(57)【要約】  基板上に材料を蒸着するための蒸発器が説明される。この蒸発器は、少なくとも１つの開口ノズルの方向に材料を案内するための案内手段を含む。案内手段は、材料の一部分のための測定出口を含む。蒸発器は、蒸発器の堆積速度に相関する第１の信号を生成するように構成され、かつ材料によりコーティングされるように位置決めされた第１の検出器を有する、第１の測定システムと、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号を生成するための第２の光学測定システムとをさらに含み、第２の信号は、測定出口の材料の部分に基づいている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に材料を蒸着するための蒸発器であって、
少なくとも１つの開口ノズルの方向に前記材料を案内するための案内手段であって、前記少なくとも１つの開口ノズルの蒸発方向とは異なる蒸発方向を特に有する前記材料の一部分のための測定出口を備える、案内手段を備え、
前記蒸発器は、
当該蒸発器の堆積速度に相関する第１の信号を生成するように構成され、かつ前記材料によりコーティングされるように位置決めされた第１の検出器を有する、第１の測定システムと、
当該蒸発器の前記堆積速度に相関する第２の信号を生成するための第２の光学測定システムであって、前記第２の信号は、前記測定出口の前記材料の前記部分に基づいている、第２の光学測定システムと
をさらに備える、蒸発器。
【請求項２】
前記案内手段は、供給チューブおよび分配マニホルド、特に分配パイプを備え、前記少なくとも１つの開口ノズルは、前記分配マニホルド中に設けられる、請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記第２の測定システムは、層厚さを測定するように構成されている、請求項１または２に記載の蒸発器。
【請求項４】
前記第２の信号を受け取るために前記第２の測定システムに接続され、前記第１の測定システムを較正するように構成されたコントローラ
をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項５】
前記材料の前記部分によるコーティング中に基板を保持するように構成された、試験基板用の基板支持体
をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項６】
前記基板支持体は、前記測定出口と前記第１の検出器との間の位置から、前記第１の検出器をコーティングするための位置へと、前記試験基板の一部分を移動させるためのアクチュエータを含む、請求項５に記載の蒸発器。
【請求項７】
前記材料の前記部分を選択的に阻止するためのシャッター
をさらに備える、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項８】
前記測定出口は、前記供給チューブ中に設けられる、請求項２ないし７のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項９】
前記第１の検出器は、少なくとも１つの振動結晶または４つ以上の振動結晶を備え、前記第２の測定システムは、電磁放射源および電磁放射検出器を備える、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項１０】
前記第２の測定システムは、電磁放射源および電磁放射検出器を備え、前記試験基板上の前記材料の層の厚さを測定するように構成されている、請求項２ないし９のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項１１】
基板上に材料を堆積するための蒸着装置であって、
前記基板上に前記材料を堆積するためのチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の蒸発器と
を備える、蒸着装置。
【請求項１２】
材料を蒸着するための蒸着装置を動作させる方法であって、
開口ノズルを経由して基板上に、蒸発された材料の第１の部分を案内することと、
測定出口を経由して第１の検出器上に、蒸発された材料の第２の部分を案内することと、
蒸発された材料の堆積速度に対応する信号が生成され得るように、前記蒸発された材料の前記第２の部分に対して第２の測定システムを位置決めすることであって、前記第２の検出器を前記設けることは、
蒸発された材料の前記第２の部分で試験基板部分を堆積するために、前記測定出口と前記第１の検出器との間において前記試験基板部分を移動させること、
前記測定出口を経由して前記第１の検出器上に、蒸発された材料の前記第２の部分を再度案内するために、前記測定出口と前記第１の検出器との間から前記試験基板部分を除去すること、および
光学測定システムを用いて、前記試験基板部分上に堆積された蒸発された材料の層の層厚さに対応する信号を測定すること
を特に含む、位置決めすることとを含み、
前記方法は、
前記信号を使用して、前記第１の検出器を較正すること
をさらに含む、方法。
【請求項１３】
材料の前記第２の部分を選択的に阻止するためにシャッターを移動させること
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定することは、前記基板の移動前の層厚さと前記基板の除去後の層厚さとの層厚さの差を測定することを含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光学測定システムを用いて前記測定することは、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空設備において使用するための蒸発システムと、この蒸発システムを含んだコーティング設備と、このコーティング設備を使用する方法とに関する。詳細には、本発明の実施形態は、コーティング速度を測定するための測定システムを備える典型的には有機材料用の蒸発システムと、かかる蒸発システムを有するコーティング設備と、かかるコーティング設備を使用するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機蒸発器は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を作製するのに不可欠なツールである。ＯＬＥＤは、発光層が、ある有機化合物の薄膜からなる特殊なタイプの発光ダイオードである。かかるシステムは、テレビ画面、コンピュータディスプレイ、および携帯システム画面等々において使用され得る。また、ＯＬＥＤは、一般的な空間照明にも使用され得る。ＯＬＥＤの画素は、光を直接的に発光し、バックライトを必要としないため、ＯＬＥＤディスプレイにより可能となる色の範囲、明るさ、および視野角は、従来のＬＣＤディスプレイのそれを上回る。したがって、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費量は、従来のＬＣＤディスプレイの消費量を大幅に下回る。さらに、ＯＬＥＤは、フレキシブル基板上に製造することが可能であるため、ロールアップディスプレイまたはさらには衣類に組み込まれたディスプレイなどの、新たな用途への扉を開く。
