TWI433947B - 真空氣相沉積系統 - Google Patents

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TWI433947B TW100139154A TW100139154A TWI433947B TW I433947 B TWI433947 B TW I433947B TW 100139154 A TW100139154 A TW 100139154A TW 100139154 A TW100139154 A TW 100139154A TW I433947 B TWI433947 B TW I433947B
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Description

真空氣相沉積系統
本發明關於一種真空氣相沉積系統，特別地關於一種用於製造有機電致發光(electro-luminescent,EL)元件的真空氣相沉積系統。
有機EL元件通常為這樣的電子元件，其中，由電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層等形成的有機薄膜層設於由透明導電膜(例如氧化銦錫)製造的電極和由金屬(例如鋁)製造的電極之間。當分別經由電洞傳輸層和電子傳輸層從陽極側注入的電洞和從陰極側注入的電子在發光層中重新組合所產生的激發子返回基態時，有機發光元件發射光。
同時，作為製造有機EL元件的一種方法，已知真空氣相沉積方法。例如，用於有機EL元件的構成材料(氣相沉積材料)設於坩堝中，並被加熱至等於或高於真空系統中氣相沉積材料的蒸發溫度的溫度，以便產生氣相沉積材料的蒸氣，且氣相沉積材料沉積在用作有機EL元件的基底的基材上，以便形成有機薄膜層。
已知在使用真空氣相沉積方法製造有機EL元件的步驟中，氣相沉積速率通過使用晶體振盪器的膜厚度感測器來監測，以便控制氣相沉積材料的蒸發量(蒸氣的產生量)。這是因為若不監測氣相沉積速率時，將不清楚在膜形成過程中氣相沉積材料黏附在基材上的黏附量(要形成在基材上的薄膜的膜厚度)，這使得很難將基材上的膜厚度調節至目標值。
不過，當氣相沉積材料黏附在晶體振盪器上的黏附量增加時，在由膜厚度感測器表示的氣相沉積速率值和氣相沉積材料黏附於基材的黏附量之間產生差值。這歸因於隨著黏附於晶體振盪器的氣相沉積材料的增加而產生的晶體振盪器的頻率改變。特別是當要形成在基材上的薄膜的膜厚度相對於目標值的誤差允許範圍很小時，這種現象成為問題。由於有機EL元件的每層膜厚度大致為大約幾十nm至100nm時，膜厚度相對於目標值的誤差允許範圍為幾奈米的量級。這時，在所指示的氣相沉積速率值和氣相沉積材料黏附在基材上的黏附量(已形成在基材上的薄膜的膜厚度)之間的差值可能使得製造良率降低。
作為用於解決上述問題的措施，已知真空氣相沉積系統設有用於控制膜厚度的膜厚度感測器以及用於校準膜厚度的膜厚度感測器，如日本專利申請案公開第2008-122200號中所述。在日本專利申請案公開第2008-122200號的真空氣相沉積系統中，用於控制膜厚度的膜厚度感測器的測量誤差由用於校準膜厚度的膜厚度感測器來校準，以便使得氣相沉積速率保持恆定。因此，氣相沉積材料黏附於基材的黏附量能夠穩定地落在目標值內。
同時，當利用用於校準的膜厚度感測器和用於監測的膜厚度感測器來進行膜形成時，需要提高膜厚度感測器中任何一個的監測精度。通常，從氣相沉積源的開口蒸發的氣相沉積材料的分佈變成橢球形(根據COS法則)。因此，當要提高要間歇使用的用於校準膜厚度的膜厚度感測器的校準精度時，日本專利申請案公開第2008-122200號中公開的感測器佈置可能使得進入用於校準膜厚度的膜厚度感測器的氣相沉積材料的黏附量降低，因此不充分。對於提高用於監測的膜厚度感測器的監測精度也有相同問題。
本發明解決了上述問題。本發明的一個目的是提供一種真空氣相沉積系統，它能夠精確測量氣相沉積速率和更高精度地控制膜厚度。
