposited on the electrode film 32 of the crystal oscillator 30 is so thin that the deposited film can be regarded as completely elastic or rigid (that is, the deposited film behaves as a fully elastic or rigid film). In this case, since the vapor deposition film follows the resonance vibration of the crystal oscillator 30 as it is, the thickness of the vapor deposition film can be accurately calculated from the variation value of the resonance frequency through relational equation (1).

그러나, 수정 진동자(30)의 전극막(32) 상에 퇴적된 증착 재료가 어느 정도 이상 두껍게 되면, 퇴적된 증착막은 더 이상 완전 탄성체 또는 리지드한 것으로 볼 수 없게 된다. 이에 따라, 수정 진동자(30)의 공진 진동을 정확하게 추종하지는 못하게 되며, 수정 진동자(30)의 임피던스값 중 저항 성분이 증가한다. 즉, 수정 진동자(30)는 전기적으로는 직렬 RLC 회로와 등가인 것으로 표현할 수 있는데, 증착막이 두꺼워져 증착막이 수정 진동자(30)의 공진 진동을 정확히 추종하지 못하게 되면, 증착막이 수정 진동자(30)의 진동에 대해 댐핑(damping)으로서 작용하게 된다. 이는 수정 진동자(30)의 등가 회로 상에서 저항(R) 값의 상승을 초래하여, 수정 진동자(30)의 진동 에너지의 손실을 초래한다. However, if the deposited material deposited on the electrode film 32 of the crystal oscillator 30 becomes thicker than a certain degree, the deposited deposited film can no longer be viewed as completely elastic or rigid. As a result, the resonance oscillation of the crystal oscillator 30 may not be accurately followed, and the resistance component of the impedance value of the crystal oscillator 30 increases. That is, the crystal oscillator 30 may be represented as an electrical equivalent to a series RLC circuit. When the deposition film becomes thick and the deposition film does not accurately follow the resonance vibration of the crystal oscillator 30, the deposition film is the crystal oscillator 30. It acts as a damping against the vibration of. This causes an increase in the value of the resistance R on the equivalent circuit of the crystal oscillator 30, resulting in a loss of vibration energy of the crystal oscillator 30.

수정 진동자(30)가 공진 주파수에서 진동하고 있을 경우 등가 회로의 임피던스 값은 등가 회로의 저항(R) 값과 같아지는데, 이 때의 저항(R) 값을 등가직렬저항(ESR: Equivalent Series Resistance)라고 한다. 증착막의 두께가 어느 정도 이상 두꺼워지면 도 6에 도시한 바와 같이, 등가직렬저항값이 증가된다. 다만, 등가직렬저항값이 어느 정도 증가할 때(도 6의 t1)까지는, 여전히 증착막의 거동을 완전 탄성체나 리지드한 것으로 근사할 수 있기 때문에, 관계식 1을 통해 공진 주파수의 변동값으로부터 증착막의 두께를 산출해 낼 수 있다.When the crystal oscillator 30 vibrates at the resonant frequency, the impedance value of the equivalent circuit becomes equal to the resistance (R) value of the equivalent circuit. At this time, the resistance (R) value is equivalent to the equivalent series resistance (ESR). It is called. When the thickness of the deposited film becomes thicker to some extent, as shown in FIG. 6, the equivalent series resistance value increases. However, until the equivalent series resistance value increases to some extent (t1 in Fig. 6), since the behavior of the deposited film can still be approximated as a fully elastic body or rigid, the thickness of the deposited film from the variation of the resonance frequency can be obtained through relational equation (1). Can be calculated.

그런데, 증착막의 두께가 더 두꺼워져 증착막 내부의 응력으로 인해 증착막에 변형, 크랙, 박리 등의 현상이 나타나게 되면, 전극막(32) 상의 증착막은 더 이상 수정 진동자(30)의 공진 진동을 전혀 추종할 수 없게 되고, 이는 도 6에 도시한 바와 같이 등가직렬저항값의 커다란 변동으로 나타난다. 이 경우, 더 이상 수정진동자(30)의 공진 주파수의 변동값으로부터 증착 재료의 질량의 변동값(막두께의 변동값)을 구할 수 없게 되므로, 수정 진동자(30)가 수명을 다한 것으로 판정한다. However, when the thickness of the deposited film becomes thicker and deformation, cracks, peeling, etc. appear in the deposited film due to the stress inside the deposited film, the deposited film on the electrode film 32 no longer follows the resonance vibration of the crystal oscillator 30 at all. This becomes impossible, which is represented by a large variation in the equivalent series resistance value as shown in FIG. In this case, since it is no longer possible to obtain the variation value (the variation value of the film thickness) of the mass of the deposition material from the variation value of the resonance frequency of the crystal oscillator 30, it is determined that the crystal oscillator 30 has reached the end of its life.