【０００３】
ＯＬＥＤの機能は、有機材料のコーティング厚さに依存する。この厚さは、所定の範囲内に収まらなければならない。したがって、ＯＬＥＤの生産においては、有機材料によるコーティングが実現されるコーティング速度が所定の許容範囲内に収まることが重要となる。換言すれば、有機蒸発器のコーティング速度が、生産プロセスにおいて完全に制御されなければならない。
【０００４】
これにより、ＯＬＥＤ用途だけではなくさらに他の蒸着プロセスの堆積速度には、通常、比較的長時間にわたる高精度率が必要である。蒸発器の堆積速度をオンラインで測定するための複数の測定システムが存在する。しかし、これらの測定値は、所望の期間にわたる精度および／または安定性が不十分なものとなる。
【０００５】
あるいは、コーティング速度を判定するために、堆積の完了後に、処理された基板の堆積層を分析することが、当技術分野において知られている。この場合には、堆積システムのフィードバック制御は、ある遅延を伴ってしか可能とはならない。特に、この手法では、制御による補正アクションが実行され得る前に、１つまたは複数の基板が範囲外の層でコーティングされる結果となる恐れがある。
【０００６】
上記を考慮して、本発明は、当技術分野における問題の少なくともいくつかを克服する、蒸発システム、コーティング設備、および基板への蒸着速度を測定するための方法を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【０００７】
上記に鑑みて、独立請求項１に記載の蒸発システムと、独立請求項１２に記載の方法とが提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴は、従属請求項、本明細書、および添付の図面から明らかである。
【０００８】
一実施形態によれば、基板上に例えば有機材料などの材料を蒸着するための蒸発器が提供される。この蒸発器は、少なくとも１つの開口ノズルの方向に材料を案内するための案内手段を含み、この案内手段は、特に少なくとも１つの開口ノズルの蒸発方向とは異なる蒸発方向を有する、材料の一部分のための測定出口を含む。蒸発器は、蒸発器の堆積速度に相関する第１の信号を生成するように構成され、材料によりコーティングされるように位置決めされた第１の検出器を有する、第１の測定システムと、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号を生成するための第２の光学測定システムとをさらに含み、第２の信号は、測定出口の材料の部分に基づいている。
【０００９】
一実施形態によれば、基板上に材料を堆積するための蒸着装置が提供される。この装置は、基板上に材料を堆積するためのチャンバと、チャンバ内に設けられた蒸発器とを含む。蒸発器は、少なくとも１つの開口ノズルの方向に材料を案内するための案内手段を含み、この案内手段は、特に少なくとも１つの開口ノズルの蒸発方向とは異なる蒸発方向を有する、材料の一部分のための測定出口を含む。蒸発器は、蒸発器の堆積速度に相関する第１の信号を生成するように構成され、かつ材料によりコーティングされるように位置決めされた第１の検出器を有する、第１の測定システムと、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号を生成するための第２の光学測定システムとをさらに含み、第２の信号は、測定出口の材料の部分に基づいている。
【００１０】
さらなる一実施形態によれば、例えば有機材料などの材料用の蒸着装置を動作させる方法が提供される。この方法は、開口ノズルを経由して基板上に蒸発された材料の第１の部分を案内することと、測定出口を経由して第１の検出器上に蒸発された材料の第２の部分を案内することと、蒸発された材料の第２の部分で試験基板部分を堆積するために、測定出口と第１の検出器との間において試験基板部分を移動させることと、測定出口を経由して第１の検出器上に蒸発された材料の第２の部分を再度案内するために、測定出口と第１の検出器との間から試験基板部分を除去することと、光学測定システムを用いて、試験基板部分上に堆積された蒸発された材料の層の層厚さに対応する信号を測定することと、この信号を使用して、第１の検出器を較正することとを含む。
【００１１】
添付の図面を参照することを含め、本明細書の以降の部分において、本開示の最良の実施形態を含めた、当業者に対して完全かつ実施可能にする開示をより具体的に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図２】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図３】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図４】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図５】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図６】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図７】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図８】コーティングすべき基板から見た蒸発システムの一実施形態を示す図である。
【図９】側面図の視点における蒸発システムの様々な実施形態を示す図である。
【図１０】本明細書において説明される実施形態による蒸発器を動作させる方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の様々な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の１つまたは複数の例が、各図面において示される。各例は、本発明の説明として提供されるものであり、本発明を限定するものと意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示または説明される特徴は、他の実施形態においてまたは他の実施形態と組み合わせて使用することにより、さらに他の一実施形態を生み出すことが可能である。本発明は、かかる変更形態および変形形態を含むことが意図される。
【００１４】
