沉积系统以及用于测量沉积系统的沉积厚度的方法.pdf

一种测量沉积材料的沉积厚度的方法，包括利用传感器测量从喷射室喷射的材料的沉积率，以及利用采用所测量的沉积率和传感器的使用时间的寿命值作为参数的转化公式计算沉积在基板上的材料的沉积厚度。

1、  一种确定沉积系统中的沉积厚度的方法，包括：
测量从喷射室喷射的材料的沉积率，该测量由传感器执行；
将所测量的沉积率传送给控制器；和
利用转化公式计算沉积在基板上的材料的沉积厚度，该转化公式采用所测量的沉积率和该传感器的寿命值作为参数。

2、  如权利要求1所述的方法，其中所述寿命值被设置在从所述传感器开始测量沉积率的时间到传感器停止测量沉积率的时间的所述传感器的使用期限内。

3、  如权利要求1所述的方法，其中所述传感器包括水晶传感器。

4、  如权利要求1所述的方法，其中所述转化公式包括如下公式：
沉积厚度＝β-α×寿命值
其中，α和β是常数。

5、  如权利要求4所述的方法，其中α等于21.8，β等于1045。

6、  如权利要求4所述的方法，其中α和β根据由从喷射室喷射的材料的类型、期望沉积率、期望沉积厚度、所使用的传感器类型和所使用的沉积系统类型组成的组中的至少之一的因素确定。

7、  一种沉积系统，包括：
真空室；
布置在该真空室的第一区域中的基板；
布置在该真空室的第二区域并喷射沉积材料的喷射室；
测量从该喷射室喷射的沉积材料的沉积率的沉积率测量传感器；和
利用转化公式计算沉积在基板上的沉积材料的沉积厚度的控制器，该转化公式采用所测量的沉积率和沉积率测量传感器的寿命值作为参数。

8、  如权利要求7所述的沉积系统，其中所述寿命值被设置在从所述沉积率测量传感器开始测量沉积率的时间到传感器停止测量沉积率的时间的所述沉积率传感器的使用期限内。

9、  如权利要求7所述的沉积系统，其中所述沉积率测量传感器包括水晶传感器。

10、  如权利要求9所述的沉积系统，其中所述水晶传感器安装到喷射室。

11、  如权利要求7所述的沉积系统，其中所述控制器随着所述沉积率测量传感器寿命值的增加，提高从所述喷射室喷射的沉积材料的沉积率。

12、  如权利要求7所述的沉积系统，其中所述基板用于有机电致发光设备。

13、  如权利要求7所述的沉积系统，其中所述转化公式包括如下公式：
沉积厚度＝β-α×寿命值
其中，α和β是常数。

14、  如权利要求13所述的沉积系统，其中α等于21.8，β等于1045。

15、  如权利要求13所述的沉积系统，其中α和β根据由从喷射室喷射的材料的类型、期望沉积率、期望沉积厚度、所使用的传感器类型和所使用的沉积系统类型组成的组中的至少之一的因素确定。

