[发明专利]真空气相沉积系统以及制造有机发光装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空气相沉积系统，更特别地涉及一种用于制造有机电致发光(EL)元件的真空气相沉积系统。

背景技术

有机EL元件通常为这样的电子元件，其中，由空穴传输层、发光层、电子传输层等形成的有机薄膜层布置在由透明导电膜(例如氧化铟锡)制造的电极和由金属(例如铝)制造的电极之间。当分别经由空穴传输层和电子传输层从阳极侧注入的空穴和从阴极侧注入的电子在发光层中重新组合所产生的激发子返回基态时，有机发光元件发射光。

同时，作为制造有机EL元件的一种方法，已知真空气相沉积方法。例如，用于有机EL元件的构成材料(气相沉积材料)布置在坩埚中，并被加热至等于或高于真空系统中气相沉积材料的蒸发温度的温度，以便产生气相沉积材料的蒸气，且气相沉积材料沉积在用作有机EL元件的基底的基片上，以便形成有机薄膜层。

已知在使用真空气相沉积方法制造有机EL元件的步骤中，气相沉积速率通过使用晶体振荡器的膜厚度传感器来监测，以便控制气相沉积材料的蒸发量(蒸气的产生量)。这是因为当不监测气相沉积速率时，将不清楚在膜形成过程中气相沉积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)，这使得很难将基片上的膜厚度调节至目标值。

不过，当气相沉积材料粘附在晶体振荡器上的粘附量增加时，在由膜厚度传感器表示的气相沉积速率值和气相沉积材料粘附于基片的粘附量之间产生差值。这归因于随着粘附于晶体振荡器的气相沉积材料的增加而产生的晶体振荡器的频率改变。特别是当要形成在基片上的薄膜的膜厚度相对于目标值的误差允许范围很小时，这种现象成为问题。由于有机EL元件的每层膜厚度大致为大约几十nm至100nm时，膜厚度相对于目标值的误差允许范围为几纳米的量级。这时，在气相沉积速率值和气相沉积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)之间的差值可能使得成品收率降低。

作为用于解决上述问题的措施，已知真空气相沉积系统设有用于控制膜厚度的膜厚度传感器以及用于校准膜厚度的膜厚度传感器，如日本专利申请公开No.2008-122200中所述。在日本专利申请公开No.2008-122200的真空气相沉积系统中，用于控制膜厚度的膜厚度传感器的测量误差由用于校准膜厚度的膜厚度传感器来校准，以便使得气相沉积速率保持恒定。因此，气相沉积材料粘附于基片的粘附量能够稳定地落在目标值内。

同时，日本专利申请公开No.2008-122200公开了气相沉积源和各传感器之间的距离相等。然而，通常，从气相沉积源的开口蒸发的气相沉积材料的分布变成椭球形(根据COS法则)。鉴于此，在日本专利申请公开No.2008-122200的真空气相沉积系统的传感器布置中，存在进入要间歇使用的用于校准膜厚度的膜厚度传感器的气相沉积材料的粘附量可能降低的可能性，因此这种结构不足以用于提高校准精度。

发明内容

本发明解决了上述问题。本发明的一个目的是提供一种真空气相沉积系统，它能够精确测量气相沉积速率和更高精度地控制膜厚度。

本发明的真空气相沉积系统包括：真空腔室；基片保持机构，该基片保持机构保持基片；气相沉积源，该气相沉积源产生要在基片上形成膜的气相沉积材料的蒸气；用于监测的膜厚度传感器，当气相沉积材料在基片上形成膜时，该用于监测的膜厚度传感器测量粘附于传感器部分的气相沉积材料的粘附量；控制系统，该控制系统基于由用于监测的膜厚度传感器所获得的测量数据控制气相沉积源的温度；以及用于校准的膜厚度传感器，该用于校准的膜厚度传感器测量气相沉积材料的气相沉积速率并向控制系统输出用于校准由用于监测的膜厚度传感器所获得的所述测量数据的校准值，其中，从气相沉积源的开口的中心至用于校准的膜厚度传感器的距离L₁和从气相沉积源的开口的中心至用于监测的膜厚度传感器的距离L₂满足L₁≤L₂的关系；以及由从气相沉积源的开口的中心至基片的膜形成表面的垂直线和使得气相沉积源的开口的中心与用于校准的膜厚度传感器连接的直线所形成的角度θ₁以及由从气相沉积源的开口的中心至基片的膜形成表面的垂直线和使得气相沉积源的开口的中心与用于监测的膜厚度传感器连接的直线所形成的角度θ₂满足θ₂≥θ₁的关系。

根据本发明，能够提供这样的真空气相沉积系统，它能够精确测量气相沉积速率，并能够以更高精度控制膜厚度。