TWI293337B - Deposition system and method for measuring deposition thickness in the deposition system - Google Patents

Description

1293337 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 b本發明是有關於一種測量一沉積於一基板上之材料的 厚度之方法，以及一利用同法的沉積系統，且特別是有關 於一種將一來自於一沉積來源所散發之有機氣體材料的散 發速率轉換成在一基板上之沉積厚度的方法，以及一運用 同法的沉積系統。 【先前技術】 _ 可根據用於發射層之 機電致發光顯示器或是有 光顯示器特別有利，這是 可為重量輕巧且微薄、可 回應時間。 材料’將電致發光顯示器分為無 機電致發光顯示器。有機電致發 因為該等可藉一低電壓所驅動、 具有廣泛視角並且可具有一快速 有機電致發光顯示器可包含一具有一陽極、一有機材 料層以及一陰極之有機電致發光裝置。可將該等陽極、有 機材料層與陰極疊置於一基板上。該有機材料層可含有一 發射光線的有機發射層。可將一電子注入層及一電子傳透 層介置於該陰極與該有機發射層之間，並可將一電洞注入 層及一電洞傳透層介置於該陽極與該有機發射層之間。 可藉一物理氣相沉積方法或一化學氣相沉積方法來製 造该有機電致發光裝置。該物理氣相沉積方法可為一真空 沉積方法、離子鍍層方法、濺鍍方法等等。該化學氣相沉 積方法可利用軋體反應。一真空沉積方法已用於藉由在 真空下將一有機材料蒸發，俾將一有機氣體材料沉積於一 5 1293337 ^上積方法可運用—散發格室，以將—在一真 工至内条發之有機氣體材料散發至該基板上。 散發自該散發格室之有機氣體材料可被沉積在該基板 妨一有機材料層。可將一感測器，像是晶體感測器， -材枓靠近該基板處，以測量散發自該散發格室之有機氣 :哭=沉積速率。t該有機氣體材料被沉積於該晶體感 :::時’該晶體感測器的頻率會改變。該晶體感測器之 化值會被傳送到—控制$，該者根據該晶體感測 頻率的變化值來計算在基板上的沉積厚度。 然^在所計算之沉積厚度與真實沉積厚度間會有一 曰 現者日日體感測益的使用時間增長，根據該 曰曰^讀率變化所算出之沉積厚度的精確度會降低。 器A圖二顯不由不同感測器使用時間長度之不同晶體感測 晶體感^ C所Γ得的沉積樣本之計算沉積厚度。該第一 :“丨③A測！構成於沉積基1 ◦ 機層的沉積厚度。哕笛一曰·、 3上之有 板1109-4〜11〇9 / —感測器B測量構成於沉積基 際沉積厚产…上之有機層的沉積厚度。可認知到該實 ^ i) ^7，J *tf .(",j "σ ^"a ^ ^ 11 ^ ^ 氣體材料的各;重：•逐漸地賊少。沉積於該基板上之有機 裝置在該基板1ΐ:Γ積厚度’冑際上是藉由利用-測量 -詞是指各種直處進行測量而獲得。「平均厚度」 具Κ /儿積厚度的平均值。 圖2顯示在該晶體感測器之壽 頻率變化所計首中从 〜以自。亥曰曰體感測器 出的計算沉積厚度。在圖2裡，名 •1293337 「Cygnus厚度」意思是所算出的沉積厚度。當利用一曰 體感測器來測量沉積於11個基板上之有機材料的厚Z 時’可看到按照該晶體感測器之頻率變化所算出的沉積严 度是維持略高於約Ι,ΟΟΟΑ，然在該基板上之真實沉積厚 度的平均值會在晶體感測器之壽命上降低。 ^亦即，在一新晶體感測器啟用之後，很快地沉積於該 第一基板10-1上之有機材料的厚度會被計算出為約 l’OOOA，且亦被測量為約loooa。另一方面，在該最後 基板10-11上之有機材料的厚度被算出為約1〇〇〇1，L 實際上此僅測量為約800A。 …、 因此，可觀察到隨著所用之晶體感測器的壽命增高， 根據晶體感測器之頻率變化所算得的沉積厚度會減二：、言 會造成難以決定一精確的沉積厚度測量結果。 k 因此，存在一種利用一晶體感測器以精 厚度之方法的需要。 开疋，儿積 【發明内容】 本月提# m從-散發格室所散發之有機氣體材料 的散發速率而由一咸制哭、目，曰+ 成乳版材枓 —4/則為測量來決定一於基板上之沉穑厂曰 度的方法，以及提供一 π社m 心/儿積厚 /、種使用此方法的沉積系統。 後文說明將敘述本發 如/3义名員外特性，且部分蚰 该說明而顯見，或可為 為自 乂 J為由本發明實作所學知。 本發明揭示一插/ 使由七入 在一沉積系統中決定一沉積厚声之方 法，其甲包含··測量一 X之方 七 ^ ^自一散發袼室之材料的、、V接、古 率，該測量係由—感測 ” +的儿積速 仃，傳送所測得之沉積速率 7 1293337 至控制裔，並利用一運用該所、、則得、vy接、φ玄 士 所測付/儿積速率以及在該感 測裔哥命内之壽命值作 〃数的轉換公式，來計算沉積於 一基板上之材料的沉積厚度。