本発明の実施形態は、あるコーティング速度にて真空チャンバ内において基板に蒸気を付着させるための蒸発システム（以降においては蒸発器とも呼ぶ）を提供する。この蒸発器は、蒸気を受け入れるための入口を含む分配マニホルドと、基板に対して蒸気を付着させるための第１の出口を有する蒸発セクションとを有する。蒸発セクションは、蒸気がこの入口から第１の出口へと進むための第１の流体経路を画定する。
【００１５】
蒸発器のコーティング速度は、分配パイプ内において蒸発されなければならない材料の圧力に依存する。この圧力は、材料の蒸気圧に相当する。したがって、この蒸気の特徴的特性の重要な信号の測定を可能にするのに十分なほど高い圧力が存在する。本明細書において説明される実施形態は、基板に対する有機材料の付着に関する。しかし、本発明の実施形態は、非有機基板、すなわち無機基板のコーティングにも適用することができる。
【００１６】
図１は、蒸発器１００の第１の実施形態を示す。この蒸発器の分配マニホルド６０は、典型的には複数のノズル出口の形態である堆積出口を含み、これらのノズル出口は、第１の出口１１０をまとめて形成する。典型的な実施形態によれば、分配マニホルドは、分配パイプまたはシャワーヘッドとすることができる。蒸発器用途の場合には、特に、分配パイプが利用され得る。本発明による典型的な分配パイプの直径は、１ｃｍから１０ｃｍの間であり、より典型的には４ｃｍから６ｃｍの間である。有機材料を基板に蒸着させる場合には、外部の圧力よりも高い分配パイプ内の圧力により、有機蒸気が、分配マニホルドから基板（図１には示していない）の方向へと流出される。図１に示す図においては、基板は、紙面の上方に位置決めされる。基板をコーティングするための典型的な方法においては、有機蒸気は、真空雰囲気内において基板に付着される。真空という用語は、１Ｐａ以下の圧力を指すこととする。典型的には、ノズル出口は、あるノズル出口の蒸気流が、次の隣接するノズル出口の蒸気流と基板表面上において重畳するように、形状設定および配置される。
【００１７】
図１の分配マニホルドは、セパレータ９０により２つのセクションに分割されている。典型的には、供給チューブ１５０を経由して加熱されたるつぼ（図示せず）から、分配マニホルド６０内へと流れる（流れ方向が矢印により表される）蒸気は、セパレータ９０により分割される。入来する蒸気の一部分１７０は、蒸発セクション８０内に案内され、そこから、典型的には複数のノズルを含んだ第１の出口１１０を通り、例えば分配パイプなどの分配マニホルド６０を出る。蒸気の別の部分１６０は、測定セクション７０内に案内される。測定セクションの通過後に、この蒸気は、測定出口である第２の出口１４０を通り分配パイプ１００を出る。典型的には、この蒸気は、そこから、パイプ１００が使用されるコーティング設備の外へと案内される。典型的には、セパレータ９０による蒸気の分割は、典型的には約７０％から９９．５％の、より典型的には８０％から９７％の、より多量の蒸気が蒸発セクション８０内に案内されるように設計される。または、はるかに少量が、測定セクション内に案内される。これは、測定セクション７０内に続く開口の断面が蒸発セクション８０に続く開口よりも大幅に小さくなるように、セパレータ９０を配置することによって達成され得る。概して、本明細書の矢印は、蒸気の流れ方向を象徴的に示すに過ぎない。面積当たりの矢印の本数または密度は、蒸気密度にも、または任意の定量パラメータの示度にも無関係である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、例えば分配パイプなどの分配マニホルドは、約１００°から７００°の温度にまで加熱され得る。
【００１８】
図１においては、第１の測定セクション１３１および第２の測定セクション１３２は、典型的には第１の測定セクションまたは第２の測定セクションのいずれかが測定開口１４０の正面に位置決めされ得るように、支持体３０により支持される。図１においては、これは、矢印３５により示される。代替的な一解決策によれば、第２の測定セクションは、測定開口１４０と第１の測定セクションとの間に配置されるように、移動され得る。これにより、第１の測定セクションは、移動される必要がなくなる。
【００１９】
本明細書において説明される実施形態によれば、第１の測定システムは、蒸発器の堆積速度に相関する第１の測定信号を生成するように構成されている。典型的には、第１の測定システムは、±３％以内、特に±１％以内などの高精度を実現する、堆積速度用の１つまたは複数の検出器を含む。これは、例えば、石英結晶測定システムなどであることが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。これは、一般的に使用される測定システムであり、例えば、ＩｎｆｉｃｏｎのＣｙｇｎｕｓ（商標）を利用することが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、４つ以上、例えば１０個または１２個、またはさらにそれ以上の検出器（例えば石英結晶）を、第１の測定システムに設けることが可能である。典型的には、石英結晶カルーセルが使用され得る。
【００２０】
この第１の測定システムは、所望の精度を実現することができるが、複数の検出器が設けられる場合でも、そのシステムの動作寿命は不十分となる。これは、結晶が、蒸着され、検出器上に堆積されるべき材料の量が、その精度を所望の範囲内に維持すべき場合には、制限されることに起因する。さらに、短時間規模において所望の精度を有する第１の測定システムの検出器は、堆積速度の低下または上昇とは相関しない信号の急激な低下または上昇を被る可能性がある。さらに、第１の検出システムの動作寿命をより長くするために複数の検出器が使用される場合には、検出器の交換により、生成される信号の低下または上昇が生じる恐れがある。
【００２１】
上記に鑑みて、本明細書において説明される実施形態によれば、第２の測定システム１３２が提供される。この第２の測定システムは、蒸着装置のチャンバ内に設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。したがって、第１の測定システムの信号の急激な低下または上昇が生じた場合には、第２の測定システムの第２の信号を使用して、独立した測定システムからの較正を受けることが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、光学測定システムとすることができる。例えば、光学測定システム１３２は、試験基板が蒸発された材料でコーティングされるように、測定出口１４０の正面に試験基板を位置決めするように構成された、試験基板ホルダまたは試験基板支持体を含むことが可能である。さらに、この光学測定システムは、堆積された層の厚さを測定するための光学測定ユニットを含む。
【００２２】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、光学測定システムによる測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。
