專利名稱：真空氣相沉積系統以及制造有機電致發光元件的方法
技術領域：
本發明涉及一種真空氣相沉積系統，特別地涉及一種用于制造有機電致發光(EL) 元件的真空氣相沉積系統。
背景技術：
有機EL元件通常為這樣的電子元件，其中，由空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層等形成的有機薄膜層布置在由透明導電膜(例如氧化銦錫)制造的電極和由金屬(例如鋁) 制造的電極之間。當分別經由空穴傳輸層和電子傳輸層從陽極側注入的空穴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，作為制造有機EL元件的一種方法，已知真空氣相沉積方法。例如，用于有機 EL元件的構成材料(氣相沉積材料)布置在坩堝中，并被加熱至等于或高于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元件的基底的基片上，以便形成有機薄膜層。已知在使用真空氣相沉積方法制造有機EL元件的步驟中，氣相沉積速率通過使用晶體振蕩器的膜厚度傳感器來監測，以便控制氣相沉積材料的蒸發量(蒸氣的產生量)。 這是因為當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粘附在基片上的粘附量(要形成在基片上的薄膜的膜厚度)，這使得很難將基片上的膜厚度調節至目標值。不過，當氣相沉積材料粘附在晶體振蕩器上的粘附量增加時，在由膜厚度傳感器表示的氣相沉積速率值和氣相沉積材料粘附于基片的粘附量之間產生差值。這歸因于隨著粘附于晶體振蕩器的氣相沉積材料的增加而產生的晶體振蕩器的頻率改變。特別是當要形成在基片上的薄膜的膜厚度相對于目標值的誤差允許范圍很小時，這種現象成為問題。由于有機EL元件的每層膜厚度大致為大約幾十nm至IOOnm時，膜厚度相對于目標值的誤差允許范圍為幾納米的量級。這時，在所指示的氣相沉積速率值和氣相沉積材料粘附在基片上的粘附量(已形成在基片上的薄膜的膜厚度)之間的差值可能使得成品收率降低。作為用于解決上述問題的措施，已知真空氣相沉積系統設有用于控制膜厚度的膜厚度傳感器以及用于校準膜厚度的膜厚度傳感器，如日本專利申請公開No. 2008-122200 中所述。在日本專利申請公開No. 2008-122200的真空氣相沉積系統中，用于控制膜厚度的膜厚度傳感器的測量誤差由用于校準膜厚度的膜厚度傳感器來校準，以便使得氣相沉積速率保持恒定。因此，氣相沉積材料粘附于基片的粘附量能夠穩定地落在目標值內。同時，當利用用于校準的膜厚度傳感器和用于監測的膜厚度傳感器來進行膜形成時，需要提高膜厚度傳感器中任意一個的監測精度。通常，從氣相沉積源的開口蒸發的氣相沉積材料的分布變成橢球形(根據COS法則)。因此，當要提高要間歇使用的用于校準膜厚度的膜厚度傳感器的校準精度時，日本專利申請公開No. 2008-122200中公開的傳感器布置可能使得進入用于校準膜厚度的膜厚度傳感器的氣相沉積材料的粘附量降低，因此不充分。對于提高用于監測的膜厚度傳感器的監測精度也有相同問題。

發明內容
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；基片保持機構，該基片保持機構保持基片；氣相沉積源，該氣相沉積源通過開口來釋放要在基片上形成膜的氣相沉積材料的蒸氣；用于監測的膜厚度傳感器，當氣相沉積材料在基片上形成膜時，該用于監測的膜厚度傳感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于監測的膜厚度傳感器并計算目標氣相沉積速率與由所述用于監測的膜厚度傳感器測量的氣相沉積速率之間的差；和溫度控制器，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于監測的膜厚度傳感器測量的氣相沉積速率之間的所述差；以及用于校準的膜厚度傳感器，該用于校準的膜厚度傳感器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率，并向控制系統輸出用于校準由用于監測的膜厚度傳感器所獲得的氣相沉積速率的校準值，其中，從用于監測的膜厚度傳感器和用于校準的膜厚度傳感器中的要提高測量精度的一個膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離小于從另一膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離。根據本發明，能夠提供這樣的真空氣相沉積系統，它能夠精確測量氣相沉積速率， 并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傳感器的測量精度而高精度地管理氣相沉積材料在基片上形成膜的的氣相沉積速率，并提高有機 EL元件的成品收率。