本發明的真空氣相沉積系統包括：真空腔室；基材保持機構，該基材保持機構保持基材；氣相沉積源，該氣相沉積源通過開口來釋放要在基材上形成膜的氣相沉積材料的蒸氣；用於監測的膜厚度感測器，當氣相沉積材料在基材上形成膜時，該用於監測的膜厚度感測器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率；控制系統，該控制系統包括：膜厚度控制器，該膜厚度控制器連接至用於監測的膜厚度感測器並計算目標氣相沉積速率與由所述用於監測的膜厚度感測器測量的氣相沉積速率之間的差；以及溫度控制器，該溫度控制器控制氣相沉積源的溫度以降低由膜厚度控制器獲得的所述目標氣相沉積速率與由所述用於監測的膜厚度感測器測量的氣相沉積速率之間的所述差；以及用於校準的膜厚度感測器，該用於校準的膜厚度感測器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率，並向控制系統輸出用於校準由用於監測的膜厚度感測器所獲得的氣相沉積速率的校準值，其中，從用於監測的膜厚度感測器和用於校準的膜厚度感測器中的要提高測量精度的一個膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離小於從另一膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離。
根據本發明，能夠提供該的真空氣相沉積系統，它能夠精確測量氣相沉積速率，並能夠以更高精度控制膜厚度。
本發明的真空氣相沉積系統能夠根據更靠近氣相沉積源的開口的膜厚度感測器的測量精度而高精度地管理氣相沉積材料在基材上形成膜的的氣相沉積速率，並提高有機EL元件的製造良率。例如，當用於校準的膜厚度感測器設於具有高測量精度的位置，且根據由要間歇校準的用於監測的膜厚度感測器獲得的測量數據來控制氣相沉積源時，氣相沉積材料在基材上形成膜的氣相沉積速率能夠高精度地校準，並能夠提高有機EL元件的成品收率。另一方面，當用於監測的膜厚度感測器設於具有高測量精度的位置，且根據由用於監測的膜厚度感測器獲得的測量數據控制氣相沉積源的溫度時，在氣相沉積材料在基材上形成膜的氣相沉積過程中，氣相沉積速率透過提高監測精度而得到穩定，且對於目標膜厚度，能夠以良好的精度形成膜。
通過下面參考附圖對示例實施例的說明，將清楚本發明的其它特徵。
本發明的真空氣相沉積系統包括：真空腔室；基材保持機構；氣相沉積源；用於監測的膜厚度感測器；控制系統；以及用於校準的膜厚度感測器。
這裡，基材保持機構是用於保持基材的部件。氣相沉積源是用於產生要在基材上形成膜的氣相沉積材料的蒸氣的部件。用於監測的膜厚度感測器是當氣相沉積材料在基材上形成膜時用於測量所關注的氣相沉積材料的氣相沉積速率以及控制氣相沉積源的溫度的部件。控制系統包括：溫度控制器，該溫度控制器根據由用於監測的膜厚度感測器獲得的測量數據來控制氣相沉積源的溫度；以及膜厚度控制器，該膜厚度控制器與用於監測的膜厚度感測器連接，並計算氣相沉積速率。用於校準的膜厚度感測器是用於測量氣相沉積材料的氣相沉積速率以及向控制系統輸出用於校準用於監測的膜厚度感測器所獲得的測量數據的校準值的部件。
在本發明的真空氣相沉積系統中，從用於監測的膜厚度感測器和用於校準的膜厚度感測器中的一個膜厚度感測器(該膜厚度感測器的測量精度要提高)至氣相沉積源的開口中心的距離小於從另一膜厚度感測器至氣相沉積源的開口中心的距離。也就是，從氣相沉積源的開口中心至用於監測的膜厚度感測器的距離和從氣相沉積源的開口中心至用於校準的膜厚度感測器的距離滿足以下關係(a)或(b)。
(a)關係：其中，從氣相沉積源的開口中心至用於監測的膜厚度感測器的距離大於從氣相沉積源的開口中心至用於校準的膜厚度感測器的距離(第一態樣)。
(b)關係：其中，從氣相沉積源的開口中心至用於監測的膜厚度感測器的距離小於從氣相沉積源的開口中心至用於校準的膜厚度感測器的距離(第二態樣)。
這裡使用的術語距離是指兩個部件之間的線性距離。具體地說，當氣相沉積源(的開口中心)和各感測器(用於監測的膜厚度感測器和用於校準的膜厚度感測器)分別設於特定空間座標(xyz空間座標)中(x1 ,y1 ,z1 )和(x2 ,y2 ,z2 )處時，所述距離由下面的公式(i)中的d表示。