【００２３】
第２の測定システムは、典型的には、例えば特定のスペクトル分布を有するレーザまたは従来的な白色光源もしくは着色光源などであることが可能な、例えば光源などの電磁放射源を含む。また、光源は、広範な分布を有する発光ユニットと、特定の波長範囲のみを通過させ得る正面のフィルタとを含むことが可能である。また、光源は、光ファイバケーブルの端部を表すことが可能である。換言すれば、本発明の実施形態においては、第２の測定ユニットに対して光を伝達するように構成された光ファイバが存在し得る。また、検出器は、光ファイバを介して接続可能でもある。これにより、普通なら特定の環境において適切に機能しないであろういくつかの検出器を使用することが可能となる。
【００２４】
図２は、るつぼ２５０が、基板上にコーティングすべき有機材料などの蒸発させるべき材料で充填または部分的に充填された、別の実施形態を示す。るつぼは、供給チューブ１５０を介して、開口ノズル１１０を有する分配マニホルド６０と流体連通状態にある。供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、基板１２０の方向に送られる蒸発された材料用の案内手段を提供する。図２に示すように、測定出口は、案内手段中に設けられる。図２は、測定出口が、るつぼ２５０から分配マニホルド６０へと蒸発された材料を案内するように構成された供給チューブ内に位置することとなるのを示す。これにより、少なくとも第２の測定システムは、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号を生成するように構成され、この第２の信号は、測定出口の材料の部分に基づくものとなる。これにより、第２の測定システムは、基板１２０がコーティングされる堆積エリアから離れた位置において、すなわち堆積エリアからある距離をおいて、位置することが可能となる。
【００２５】
蒸発器１００の分配マニホルド６０は、典型的には複数のノズル出口の形態である堆積出口を含み、これらのノズル出口は、第１の出口１１０をまとめて形成する。基板をコーティングするための典型的な方法においては、有機蒸気は、本明細書において説明されるように真空雰囲気内において基板に対して付着される。真空という用語は、１Ｐａ以下の圧力を指すこととする。典型的には、ノズル出口は、あるノズル出口の蒸気流が、隣接するノズル出口の蒸気流と基板表面上において重畳するように、形状設定および配置される。
【００２６】
蒸気案内手段、すなわち供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、入来する蒸気の一部分１７０が、例えば分配パイプなどの分配マニホルド６０内に案内されるように、測定出口を備える。この蒸気の別の部分１６０は、測定システム１３１および１３２の方向に案内される。典型的には、蒸気の分割は、典型的には約７０％から９９．５％の、より典型的には８０％から９７％の、より多量の蒸気が蒸発セクション８０内に案内されるように設計される。または、はるかに少量が、測定セクション内に案内される。これは、例えば０．５ｍｍから４ｍｍなどの十分に小さい開口サイズを測定出口１４０に与えることにより達成される。
【００２７】
図１と同様に、図２においては、第１の測定セクション１３１および第２の測定セクション１３２は、典型的には第１の測定セクションまたは第２の測定セクションのいずれかが測定開口１４０の正面に位置決めされ得るように、支持体３０により支持される。これは、矢印３５により示される。代替的な一解決策によれば、第２の測定セクションは、測定開口１４０と第１の測定セクションとの間に配置されるように、移動され得る。これにより、第１の測定セクションは、移動される必要がなくなる。
【００２８】
本明細書において説明される実施形態によれば、第１の測定システムは、蒸発器の堆積速度に相関する第１の測定信号を生成するように構成されている。典型的には、第１の測定システムは、±３％以内、特に±１％以内などの高精度を実現する、堆積速度用の１つまたは複数の検出器を含む。これは、例えば、石英結晶測定システムなどであることが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。さらに、第２の測定システム１３２が設けられる。この第２の測定システムは、蒸着装置内に、および／または蒸発器の一部分として設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、光学測定システムとすることができる。例えば、光学測定システム１３２は、試験基板が蒸発された材料でコーティングされるように、測定出口１４０の正面に試験基板を位置決めするように構成された、試験基板ホルダまたは試験基板支持体を含むことが可能である。さらに、この光学測定システムは、堆積された層の厚さを測定するための光学測定ユニットを含む。
【００２９】
典型的な実施形態によれば、第２の測定システムの測定は、非接触式に実行される。例えば光源および検出器などの、電磁放射源および電磁放射検出器などの測定デバイスの要素は、典型的には、分配パイプの外部に配置される。典型的な実施形態においては、測定デバイスは、１つまたは複数の、例えば２つの検出器と、１つまたは複数の、例えば２つの光源とを含む。概して、本願の範囲内における「光」という用語は、あらゆる種類の電磁放射を指す。典型的な実施形態においては、発光される光は、４００ｎｍ未満の、および特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の、波長部分を少なくとも有する。４００ｎｍから７００ｎｍの間の可視光もまた、しばしば使用され、０．７μｍから２０μｍ、より典型的には２μｍから１６μｍの波長を有する赤外放射もまたは、高い頻度で適用される。赤外放射の周波数は、有機材料の付着中の速度測定に好都合に使用し得る、有機材料の典型的な振動スペクトルの範囲に対応している。少なくとも１つの光源は、レーザまたは白色光ランプ等々であってもよい。典型的な一実施形態においては、調整可能な波長を有するレーザが適用される。少なくとも１つの検出器は、フォトダイオード、ピンダイオード、または光電子増倍管等々であってもよい。また、電磁スペクトルを分析するための分光計を設けることが可能である。
【００３０】
