專利名稱：沉積系統(tǒng)以及用于測量沉積系統(tǒng)的沉積厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量沉積在基板上的材料的厚度的方法以及使用該方法的沉積系統(tǒng)，更具體地說，涉及將從沉積源噴射的有機氣態(tài)材料的沉積率轉(zhuǎn)化成在基板上的沉積厚度的方法，以及使用該方法的沉積系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光顯示器根據(jù)用于發(fā)光層的材料可以分為無機電致發(fā)光顯示器或有機電致發(fā)光顯示器。有機電致發(fā)光顯示器因為可以低壓驅(qū)動，可以是輕便而且薄的，可以具有寬的視角范圍并且可以具有快速的響應(yīng)時間，所以特別有優(yōu)勢。
有機電致發(fā)光顯示器可以包括具有陽極、有機材料層和陰極的有機電致發(fā)光裝置。陽極、有機材料層和陰極可以層疊在基板上。有機材料層可以包括發(fā)光的有機發(fā)光層。電子注入層和電子傳輸層可以插在陰極和有機發(fā)光層之間，并且空穴發(fā)射層和空穴傳輸層可以插在陽極和有機發(fā)光層之間。
有機電致發(fā)光設(shè)備可以用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法制造。物理氣相沉積法可以是真空沉積法、離子電鍍法、濺射法等?；瘜W(xué)氣相沉積法可以利用氣體反應(yīng)。真空沉積法已經(jīng)用于在真空下通過蒸發(fā)有機材料在基板上沉積有機氣態(tài)材料。真空沉積法可以采用噴射室以將在真空室中蒸發(fā)的有機氣態(tài)材料噴到基板上。
從噴射室噴射的有機氣態(tài)材料可以沉積在基板上，以形成有機材料層。
諸如水晶(X-tal)傳感器的傳感器可以設(shè)置在基板附近，以測量從噴射室噴射的有機氣態(tài)材料的沉積率。當(dāng)有機氣態(tài)材料沉積在水晶傳感器上時，水晶傳感器的頻率變化。水晶傳感器的頻率變化值傳給控制器，控制器根據(jù)水晶傳感器的頻率變化值計算基板上的沉積厚度。
然而，因為隨著水晶傳感器的使用時間增加，基于水晶傳感器頻率變化計算的沉積厚度的精度下降，所以計算的沉積厚度和實際的沉積厚度之間可能存在差異。
圖1示出在傳感器的多個使用時間段下由不同的水晶傳感器a、b和c測量的沉積樣品的沉積厚度。第一水晶傳感器a測量形成在每個沉積基板1108-4～1109-3上的有機層的沉積厚度。第二水晶傳感器b測量形成在每個沉積基板1109-4～1109-7上的有機層的沉積厚度?？梢源_認(rèn)隨著使用壽命期限內(nèi)的水晶傳感器的諸如壽命值的測量數(shù)增加，實際的沉積厚度逐漸降低。沉積在基板上的有機氣態(tài)材料的各種實際沉積厚度通過利用測量裝置在基板的許多位置處測量而實際獲得?！捌骄穸取边@個詞的意思是各種實際沉積厚度的平均值。
圖2示出在水晶傳感器的整個使用壽命中從水晶傳感器的頻率變化計算出的計算沉積厚度。在圖2中，“計算的厚度”這個詞的意思是計算的沉積厚度。當(dāng)一個水晶傳感器用于測量沉積在11塊基板上的有機材料的厚度時，可以看到基于水晶傳感器頻率變化的計算沉積厚度略微高于約1000，但是基板上實際沉積厚度的平均值在整個水晶傳感器的使用壽命中下降。
也就是說，在新的水晶傳感器啟動后不久，沉積在第一基板10-1上的有機材料的厚度被計算為約1000，也被測量為約1000。另一方面，沉積在最后的基板10-11上的有機材料的厚度被計算為約1000，但是實際上被測量為約800。
因此，可以看到隨著所使用的水晶傳感器的使用壽命增加，基于水晶傳感器的頻率變化的計算沉積厚度降低。這使得確定沉積厚度的正確測量值變得困難。
因此，需要一種使用水晶傳感器正確確定沉積厚度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種從由傳感器測量的從噴射室噴射的有機氣態(tài)材料的沉積率確定基板上的沉積厚度的方法，以及使用該方法的沉積系統(tǒng)。
本發(fā)明的附加特征將在以下描述中被提出，并且從描述中來看，一部分將是顯然的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得知。
本發(fā)明公開了一種確定沉積系統(tǒng)中的沉積厚度的方法，包括測量從噴射室噴射的材料的沉積率，該測量由傳感器執(zhí)行；將所測量的沉積率傳送給控制器；以及利用采用所測量的沉積率和傳感器的使用壽命中的壽命值作為參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式，計算沉積在基板上的材料的沉積厚度。
本發(fā)明還公開了一種沉積系統(tǒng)，包括真空室，布置在該真空室的第一區(qū)域中的基板，布置在真空室的第二區(qū)域中并噴射沉積材料的噴射室，測量從該噴射室噴射的沉積材料的沉積率的沉積率測量傳感器，以及利用采用所測量的沉積率和沉積率測量傳感器的使用壽命內(nèi)的壽命值作為參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式，計算沉積在基板上的沉積材料的沉積厚度的控制器。
應(yīng)該理解以上總的描述和以下詳細(xì)的描述都是示例性的和說明性的，并且意圖提供所要求的本發(fā)明的進(jìn)一步說明。