d={(x2 -x1 )2 +(y2 -y1 )2 +(z2 -z1 )2 }1/2 　(i)
應注意，具體地說，感測器側的座標(x2 ,y2 ,z2 )是指感測器的膜形成表面的中心的座標。
(實例1)
下面參考附圖介紹用於提高用於校準的膜厚度感測器10的校準精度的第一實施例。圖1A和1B是各自表示本發明的真空氣相沉積系統的第一實施例的示意圖。這裡，圖1A是表示整個真空氣相沉積系統的示意圖，圖1B是表示構成圖1A的真空氣相沉積系統的控制系統的概要的電路方塊圖。在圖1A的真空氣相沉積系統1中，用於校準的膜厚度感測器10、用於監測的膜厚度感測器20、氣相沉積源30和基材保持機構(圖中未示)設於真空腔室50中的預定位置處。應注意，用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20相對於氣相沉積源30的相對位置將在後面說明。
在圖1A的真空氣相沉積系統1中，基材保持機構是佈置成保持基材40的部件並且通過支承遮罩41而保持設於遮罩41上的基材40。控制系統60設於真空腔室50的外部，並具有膜厚度控制器61和溫度控制器62。如圖1A和1B中所示，設於真空腔室50中的兩種感測器(用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20)與膜厚度控制器61電連接。而且，如圖1A和1B中所示，設於真空腔室50中的氣相沉積源30與溫度控制器62電連接。
氣相沉積源30包括：坩堝，用於容納氣相沉積材料31；加熱器，用於加熱坩堝；蓋；設於蓋中的開口32；以及反射器。氣相沉積材料31在坩堝中被加熱，且蒸氣通過設於蓋中的開口32而釋放。從氣相沉積源30產生的氣相沉積材料的蒸氣穿過遮罩(mask)41而黏附於基材40的膜形成表面，用於形成膜。因此，薄膜形成於基材40的預定區域中。
從氣相沉積源30產生的氣相沉積材料的蒸氣沉積在基材40上的速度(氣相沉積速率)由設有晶體振盪器的用於監測的膜厚度感測器20來測量。用於監測的膜厚度感測器20向膜厚度控制器61輸出測量數據。膜厚度控制器61根據用於監測的膜厚度感測器20的輸出測量數據利用溫度控制器62控制氣相沉積源30的加熱器功率。同時，為了輸出用於校準用於監測的膜厚度感測器20的測量數據的校準值，還提供了設有晶體振盪器的用於校準的膜厚度感測器10。這裡，兩種感測器(用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20)設於所述感測器並不阻擋從氣相沉積源30產生並導向基材40的氣相沉積材料的蒸氣的位置處。
這裡，從開口32的中心至用於校準的膜厚度感測器10的膜形成表面之中心的距離定義為L1 。另一方面，從開口32的中心至用於監測的膜厚度感測器20的膜形成表面之中心的距離定義為L2 。在圖1A的真空氣相沉積系統1中，建立了L2 大於L1 的關係(L1 <L2 )。因此，圖1A的真空氣相沉積系統1滿足上述第一態樣(即，其中，從氣相沉積源的開口中心至用於監測的膜厚度感測器的距離大於從氣相沉積源的開口中心至用於校準的膜厚度感測器的距離之關係)。應注意，為了提高各膜厚度感測器的靈敏性，較佳的是，當設置各膜厚度感測器時調節設定位置，以使得各膜厚度感測器的膜形成表面與使得該膜形成表面的中心與開口32的中心連接的直線垂直。
同時，由從開口32的中心至基材40的膜形成表面的垂直線和使得開口32的中心與用於校準的膜厚度感測器10的膜形成表面的中心連接的直線所形成的角度定義為θ1 。另一方面，由從開口32的中心至基材40的膜形成表面的垂直線和使得開口32的中心與用於監測的膜厚度感測器20的膜形成表面的中心連接的直線所形成的角度定義為θ2 。在圖1A的真空氣相沉積系統1中，建立了θ2 大於θ1 的關係(θ1 <θ2 )。不過，在圖1A的真空氣相沉積系統1中，也可以滿足θ1 等於θ2 的關係(θ1 =θ2 )。
