TWI649908B - 薄膜沉積裝置及使用其沉積薄膜之方法 - Google Patents

薄膜沉積裝置及使用其沉積薄膜之方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種薄膜沉積裝置及使用此薄膜沉積裝置沉積薄膜的方法，薄膜沉積裝置包含含有基板及遮罩安裝於其中的腔體；沉積來源，沉積來源提供沉積氣體到基板；以及遮罩量測單元，遮罩量測單元量測腔體內遮罩的狀態。

Description

薄膜沉積裝置及使用其沉積薄膜之方法
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2012年11月5日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請號10-2012-0124473之效益，其全部揭露於此併入做為參考。
本實施例係相關於薄膜沉積裝置及使用其沉積薄膜之方法。
在薄膜形成製程中，例如，有機發光二極體(OLED)顯示器薄膜之形成，沉積技術可包含產生沉積來源之蒸氣並使其沉積在基板之表面上。舉例來說，沉積製程可包含放置遮罩在基板上並使沉積來源之蒸氣通過遮罩之孔隙，且在基板上形成含有期望圖樣之薄膜。
本實施例提供一種具有改良結構之薄膜沉積裝置以直接地且快速地偵測出遮罩上缺陷的發生、以及使用該裝置沉積薄膜之方法。
根據實施例，其提供了一種薄膜沉積裝置，其包含：含有基板與遮罩安裝於其上之腔體；提供沉積氣體至基板之沉積來源；以及腔體內量測遮罩狀態之遮罩量測單元。
遮罩量測單元可包含單一量測元件，其量測遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度(positioning accuracy)。
遮罩量測單元可包含複數個量測元件，每個量測元件係分配以量測遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。
遮罩可被分成對應到複數個量測元件之多個區域。於此例，每一複數個量測元件可被分配到其中一個區域，並量測所分配到的遮罩區域之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。
根據本發明之其他態樣，其提供了一種沉積薄膜的方法，包含於含有沉積來源及遮罩量測單元之腔體內安裝基板與遮罩；使用遮罩量測單元量測遮罩之狀態；以及需要時根據量測結果置換遮罩。
遮罩量測單元可包含量測遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度之單一量測單元。
遮罩量測單元可包含複數個量測元件，每個量測元件量測所分配之遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度等不同項。
遮罩可被分成對應到複數個量測元件之多個區域。於此例，每一複數個量測元件可被分配到其中一個區域，並量測所分配到之遮罩區域的外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。
根據本發明實施例之薄膜沉積裝置及使用此裝置之薄膜沉積方法可提供早期與直接的偵測遮罩上的缺陷，且因此可即時置換有缺陷的遮罩。如此，其後缺陷的發生可被減少，而生產效率可大幅提升。
10‧‧‧遮罩
11‧‧‧遮罩框架
20‧‧‧基板
100、200、300‧‧‧薄膜沉積裝置
110、210、310‧‧‧遮罩量測單元
111‧‧‧量測元件
120、220、320‧‧‧沉積來源
130、230、330‧‧‧腔體
211、311‧‧‧第一量測元件
212、312‧‧‧第二量測元件
A、B‧‧‧區域
特徵將藉由參考附圖而詳述其例示性實施例而對所屬技術領域具有通常知識者變得明顯，其中： 第1A圖及第1B圖說明依據本實施例之薄膜沉積裝置之構造； 第2A圖及第2B圖說明根據其他實施例，薄膜沉積裝置之構造；以及 第3A圖及第3B圖說明根據其他實施例，薄膜沉積裝置之構造。
以下，實施例將參考附圖而被詳述。
首先，根據本實施例之薄膜沉積裝置100將參考第1A圖及第1B圖於現在描述。
參考第1A圖及第1B圖，根據本實施例之薄膜沉積裝置100可包含含有基板20(沉積目標)與固定地貼附於基板20上之遮罩10(用於 形成期望圖樣)之腔體130、沉積來源120(用於朝遮罩10與基板20噴灑沉積氣體)、以及遮罩量測單元110(用於直接檢視腔體130內遮罩10的狀態)。薄膜沉積裝置100可進一步包含遮罩框架11。
因此，當沉積來源120於腔體130釋出沉積氣體時，沉積氣體穿過遮罩10的孔隙並沉積於基板20上從而形成具有預先設定圖樣之薄膜。
如上述，遮罩量測單元110可被安裝於腔體130內以直接地量測腔體130內的遮罩10上之存在的缺陷。因此，此直接量測相較於需由產物而得知遮罩10之狀態的間接量測技術可有利於更快速及更精準地測定及量測。
遮罩量測單元110可包含單一量測元件111，其係用來量測，例如，遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度(positioning accuracy)。舉例來說，汙染程度可由以紅外光照射遮罩10並量測反射光的總量來測定，當遮罩10被嚴重汙染時，大量紅外光可被吸收，因此反射光的總量可減少。此外，存在的缺陷可由在使用相機對遮罩10照相之後參考事前輸入之對應基準來比較遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度來測定。
一個常見的三軸致動器(three-axis actuator)(未顯示)允許量測元件111在X、Y、及Z軸間移動。量測元件111可跨越腔體130內的遮罩10來量測遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。使用薄膜沉積裝置100沉積薄膜的方法將於現在描述。
首先，在遮罩10與基板20安裝在用於沉積製程之腔體130之後，量測元件111可在沉積來源120運作之前檢查遮罩10的狀態。量測元件111可接著跨越遮罩10來量測遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。如果偵測到遮罩10狀態的錯誤，有缺陷的遮罩10可立即以另一個遮罩10置換，並檢查另一個遮罩10的缺陷。當遮罩10的狀態沒有被偵測到錯誤，量測元件111可移動至遮罩10之外部，接著沉積來源120可開始沉積薄膜到基板20上面。
上述遮罩10的檢查可在沉積開始前或完成後執行。