附圖被包括在說明書中，以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且并入和組成說明書的一部分，附圖示出本發(fā)明的實施例，并與描述一起用作解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出相應(yīng)于水晶傳感器使用壽命的壽命值的沉積厚度變化的曲線圖。
圖2是示出基于水晶傳感器檢測的沉積率的計算沉積厚度和實際沉積厚度之間的差值的曲線圖。
圖3示出采用水晶傳感器檢測沉積率的真空沉積系統(tǒng)。
圖4示出噴射室位于薄膜生成區(qū)的真空沉積系統(tǒng)。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例基于水晶傳感器檢測的沉積率的計算沉積厚度和實際沉積厚度之間的差值的曲線圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的計算沉積厚度和維持在1000左右的實際沉積厚度的曲線圖。
具體實施例方式
下面參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可以具體化成許多不同的形式，并且不應(yīng)該解釋成局限在此處提出的實施例。然而，這些實施例被提供，以便公開充分，并且將全面地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸為了清晰可能進(jìn)行了放大。
應(yīng)該理解當(dāng)諸如層、薄膜、區(qū)域或基板之類的元件被提及為在另一元件“上”時，可以直接在另一元件上或者也可以存在插入的元件。相反，當(dāng)元件被提及為“直接”在另一元件上時，沒有插入的元件存在。
在下文中，“有機材料”被定義為以液態(tài)或氣態(tài)存儲在熔爐中以形成有機材料層的材料。“有機氣態(tài)材料”被定義為當(dāng)熔爐加熱時通過蒸發(fā)有機材料而獲得的氣態(tài)材料。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，沉積在基板上的有機材料層的沉積厚度由采用從噴射室噴射的有機氣態(tài)材料的沉積率和水晶傳感器使用壽命內(nèi)的壽命值作為參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式計算，以便轉(zhuǎn)化后的沉積厚度近似等于實際的沉積厚度。
真空沉積方法可以用于在包括真空室的真空沉積系統(tǒng)中形成有機電致發(fā)光設(shè)備的有機材料層。
如圖3所示，真空沉積系統(tǒng)100的真空室10可以在其中容納其上形成有有機材料層的基板30、設(shè)置在基板30前面的罩板40和距離罩板40預(yù)定距離設(shè)置的噴射室20。罩板40可以包括對應(yīng)于待形成在基板30上的有機材料層的圖案的圖案形成部分，以及固定在罩板框架上的固定部分。
參見圖4，噴射室20可以在預(yù)加熱過程和沉積率穩(wěn)定過程后，通過垂直傳輸裝置(未示出)從真空室10的緩沖區(qū)60移動到真空室10的薄膜生成區(qū)70。在薄膜生成區(qū)70中，噴射室20噴射有機氣態(tài)材料，以在基板30上形成有機材料層。
從噴射室20噴射的有機氣態(tài)材料的沉積率可以由諸如設(shè)置在噴射室20前面的水晶傳感器26的傳感器檢測。當(dāng)從噴射室20噴射的一些有機氣態(tài)材料沉積在水晶傳感器26上時，水晶傳感器26的頻率變化。水晶傳感器26的頻率變化可以作為信號傳送給控制器(未示出)。控制器可以利用信號和轉(zhuǎn)化公式計算基板上的沉積厚度。
然而，隨著在使用的水晶傳感器的使用壽命內(nèi)壽命值增加，根據(jù)水晶傳感器26的頻率變化的沉積率的測量可能變得不準(zhǔn)確，以致計算沉積厚度也可能變得不準(zhǔn)確。
為了從有機氣態(tài)材料的沉積率中獲得準(zhǔn)確的沉積厚度，轉(zhuǎn)化公式可以根據(jù)水晶傳感器的壽命值來進(jìn)行補償。進(jìn)行補償后的轉(zhuǎn)化公式可以如下沉積厚度＝β-α×壽命值其中，α和β是常數(shù)。
α和β可以根據(jù)所使用的有機材料的類型、目標(biāo)沉積率、待形成在基板上的有機材料層的期望厚度、所使用的水晶傳感器的類型和所使用的真空沉積系統(tǒng)的類型來選擇。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例利用進(jìn)行補償后的轉(zhuǎn)化公式在水晶傳感器的整個使用時間過程中從來自水晶傳感器的信號中計算的計算沉積厚度的精確度。參見圖5，可以看到根據(jù)水晶傳感器的頻率變化和水晶傳感器的使用壽命內(nèi)的壽命值基于沉積率的計算沉積厚度在水晶傳感器整個使用時間中接近實際測量的沉積厚度。在圖5中，轉(zhuǎn)化后的沉積厚度由以下公式獲得
沉積厚度＝1045-21.8×壽命值在圖5中，由圈表示的轉(zhuǎn)化后的沉積厚度通過應(yīng)用上述公式從圖2所示的計算沉積厚度轉(zhuǎn)化而來?？梢钥吹皆谒鞲衅鞯氖褂脡勖鼉?nèi)，轉(zhuǎn)化后的沉積厚度保持與由黑方塊表示的實際測量沉積厚度相近。