例如，當用于校準的膜厚度傳感器布置在具有高測量精度的位置，且根據由要間歇校準的用于監測的膜厚度傳感器獲得的測量數據來控制氣相沉積源時，氣相沉積材料在基片上形成膜的氣相沉積速率能夠高精度地校準，并能夠提高有機EL元件的成品收率。另一方面，當用于監測的膜厚度傳感器布置在具有高測量精度的位置，且根據由用于監測的膜厚度傳感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片上形成膜的氣相沉積過程中，氣相沉積速率通過提高監測精度而得到穩定，且對于目標膜厚度，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征。


圖IA和IB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IA 是表示整個真空氣相沉積系統的示意圖，而圖IB是表示構成圖IA的真空氣相沉積系統的控制系統的概要的電路方框圖。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，用于監測的膜厚度傳感器的測量精度提高。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，用于監測的膜厚度傳感器的測量精度提高。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，用于校準的膜厚度傳感器的測量精度提高。
具體實施例方式本發明的真空氣相沉積系統包括真空腔室；基片保持機構；氣相沉積源；用于監測的膜厚度傳感器；控制系統；以及用于校準的膜厚度傳感器。這里，基片保持機構是用于保持基片的部件。氣相沉積源是用于產生要在基片上形成膜的氣相沉積材料的蒸氣的部件。用于監測的膜厚度傳感器是當氣相沉積材料在基片上形成膜時用于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于監測的膜厚度傳感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于監測的膜厚度傳感器連接，并計算氣相沉積速率。用于校準的膜厚度傳感器是用于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于校準用于監測的膜厚度傳感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，從用于監測的膜厚度傳感器和用于校準的膜厚度傳感器中的一個膜厚度傳感器(該膜厚度傳感器的測量精度要提高)至氣相沉積源的開口中心的距離小于從另一膜厚度傳感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于監測的膜厚度傳感器的距離和從氣相沉積源的開口中心至用于校準的膜厚度傳感器的距離滿足以下關系(a)或(b)。(a)關系其中，從氣相沉積源的開口中心至用于監測的膜厚度傳感器的距離大于從氣相沉積源的開口中心至用于校準的膜厚度傳感器的距離(第一方面)。(b)關系其中，從氣相沉積源的開口中心至用于監測的膜厚度傳感器的距離小于從氣相沉積源的開口中心至用于校準的膜厚度傳感器的距離(第二方面)。這里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)和各傳感器(用于監測的膜厚度傳感器和用于校準的膜厚度傳感器)分別布置在特定空間坐標(xyz空間坐標)中(Xl、yi、Zl)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)應當知道，具體地說，傳感器側的坐標(x2、y2、z2)是指傳感器的膜形成表面的中心的坐標。(實例1)下面參考附圖介紹用于提高用于校準的膜厚度傳感器10的校準精度的第一實施例。圖IA和IB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。這里，圖 IA是表示整個真空氣相沉積系統的示意圖，圖IB是表示構成圖IA的真空氣相沉積系統的控制系統的概要的電路方框圖。在圖IA的真空氣相沉積系統1中，用于校準的膜厚度傳感器10、用于監測的膜厚度傳感器20、氣相沉積源30和基片保持機構(未示出)布置在真空腔室50中的預定位置處。應當知道，用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20相對于氣相沉積源30的相對位置將在后面說明。在圖IA的真空氣相沉積系統1中，基片保持機構是布置成保持基片40的部件并且通過支承掩模41而保持布置在掩模41上的基片40。控制系統60布置在真空腔室50的