이와 같이, 수정진동자(30)의 수명은, 수정진동자 상에 증착된 증착막이 변형, 크랙, 박리 등의 다양한 원인으로 인해 그 거동을 예측할 수 없게 되는 것을 검출함으로써 판정하는데, 그 구체적인 판정 방법으로서는 다양한 방식을 생각할 수 있다. 예컨대, 수정 진동자(30)의 등가직렬저항값이 소정의 임계값(ESRTH)을 넘으면, 수정진동자(30)가 수명이 다한 것으로 판정할 수 있다. 또는, 수정 진동자(30)의 등가직렬저항값(ESR) 그 자체가 아니라, 등가직렬저항값의 변동값(ΔESR)을 기준으로 하여, 해당 변동값(ΔESR)을 소정의 임계치(ΔESRTH)와 비교하여 수정진동자(30)의 수명을 판정할 수도 있다. 등가직렬저항값의 변동값(ΔESR)을 기준으로 하는 후자의 방법에서는, 구체적으로 상기 변동값(ΔESR)이 상기 소정의 임계치(ΔESRTH)를 넘는 회수에 기초하여 판정하여도 된다.As described above, the lifetime of the crystal oscillator 30 is determined by detecting that the deposited film deposited on the crystal oscillator becomes unpredictable due to various reasons such as deformation, cracking, peeling, and the like. You can think of the way. For example, when the equivalent series resistance value of the crystal oscillator 30 exceeds the predetermined threshold value ESR TH , the crystal oscillator 30 may determine that the lifetime has expired. Or, based on the variation value ΔESR of the equivalent series resistance value, not the equivalent series resistance value ESR itself of the crystal oscillator 30, the variation value ΔESR is set to a predetermined threshold value ΔESR TH . In comparison, the lifetime of the crystal oscillator 30 may be determined. In the latter method based on the variation value ΔESR of the equivalent series resistance value, specifically, the variation value ΔESR may be determined based on the number of times exceeding the predetermined threshold value ΔESR TH .

이상 수정 진동자의 수명 판정 방법의 몇 가지 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 수명 판정 방식이 적용될 수 있다.Although some examples of the life determination method of the crystal oscillator have been described above, the present invention is not limited thereto, and various life determination methods may be applied.

이와 같이 하여 판정되는 수정 진동자(30)의 수명은, 일반적으로, 복수의 증발원(23) 각각에 대응하여 배치되는 복수의 증발 레이트 센서(26) 각각에 있어서 서로 상이할 수 있다.In general, the lifespan of the crystal oscillator 30 determined in this way can be different from each other in each of the plurality of evaporation rate sensors 26 disposed corresponding to each of the plurality of evaporation sources 23.

도 7은, 복수의 증발원(23) 각각에 대응하여 배치된 각 증발 레이트 센서(26)별로 수정 진동자(30)의 수명이 다하는 시기의 차를 설명하기 위한 타이밍도이다. FIG. 7 is a timing chart for explaining a difference in the life time of the crystal oscillator 30 for each evaporation rate sensor 26 disposed corresponding to each of the plurality of evaporation sources 23.

도시된 예에서는, 6개의 증발원(23) 각각에 대응하여 배치된 6개의 증발 레이트 센서(26) 중, 증발 레이트 센서(1)에 있어서의 수정 진동자(30)의 수명이 다하는 시기(즉, 증발 레이트 센서(1) 내의 복수의 수정 진동자(30) 중, 증발 레이트 모니터링에 사용된 첫번째 수정 진동자의 수명이 다한 것으로 판정되는 시기)가 가장 먼저 도래하고(t1), 이어서, 증발 레이트 센서(3, 4, 6)의 수정 진동자(30)의 수명이 다하는 시기가 도래하며(t2), 이어서, 증발 레이트 센서(2, 5)의 수정 진동자(30)의 수명이 다하는 시기가 마지막으로 도래하고 있다(t3).In the illustrated example, of the six evaporation rate sensors 26 disposed corresponding to each of the six evaporation sources 23, the time when the life of the crystal oscillator 30 in the evaporation rate sensor 1 expires (that is, evaporation). Of the plurality of quartz crystal oscillators 30 in the rate sensor 1, when it is determined that the lifetime of the first quartz crystal oscillator used for the evaporation rate monitoring has expired (t1), the evaporation rate sensor 3, The time when the lifespan of the quartz crystal oscillator 30 of 4, 6 reaches its end (t2), and then the time when the life of the quartz crystal oscillator 30 of the evaporation rate sensors 2, 5 reaches its end (at last). t3).