典型的には、案内手段、すなわち供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、石英ガラスから作製することが可能である。概して、分配マニホルドは、基板に対して蒸気を付着させるための少なくとも１つの第１の出口を有する中空本体であることが可能な分配パイプであることが可能であり、この第１の出口は、好ましくはノズルであり、典型的には複数のノズルである。分配パイプは、典型的には、分配パイプに蒸気を送給するために、るつぼおよび供給チューブなどの送給ユニットと連結される。送給ユニットは、典型的には、入口を介して分配パイプの内部に連結され、これにより、送給ユニットまたは供給チューブは、分配マニホルドの一体部分となり得る。典型的には、分配パイプは、１５から２００個の間、より典型的には２０から１００個の間のノズル出口を含む。ノズル出口の直径は、典型的には０．１ｍｍから５ｍｍの間、より具体的には１ｍｍから２ｍｍの間である。分配パイプは、チューブ等々として形状設定することが可能である。他の実施形態においては、分配パイプは、シャワーヘッドである。典型的には、パイプは、パイプ内の蒸気の凝結を回避するために、付着プロセス中に加熱される。これを目的として、電気加熱素子が、パイプの外方表面に配置されてもよい。
【００３１】
分配パイプ／チューブの合計サイズ／体積に比較して、ノズルの個数が少なく、開口の各面積が小さい場合には、パイプは、閉鎖ボリュームであると見なされる。チューブ内の圧力は、より安定的になり、より優れたコーティングプロセスおよび圧力測定が結果的に得られる。典型的には、第１の出口、またはノズルと、測定出口との合計面積は、パイプの内方面積の１０％未満であり、より典型的には５％未満である。
【００３２】
案内手段、すなわち供給チューブおよび分配マニホルドは、典型的には、２つのセクションを含む。蒸発セクションは、基板に対して蒸気を付着させるための、典型的には複数のノズルである第１の出口を含む。このセクションは、蒸気用の第１の流体経路、すなわち第１の出口への入り口を画定する。この蒸気は、その後、コーティングすべき基板へと供給される。第２に、分配パイプは、第２の出口としての測定開口を含む。この第２の出口は、測定セクションから蒸気を変位させるように意図され、蒸気は、典型的には、コーティング設備の堆積領域の外部に変位される。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、測定出口の蒸発方向は、第１の出口の少なくとも１つの開口ノズルの蒸発方向とは異なる。これにより、堆積速度測定用に用意された蒸気の部分で基板をコーティングすることを回避することが可能となり、および／または蒸発器の構成を例えばメンテナンス目的のためなどに単純化することが可能となる。したがって、測定セクションは、入口から第２の出口への蒸気用の第２の流体経路を画定する。典型的には、第２の出口は、測定セクションからの蒸気が基板に付着しないように構成されている。堆積速度の測定後には、堆積速度測定用に供給される蒸気の部分は、典型的には、コーティング設備内の真空ポンプの開口へと案内されるか、または続いて処分するために設備内に収集されてもよい。すなわち、測定セクションからの蒸気は、後に処分するために、コーティング設備内部において基板以外の表面に対して付着されてもよい。
【００３３】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な他の実施形態によれば、測定出口の蒸発方向もまた、第１の出口の少なくとも１つの開口ノズルの蒸発方向と実質的に同様であることが可能である。しかし、これにより、測定出口から蒸気を受け入れる測定ユニットは、処理すべき基板から離して位置決めすることができなくなる。
【００３４】
図３は、さらに他の実施形態、および本明細書において説明される実施形態の追加的または代替的な変更形態を示す。るつぼ２５０は、基板上にコーティングすべき有機材料などの蒸発させるべき材料で充填または部分的に充填される。るつぼは、供給チューブ１５０を介して、開口ノズル１１０を有する分配マニホルド６０と流体連通状態にある。上述のように、供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、基板１２０の方向に送られる蒸発された材料用の案内手段を提供する。図２に示すように、測定出口１４０は、供給チューブ１５０中に設けられる。これにより、測定出口の材料部分に基づいている、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号を生成するように構成された、少なくとも第２の測定システムは、基板１２０がコーティングされる堆積エリアから離れた位置において、すなわち堆積エリアからある距離をおいて、位置することが可能となる。
【００３５】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、測定出口１４０からの蒸気の一部分をブロックするためのシャッター３１０が設けられる。このシャッターは、測定出口に対面して位置決めすることが可能である。これにより、第１の測定システムの例えば振動結晶などの検出器が堆積される期間が、短縮され得る。例えば、シャッターは、例えば約６０秒から９０秒などの、５秒から１２０秒の測定時間に対して、１分毎に１回または３分もしくは５分毎に１回の頻度で開かれ得る。したがって、第１の測定システムの検出器上により少量の材料が堆積されるため、第１の測定システムの動作寿命を延ばすことが可能となる。さらに、シャッターは、第１の測定システムと第２の測定システムとの間の切替の際に閉じることが可能である。例えば、シャッターは、試験基板３３３が測定出口１４０からの蒸気の部分により堆積されるように位置決めされる期間の間、閉じることが可能となる。これにより、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号の精度を高めるために、試験基板に関する規定の堆積時間を設けることが可能となる。
【００３６】
図３内においては、第１の測定セクション１３１および第２の測定セクション１３２が示される。第１の測定システム１３１は、他の実施形態に関連してより詳細に説明するように、振動結晶を含むことが可能である。第２の測定システムは、試験基板３３３と、試験基板３３３上に堆積された層の厚さを測定するための光学測定システムとを含む。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、光学測定システムによる測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の、特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の、特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。第２の測定システムは、典型的には、例えば特定のスペクトル分布を有するレーザまたは従来的な白色光源もしくは着色光源などであることが可能な光源と、光検出器とを含む。この光源および検出器は、図３においては要素３３２により示される。また、光源は、光ファイバケーブルの端部として設けられることもあり得る。換言すれば、本発明の実施形態においては、光ファイバが、試験基板３３３に対して光を伝達するように構成されてもよい。また、検出器は、光ファイバを介して接続することが可能である。