5外部，并具有膜厚度控制器61和溫度控制器62。如圖IA和IB中所示，布置在真空腔室50 中的兩種傳感器(用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20)與膜厚度控制器61電連接。而且，如圖IA和IB中所示，布置在真空腔室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，用于容納氣相沉積材料31 ；加熱器，用于加熱坩堝； 蓋；布置在蓋中的開口 32;以及反射器。氣相沉積材料31在坩堝中被加熱，且蒸氣通過布置在蓋中的開口 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掩模41而粘附于基片40的膜形成表面，用于形成膜。因此，薄膜形成于基片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片40上的速度(氣相沉積速率)由設有晶體振蕩器的用于監測的膜厚度傳感器20來測量。用于監測的膜厚度傳感器20向膜厚度控制器61輸出測量數據。膜厚度控制器61根據用于監測的膜厚度傳感器 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，為了輸出用于校準用于監測的膜厚度傳感器20的測量數據的校準值，還提供了設有晶體振蕩器的用于校準的膜厚度傳感器10。這里，兩種傳感器(用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20)布置在所述傳感器并不阻擋從氣相沉積源30產生并導向基片40的氣相沉積材料的蒸氣的位置處。這里，從開口 32的中心至用于校準的膜厚度傳感器10的膜形成表面的中心的距離定義為L1。另一方面，從開口 32的中心至用于監測的膜厚度傳感器20的膜形成表面的中心的距離定義為L2。在圖IA的真空氣相沉積系統1中，建立了 L2大于L1的關系(L1CL2)15 因此，圖IA的真空氣相沉積系統1滿足上述第一方面(即這樣的關系，其中，從氣相沉積源的開口中心至用于監測的膜厚度傳感器的距離大于從氣相沉積源的開口中心至用于校準的膜厚度傳感器的距離)。應當知道，為了提高各膜厚度傳感器的靈敏性，優選地，當設置各膜厚度傳感器時調節設定位置，以使得各膜厚度傳感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的中心至基片40的膜形成表面的垂直線和使得開口 32的中心與用于校準的膜厚度傳感器10的膜形成表面的中心連接的直線所形成的角度定義為θ 10 另一方面，由從開口 32的中心至基片40的膜形成表面的垂直線和使得開口 32的中心與用于監測的膜厚度傳感器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 IA的真空氣相沉積系統1中，建立了 θ 2大于Q1的關系(Q1S θ 2)。不過，在圖IA的真空氣相沉積系統1中，也可以滿足θ工等于θ 2的關系(θ工=θ 2)。在圖IA的真空氣相沉積系統1中，用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20中的至少一個可以設有用于阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的傳感器閘板(未示出)。而且，可以提供用于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(未示出)以代替傳感器閘板。在圖IA的真空氣相沉積系統1中，對齊機構(未示出)可以布置在真空腔室50 中，以便利用高精度掩模和精確對齊氣相沉積的組合來形成精細圖形。合適的是，用于抽空真空腔室50的空氣的抽真空系統(未示出)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范圍。這里，當使用圖IA 的真空氣相沉積系統1來制造有機EL元件時，真空氣相沉積系統1通過閘閥(未示出)而與另一真空裝置連接，并可以執行用于制造有機EL元件的各種步驟。這里，在用于制造有機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IA的真空氣相沉積系統1的真空腔室50是用于制造有機EL元件的裝置的一個部件。布置在氣相沉積源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意形狀，例如圓形、矩形、橢圓形。由于開口面積和開口形狀的變化，基片40上的膜厚度的可控制性可以進一步提高。