이와 같이, 수정 진동자(30)의 수명이 다한 것으로 판정되는 시기가 각 증발 레이트 센서(26)별로 차이가 나는 것은, 증발 레이트 센서(26) 자체의 특성차, 각 증발 레이트 센서(26)가 모니터링하는 대응하는 각 증발원(23)의 특성차, 복수의 증발원(23) 각각에 수용되는 증발 재료의 차 등 다양한 원인에 기인한다.In this way, it is determined that the time when the life of the crystal oscillator 30 is determined to be different for each evaporation rate sensor 26 is monitored by the characteristic difference between the evaporation rate sensor 26 itself and each evaporation rate sensor 26. This is due to various causes such as the difference in characteristics of each corresponding evaporation source 23 and the difference in evaporation material accommodated in each of the plurality of evaporation sources 23.

이와 같이 각 증발 레이트 센서(26)별로 수정 진동자(30)의 수명 주기에 차이가 있는 중에서, 종래는, 판정되는 각 수정 진동자(30)의 실제 수명 주기에 맞춰서 각 증발 레이트 센서(26)별로 독립적으로 수정 진동자(30)를 절체하는 방식이 이용되어 왔다.As described above, while the life cycle of the crystal oscillator 30 is different for each evaporation rate sensor 26, conventionally, each evaporation rate sensor 26 is independent for each actual evaporation rate of the crystal oscillator 30 to be determined. As a result, a method of switching the crystal oscillator 30 has been used.

즉, 전술한 예의 경우, 수명이 다한 시기가 가장 먼저 도래하는 t1의 시점에 증발 레이트 센서(1)의 해당 수정 진동자(30)를 회전 이동시켜 증발 레이트 센서(1) 내의 인접한 새로운 수정 진동자로 절체하고, 이어서 다음에 수명이 다한 시기가 도래하는 t2의 시점에 증발 레이트 센서(3, 4, 6)에 대한 수정 진동자의 절체를, 마지막으로 수명이 다한 시기가 도래하는 t3의 시점에 증발 레이트 센서(2, 5)에 대한 수정 진동자의 절체를, 각각 순차 독립적으로 행하는 방식이였다.That is, in the case of the above-described example, the crystal oscillator 30 of the evaporation rate sensor 1 is rotated and shifted to a new adjacent crystal oscillator in the evaporation rate sensor 1 at the time t1 when the end of life time comes first. Next, the crystal oscillator is switched to the evaporation rate sensors 3, 4 and 6 at the time t2 at which the end of life reaches the end, and the evaporation rate sensor at the time t3 at the end of the end of life. The crystal oscillator switching to (2, 5) was performed independently of each other sequentially.

그러나, 이 방식에서는 성막 장치(2)에 있어서 성막 가능 기간이 줄어들어, 장치 전체의 스루풋 및 운용 효율이 저하되는 문제가 있다.However, in this system, there is a problem in that the film forming possible period of the film forming apparatus 2 is shortened, thereby reducing the throughput and operating efficiency of the entire apparatus.

각 증발 레이트 센서(26)의 수정 진동자(30)의 절체가 행해지는 동안에는, 성막 장치(2) 내에 있어서 기판(10)에 대한 실질적인 성막 공정은 일시 중단된다. 즉, 수정 진동자(30)의 절체가 행해지는 동안(및 절체 완료 후, 새로운 수정 진동자의 동작이 안정될 때까지의 동안)에는, 해당 증발 레이트 센서(26)에 의한 증발 레이트의 모니터링이 불가능하기 때문에, 해당 증발 레이트 센서(26)에 대응하여 배치된 증발원(23)에 대해서는 증발원(23) 상부의 증발원 셔터(25)를 닫아 증착 재료가 기판(10)으로 비산되지 않도록 한다. 또한, 이와 같이 복수의 증발원(23) 중 어느 하나의 증발원(23)에 의한 성막이 실질적으로 행해지지 않는 기간에는, 기판(10) 전체면에 대한 균일한 성막이라는 관점에서, 통상, 나머지 증발원(23)에 대해서도 마찬가지로 각 증발원(23) 상부의 증발원 셔터(25)를 닫거나, 또는 기판(10)의 성막면의 아래에 배치되어 기판(10)에 대한 성막을 전체적으로 차폐 제어하는 기판 셔터를 닫도록 제어하고 있다.While switching of the crystal oscillator 30 of each evaporation rate sensor 26 is performed, the substantial film-forming process with respect to the board | substrate 10 in the film-forming apparatus 2 is suspended. That is, while the transfer of the crystal oscillator 30 is performed (and after completion of the transfer, until the operation of the new crystal oscillator is stabilized), it is impossible to monitor the evaporation rate by the evaporation rate sensor 26. Therefore, for the evaporation source 23 disposed corresponding to the evaporation rate sensor 26, the evaporation source shutter 25 on the evaporation source 23 is closed to prevent the deposition material from scattering onto the substrate 10. In the period in which film formation by any one of the plurality of evaporation sources 23 is not substantially performed in this manner, from the viewpoint of uniform film formation on the entire surface of the substrate 10, the remaining evaporation sources ( Similarly, the evaporation source shutter 25 on each evaporation source 23 is closed or the substrate shutter disposed below the deposition surface of the substrate 10 to close and control the deposition on the substrate 10 as a whole. I'm in control.