本發明亦揭示-種沉積系統，其中包含：一直*室、 置於該真空室之第-區域内的基板、-排置二真空 至之弟一區域内並且散發一沉積材料的散發格室、一測 散發自該散發格室之沉積材料的沉積速率之散發速率測量 感:器、以及—利用該所測得沉積速率以及在該沉積速率 測篁感測器壽命内之壽命值作為參數的轉換公式來計曾冗 積於該基板上之沉積材料之沉積厚度之控制器。 开 應瞭解前揭一 性質與解釋性質， 釋。 般說明及後載詳細說明兩者皆只是示範 以提供所申請之專利範圍的進一步詮 【實施方式】 内入以i、it #瞭解本發明並併人且組成本說明書之 邛刀的Ik附圖式乃說明本發明的具體實施例，並且連同 於該說明而解釋本發明原理。 底下將芩照於附圖以更詳細說明本發明，其中繪示本 :明具體實施例 '然而’本發明可按諸多不同形式戶;具體 貝作且不應被☆釋為党限於本文中所列述之各具體實施 例。相反地，提供該等具體實施例以令本揭示確為Z也 且可對熟諳本項技藝之人士完整地提供本發明範圍。在各 圖式中，各層與區域之大小及相對大小或因清晰目的而誇 8 1293337 應瞭解當指稱一 在另一構件「之上日士 薄膜、區域或基板的構件位 或者也可出現一中問扛 苓之上， r - ., f入的構件。相對地，當指稱一構件 直接地」位於另—描嵙 ^稱仵 構件。 構件之上時，則不會出現中間插入的

底下，"一厂右趟XX ^ 材料」被定義為一種在一烘爐中按@ 體或固體狀態所儲在；— 女液 「古 猎以構成一有機材料層的材料。一 m士丄 疋破疋義為一種當對該烘爐加熱後藉由 療發該有機材料所獲得的氣體材料。 灸糟由 根據本發明—示範性具體實施例，—沉積於— tt材料層的沉積厚度是由一轉換公式所計算而得，此 運用該散發格室所散發之有機氣體材料的沉積速率以 及孩曰曰體感測器之壽命内的壽命值作為參數，目此轉換之 沉積厚度約等於真實的沉積厚度。 、 ^可利用一種真空沉積方法，以在一含有一真空室之真 空此積系統内構成一有機電致發光裝置的有機材料層。 即如圖3所示，一真空沉積系統1〇〇的真空室ι〇可 於其内容納一基板3〇，其上可構成一有機材料層、一遮 罩4〇放置於該基板3〇前，以及一散發格室2〇按離該遮 罩4 0 一預定距離所排置。該遮罩4 〇可含有一對應至待於 該基板30上構成之有機材料層的樣式之樣式構成部分， 以及可包含一固定於一遮罩框架的固定部分。 即如圖4所示，在一預加熱過程及一沉積速率穩定過 転後’可藉一垂直傳送裝置（未以圖示），將該散發袼室2 〇 9 1293337 攸口亥真空室10的緩衝區域6〇移動 • 成長區域70。.兮―2 -工至Ϊ0的缚膜 可散發該有. 成長區域7…該散發格室2。 材料層。⑪體材料’藉以在該基板30上構成該有機 * - 散發格室2°之有機氣體材料的沉積速率可 疋置於該散發格室20前之晶體感測哭 器所咸知。A ^i σσ Zb的感測 虽部分散發自該散發格冑20之有機氣❹ 或被沉積於該晶體 1體材料 f率即行改變 幻曼6亥曰曰體感測器26的頻 Π:可按一信號將該晶體感測器26的頻率變化 控制器（未以圖示）。該控制器可利用該信 轉換公式來算出該基板上的沉積厚度。 " 該晶體感測器26之頻率變化而獲得的 速^貝!置結果或會隨著所用之晶體感測器壽命内的声貪