【００３７】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、蒸発器は、コントローラ３３０をさらに含むことが可能である。コントローラは、第２の測定システムまたはその検出器のそれぞれに連結された第１の入り口を有し、蒸発器の堆積速度に相関する第２の測定システムの信号を受け取るように構成されている。コントローラは、第１の測定システム１３１に連結された第１の出口を有する。これにより、第１の測定システムのオンライン較正用の信号が、提供され得る。代替的には、第１の測定システムとコントローラとの間の接続は、第１の測定システム１３１からコントローラへ信号を供給するために使用することが可能であり、第１の測定システムの較正を含む第１の測定システムからの信号の評価は、コントローラ３３０において実行することが可能である。
【００３８】
本明細書において説明される実施形態によれば、第１の測定システムは、蒸発器の堆積速度に相関する第１の測定信号を生成するように構成されている。典型的には、第１の測定システムは、±３％以内、特に±１％以内などの高精度を実現する、堆積速度用の１つまたは複数の検出器を含む。これは、例えば、石英結晶測定システムなどであることが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。さらに、第２の測定システム１３２が設けられる。第２の測定システムは、蒸着装置内におよび／または蒸発器の一部分として設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、光学測定システムとすることができる。例えば、光学測定システム１３２は、試験基板が蒸発された材料でコーティングされるように、測定出口１４０の正面に試験基板を位置決めするように構成された、試験基板ホルダまたは試験基板支持体を含むことが可能である。さらに、この光学測定システムは、堆積された層の厚さを測定するための光学測定ユニットを含む。
【００３９】
図４は、本明細書において説明される蒸発器１００のさらに他の実施形態を示す。例えば有機材料などの蒸発させるべき材料が、るつぼ２５０内に用意され、その中で蒸発される。蒸発された材料の部分１７０は、供給チューブ１５０を通り分配マニホルド６０へと案内される。蒸発された材料は、ノズル開口１１０を通り基板１２０上に送られる。蒸発された材料の別の部分は、供給チューブ１５０により測定出口１４０へと案内される。蒸発された材料の第２の部分、すなわち測定開口１４０を通過する部分は、蒸発器１００の堆積速度に相関する信号を生成するために使用される。図４に示すように、いくつかの実施形態によれば、第１の測定システム１３１は、複数の検出器４３１を含むことが可能である。例えば、複数の検出器４３１は、支持体３１の上に設けることが可能である。典型的には、支持体は、ある検出器４３１が、隣接する検出器４３１を堆積速度測定用に使用することが可能となるように、隣接する検出器が測定出口１４０に対面する位置に移動された時に、およびその幾分かの時間の後に、上記堆積速度を測定することが可能となるように回転され得るカルーセルとすることができる。堆積速度を測定するための１つまたは複数の検出器は、±３％以内、特に±１％以内などの高精度を実現する。これは、例えば、石英結晶測定システムであることが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。
【００４０】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、４つ以上、例えば１０個または１２個、またはさらにそれ以上の検出器（例えば石英結晶）を、第１の測定システムに設けることが可能である。典型的には、石英結晶カルーセルが、支持体３１として使用され得る。
【００４１】
第２の測定システムは、試験基板３３３と、試験基板３３３上に堆積された層の厚さを測定するための光学測定システムとを含む。図４内においては、試験基板は、コーティング位置においては下方に移動され、コーティングされた層の厚さは、図４に示される測定位置において判定され得る。第２の測定システムは、典型的には、例えば本明細書において説明されるような特定のスペクトル分布を有するレーザまたは従来的な白色光源もしくは着色光源などであることが可能な光源４３２と、本明細書において説明されるような光検出器４３４とを含む。また、参照数字４３２で呼ばれる光源は、光ファイバケーブルの端部であることも可能である。換言すれば、本発明の実施形態においては、光ファイバが、試験基板３３３に対して光を伝達するように構成されてもよい。また、検出器は、光ファイバを経由して接続することが可能である。
【００４２】
図５は、蒸発器１００のさらに他の実施形態を示す。蒸気案内手段は、分配マニホルド６０および供給チューブ１５０を含む。蒸発器は、典型的には複数のノズル出口の形態である堆積出口を含む、これらのノズル出口は、第１の出口１１０をまとめて形成する。典型的な実施形態によれば、分配マニホルドは、分配パイプまたはシャワーヘッドとすることができる。蒸発器用途の場合には、特に、分配パイプが利用され得る。有機材料で基板１２０を蒸着する場合には、外部の圧力よりも高い案内手段内の圧力により、有機蒸気が、分配マニホルドから基板１２０の方向へと流出される。蒸気案内手段、すなわち供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、測定出口をさらに備える。入来する蒸気の一部分は、例えば分配パイプなどの分配マニホルド６０内に案内される。この蒸気の別の部分は、測定システムの方向に案内される。蒸気の分割は、典型的には約７０％から９９．５％の、より典型的には８０％から９７％の、より多量の蒸気が蒸発セクション８０内に案内されるように設計される。または、はるかに少量が、測定セクション内に案内される。これは、例えば０．５ｍｍから４ｍｍなどの十分に小さい開口サイズを測定出口１４０に与えることにより達成される。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、例えば分配パイプなどの分配マニホルドおよび供給チューブは、約１００°から７００°の温度にまで加熱され得る。
【００４３】
図５においては、第１の測定セクション１３１と、測定デバイス３３２および試験基板３３３を含む第２の測定セクションとが設けられる。測定システムおよび測定出口１４０は、典型的には、第１の測定セクションまたは第２の測定セクションの試験基板３３３のいずれかが測定開口１４０の正面に位置決めされ得るように、位置決めされる。