따라서, 전술한 예의 경우, 이 종래 방식과 같이 수정 진동자(30)의 실제 수명 주기에 맞추어 각 증발 레이트 센서(26)별로 독립적으로 수정 진동자(30)를 절체하는 경우에는, 수명이 다한 시기가 가장 먼저 도래한 t1의 시점에서 증발 레이트 센서(1)에 대한 수정 진동자의 절체가 행해지고, 그 동작이 완료된 후라 하더라도, 이어서 절체 타이밍(t2, t3)이 순차 도래하는 나머지 증발 레이트 센서(2~6)에 대한 수정 진동자의 절체 동작이 모두 종료하고나서 비로소 기판(10)에 대한 실질적인 성막이 가능한 상태로 된다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 성막 가능 기간이 현저히 줄어들게 된다.Therefore, in the case of the above-described example, when the crystal oscillator 30 is independently switched for each evaporation rate sensor 26 in accordance with the actual life cycle of the crystal oscillator 30 as in this conventional method, the end of life is most likely. First, when the crystal oscillator is switched to the evaporation rate sensor 1 at the time t1, and after the operation is completed, the remaining evaporation rate sensors 2 to 6 in which the transfer timings t2 and t3 arrive sequentially. After the switching operation of the crystal oscillator with respect to all ends, it is possible to actually form a film on the substrate 10. Therefore, as shown in Fig. 7, the filmable period is significantly reduced.

이에, 본 발명은 성막 가능 기간을 충분히 확보하여, 장치 전체의 스루풋 및 운용 효율을 향상시킬 수 있는, 새로운 수정 진동자의 절체 타이밍 제어 방식을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a new timing control method for switching the crystal oscillator, which can sufficiently secure the film forming period and improve throughput and operation efficiency of the entire apparatus.

도 8은, 본 발명에 따른 수정 진동자의 절체 타이밍 제어 방식을 설명하기 위한 타이밍도이다.8 is a timing diagram for explaining a switching timing control method of the crystal oscillator according to the present invention.

도 7에서와 마찬가지로, 각 증발 레이트 센서(26)에 있어서 수정 진동자(30)의 수명이 다한 것으로 판정되는 시기를 원으로 표시하고 있다. 도 8에서 삼각형으로 표시된 것은, 본 발명에 따른 각 증발 레이트 센서(26)의 수정 진동자(30)의 절체 타이밍이다.As in FIG. 7, in each evaporation rate sensor 26, the time when it is determined that the crystal oscillator 30 has reached the end of its life is indicated by a circle. Shown by the triangle in FIG. 8 is the switching timing of the crystal oscillator 30 of each evaporation rate sensor 26 according to the invention.

즉, 도 7의 종래 방식은 증발 레이트 센서(26)의 수정 진동자(30)의 절체 타이밍을 수정 진동자(30)의 실제 수명 주기(원으로 표시)에 맞추어, 각 증발 레이트 센서(26)별로 독립적으로 제어하는 것인데 반해, 본 발명에서는 복수의 증발원(23) 각각에 대응하여 설치된 복수의 증발 레이트 센서(26)의 수정 진동자 절체 타이밍(삼각형으로 표시)을 일치시키도록 제어한다.That is, the conventional method of FIG. 7 is independent of each evaporation rate sensor 26 by matching the switching timing of the crystal oscillator 30 of the evaporation rate sensor 26 to the actual life cycle of the crystal oscillator 30 (indicated by a circle). In contrast, the present invention controls the crystal oscillator switching timing (indicated by a triangle) of the plurality of evaporation rate sensors 26 provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources 23.

구체적으로, 도시된 바와 같이, 수정 진동자(30)의 수명이 다한 시기가 가장 먼저 도래한 t1의 시점에 맞추어, 절체 대상의 해당 수정 진동자(30)를 갖는 증발 레이트 센서(1) 뿐 아니라, 해당 시점에서는 아직 수명이 다하는 시기가 도래하지 않은 나머지 증발 레이트 센서(2~6)에 대해서도 함께 일괄하여 수정 진동자(30)의 절체가 행해지도록 제어한다.Specifically, as shown, in accordance with the time point t1 when the lifetime of the crystal oscillator 30 reaches the end, not only the evaporation rate sensor 1 having the crystal oscillator 30 to be transferred, but also the corresponding At the time point, control is performed so that the crystal oscillator 30 is collectively transferred to the remaining evaporation rate sensors 2 to 6 that have not yet reached their end of life.