提咼而變得較不精確，因此算 了 P 不精確。 一的"鳴度也會變得較 為自該有機氣體材料之沉積速率獲得一精確沉積厚 度可依A "亥日日體感測态之哥命值來對該轉換公式" 償。補償之轉換公式可表如下： l ^ 沉積厚度=/3 - α X壽命值 其中α及i3為常數。 可按照所用之有機材料型態、目標沉積速率、待予構 成於該基板上之有機材料層的所欲厚度、 | π <日日體感測 10 1293337 。口的型怨以及該真空沉積系統的型態，來選擇該等以及尽。 - 圖5顯示根據本發明一具體實施例，利用該補償之轉 換公式，在該晶體感測器之使用時間上，從來自於該晶體 感測器之信號而計算的算得沉積厚度之精確度。現參照圖 5，可觀察到依照因該晶體感測器頻率變化而導致之沉積 速率以及在該晶體感測器之壽命内的壽命值所計算之算得 /儿積厚度，在該晶體感測器的使用時間上會是維持接近於 °玄真錢測得沉積厚度。在圖5中，轉換之沉積厚度是藉由 響底下公式所獲得： 沉積厚度=1 045 - 21·8 X壽命值 _ 、、在圖5中，由圓圈所表示的轉換沉積厚度是藉由施用 j述公式而轉換自圖2中的算得沉積厚度。可看到轉換之 '儿積厚度在該晶體感測器之壽命内是維持接近於由黑方塊 _ 所表之真實測得沉積厚度。 雕、該控制器可控制該散發格室的啟動作業，以隨著該晶 =$测态的哥命值增加，而提高有機氣體材料的目標沉積 ' 亦即，當自該晶體感測器頻率變化而獲得之轉換沉 度低於該目標沉積厚度時，該控制器可增加自該散發 格室所散發之有機氣體材料的供應量。 圖6顯示維持約高於人而近似於目標沉

白勺幸奎才參L .、’ γ、沉積厚度。該轉換沉積厚度是根據本發明，藉由一 運用有機氣體材料沉積速率肖晶體感測器壽命值之轉換公 11 1293337

该晶體感測器的哥命值增加而提高有機氣體材料的供應 熟諳本項技藝之人士應即瞭解可對本發明進行各式修 范圍。從而，所欲者 ，只要該等確屬後載 改及變化，而不致悖離本發明精神或範圍 為本發明涵蓋本發明各種修改及變化，只 申睛專利範圍及其等同項目之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一顯示對應於在各晶體感測器之壽命内的壽命 值之沉積厚度變化圖。 圖2係一顯示在基於一由晶體感測器所感測之沉積速 率的算得沉積厚度與真實沉積厚度間之差值的圖形。 圖3說明一運用感測該沉積速率之晶體感測器的真空 >儿積糸統。 圖4說明該真空沉積系統，其中一散發格室放置於一 溥膜成長區域内。 圖5係一顯示於基於該晶體感測器所感測之沉積速率 的异彳于沉積厚度與根據本發明一示範性具體實施例之真實 沉積厚度間的差值之圖形。 圖6係一顯示根據本發明所算得沉積厚度與維持在約 1，000A之真實沉積厚度的圖形。 【主要元件符號說明】 10 真空室 20 散發格室 12 1293337 26 晶體感測器 30 基板 40 遮罩 60 緩衝區域 70 薄膜成長區域 1 0 0真空沉積系統