在圖1A的真空氣相沉積系統1中，用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20中的至少一個可以設有用於阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的感測器閘板(圖中未示)。而且，可以提供用於間歇地阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的氣相沉積量限制機構(圖中未示)以代替感測器閘板。
在圖1A的真空氣相沉積系統1中，對齊機構(圖中未示)可以設於真空腔室50中，以便利用高精度遮罩和精確對齊氣相沉積的組合來形成精細圖形。
理想上，用於抽空真空腔室50的空氣的抽真空系統(圖中未示)是使用真空泵的抽真空系統，該真空泵能夠快速地將真空腔室的空氣抽空至高真空範圍。這裡，當使用圖1A的真空氣相沉積系統1來製造有機EL元件時，真空氣相沉積系統1通過閘閥(圖中未示)而與另一真空裝置連接，並可以執行用於製造有機EL元件的各種步驟。這裡，在用於製造有機EL元件的裝置中，希望提供執行各種步驟的多個真空腔室。因此，希望構成圖1A的真空氣相沉積系統1的真空腔室50是用於製造有機EL元件的裝置的一個部件。
設於氣相沉積源30的蓋中的開口32的開口面積、開口形狀、材料等可以單獨變化，且開口形狀可以是任何形狀，例如圓形、矩形、橢圓形。由於開口面積和開口形狀的變化，基材40上的膜厚度的可控制性可以進一步提高。而且，由於相同原因，氣相沉積源30的坩堝的形狀、材料等可以單獨變化。
下面將介紹使用圖1A的真空氣相沉積系統1的實例。
首先，10.0g的作為有機EL材料的三(8-羥基喹啉)鋁((下文中稱為Alq3 )作為氣相沉積材料31裝入氣相沉積源30的坩堝中。裝入氣相沉積源30的坩堝內的Alq3 經由設於氣相沉積源30中的至少一個開口32而從氣相沉積源30蒸發。這裡，氣相沉積源30佈置成與基材40的膜形成表面相對，且基材40設置成與遮罩41接觸。而且，從氣相沉積源30的開口32的中心至基材40的膜形成表面的距離設置為300mm。
用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20設於使得感測器不會阻擋由氣相沉積源30產生並導向基材40的蒸氣的位置處。具體地說，在用於校準的膜厚度感測器10中，L1 和θ1 設置為200mm和30°。另一方面，在用於監測的膜厚度感測器20中，L2 和θ2 設置為300mm和45°。應注意，感測器閘板(圖中未示)設於用於校準的膜厚度感測器10附近，以便適當地阻擋氣相沉積材料的蒸氣。
同時，從氣相沉積源30產生的氣相沉積材料31的蒸氣量在離從開口32的中心至基材40的膜形成表面的垂直線的距離更短的位置處更大，且蒸氣量在離開口32之中心的距離更短的位置處更大。因此，當用於校準的膜厚度感測器10根據上述條件設於具有比用於監測的膜厚度感測器20更大的蒸氣量的位置處時，氣相沉積材料31進入用於校準的膜厚度感測器10的進入量增加。當這樣使得氣相沉積材料31進入用於校準的膜厚度感測器10的進入量增加時，與將形成於基材上的膜厚度的差減小，這能夠提高用於校準的膜厚度感測器10的校準精度。
對於基材40，尺寸為100mm×100mm×0.7mm(厚度)的玻璃基材設置在基材存放裝置(圖中未示)中。
然後，基材存放裝置通過抽真空系統(圖中未示)而抽真空至1.0×10-4 Pa或更小。真空腔室50也通過抽真空系統(圖中未示)而抽真空至1.0×10-4 Pa或更小，且在抽真空之後，氣相沉積材料31通過設於氣相沉積源30中的加熱器而加熱至200℃。加熱器功率將根據設於氣相沉積源30中的熱電偶(圖中未示)的溫度由溫度控制器62來控制。