而且，由于相同原因，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IA的真空氣相沉積系統1的實例。首先，10. Og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的坩堝內的經由布置在氣相沉積源30中的至少一個開口 32而從氣相沉積源30蒸發。這里，氣相沉積源30 布置成與基片40的膜形成表面相對，且基片40設置成與掩模41接觸。而且，從氣相沉積源30的開口 32的中心至基片40的膜形成表面的距離設置為300mm。用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20布置在使得傳感器不會阻擋由氣相沉積源30產生并導向基片40的蒸氣的位置處。具體地說，在用于校準的膜厚度傳感器10中，L1和Q1設置為200mm和30°。另一方面，在用于監測的膜厚度傳感器 20中，L2和θ 2設置為300mm和45°。應當知道，傳感器閘板(未示出)布置在用于校準的膜厚度傳感器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的中心至基片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的中心的距離更短的位置處更大。因此，當用于校準的膜厚度傳感器10根據上述條件布置在具有比用于監測的膜厚度傳感器20更大的蒸氣量的位置處時，氣相沉積材料31進入用于校準的膜厚度傳感器10的進入量增加。當這樣使得氣相沉積材料31進入用于校準的膜厚度傳感器10的進入量增加時，與將形成于基片上的膜厚度的差減小，這能夠提高用于校準的膜厚度傳感器10的校準精度。對于基片40，尺寸為IOOmmX 100mmX0. 7mm (厚度)的玻璃基片設置在基片存放裝
置(未示出)中。然后，基片存放裝置通過抽真空系統(未示出)而抽真空至1. 0X10_4I^或更小。 真空腔室50也通過抽真空系統(未示出)而抽真空至1.0X 或更小，且在抽真空之后，氣相沉積材料31通過布置在氣相沉積源30中的加熱器而加熱至200°C。加熱器功率將根據布置在氣相沉積源30中的熱電偶(未示出)的溫度由溫度控制器62來控制。然后，在實際膜形成步驟之前預先確定用于校正各膜厚度監測器顯示的監測值與要形成在基片上的膜厚度的實際測量值之間的差值的校準系數。在用于監測的膜厚度傳感器20中，氣相沉積材料31被加熱至使得氣相沉積速率達到1. Onm/sec (作為由膜厚度控制器61指示的值)的溫度。對于氣相沉積速率，膜厚度控制器61從用于監測的膜厚度傳感器20接收信號，將該信號轉換成氣相沉積速率值，并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粘附在用于監測的膜厚度傳感器上的氣相沉積材料量轉換的氣相沉積速率之間的差值。然后，膜厚度控制器61向溫度控制器62發送用于減小該差值的信號，以便控制加熱器施加給氣相沉積源30的功率。當在用于監測的膜厚度傳感器20中氣相沉積速率達到1. Onm/sec時，一個基片40利用基片傳送機構(未示出)通過閘閥(未示出)從基片存放裝置(未示出)傳送給真空腔室50，并進行膜形成。進行膜形成直到沉積在用于監測的膜厚度傳感器20上的薄膜的膜厚度達到lOOnm，并立即將上面已經形成有膜的基片40從真空腔室50中取出。 這里，形成于基片40上的膜的膜厚度由偏振光橢圓率測量儀來測量，并與沉積在用于監測的膜厚度傳感器20上的薄膜的膜厚度值進行比較，用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數1 通過下面所示的公式(1)來計算。Io2 = Io1X Ct1A2)(1)在公式(1)中，、表示在基片40上的薄膜的膜厚度，、表示目標膜厚度(這里為 IOOnm)，Id1表示先前在系統中設置的、用于監測的膜厚度傳感器20的校準系數，而Id2表示用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數。通過使用在公式(1)中所示的上述數學公式，基片40上的薄膜的膜厚度能夠與用于監測的膜厚度傳感器20上的膜厚度匹配。另一方面，基片40上的膜厚度也能夠以與用于監測的膜厚度傳感器20相同的方式來與用于校準的膜厚度傳感器10上的膜厚度匹配。具體地說，用于校準的膜厚度傳感器 10的傳感器閘板(未示出)在基片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))以與用于監測的膜厚度傳感器20中相同的方式進行匹配。