이를 위해, 본 발명의 증발 레이트 측정 장치는, 각 증발 레이트 센서(26)에 대응하여 설치된 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)에 연결되는 수정 진동자 절체 제어부(29; 도 2 참조)를 구비한다. 동 제어부(29)는 각 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)의 센서 수명 판정부(24-2)의 판정 결과에 기초하여, 전술한 바와 같이 수정 진동자(30)의 수명이 다한 시기가 가장 먼저 도래하는 시점에 맞추어 복수의 증발 레이트 센서(26) 각각의 수정 진동자(30) 절체 동작이 같은 타이밍에서 행해지도록, 각 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛(24)의 센서 구동부(24-3)를 일괄 제어한다.To this end, the apparatus for measuring evaporation rate of the present invention includes a crystal oscillator switching control unit 29 (see FIG. 2) connected to the evaporation rate calculation and sensor drive unit 24 installed corresponding to each evaporation rate sensor 26. . The control unit 29 is based on the evaporation rate calculation and the determination result of the sensor life determination unit 24-2 of the sensor drive unit 24, as described above, at which time the life of the crystal oscillator 30 has reached the end. The evaporation rate calculation and the sensor drive unit 24-3 of the sensor drive unit 24 are performed so that the crystal oscillator 30 transfer operation of each of the plural evaporation rate sensors 26 is performed at the same timing in time. Batch control.

이에 의해, 본 발명에 따르면, 각 증발 레이트 센서(26) 별로 수정 진동자(30)의 절체를 서로 다른 타이밍으로 개별 제어하는 경우에 비해, 복수의 증발 레이트 센서(26)의 수정 진동자(30)의 절체 시에 발생하는 성막 정지 기간을 줄일 수 있어서, 다음 번 절체 타이밍이 도래할 때까지의 성막 가능 기간을 최대한 확보할 수 있다.Thus, according to the present invention, compared to the case of individually controlling the switching of the crystal oscillator 30 for each evaporation rate sensor 26 at different timings, the crystal oscillator 30 of the plurality of evaporation rate sensors 26 The film formation stop period occurring at the time of transfer can be reduced, and the filmable period until the next transfer timing can be ensured as much as possible.

<전자 디바이스의 제조방법><Method for Manufacturing Electronic Device>

다음으로, 본 실시형태의 성막 장치를 이용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.Next, an example of the manufacturing method of an electronic device using the film-forming apparatus of this embodiment is demonstrated. Hereinafter, the structure and manufacturing method of an organic electroluminescence display as an example of an electronic device are illustrated.

우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 9(a)는 유기 EL 표시장치(50)의 전체도, 도 9(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다. First, the organic EL display device to be manufactured will be described. FIG. 9A shows an overall view of the organic EL display device 50, and FIG. 9B shows a cross-sectional structure of one pixel.

도 9(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(50)의 표시 영역(51)에는 발광소자를 복수 구비한 화소(52)가 매트릭스 형태로 복수 개 배치되어 있다. 상세 내용은 후술하지만, 발광소자의 각각은 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란 표시 영역(51)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 실시예에 관한 유기 EL 표시장치(50)의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(52R), 제2 발광소자(52G), 제3 발광소자(52B)의 조합에 의해 화소(52)가 구성되어 있다. 화소(52)는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광소자, 시안 발광소자, 백색 발광소자의 조합이어도 되며, 적어도 1 색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.As shown in Fig. 9A, in the display area 51 of the organic EL display device 50, a plurality of pixels 52 including a plurality of light emitting elements are arranged in a matrix form. Although details will be described later, each of the light emitting elements has a structure including an organic layer sandwiched between a pair of electrodes. In addition, the pixel here refers to the smallest unit which enables display of a desired color in the display area 51. In the organic EL display device 50 according to the present embodiment, the pixel 52 is formed by the combination of the first light emitting element 52R, the second light emitting element 52G, and the third light emitting element 52B which exhibit different light emission. ) Is configured. The pixel 52 is often composed of a combination of a red light emitting device, a green light emitting device, and a blue light emitting device. However, the pixel 52 may be a combination of a yellow light emitting device, a cyan light emitting device, and a white light emitting device. no.