沉积系统以及用于测量沉积系统的沉积厚度的方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求2005年1月5日递交的韩国专利申请2005-0000968的优先权，在此为了所有的目的将其引入作为参考，如同完全在此提出一样。
技术领域
本发明涉及测量沉积在基板上的材料的厚度的方法以及使用该方法的沉积系统，更具体地说，涉及将从沉积源喷射的有机气态材料的沉积率转化成在基板上的沉积厚度的方法，以及使用该方法的沉积系统。
背景技术
有机电致发光显示器根据用于发光层的材料可以分为无机电致发光显示器或有机电致发光显示器。有机电致发光显示器因为可以低压驱动，可以是轻便而且薄的，可以具有宽的视角范围并且可以具有快速的响应时间，所以特别有优势。
有机电致发光显示器可以包括具有阳极、有机材料层和阴极的有机电致发光装置。阳极、有机材料层和阴极可以层叠在基板上。有机材料层可以包括发光的有机发光层。电子注入层和电子传输层可以插在阴极和有机发光层之间，并且空穴发射层和空穴传输层可以插在阳极和有机发光层之间。
有机电致发光设备可以用物理气相沉积法或化学气相沉积法制造。物理气相沉积法可以是真空沉积法、离子电镀法、溅射法等。化学气相沉积法可以利用气体反应。真空沉积法已经用于在真空下通过蒸发有机材料在基板上沉积有机气态材料。真空沉积法可以采用喷射室以将在真空室中蒸发的有机气态材料喷到基板上。
从喷射室喷射的有机气态材料可以沉积在基板上，以形成有机材料层。
诸如水晶(X-tal)传感器的传感器可以设置在基板附近，以测量从喷射室喷射的有机气态材料的沉积率。当有机气态材料沉积在水晶传感器上时，水晶传感器的频率变化。水晶传感器的频率变化值传给控制器，控制器根据水晶传感器的频率变化值计算基板上的沉积厚度。
然而，因为随着水晶传感器的使用时间增加，基于水晶传感器频率变化计算的沉积厚度的精度下降，所以计算的沉积厚度和实际的沉积厚度之间可能存在差异。
图1示出在传感器的多个使用时间段下由不同的水晶传感器a、b和c测量的沉积样品的沉积厚度。第一水晶传感器a测量形成在每个沉积基板1108-4～1109-3上的有机层的沉积厚度。第二水晶传感器b测量形成在每个沉积基板1109-4～1109-7上的有机层的沉积厚度。可以确认随着使用寿命期限内的水晶传感器的诸如寿命值的测量数增加，实际的沉积厚度逐渐降低。沉积在基板上的有机气态材料的各种实际沉积厚度通过利用测量装置在基板的许多位置处测量而实际获得。“平均厚度”这个词的意思是各种实际沉积厚度的平均值。
图2示出在水晶传感器的整个使用寿命中从水晶传感器的频率变化计算出的计算沉积厚度。在图2中，“计算的厚度”这个词的意思是计算的沉积厚度。当一个水晶传感器用于测量沉积在11块基板上的有机材料的厚度时，可以看到基于水晶传感器频率变化的计算沉积厚度略微高于约1000，但是基板上实际沉积厚度的平均值在整个水晶传感器的使用寿命中下降。
也就是说，在新的水晶传感器启动后不久，沉积在第一基板10-1上的有机材料的厚度被计算为约1000，也被测量为约1000。另一方面，沉积在最后的基板10-11上的有机材料的厚度被计算为约1000，但是实际上被测量为约800。
因此，可以看到随着所使用的水晶传感器的使用寿命增加，基于水晶传感器的频率变化的计算沉积厚度降低。这使得确定沉积厚度地正确测量值变得困难。
因此，需要一种使用水晶传感器正确确定沉积厚度的方法。
发明内容
本发明提供一种从由传感器测量的从喷射室喷射的有机气态材料的沉积率确定基板上的沉积厚度的方法，以及使用该方法的沉积系统。
本发明的附加特征将在以下描述中被提出，并且从描述中来看，一部分将是显然的，或者可以从本发明的实践中得知。
本发明公开了一种确定沉积系统中的沉积厚度的方法，包括测量从喷射室喷射的材料的沉积率，该测量由传感器执行；将所测量的沉积率传送给控制器；以及利用采用所测量的沉积率和传感器的使用寿命中的寿命值作为参数的转化公式，计算沉积在基板上的材料的沉积厚度。
本发明还公开了一种沉积系统，包括真空室，布置在该真空室的第一区域中的基板，布置在真空室的第二区域中并喷射沉积材料的喷射室，测量从该喷射室喷射的沉积材料的沉积率的沉积率测量传感器，以及利用采用所测量的沉积率和沉积率测量传感器的使用寿命内的寿命值作为参数的转化公式，计算沉积在基板上的沉积材料的沉积厚度的控制器。
应该理解以上总的描述和以下详细的描述都是示例性的和说明性的，并且意图提供所要求的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括在说明书中，以提供本发明的进一步理解并且并入和组成说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并与描述一起用作解释本发明的原理。