然後，在實際膜形成步驟之前預先確定用於校正各膜厚度監測器顯示的監測值與要形成在基材上的膜厚度的實際測量值之間的差值的校準係數。在用於監測的膜厚度感測器20中，氣相沉積材料31被加熱至使得氣相沉積速率達到1.0nm/sec(作為由膜厚度控制器61指示的值)的溫度。對於氣相沉積速率，膜厚度控制器61從用於監測的膜厚度感測器20接收信號，將該信號轉換成氣相沉積速率值，並將該氣相沉積速率值輸出至膜厚度控制器61的顯示部分。而且，膜厚度控制器61計算目標氣相沉積速率與由實際黏附在用於監測的膜厚度感測器上的氣相沉積材料量轉換的氣相沉積速率之間的差值。然後，膜厚度控制器61向溫度控制器62發送用於減小該差值的信號，以便控制加熱器施加給氣相沉積源30的功率。當在用於監測的膜厚度感測器20中氣相沉積速率達到1.0nm/sec時，一個基材40利用基材傳送機構(圖中未示)通過閘閥(圖中未示)從基材存放裝置(圖中未示)傳送給真空腔室50，並進行膜形成。進行膜形成直到沉積在用於監測的膜厚度感測器20上的薄膜的膜厚度達到100nm，並立即將上面已經形成有膜的基材40從真空腔室50中取出。這裡，形成於基材40上的膜的膜厚度由橢圓偏光計來測量，並與沉積在用於監測的膜厚度感測器20上的薄膜的膜厚度值進行比較，用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數b2 通過下面所示的公式(1)來計算。
b2 =b1 ×(t1 /t2 )　(1)
在公式(1)中，t1 表示在基材40上的薄膜的膜厚度，t2 表示目標膜厚度(這裡為100nm)，b1 表示先前在系統中設置的、用於監測的膜厚度感測器20的校準係數，而b2 表示用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數。
通過使用在公式(1)中所示的上述數學公式，基材40上的薄膜的膜厚度能夠與用於監測的膜厚度感測器20上的膜厚度匹配。
另一方面，基材40上的膜厚度也能夠以與用於監測的膜厚度感測器20相同的方式來與用於校準的膜厚度感測器10上的膜厚度匹配。具體地說，用於校準的膜厚度感測器10的感測器閘板(圖中未示)在基材40的膜形成步驟期間打開，且膜厚度通過上述數學公式(公式(1))以與用於監測的膜厚度感測器20中相同的方式進行匹配。這裡，在用於校準的膜厚度感測器10的情況下，b1 由b1 '(先前在裝置中設定的用於校準的膜厚度感測器10的校準係數)代替，並且b2 由b2 '(用於校準的膜厚度感測器10的新校準係數)代替。應注意，在完成膜形成之後，打開的感測器閘板(圖中未示)關閉。
所產生的用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數經由膜厚度控制器61代替在膜形成過程中用於監測的膜厚度感測器20的校準係數，且氣相沉積材料31再次被加熱至使得氣相沉積速率達到1.0nm/sec的溫度。然後，這時獲得的、用於校準的膜厚度感測器10的新校準係數也經由膜厚度控制器61代替先前在系統中設置的用於校準的膜厚度感測器10的校準係數。
上述計算校準係數的步驟重複進行，直到在相同膜形成條件下形成於基材40上的薄膜的膜厚度與黏附在用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20上的各膜厚度之間的差值落在±2.0%的範圍內。
下面說明使用用於校準的膜厚度感測器10來校準用於監測的膜厚度感測器20的氣相沉積速率的步驟。氣相沉積速率利用用於監測的膜厚度感測器20保持在1.0nm/sec，在多個基材40上相繼形成具有100nm膜厚度的膜。在此期間，每次用於監測的膜厚度感測器20的晶體振盪器的頻率降低0.015MHz，則通過傳送監測基材來形成膜。在監測基材40上形成膜之前，設於用於校準的膜厚度感測器10附近的感測器閘板(圖中未示)打開，並根據由用於校準的膜厚度感測器10測量的氣相沉積速率來確定校準值。然後，使用該校準值來校準用於監測的膜厚度感測器20的氣相沉積速率。重複該步驟，直到監測基材的數目達到10。
下面將參考附圖介紹校準用於監測的膜厚度感測器20的氣相沉積速率的步驟(校準步驟)的具體實例。圖2是表示校準步驟的實例的流程圖。在該實例中，校準步驟根據圖2的流程圖來進行。
首先，Alq3 的薄膜(氣相沉積薄膜)分別沉積在用於監測的膜厚度感測器20和用於校準的膜厚度感測器10上。這時，黏附在各感測器上的薄膜的膜厚度利用膜厚度控制器61來轉換。然後，黏附在用於監測的膜厚度感測器20上的薄膜的膜厚度與黏附在用於校準的膜厚度感測器10上的薄膜的膜厚度進行比較，且用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數a2 通過下面所示的公式(2)來計算。