這里，在用于校準的膜厚度傳感器10的情況下，Id1由b/ (先前在裝置中設置的用于校準的膜厚度傳感器 10的校準系數)代替，并且Id2由IV (用于校準的膜厚度傳感器10的新校準系數)代替。 應當知道，在完成膜形成之后，打開的傳感器閘板(未示出)關閉。所產生的用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數經由膜厚度控制器61代替在膜形成過程中用于監測的膜厚度傳感器20的校準系數，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. Onm/sec的溫度。然后，這時獲得的、用于校準的膜厚度傳感器10 的新校準系數也經由膜厚度控制器61代替先前在系統中設置的用于校準的膜厚度傳感器 10的校準系數。上述計算校準系數的步驟重復進行，直到在相同膜形成條件下形成于基片40上的薄膜的膜厚度與粘附在用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20上的各膜厚度之間的差值落在士2.0%的范圍內。下面介紹使用用于校準的膜厚度傳感器10來校準用于監測的膜厚度傳感器20的氣相沉積速率的步驟。氣相沉積速率利用用于監測的膜厚度傳感器20保持在1. Onm/sec, 在多個基片40上相繼形成具有IOOnm膜厚度的膜。在此期間，每次用于監測的膜厚度傳感器20的晶體振蕩器的頻率降低0. 015MHz，則通過傳送監測基片來形成膜。在監測基片40 上形成膜之前，布置在用于校準的膜厚度傳感器10附近的傳感器閘板(未示出)打開，并根據由用于校準的膜厚度傳感器10測量的氣相沉積速率來確定校準值。然后，使用該校準值來校準用于監測的膜厚度傳感器20的氣相沉積速率。重復該步驟，直到監測基片的數目達到10。下面將參考附圖介紹校準用于監測的膜厚度傳感器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)分別沉積在用于監測的膜厚度傳感器20和用于校準的膜厚度傳感器10上。這時，粘附在各傳感器上的薄膜的膜厚度利用膜厚度控制器 61來轉換。然后，粘附在用于監測的膜厚度傳感器20上的薄膜的膜厚度與粘附在用于校準的膜厚度傳感器10上的薄膜的膜厚度進行比較，且用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數 通過下面所示的公式(2)來計算。a2 = B1X (T1ZT2)(2)在公式O)中，％表示在先前的膜形成過程中使用的、用于監測的膜厚度傳感器 20的校準系數，％表示用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數,T1表示在用于校準的膜厚度傳感器10上的薄膜的膜厚度，T2表示在用于監測的膜厚度傳感器20上的薄膜的膜厚度。這里，假定T1和T2是在相同時間段內粘附的膜厚度，用于監測的膜厚度傳感器20 上的薄膜的膜厚度能夠根據上述公式( 而與用于校準的膜厚度傳感器10上的薄膜的膜厚度匹配。通過進行上述校準步驟，涉及用于監測的膜厚度傳感器20的頻率衰減的氣相沉積速率誤差能夠被校準。應當知道，在用于校準的膜厚度傳感器10上的薄膜的膜厚度(T1)被轉換之后，關閉設在用于校準的膜厚度傳感器10附近的傳感器閘板(未示出)。然后，用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數％經由膜厚度控制器61代替在膜形成過程中用于監測的膜厚度傳感器20的校準系數％，且該校準系數％用作用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數 。然后，在用于監測的膜厚度傳感器20的新校準系數輸入給膜厚度控制器61之后， 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. Onm/sec。 然后，在用于監測的膜厚度傳感器20中達到目標速率1. Onm/sec之后，在基片40上進行膜形成。膜形成通過上述方法來進行，所得到的10個監測基片的中心附近的膜厚度通過偏振光橢圓率測量儀來測量。結果，對于IOOnm的目標膜厚度，測量的膜厚度落在 IOOnm 士 2.0%的范圍內。這表示了晶體振蕩器的頻率隨著氣相沉積材料31粘附于用于監測的膜厚度傳感器20而衰減使得偏離目標膜厚度的現象通過布置在具有高校準精度的位置處的用于校準的膜厚度傳感器10克服。由此可知，相對于目標膜厚度，Alq3膜能夠在很長時間段上以良好的精度形成。如上所述，通過在制造有機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，能夠制造各層的膜厚度受到控制的有機EL元件。