图1是示出相应于水晶传感器使用寿命的寿命值的沉积厚度变化的曲线图。
图2是示出基于水晶传感器检测的沉积率的计算沉积厚度和实际沉积厚度之间的差值的曲线图。
图3示出采用水晶传感器检测沉积率的真空沉积系统。
图4示出喷射室位于薄膜生成区的真空沉积系统。
图5是示出根据本发明的示例性实施例基于水晶传感器检测的沉积率的计算沉积厚度和实际沉积厚度之间的差值的曲线图。
图6是示出根据本发明的计算沉积厚度和维持在1000左右的实际沉积厚度的曲线图。
具体实施方式
下面参照附图更加全面地描述本发明，其中示出本发明的实施例。然而，本发明可以具体化成许多不同的形式，并且不应该解释成局限在此处提出的实施例。然而，这些实施例被提供，以便公开充分，并且将全面地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。在图中，层和区域的尺寸和相对尺寸为了清晰可能进行了放大。
应该理解当诸如层、薄膜、区域或基板之类的元件被提及为在另一元件  “上”时，可以直接在另一元件上或者也可以存在插入的元件。相反，当元件被提及为“直接”在另一元件上时，没有插入的元件存在。
在下文中，“有机材料”被定义为以液态或气态存储在熔炉中以形成有机材料层的材料。“有机气态材料”被定义为当熔炉加热时通过蒸发有机材料而获得的气态材料。
根据本发明的示例性实施例，沉积在基板上的有机材料层的沉积厚度由采用从喷射室喷射的有机气态材料的沉积率和水晶传感器使用寿命内的寿命值作为参数的转化公式计算，以便转化后的沉积厚度近似等于实际的沉积厚度。
真空沉积方法可以用于在包括真空室的真空沉积系统中形成有机电致发光设备的有机材料层。
如图3所示，真空沉积系统100的真空室10可以在其中容纳其上形成有有机材料层的基板30、设置在基板30前面的罩板40和距离罩板40预定距离设置的喷射室20。罩板40可以包括对应于待形成在基板30上的有机材料层的图案的图案形成部分，以及固定在罩板框架上的固定部分。
参见图4，喷射室20可以在预加热过程和沉积率稳定过程后，通过垂直传输装置(未示出)从真空室10的缓冲区60移动到真空室10的薄膜生成区70。在薄膜生成区70中，喷射室20喷射有机气态材料，以在基板30上形成有机材料层。
从喷射室20喷射的有机气态材料的沉积率可以由诸如设置在喷射室20前面的水晶传感器26的传感器检测。当从喷射室20喷射的一些有机气态材料沉积在水晶传感器26上时，水晶传感器26的频率变化。水晶传感器26的频率变化可以作为信号传送给控制器(未示出)。控制器可以利用信号和转化公式计算基板上的沉积厚度。
然而，随着在使用的水晶传感器的使用寿命内寿命值增加，根据水晶传感器26的频率变化的沉积率的测量可能变得不准确，以致计算沉积厚度也可能变得不准确。
为了从有机气态材料的沉积率中获得准确的沉积厚度，转化公式可以根据水晶传感器的寿命值来进行补偿。进行补偿后的转化公式可以如下：
沉积厚度＝β-α×寿命值
其中，α和β是常数。
α和β可以根据所使用的有机材料的类型、目标沉积率、待形成在基板上的有机材料层的期望厚度、所使用的水晶传感器的类型和所使用的真空沉积系统的类型来选择。
图5示出根据本发明的示例性实施例利用进行补偿后的转化公式在水晶传感器的整个使用时间过程中从来自水晶传感器的信号中计算的计算沉积厚度的精确度。参见图5，可以看到根据水晶传感器的频率变化和水晶传感器的使用寿命内的寿命值基于沉积率的计算沉积厚度在水晶传感器整个使用时间中接近实际测量的沉积厚度。在图5中，转化后的沉积厚度由以下公式获得：
沉积厚度＝1045-21.8×寿命值
在图5中，由圈表示的转化后的沉积厚度通过应用上述公式从图2所示的计算沉积厚度转化而来。可以看到在水晶传感器的使用寿命内，转化后的沉积厚度保持与由黑方块表示的实际测量沉积厚度相近。
控制器可以控制喷射室的操作，以便随着水晶传感器寿命值的增加提高有机气态材料的目标沉积率。也就是说，当从水晶传感器的频率变化获得的转化后的沉积厚度低于目标沉积厚度时，控制器可以增加从喷射室喷射的有机气态材料的供应量。
图6示出保持在约接近目标沉积厚度1000之上的转化后的沉积厚度。根据本发明，转化后的沉积厚度通过采用有机气态材料的沉积率和水晶传感器的寿命值的转化公式获得。控制器可以控制喷射室的操作，以便随着水晶传感器寿命值的增加提高有机气态材料的供应量。
对于本领域的技术人员来说，显然可以不脱离本发明的精神或范围可以在本发明中做各种修改和变化。因而，本发明意图覆盖落入所附权利要求及等同物中的范围的本发明的修改和变化。