도 9(b)는 도 9(a)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(52)는 기판(53) 상에 제1 전극(양극)(54), 정공 수송층(55), 발광층(56R, 56G, 56B), 전자 수송층(57), 제2 전극(음극)(58)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중 정공 수송층(55), 발광층(56R, 56G, 56B), 전자 수송층(57)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(56R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(56G)는 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(56B)는 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(56R, 56G, 56B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(54)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(55)과 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)은, 복수의 발광소자(52R, 52G, 52B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 제1 전극(54)과 제2 전극(58)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 제1 전극(54) 사이에 절연층(59)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(60)이 설치되어 있다.(B) is a partial cross-sectional schematic diagram in the A-B line | wire of FIG. 9 (a). The pixel 52 includes a first electrode (anode) 54, a hole transport layer 55, a light emitting layer 56R, 56G, 56B, an electron transport layer 57, and a second electrode (cathode) 58 on the substrate 53. It has an organic electroluminescent element provided with). Of these, the hole transport layer 55, the light emitting layers 56R, 56G, 56B, and the electron transport layer 57 correspond to organic layers. In the present embodiment, the light emitting layer 56R is an organic EL layer emitting red color, the light emitting layer 56G is an organic EL layer emitting green color, and the light emitting layer 56B is an organic EL layer emitting blue color. The light emitting layers 56R, 56G, and 56B are formed in patterns corresponding to light emitting elements (sometimes referred to as organic EL elements) emitting red, green, and blue colors, respectively. In addition, the first electrode 54 is formed separately for each light emitting device. The hole transport layer 55, the electron transport layer 57, and the second electrode 58 may be formed in common with the plurality of light emitting elements 52R, 52G, and 52B, or may be formed for each light emitting element. In order to prevent the first electrode 54 and the second electrode 58 from being short-circuited by foreign matter, an insulating layer 59 is provided between the first electrodes 54. In addition, since the organic EL layer is degraded by moisture or oxygen, a protective layer 60 for protecting the organic EL element from moisture and oxygen is provided.

유기 EL층을 발광소자단위로 형성하기 위해서는, 마스크를 통해 성막하는 방법이 사용된다. 최근, 표시장치의 고정밀화가 진행되어, 유기 EL층의 형성에는 개구의 폭이 수십 ㎛의 마스크가 사용된다. In order to form the organic EL layer in light emitting element units, a method of forming a film through a mask is used. In recent years, high precision of a display apparatus advances, and the mask of several tens of micrometers of opening width is used for formation of an organic EL layer.

다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.Next, an example of the manufacturing method of an organic electroluminescence display is demonstrated concretely.

우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 제1 전극(54)이 형성된 기판(53)을 준비한다.First, a substrate 53 on which a circuit (not shown) and a first electrode 54 for driving an organic EL display device are formed is prepared.

제1 전극(54)이 형성된 기판(53) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 제1 전극(54)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(59)을 형성한다. 이 개구부가 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.The acrylic resin is formed by spin coating on the substrate 53 on which the first electrode 54 is formed, and the acrylic resin is patterned such that an opening is formed in a portion where the first electrode 54 is formed by lithography. To form. This opening corresponds to a light emitting region where the light emitting element actually emits light.

절연층(59)이 패터닝된 기판(53)을 제1 유기재료 성막 장치에 반입하여 기판 보유지지 유닛 및 정전척으로 기판을 보유지지하고, 정공 수송층(55)을 표시 영역의 제1 전극(54) 위에 공통층으로서 성막한다. 정공 수송층(55)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(55)은 표시 영역(51)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀의 마스크는 필요치 않다.The substrate 53 having the insulating layer 59 patterned is loaded into the first organic material film deposition apparatus to hold the substrate by the substrate holding unit and the electrostatic chuck, and the hole transport layer 55 is disposed in the first electrode 54 of the display area. A film is formed as a common layer. The hole transport layer 55 is formed by vacuum deposition. In reality, since the hole transport layer 55 is formed to have a larger size than the display region 51, a high-precision mask is not necessary.

다음으로, 정공 수송층(55)까지 형성된 기판(53)을 제2 성막 장치에 반입하고, 기판 보유지지 유닛으로 보유지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 상에 재치하여, 기판(53)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(56R)을 성막한다. Next, the substrate 53 formed up to the hole transport layer 55 is carried into the second film forming apparatus and held by the substrate holding unit. The substrate and the mask are aligned, the substrate is placed on the mask, and the light emitting layer 56R emitting red is formed in a portion where the red emitting element of the substrate 53 is disposed.

발광층(56R)의 성막과 마찬가지로, 제3 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(56G)을 성막하고, 나아가 제4 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(56B)을 성막한다. 발광층(56R, 56G, 56B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막 장치에 의해 표시 영역(51)의 전체에 전자 수송층(57)을 성막한다. 전자 수송층(57)은 3 색의 발광층(56R, 56G, 56B)에 공통의 층으로서 형성된다.Similarly to the formation of the light emitting layer 56R, the light emitting layer 56G emitting green is formed by the third film forming apparatus, and further, the light emitting layer 56B emitting blue is formed by the fourth film forming apparatus. After the film formation of the light emitting layers 56R, 56G, and 56B is completed, the electron transporting layer 57 is formed over the entire display region 51 by the fifth film forming apparatus. The electron transport layer 57 is formed as a layer common to the light emitting layers 56R, 56G, and 56B of three colors.