使用量測元件111檢查腔體內的遮罩10可有利於直接而快速的偵測遮罩10內的錯誤，且因此可事先置換有缺陷的遮罩10。因此，使用薄膜沉積裝置100可幫助減少生產錯誤率並幫助改善生產效率。
第2A圖及第2B圖說明根據其他實施例建造薄膜沉積裝置200。
參考第2A圖及第2B圖，依據本實施例之薄膜沉積裝置200可包含含有基板20(沉積目標)與固定地貼附於基板20上之遮罩10(用於形成期望圖樣)之腔體230、沉積來源220(用於朝遮罩10與基板20噴灑沉積氣體)、以及遮罩量測單元210(用於直接檢視腔體230內遮罩10的狀態)。
因此，當沉積來源220在腔體內釋出沉積氣體時，沉積氣體穿過遮罩10內的孔隙且可被沉積在基板20上從而形成具有預先設定圖樣的薄膜。
遮罩量測單元210可包含複數個量測元件，例如，第一與第二量測元件211與212。第一量測元件211可量測遮罩10的汙染程度而第二量測元件212可量測外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。舉例來說，第一與第二量測元件211與212可被分配到量測之某些要素，而非使用單一量測元件111量測先前實施例之所有要素，在此被分配的要素互相不同。舉例來說，第一量測元件211可藉由以紅外光照射遮罩10並量測反射光總量來測定汙染程度。當遮罩10被嚴重汙染時，反射光的總量可因大部分紅外光被吸收而減少。另外，第二量測元件212可在使用相機對遮罩10照相之後參考事前輸入的對應基準來比較外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。
一個常見的三軸致動器(未顯示)可允許第一與第二量測元件211與212在X、Y、及Z軸間移動。第一與第二量測元件211與212可跨越腔體230內的遮罩10以分別地量測遮罩10之汙染程度，及外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。
使用薄膜沉積裝置200沉積薄膜的方法將於現在描述。
首先，在遮罩10與基板20安裝在用於沉積製程之腔體230內之後，第一與第二量測元件211與212可依序地運作以於沉積來源220運作前檢查遮罩10的狀態。第一量測元件221可跨越遮罩10以量測汙染程度，而隨後，第二量測元件212可跨越遮罩10以量測遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。如果偵測到遮罩10狀態的錯誤，有缺陷的遮罩10可立即以另一個遮罩10置換，並檢查另一個遮罩10之缺陷。當遮罩10的狀態沒有偵測到錯誤，第一與第二量測元件211 與212可移動至遮罩10之外部，接著沉積來源220可運作以開始沉積薄膜在基板20上。
上述遮罩10的檢查可在沉積的開始前或完成後執行。
使用量測單元210檢查腔體230內之遮罩10可有利於直接而快速的偵測遮罩10內的錯誤，且因此可使事先置換有缺陷的遮罩10變得容易。因此，使用薄膜沉積裝置200可幫助減少產品錯誤率並可幫助改善生產效率。
第3A與第3B圖說明根據其他實施例薄膜沉積裝置300的構造。
參考第3A與第3B圖，依據本實施例之薄膜沉積裝置300可包含含有基板20(為沉積目標)與固定地貼附於基板20上之遮罩10(用於形成期望圖樣)之腔體330、沉積來源320(用於朝遮罩10與基板20噴灑沉積氣體)、以及遮罩量測單元310(用於直接檢視腔體330內遮罩10的狀態)。
因此，當沉積來源320在腔體330內釋出沉積氣體，沉積氣體穿過遮罩10內的孔隙且可被沉積在基板20上從而形成具有事先設定圖樣的薄膜。
遮罩量測單元310可包含複數個量測元件，例如，第一與第二量測元件311與312。每一個第一與第二量測元件311與312可量測外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。於此例，遮罩10可被分為，例如，兩個，用於量測的區域。第一或第二量測元件 311與312可被分配到兩個區域之其一。參考第3B圖，第一量測元件311可量測區域A之上述要素而第二量測元件312可量測區域B之同樣要素。
如同之前實施例，汙染程度可由以紅外光照射遮罩10並量測反射光的總量來測定。外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度可由在使用相機對遮罩10照相之後參考事前輸入之對應基準來比較。
一個常見的三軸致動器(未顯示)允許第一與第二量測元件311與312在X、Y、及Z軸間移動。第一與第二量測元件311與312可跨越腔體330內的遮罩10以分別地量測遮罩10之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。
使用薄膜沉積裝置300沉積薄膜的方法將於現在描述。
首先，在遮罩10與基板20安裝在用於沉積製程之腔體330內之後，第一與第二量元件311與312可在沉積來源320運作前檢查遮罩10的狀態。第一與第二量測元件311與312可跨越遮罩10以分別地量測遮罩10區域A與區域B之汙染程度、外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。如果偵測到遮罩10狀態的錯誤，有缺陷的遮罩10可立即以另一個遮罩10置換，並檢查另一個遮罩10之缺陷。當遮罩10的狀態沒有偵測到錯誤，第一與第二量測元件311與312可移動至遮罩10之外部，接著沉積來源320可運作以開始沉積薄膜在基板20上。
上述遮罩10的檢查可在沉積開始前或完成後執行。
使用量測單元310檢查腔體330內之遮罩10可有利於直接而快速的偵測遮罩10內的錯誤，且因此可使事先置換有缺陷的遮罩10變 得容易。因此，使用薄膜沉積裝置300可幫助減少產品錯誤率並可幫助改善生產效率。
透過總結及回顧，當缺陷由於遮罩不平坦的孔隙及孔隙因沉積過程中之汙染物阻塞而發生，只有可能從產出的產品偵測到缺陷的存在。舉例來說，在沉積製程中可能難以直接地確認遮罩內的缺陷。因此缺陷的存在可由將形成於基板上薄膜的狀態來推論。
據此，量測結果無法及時補償遮罩內的缺陷。再者，當缺陷在遮罩內發生，缺陷數量會持續增加直到缺陷被找出。這可嚴重地降低生產效率。
根據實施例之薄膜沉積裝置能夠藉由產生沉積來源之蒸氣在物體表面上形成薄膜，更明確地說，本發明提供一種使用遮罩形成沉積圖樣之薄膜沉積裝置及使用該裝置沉積薄膜的方法。
當本發明參考其例示性實施例被具體地顯示及描述時，其可為所屬技術領域具有通常知識者理解的是，在不脫離由以下申請專利範圍所定義之本發明的精神及範疇內，可對其進行形式及細節上的各種變更。