a2 =a1 ×(T1 /T2 )　(2)
在公式(2)中，a1 表示在先前的膜形成過程中使用的、用於監測的膜厚度感測器20的校準係數，a2 表示用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數，T1 表示在用於校準的膜厚度感測器10上的薄膜的膜厚度，T2 表示在用於監測的膜厚度感測器20上的薄膜的膜厚度。
這裡，假定T1 和T2 是在相同時間段內黏附的膜厚度，用於監測的膜厚度感測器20上的薄膜的膜厚度能夠根據上述公式(2)而與用於校準的膜厚度感測器10上的薄膜的膜厚度匹配。通過進行上述校準步驟，關於用於監測的膜厚度感測器20的頻率衰減的氣相沉積速率誤差能夠被校準。
應注意，在用於校準的膜厚度感測器10上的薄膜的膜厚度(T1 )被轉換之後，關閉設在用於校準的膜厚度感測器10附近的感測器閘板(圖中未示)。然後，用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數a2 於膜厚度控制器60的膜形成過程中代替用於監測的膜厚度感測器20的校準係數a1 ，且該校準係數a2 用作用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數a1 。
然後，在用於監測的膜厚度感測器20的新校準係數輸入給膜厚度控制器61之後，氣相沉積源30由溫度控制器62控制成使得氣相沉積速率達到作為目標速率的1.0nm/sec。然後，在用於監測的膜厚度感測器20中達到目標速率1.0nm/sec之後，在基材40上進行膜形成。
膜形成通過上述方法來進行，所得到的10個監測基材的中心附近的膜厚度通過橢圓偏光計來測量。結果，對於100nm的目標膜厚度，測量的膜厚度落在100nm±2.0%的範圍內。這表示了晶體振盪器的頻率隨著氣相沉積材料31黏附於用於監測的膜厚度感測器20而衰減使得偏離目標膜厚度的現象通過設於具有高校準精度的位置處的用於校準的膜厚度感測器10克服。由此可知，相對於目標膜厚度，Alq3 膜能夠在很長時間段上以良好的精度形成。
如上所述，通過在製造有機EL元件時使用本例的真空氣相沉積系統來形成構成有機EL元件的薄膜，能夠製造各層的膜厚度受到控制的有機EL元件。
在本例中，在各圖1A和1B中所示的結構用作氣相沉積源30，但是並不侷限於此。而且，當使用高精度遮罩作為遮罩41時，可以通過組合地使用對齊階段來進行高精度遮罩氣相沉積，或者可以通過精確對齊氣相沉積來形成精細圖形。
(對比實例1)
為了驗證實例1的效果，在通過日本專利申請案公開第2008-122200號所述的習知真空氣相沉積系統來形成膜的情況下進行了對比測試。在該對比實例中，考慮日本專利申請案公開第2008-122200號的附圖，用於校準的膜厚度感測器和用於監測的膜厚度感測器分別佈置成滿足關係L1 =L2 和θ1 >θ2 。在這種結構中，Alq3 的蒸氣從氣相沉積源朝著目標產生，膜在真空腔室中形成於該目標上，氣相沉積源被加熱至使得在用於監測的膜厚度感測器中氣相沉積速率達到1.0nm/sec的溫度。利用與本發明的方法相同的方法在監測基材上進行膜形成，且通過橢圓偏光計來測量10個基材的中心附近的膜厚度。結果，對於100nm的目標膜厚度，在某些情況中測量的膜厚度並沒有落在±2.0%的範圍內。這是可能的，原因是氣相沉積源、用於校準的膜厚度感測器和用於監測的膜厚度感測器的相對位置並不清楚，因此很難降低膜厚度的分佈範圍。從這些結果發現，在使得氣相沉積材料在基材上形成具有預定膜厚度的膜方面，本發明的真空氣相沉積系統比常規的真空氣相沉積系統更優秀。
(實例2)
圖3是表示在本發明的真空氣相沉積系統中提高用於監測的膜厚度感測器的測量精度的第二實施例的示意圖。圖3的真空氣相沉積系統2與圖1A的真空氣相沉積系統1相同，除了用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20的佈置位置與圖1A的真空氣相沉積系統1的相應佈置位置不同之外。