Claims (1)

1. *1293337 申請專利範圍： 包含： 種在一沉積系統中決定一沉 積厚度之方法，其中 測量自一散發格室所散發之材 剩量是由一感測器所進行； 積逮辜，其中該 將所測得散發速率傳送至一控制器；以及 利用一運用所測得沉藉v 儿積速羊以及該感測器之壽命值作 4筝數的轉換公式，計算沉積於一材 声。 土似工心柯枓的沉積厚 2.如中請專利㈣f丨項所述之方法，其中該壽命值 破設定於從當該感測器開始測量該沉積速率之時至當㈣ 測器停止測量該沉積速率之時的感測器壽命内。田乂〜 3 ·如申請專利範圍第1項所述 # 不1只所返之方法，其中該感測器 包含一晶體感測器。 之方法’其中該轉換公

   4·如申請專利範圍第1項所述 式包含如下公式： 沉積厚度=θ - α X壽命值 其中α及/3為常數。 5·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該以等於 21 · 8，該 /3 等於 1 045。 曰6·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該α及/3 =祆如下一組因素之至少一項而選擇：自該散發袼室所散 2之材料型態、所欲沉積速率、所欲沉積厚度、所用感測 器之型態以及所用沉積系統之型態。 14 -1293337 _ 、、L 5)¾¾修.(更)正替換頁I 7 · —種採用如申請專利範圍第1至6項任一項所述方 ' 法之沉積系統，其中包含： 一真空室； 一基板，此者排置於該真空室之第一區域内； 一散發袼室，此者排置於該真空室之第二區域内並且 散發一沉積材料； 一散發速率測量感測器，此者測量散發自該散發格室 之沉積材料的沉積速率；以及 一控制器，此者利用一運用所測得沉積速率以及該散 發速率測量感測器之壽命值作為參數的轉換公式，計算沉 積於該基板上之沉積材料之沉積厚度。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之沉積系統，其中該壽 命值被設定於從當該散發速率測量感測器開始測量該沉積 速率之時至g邊感測器停止測量該沉積速率之時的散發速 率測量感測器壽命内。 9. 如申請專利範㈣7項所述之沉積系統，其中該感 測器包含一晶體感測器。 10. 如申請專利範圍第9項所述之沉積系統，其中該晶 體感測器係架置於散發格室。 H.如申請專利範圍第7項所述之沉積系統，其中該控 制器隨著該散發速率測量感測器的壽命值増加而提高自該 散發格室所散發之沉積材料的散發速率。 12.如申請專利範圍第7項所述之沉積系統，其中該基 板是用於一有機電致發光裝置。 15 '1293337 · 一—— 、 私年？月修(更)正替換1 13·如申請專利範圍第7項所述之沉積系統，其中該轉 J 換公式包含如下公式·· 沉積厚度=β - α X壽命值 其中α及β為常數。 申明專利範圍第1 3項所述之沉積系統，其中該 -α等於21· 8，該β等於1〇45。 15·如申請專利範圍第13項所述之沉積系統，其中該 •:及Ρ是按如下一組因素之至少一項而選擇：自該散發格 至所政發之材料型態、所欲沉積速率、所欲沉積厚度、所 用感測器之型態以及所用沉積系統之型態。 十一、圖式： 如次頁 1293337

   1293337 ·

   100 圖 4

   1293337 、 七、指定代表圖： (一）本案指定代表圖為：第（4 )圖 ^ (二）本代表圖之元件符號簡單說明： 10 真空室 20 散發格室 26 晶體感測器 30 基板 40 遮罩 60 緩衝區域 W 70 薄膜成長區域 100 真空沉積系統 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）