在本例中，在各圖IA和IB中所示的結構用作氣相沉積源30，但是并不局限于此。 而且，當使用高精度掩模作為掩模41時，可以通過組合地使用對齊階段來進行高精度掩模氣相沉積，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公開No. 2008-122200所述的常規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，考慮日本專利申請公開No. 2008-122200的附圖，用于校準的膜厚度傳感器和用于監測的膜厚度傳感器分別布置成滿足關系L1 = L2和Q1 > 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于該目標上，氣相沉積源被加熱至使得在用于監測的膜厚度傳感器中氣相沉積速率達到1. Onm/sec的溫度。利用與本發明的方法相同的方法在監測基片上進行膜形成，且通過偏振光橢圓率測量儀來測量10個基片的中心附近的膜厚度。結果， 對于IOOnm的目標膜厚度，在某些情況中測量的膜厚度并沒有落在士2. 0%的范圍內。這是可能的，原因是氣相沉積源、用于校準的膜厚度傳感器和用于監測的膜厚度傳感器的相對位置并不清楚，因此很難降低膜厚度的分布范圍。從這些結果發現，在使得氣相沉積材料在基片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于監測的膜厚度傳感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IA的真空氣相沉積系統1 相同，除了用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20的布置位置與圖IA 的真空氣相沉積系統1的相應布置位置不同之外。在圖3的真空氣相沉積系統2中，形成了 L1大于L2O^1 > L2)的關系。也就是，L1 和L2滿足關系L1興L2。另一方面，在圖3的真空氣相沉積系統2中，以與圖IA的真空氣相沉積系統1中相同的方式形成了 θ 2大于Q1O1S θ 2)的關系。(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于監測的膜厚度傳感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IA的真空氣相沉積系統1 相同，除了用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20的布置位置與圖IA 的真空氣相沉積系統1的對應布置位置不同之外。在圖4的真空氣相沉積系統3中，形成了 L1大于L2O^1 > L2)的關系。也就是，L1 和1^2滿足關系1^興1^2。另一方面，在圖4的真空氣相沉積系統3中，形成了 Q1大于Q2O1 > θ2)的關系。不過，在圖4的真空氣相沉積系統3中，可以形成θ工等于Q2O1 = θ2) 的關系。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IA的真空氣相沉積系統1 (實例1)的使用方法相同，除了對于用于校準的膜厚度傳感器IO^1和Q1分別設置為300mm和45°， 且對于用于監測的膜厚度傳感器20，L2和θ 2分別設置為200mm和30°之外。監測基片的中心附近的膜厚度通過偏振光橢圓率測量儀來測量，結果，對于IOOnm 的目標膜厚度，測量的膜厚度落在IOOnm士2. 0%的范圍內。與實例1比較，在基片40上進行氣相沉積的過程中用于監測的膜厚度傳感器20中的氣相沉積速率變化將減小至1. Onm/ sec 士 0. 1%。在該實例中，當用于監測的膜厚度傳感器20布置在使得氣相沉積材料31的進入量增加的位置時，用于監測的膜厚度傳感器20上形成的薄膜與形成于基片上的薄膜之間的膜厚度差將變小。這能夠提高用于監測的膜厚度傳感器的監測精度。而且，已經發現，由于提高了監測精度，在基片40上進行氣相沉積期間氣相沉積速率穩定，且對于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于監測的膜厚度傳感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，除了用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20的布置位置與圖4 的真空氣相沉積系統3的對應布置位置不同之外。在圖5的真空氣相沉積系統4中，形成了 L2大于L1(L1SL2)的關系。