전자 수송층(57)까지 형성된 기판을 제6 성막 장치로 이동시켜 제2 전극(58)을 성막하고, 그 후 플라즈마 CVD 장치로 이동하여 보호층(60)을 성막하고, 유기 EL 표시장치(50)를 완성한다.The substrate formed up to the electron transport layer 57 is moved to the sixth film forming apparatus to form the second electrode 58, and then the plasma CVD apparatus is formed to form the protective layer 60, and the organic EL display device 50 is formed. To complete.

절연층(59)이 패터닝 된 기판(53)을 성막 장치로 반입하고 나서부터 보호층(60)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 본 예에 있어서, 성막 장치 간의 기판의 반입, 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행하여진다.The light emitting layer made of an organic EL material is exposed when exposed to an atmosphere containing moisture or oxygen until the film formation of the protective layer 60 is completed until the substrate 53 having the insulating layer 59 patterned is brought into the film forming apparatus. There is a risk of deterioration due to moisture or oxygen. Therefore, in this example, the loading and unloading of the substrate between the film forming apparatuses is performed in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere.

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 구체적으로 설명하였지만, 전술한 실시예는 본 발명의 하나의 예를 나타내는 것으로서, 본 발명은 이러한 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 본 기술적 사상의 범위내에서 적절히 변형할 수 있다. As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated concretely, the above-mentioned Example shows one example of this invention, This invention is not limited to the structure of this Example, According to the scope of the present invention, It can be modified.

2: 성막 장치
23: 증발원
24: 증발 레이트 산출 및 센서 구동 유닛
24-1: 증발 레이트 산출부
24-2: 센서 수명 판정부
24-3: 센서 구동부
25: 증발원 셔터
26: 증발 레이트 센서
29: 수정 진동자 절체 제어부
30: 수정 진동자
2: deposition device
23: evaporation source
24: evaporation rate calculation and sensor drive unit
24-1: evaporation rate calculator
24-2: Sensor Life Determination Unit
24-3: Sensor drive
25: evaporation source shutter
26: evaporation rate sensor
29: crystal oscillator transfer control
30: crystal oscillator

Claims (9)