【００４４】
本明細書において説明される実施形態によれば、第１の測定システムは、６から１８個など、１つまたは複数の石英結晶測定検出器を含むことが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。これは、一般的に使用される測定システムであり、例えば、ＩｎｆｉｃｏｎのＣｙｇｎｕｓ（商標）を使用することが可能である。
【００４５】
第１の測定システムは、所望の精度を実現することができるが、複数の検出器が設けられる場合でも、そのシステムの動作寿命は概して不十分となる。これは、結晶が、蒸着され、検出器上に堆積されるべき材料の量が、その精度を所望の範囲内に維持すべき場合には、制限されることに起因する。さらに、短時間規模において所望の精度を有する第１の測定システムの検出器は、堆積速度の低下または上昇とは相関しない信号の急激な低下または上昇を被る可能性がある。さらに、第１の検出システムの動作寿命をより長くするために複数の検出器が使用される場合には、検出器の交換により、生成される信号の低下または上昇が生じる恐れがある。
【００４６】
上記に鑑みて、本明細書において説明される実施形態によれば、試験基板３３３および層厚さ測定デバイス３３２を有する第２の測定システムが、提供される。第２の測定システムは、蒸着装置のチャンバ内に設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。したがって、第１の測定システムの信号の急激な低下または上昇が生じた場合に、第２の測定システムの第２の信号を使用して、独立した測定システムからの較正を受けることが可能である。
【００４７】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、試験基板３３３上に堆積された層厚さを測定するように構成された光学測定システムとすることができる。本明細書において説明される実施形態の典型的なオプションの変更によれば、例えば光学測定デバイスおよび特に光センサなどの第２の測定システムは、熱放射に対する光学測定デバイスの露出を減少させるように構成されたシールドで遮蔽することが可能である。
【００４８】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、層厚さの増加を測定することが可能である。これにより、例えば、コーティングされた層の厚さは、試験基板が測定開口１４０の正面に移動される前に、測定することが可能となり、基板１３３は、測定開口１４０の正面に移動され、蒸発された材料は、試験基板１３３上に堆積され、層厚さは、試験基板が測定出口の蒸気にさらされている時間の間に堆積速度を判定するために、再度測定することが可能となる。図５に示すように、測定開口は、本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、出口ノズル１１０の蒸発方向とは逆の蒸発方向を有するように配向される。これにより、メンテナンスの容易な構成が実現され得る。
【００４９】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、光学測定システムでの測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の、特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の、特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。
【００５０】
図５に示す蒸発器１００は、測定出口１４０からの蒸気の一部分を阻止するためのシャッター３１０を含む。このシャッターは、測定出口に対面して位置決めされ得る。これにより、第１の測定システム１３１の例えば振動結晶などの検出器が堆積される期間を短縮することが可能となる。例えば、シャッターは、例えば約６０秒から９０秒などの、約５秒から１２０秒の測定時間に対して、１分毎に１回または３分もしくは５分毎に１回の頻度で開かれ得る。したがって、第１の測定システムの検出器上により少量の材料が堆積されるため、第１の測定システムの動作寿命を延ばすことが可能となる。さらに、シャッターは、試験基板３３３が測定出口１４０からの蒸気の部分により堆積されるように位置決めされる期間の間、閉じることが可能となる。これにより、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号の精度を高めるために、試験基板に関する規定の堆積時間を設けることが可能となる。
【００５１】
図５に示す蒸発器１００は、ハウジング部分５０２、バルブ５２０、およびるつぼチャンバ２５２をさらに含む。ハウジング部分５０２は、例えば、中に用意された基板１２０の上に蒸発された材料を堆積するための真空チャンバ部分に連結され得る。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、るつぼ２５０は、るつぼバルブシャッターアセンブリ５１０によりロックされ得るるつぼチャンバ２５２の内外に移動され得る。例えば、るつぼシャッターアセンブリは、アクチュエータ５１２によりシャッター５１１が中に移動され得るシャッターハウジング５１３を含むことが可能である。いくつかの実施形態によれば、るつぼチャンバ２５２およびチャンバ部分５０２のエンクロージャは、るつぼ２５０を通過させる、すなわちるつぼチャンバ２５２内の位置からるつぼが供給チューブに連結される位置へとるつぼ２５０を通過させるための、開口を有する。これにより、システムは、るつぼおよび／または堆積すべき材料の交換の際に、真空排気された状態に維持することが可能となる。るつぼが、るつぼチャンバ内の位置に設けられる場合には（図５における下方位置）、シャッター５１１、典型的には真空バルブは、るつぼの交換および／または中の材料の再充填のためにるつぼチャンバ２５２を開くことが可能となるように、閉じることが可能である。さらに、本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、バルブ５２０は、アクチュエータ５２１により閉位置から開位置へと移動され得る。バルブ５２０が、閉位置にある場合には、蒸気は、供給チューブに、したがって分配マニホルド６０および測定領域のそれぞれに、全くまたは僅かしか進入することが可能ではない。バルブ５２０が開位置にある場合には、るつぼチャンバ２５２内において蒸発された材料は、基板１２０の方向におよび測定領域の方向に案内されるように、供給チューブ１５０に進入することが可能である。
【００５２】