也就是，L1 和L2滿足關系L1 Φ 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 Q1大于θ2(θ2< θ J的關系。例如，盡管在各圖IA和IB中所示的結構用作在上述實例1至4中的氣相沉積源 30，但是本發明并不局限于此。當使用高精度掩模作為掩模41時，可以通過高精度掩模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，盡管在本實例中膜形成之前的校準步驟和膜形成在每次用于監測的膜厚度傳感器20的晶體振蕩器的頻率降低0. 015MHz 時進行，但是本發明并不局限于此。而且，各膜厚度傳感器的布置可以并不局限于示例實施例，只要形成關系L1 Φ L2即可。而且，與實例1至4類似，用于校準的膜厚度傳感器10和用于監測的膜厚度傳感器20中的至少一個可以設有用于阻擋氣相沉積材料31的蒸氣的傳感器閘板。而且，可以提供用于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 (未示出)，以代替傳感器閘板。而且，計算用于使得基片40、用于校準的膜厚度傳感器10 和用于監測的膜厚度傳感器20的膜厚度值匹配所需的校準系數的步驟并不局限于本例的方法，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，先使得基片40 和用于監測的膜厚度傳感器20的膜厚度值相互匹配，然后，使得用于監測的膜厚度傳感器 20和用于校準的膜厚度傳感器10的膜厚度值相互匹配。另外，基片40可以設有閘板，用于阻擋氣相沉積材料31的蒸氣。盡管已經參考示例實施例介紹了本發明，但是應當知道，本發明并不局限于所述示例實施例。下面的權利要求的范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權利要求
1.一種真空氣相沉積系統，包括真空腔室；基片保持機構，該基片保持機構保持基片；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，以便在基片上形成膜；用于監測的膜厚度傳感器，當氣相沉積材料在基片上形成膜時，該用于監測的膜厚度傳感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于監測的膜厚度傳感器測量的氣相沉積速率之間的差；和溫度控制器，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于監測的膜厚度傳感器測量的氣相沉積速率之間的所述差；以及用于校準的膜厚度傳感器，該用于校準的膜厚度傳感器測量氣相沉積材料的氣相沉積速率，并向控制系統輸出用于校準由用于監測的膜厚度傳感器所獲得的氣相沉積速率的校準值，其中，從用于監測的膜厚度傳感器和用于校準的膜厚度傳感器中的要提高測量精度的一個膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離小于從另一膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離。
2.根據權利要求1的真空氣相沉積系統，其中從用于校準的膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離小于從用于監測的膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離。
3.根據權利要求1的真空氣相沉積系統，其中從用于監測的膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離小于從用于校準的膜厚度傳感器至氣相沉積源的所述開口的中心的距離。
4.一種制造有機電致發光元件的方法，包括使用根據權利要求1的真空氣相沉積系統來形成有機電致發光元件的薄膜。
全文摘要
這里提供了一種真空氣相沉積系統，它能夠精確測量氣相沉積速率，并能夠以更高精度來控制膜厚度。真空氣相沉積系統包括真空腔室；基片保持機構；氣相沉積源；用于監測的膜厚度傳感器；控制系統，該控制系統包括溫度控制器和膜厚度控制器；以及用于校準的膜厚度傳感器，其中，從用于監測的膜厚度傳感器和用于校準的膜厚度傳感器中的要提高測量精度的一個膜厚度傳感器至氣相沉積源的開口中心的距離小于從另一膜厚度傳感器至氣相沉積源的開口中心的距離。還提供了一種使用這種真空沉積系統制造有機電致發光元件的方法。
文檔編號C23C14/24GK102560364SQ201110339529
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月1日 優先權日2010年11月4日
發明者中川善之, 中野真吾, 福田直人 申請人:佳能株式會社