在圖3的真空氣相沉積系統2中，形成了L1 大於L2 (L1 >L2 )的關係。也就是，L1 和L2 滿足關係L1 ≠L2 。另一方面，在圖3的真空氣相沉積系統2中，以與圖1A的真空氣相沉積系統1中相同的方式形成了θ2 大於θ1 (θ1 <θ2 )的關係。
(實例3)
圖4是表示在本發明的真空氣相沉積系統中提高用於監測的膜厚度感測器的測量精度的第三實施例的示意圖。圖4的真空氣相沉積系統3與圖1A的真空氣相沉積系統1相同，除了用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20的佈置位置與圖1A的真空氣相沉積系統1的對應佈置位置不同之外。
在圖4的真空氣相沉積系統3中，形成了L1 大於L2 (L1 >L2 )的關係。也就是，L1 和L2 滿足關係L1 ≠L2 。另一方面，在圖4的真空氣相沉積系統3中，形成了θ1 大於θ2 (θ1 >θ2 )的關係。不過，在圖4的真空氣相沉積系統3中，可以形成θ1 等於θ2 (θ1 =θ2 )的關係。
下面介紹使用圖4的真空氣相沉積系統3的實例。
使用圖4的真空氣相沉積系統3的方法與圖1A的真空氣相沉積系統1(實例1)的使用方法相同，除了對於用於校準的膜厚度感測器10，L1 和θ1 分別設置為300mm和45°，且對於用於監測的膜厚度感測器20，L2 和θ2 分別設置為200mm和30°之外。
監測基材的中心附近的膜厚度通過橢圓偏光計來測量，結果，對於100nm的目標膜厚度，測量的膜厚度落在100nm±2.0%的範圍內。與實例1比較，在基材40上進行氣相沉積的過程中用於監測的膜厚度感測器20中的氣相沉積速率變化將減小至1.0nm/sec±0.1%。
在該實例中，當用於監測的膜厚度感測器20設於使得氣相沉積材料31的進入量增加的位置時，用於監測的膜厚度感測器20上形成的薄膜與形成於基材上的薄膜之間的膜厚度差將變小。這能夠提高用於監測的膜厚度感測器20的監測精度。而且，已經發現，由於提高了監測精度，在基材40上進行氣相沉積期間氣相沉積速率穩定，且對於Alq3 的目標膜厚度，膜形成能夠以良好精度來進行。
(實例4)
圖5是表示在本發明的真空氣相沉積系統中提高用於監測的膜厚度感測器的測量精度的第四實施例的示意圖。圖5的真空氣相沉積系統4與圖4的真空氣相沉積系統3相同，除了用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20的佈置位置與圖4的真空氣相沉積系統3的對應佈置位置不同之外。
在圖5的真空氣相沉積系統4中，形成了L2 大於L1 (L1 <L2 )的關係。也就是，L1 和L2 滿足關係L1 ≠L2 。另一方面，在圖5的真空氣相沉積系統4中，以與圖4的真空氣相沉積系統3相同的方式形成了θ1 大於θ2 (θ2 <θ1 )的關係。
例如，儘管在各圖1A和1B中所示的結構用作在上述實例1至4中的氣相沉積源30，但是本發明並不侷限於此。當使用高精度遮罩作為遮罩41時，可以通過高精度遮罩和使用對齊階段的精確對齊氣相沉積而形成精細圖形。而且，儘管在本實例中膜形成之前的校準步驟和膜形成在每次用於監測的膜厚度感測器20的晶體振盪器的頻率降低0.015MHz時進行，但是本發明並不侷限於此。而且，各膜厚度感測器的佈置可以並不侷限於示例實施例，只要形成關係L1 ≠L2 即可。而且，與實例1至4類似，用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20中的至少一個可以設有用於阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的感測器閘板。而且，可以提供用於間歇地阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的氣相沉積量限制機構(圖中未示)，以代替感測器閘板。而且，計算用於使得基材40、用於校準的膜厚度感測器10和用於監測的膜厚度感測器20的膜厚度值匹配所需的校準係數的步驟並不侷限於本例的方法，各膜厚度值只需要落在目標值內。例如，可以使用這樣的方法，其中，先使得基材40和用於監測的膜厚度感測器20的膜厚度值相互匹配，然後，使得用於監測的膜厚度感測器20和用於校準的膜厚度感測器10的膜厚度值相互匹配。另外，基材40可以設有閘板，用於阻擋氣相沉積材料31的蒸氣。