복수의 증발원으로부터 증착 재료를 증발시켜 기판의 성막면에 증착하는 성막 장치에 사용되는 증발 레이트 측정 장치로서,
상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와,
상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와,
상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 증발 레이트 측정 장치.
An evaporation rate measuring device used in a film forming apparatus for evaporating a deposition material from a plurality of evaporation sources and depositing the deposited material on a film forming surface of a substrate.
A plurality of evaporation rate sensors provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources, each of a plurality of evaporation rate sensors including a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source;
An evaporation rate calculating unit provided corresponding to each evaporation rate sensor and calculating an evaporation rate of deposition material from each evaporation source based on the monitoring result by each evaporation rate sensor;
A control unit for controlling transfer timings of the plurality of quartz crystal oscillators in the evaporation rate sensors,
And the control unit controls the plurality of evaporation rate sensors to collectively switch crystal oscillators in the evaporation rate sensors at the same timing.
제1항에 있어서,
상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자의 수명을 판정하는 수명 판정부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서 중, 상기 수명 판정부에 의한 수명 판정 결과에 따라 절체 시기가 가장 먼저 도래하는 증발 레이트 센서에서의 수정 진동자의 절체 타이밍에 맞추어, 상기 복수의 증발 레이트 센서의 수정 진동자를 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 증발 레이트 측정 장치.
The method of claim 1,
It is provided corresponding to each said evaporation rate sensor, and further includes the life determination part which determines the lifetime of the crystal oscillator in each said evaporation rate sensor,
The control unit is configured to match the switching timing of the crystal oscillator in the evaporation rate sensor in which the transfer time arrives first according to the life determination result of the life determination unit among the plurality of evaporation rate sensors. An evaporation rate measuring apparatus, characterized in that the control to collectively switch the crystal oscillator.
복수의 증발원으로부터 증착 재료를 증발시켜 기판의 성막면에 증착하는 성막 장치에 사용되는 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법으로서,
상기 증발 레이트 측정 장치는,
상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와,
상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와,
상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부에 의해, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법.
As a control method of the evaporation rate measuring apparatus used for the film-forming apparatus which evaporates a vapor deposition material from a some evaporation source and deposits on the film-forming surface of a board | substrate,
The evaporation rate measuring device,
A plurality of evaporation rate sensors provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources, each of a plurality of evaporation rate sensors including a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source;
An evaporation rate calculating unit provided corresponding to each evaporation rate sensor and calculating an evaporation rate of deposition material from each evaporation source based on the monitoring result by each evaporation rate sensor;
A control unit for controlling transfer timings of the plurality of quartz crystal oscillators in the evaporation rate sensors,
And the control unit controls the plurality of evaporation rate sensors to collectively switch crystal oscillators in the evaporation rate sensors at the same timing.
제3항에 있어서,
상기 증발 레이트 측정 장치는, 상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자의 수명을 판정하는 수명 판정부를 더 포함하고,
상기 제어부에 의해, 상기 복수의 증발 레이트 센서 중, 상기 수명 판정부에 의한 수명 판정 결과에 따라 절체 시기가 가장 먼저 도래하는 증발 레이트 센서에서의 수정 진동자의 절체 타이밍에 맞추어, 상기 복수의 증발 레이트 센서의 수정 진동자를 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 증발 레이트 측정 장치의 제어 방법.
The method of claim 3,
The evaporation rate measuring device further includes a life determination unit which is provided corresponding to each evaporation rate sensor and determines the life of the crystal oscillator in the evaporation rate sensors,
The plurality of evaporation rate sensors, according to the control timing, in accordance with the switching timing of the crystal oscillator in the evaporation rate sensor, in which the transfer time arrives first according to the life determination result of the life determination unit, among the plurality of evaporation rate sensors. The control method of the evaporation rate measuring apparatus characterized by controlling to switch collectively the crystal oscillator.
기판의 성막면에 증착 재료를 증발시켜 증착하는 성막 장치로서,
상기 기판을 보유지지하는 기판 보유지지 유닛과,
상기 기판의 성막면과 대향하는 면 내에 배치되는 복수의 증발원과,
상기 복수의 증발원 각각에 대응하여 설치되는 복수의 증발 레이트 센서로서, 각각, 대응하는 상기 증발원으로부터 증발되는 상기 증착 재료의 증발 레이트를 모니터링하기 위한 복수의 수정 진동자를 포함하는 복수의 증발 레이트 센서와,
상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서에 의한 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 각 증발원으로부터의 증착 재료의 증발 레이트를 산출하는 증발 레이트 산출부와,
상기 각 증발 레이트 센서에 있어서의 상기 복수의 수정 진동자의 절체 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서에 대하여, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자를 같은 타이밍에서 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
A film forming apparatus for evaporating and depositing a deposition material on a film forming surface of a substrate,
A substrate holding unit holding the substrate;
A plurality of evaporation sources disposed in a surface opposite to the film formation surface of the substrate;
A plurality of evaporation rate sensors provided corresponding to each of the plurality of evaporation sources, each of a plurality of evaporation rate sensors including a plurality of crystal oscillators for monitoring the evaporation rate of the deposition material evaporated from the corresponding evaporation source;
An evaporation rate calculating unit provided corresponding to each evaporation rate sensor and calculating an evaporation rate of deposition material from each evaporation source based on the monitoring result by each evaporation rate sensor;
A control unit for controlling transfer timings of the plurality of quartz crystal oscillators in the evaporation rate sensors,
And the control unit controls the plurality of evaporation rate sensors to collectively switch crystal oscillators in the evaporation rate sensors at the same timing.
제5항에 있어서,
상기 각 증발 레이트 센서에 대응하여 설치되어, 상기 각 증발 레이트 센서 내의 수정 진동자의 수명을 판정하는 수명 판정부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수의 증발 레이트 센서 중, 상기 수명 판정부에 의한 수명 판정 결과에 따라 절체 시기가 가장 먼저 도래하는 증발 레이트 센서에서의 수정 진동자의 절체 타이밍에 맞추어, 상기 복수의 증발 레이트 센서의 수정 진동자를 일괄하여 절체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
The method of claim 5,
It is provided corresponding to each said evaporation rate sensor, and further includes the life determination part which determines the lifetime of the crystal oscillator in each said evaporation rate sensor,
The control unit is configured to match the switching timing of the crystal oscillator in the evaporation rate sensor in which the transfer time arrives first according to the life determination result of the life determination unit among the plurality of evaporation rate sensors. A film forming apparatus, wherein the crystal oscillator is controlled to be collectively transferred.
제6항에 있어서,
상기 복수의 증발원 각각은, 회전축을 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 도가니를 갖고, 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 가능한 회전형 다점 증발원인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
The method of claim 6,
Each of the plurality of evaporation sources has a plurality of crucibles disposed radially about a rotation axis, and is a rotatable multi-point evaporation source rotatable around the rotation axis.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 성막 장치를 사용하여, 유기 EL 표시 소자의 전극층을 형성하는 성막 방법.The film-forming method of forming the electrode layer of organic electroluminescent display element using the film-forming apparatus in any one of Claims 5-7. 제8항의 성막 방법을 사용하여, 유기 EL 표시 소자를 제조하는 방법.

The method of manufacturing an organic electroluminescent display element using the film-forming method of Claim 8.

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