Claims (8)

  1. 一種薄膜沉積裝置，其包含：一腔體，具有一基板及一遮罩安裝於其中；一沉積來源，該沉積來源提供一沉積氣體到該基板；以及一遮罩量測單元，該遮罩量測單元沿著彼此正交的X、Y及Z軸移動，並量測該腔體內該遮罩的狀態；其中該遮罩量測單元包含第一量測元件及第二量測元件，該第一量測元件藉由以紅外光照射該遮罩並量測反射光的總量來測定汙染程度，且該第二量測元件藉由一照相機來量測該遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性及定位準確度；其中，該遮罩分為兩個區域以對應於該第一量測元件及該第二量測元件，該第一量測元件量測在該遮罩的其中一個區域中之汙染程度，而該第二量測元件量測在該遮罩的另一個區域中之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜沉積裝置，其中該遮罩量測單元包含複數個量測元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜沉積裝置，其中各該複數個量測元件分別地量測遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度之至少其中一種。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜沉積裝置，其中：該遮罩被分成對應到該複數個量測元件的多個之多個區域；以及 每一該複數個量測元件量測該遮罩中其中一個區域之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度。
  5. 一種沉積薄膜的方法，該方法包含：安裝一基板及一遮罩於包含一沉積來源及一遮罩量測單元之一腔體內，該遮罩量測單元沿著彼此正交的X、Y及Z軸移動；用該遮罩量測單元量測該遮罩之狀態；以及需要時根據量測結果置換該遮罩；其中該遮罩量測單元包含第一量測元件及第二量測元件，該第一量測元件藉由以紅外光照射該遮罩並量測反射光的總量來測定汙染程度，且該第二量測元件藉由一照相機來量測該遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性及定位準確度其中，該遮罩分為兩個區域以對應於該第一量測元件及該第二量測元件，該第一量測元件量測在該遮罩的其中一個區域中之汙染程度，而該第二量測元件量測在該遮罩的另一個區域中之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、及定位準確度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該遮罩量測單元包含複數個量測元件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中用該遮罩量測單元量測該遮罩之狀態包含分別地使用各該複數個量測元件量測該遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度之至少其中一種。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中：該遮罩被分為對應到該複數個量測元件的多個之多個區域；以 及用該遮罩量測單元量測該遮罩之狀態包含在該遮罩其中一個區域使用各該複數個量測元件以分別地量測該遮罩之外型正確性、孔隙尺寸、孔隙均勻性、汙染程度、及定位準確度之至少其中一種。
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