儘管已經參考示例實施例介紹了本發明，但是應當知道，本發明並不侷限於所述示例實施例。以下的申請專利範圍將根據最廣義的解釋，以便包含所有這些變化形式以及等效的結構和功能。
1、2、3．．．真空氣相沉積系統
10．．．膜厚度感測器
20．．．膜厚度感測器
30．．．氣相沉積源
31．．．沉積材料
32．．．開口
40．．．基材
41．．．遮罩
50．．．真空腔室
60．．．控制系統
61、62．．．膜厚度控制器
圖1A和1B是各自表示本發明的真空氣相沉積系統的第一實施例的示意圖。圖1A是表示整個真空氣相沉積系統的示意圖，而圖1B是表示構成圖1A的真空氣相沉積系統的控制系統的概要的電路方塊圖。
圖2是表示校準步驟的實例的流程圖。
圖3是表示第二實施例的示意圖，其中，在本發明的真空氣相沉積系統中，用於監測的膜厚度感測器的測量精度提高。
圖4是表示第三實施例的示意圖，其中，在本發明的真空氣相沉積系統中，用於監測的膜厚度感測器的測量精度提高。
圖5是表示第四實施例的示意圖，其中，在本發明的真空氣相沉積系統中，用於校準的膜厚度感測器的測量精度提高。
1．．．真空氣相沉積系統
10．．．膜厚度感測器
20．．．膜厚度感測器
30．．．氣相沉積源
31．．．沉積材料
32．．．開口
40．．．基材
41．．．遮罩
50．．．真空腔室
60．．．控制系統
61、62．．．膜厚度控制器

Claims (4)

  1. 一種真空氣相沉積系統，包括：真空腔室；基材保持機構，該基材保持機構保持基材；氣相沉積源，該氣相沉積源通過開口來釋放氣相沉積材料的蒸氣，以便在基材上形成膜；用於監測的膜厚度感測器，當氣相沉積材料在基材上形成膜時，該用於監測的膜厚度感測器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率；控制系統，該控制系統包括：膜厚度控制器，該膜厚度控制器計算目標氣相沉積速率與所述用於監測的膜厚度感測器測量的氣相沉積速率之間的差；以及溫度控制器，該溫度控制器控制氣相沉積源的溫度以降低由膜厚度控制器獲得的目標氣相沉積速率與用於監測的膜厚度感測器測量的氣相沉積速率之間的所述差；以及用於校準的膜厚度感測器，該用於校準的膜厚度感測器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率，並向控制系統輸出用於校準由用於監測的膜厚度感測器所獲得的氣相沉積速率的校準值，其中，從用於監測的膜厚度感測器和用於校準的膜厚度感測器中的要提高測量精度的一個膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離小於從另一膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項的真空氣相沉積系統，其中，從用於校準的膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離小於從用於監測的膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離。
  3. 如申請專利範圍第1項的真空氣相沉積系統，其中，從用於監測的膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離小於從用於校準的膜厚度感測器至氣相沉積源的所述開口之中心的距離。
  4. 一種製造有機電致發光元件的方法，包括使用如申請專利範圍第1項的真空氣相沉積系統來形成有機電致發光元件的薄膜。
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