控制器可以控制噴射室的操作，以便隨著水晶傳感器壽命值的增加提高有機氣態(tài)材料的目標(biāo)沉積率。也就是說，當(dāng)從水晶傳感器的頻率變化獲得的轉(zhuǎn)化后的沉積厚度低于目標(biāo)沉積厚度時，控制器可以增加從噴射室噴射的有機氣態(tài)材料的供應(yīng)量。
圖6示出保持在約接近目標(biāo)沉積厚度1000之上的轉(zhuǎn)化后的沉積厚度。根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)化后的沉積厚度通過采用有機氣態(tài)材料的沉積率和水晶傳感器的壽命值的轉(zhuǎn)化公式獲得?？刂破骺梢钥刂茋娚涫业牟僮?，以便隨著水晶傳感器壽命值的增加提高有機氣態(tài)材料的供應(yīng)量。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可以不脫離本發(fā)明的精神或范圍可以在本發(fā)明中做各種修改和變化。因而，本發(fā)明意圖覆蓋落入所附權(quán)利要求及等同物中的范圍的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種確定沉積系統(tǒng)中的沉積厚度的方法，包括測量從噴射室噴射的材料的沉積率，該測量由傳感器執(zhí)行；將所測量的沉積率傳送給控制器；和利用轉(zhuǎn)化公式計算沉積在基板上的材料的沉積厚度，該轉(zhuǎn)化公式采用所測量的沉積率和該傳感器的壽命值作為參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壽命值被設(shè)置在從所述傳感器開始測量沉積率的時間到傳感器停止測量沉積率的時間的所述傳感器的使用期限內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳感器包括水晶傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化公式包括如下公式沉積厚度＝β-α×壽命值其中，α和β是常數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中α等于21.8，β等于1045。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中α和β根據(jù)由從噴射室噴射的材料的類型、期望沉積率、期望沉積厚度、所使用的傳感器類型和所使用的沉積系統(tǒng)類型組成的組中的至少之一的因素確定。
7.一種沉積系統(tǒng)，包括真空室；布置在該真空室的第一區(qū)域中的基板；布置在該真空室的第二區(qū)域并噴射沉積材料的噴射室；測量從該噴射室噴射的沉積材料的沉積率的沉積率測量傳感器；和利用轉(zhuǎn)化公式計算沉積在基板上的沉積材料的沉積厚度的控制器，該轉(zhuǎn)化公式采用所測量的沉積率和沉積率測量傳感器的壽命值作為參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)，其中所述壽命值被設(shè)置在從所述沉積率測量傳感器開始測量沉積率的時間到傳感器停止測量沉積率的時間的所述沉積率傳感器的使用期限內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)，其中所述沉積率測量傳感器包括水晶傳感器。
10.如權(quán)利要求9所述的沉積系統(tǒng)，其中所述水晶傳感器安裝到噴射室。
11.如權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)，其中所述控制器隨著所述沉積率測量傳感器壽命值的增加，提高從所述噴射室噴射的沉積材料的沉積率。
12.如權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)，其中所述基板用于有機電致發(fā)光設(shè)備。
13.如權(quán)利要求7所述的沉積系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)化公式包括如下公式沉積厚度＝β-α×壽命值其中，α和β是常數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的沉積系統(tǒng)，其中α等于21.8，β等于1045。
15.如權(quán)利要求13所述的沉積系統(tǒng)，其中α和β根據(jù)由從噴射室噴射的材料的類型、期望沉積率、期望沉積厚度、所使用的傳感器類型和所使用的沉積系統(tǒng)類型組成的組中的至少之一的因素確定。
全文摘要
一種測量沉積材料的沉積厚度的方法，包括利用傳感器測量從噴射室噴射的材料的沉積率，以及利用采用所測量的沉積率和傳感器的使用時間的壽命值作為參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式計算沉積在基板上的材料的沉積厚度。
文檔編號G05D5/00GK1824829SQ200610000429
公開日2006年8月30日 申請日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者黃珉婷, 李星昊 申請人:三星Sdi株式會社