図６は、蒸発器１００のさらに他の実施形態を示す。蒸気案内手段は、分配マニホルド６０および供給チューブ１５０を含む。蒸発器は、典型的には複数のノズル出口の形態である分配出口を含み、これらのノズル出口は、第１の出口１１０をまとめて形成する。典型的な実施形態によれば、分配マニホルドは、分配パイプまたはシャワーヘッドとすることができる。図５に示す実施形態と比較すると、第１の測定システムは、分配マニホルド６０に対面して設けられる。これにより、蒸発器の堆積速度は、蒸発された材料でコーティングされることとなる基板に、例えば直に隣接するなど、近傍の位置において測定される。第１の測定システムの検出器上に堆積される蒸発される材料の方向は、この構成においては、基板をコーティングするための蒸発方向と同一方向であることが可能である。さらに、基板１２０の方向に蒸発された材料を案内するように構成された複数のノズル出口１１０は、第１の検出ユニットが複数のノズル出口の一部分の正面に設けられるように、設けることが可能である。本明細書において説明される実施形態によれば、第１の測定システムは、６から１８個など、１つまたは複数の石英結晶測定検出器を備えることが可能であり、この石英結晶測定システムにおいては、振動する石英結晶が、蒸気の測定部分で蒸着され、振動周波数が、石英結晶上に堆積されることとなる材料の量に依存する。これは、一般的に使用される測定システムであり、例えば、ＩｎｆｉｃｏｎのＣｙｇｎｕｓ（商標）を利用することが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能なさらに他の実施形態によれば、さらなるシャッター（図示せず）が、第１の測定システム１３１と分配マニホルドとの間に設けられ得る。
【００５３】
第２の測定システムは、測定出口１４０に対面して、すなわちノズル出口とは異なる蒸発方向を有する方向に対面して設けられる。上述の相違を超えて、第１の測定セクション１３１と、測定デバイス３３２および試験基板３３３を含む第２の測定セクションとは、図１〜図４と同様に、特に図５と同様に設けることが可能である。第２の測定システムは、蒸発器の外部ではあるが、蒸発器システム内に設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。したがって、第１の測定システムの信号の急激な低下または上昇が生じた場合には、代位２の測定システムの第２の信号を使用して、独立した測定システムからの較正を受けることが可能である。
【００５４】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、試験基板３３３上に堆積された層厚さを測定するように構成された光学測定システムとすることができる。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、層厚さの増加を測定することが可能である。これにより、例えば、コーティングされた層の厚さは、試験基板が測定開口１４０の正面に移動される前に、測定することが可能となり、基板１３３は、測定開口１４０の正面に移動され、蒸発された材料は、試験基板１３３上に堆積され、層厚さは、試験基板が測定出口の蒸気にさらされている時間の間に堆積速度を判定するために、再度測定することが可能となる。図６に示すように、測定開口は、本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、出口ノズル１１０の蒸発方向とは逆の蒸発方向を有するように配向される。これにより、メンテナンスの容易な構成が実現され得る。
【００５５】
図６に示すように、コントローラ３３０が、第１の測定システム１３１と、例えば試験基板３３３および層厚さ測定デバイス３３２などを含むことが可能な第２の測定システムとに接続され得る。これにより、高精度な第１の測定システムの較正を実施して、例えば少なくとも１週間、典型的には２週間以上、またはさらには３週間以上などの、十分な長さの動作寿命をさらに実現することが可能となる。これにより、動作寿命は、他のメンテナンス期間と同期するように延長され得る。さらに他の実施形態によれば、コントローラは、るつぼの加熱を、したがって、システム内の蒸気圧を制御するために、るつぼに対して接続することも可能である。これは、例えば、堆積速度測定により堆積速度のドリフトが示される場合に、実施され得る。コントローラは、蒸発ステップ、較正を含む蒸発ステップ、るつぼ交換ステップ、または他のメンテナンスステップなどの種々のオペレーションモードに対してアクチュエータおよびシャッターの作動を調整することが可能となるように、アクチュエータ２５２、５１２、および５２１の、ならびにシャッター３１０の動作を制御するためにさらに使用され得る。
【００５６】
図７に関連して説明されるさらに他の実施形態によれば、第１の測定システムおよび第２の測定システムは、第１の測定出口１４０および第２の測定出口７４０の対向側に設けることが可能である。これにより、第１の測定出口および第２の測定出口は、蒸気用の案内手段中に、および特に供給チューブ１５０中に、設けることが可能となる。図７にさらに示すように、第１のシャッター３１０および第２のシャッター７１０が、堆積速度測定を目的として案内手段から供給される各部分をそれぞれ阻止するために、設けられ得る。これにより、シャッター７１０を利用することによって、第１の測定システム１３１の例えば振動結晶などの検出器が堆積される期間を短縮することが可能となる。例えば、シャッターは、例えば約６０秒から９０秒などの、５秒から１２０秒の測定時間に対して、１分毎に１回または３分もしくは５分毎に１回の頻度で開かれ得る。したがって、第１の測定システムの検出器上により少量の材料が堆積されるため、第１の測定システムの動作寿命を延ばすことが可能となる。さらに、さらなるシャッター３１０は、試験基板３３３が測定出口１４０から離れて位置決めされる期間中には、閉じることが可能であり、試験基板３３３が堆積位置に位置決めされる所定の期間の間は、開くことが可能である。これにより、蒸発器の堆積速度に相関する第２の信号の精度を高めるために、試験基板に関する規定の堆積時間を設けることが可能となる。上述のように、本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、光学的な第２の測定システムでの測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の、特に４００ｎｍ未満かつ３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。
【００５７】
図８は、蒸発器１００のさらに他の実施形態を示す。蒸発案内手段は、分配マニホルド６０および供給チューブ１５０を含む。蒸発器は、典型的にはノズル出口の形態である堆積出口を含み、これらのノズル出口は、第１の出口１１０をまとめて形成する。典型的な実施形態によれば、分配マニホルドは、分配パイプまたはシャワーヘッドとすることができる。蒸発器用途の場合には、特に、分配パイプが利用され得る。有機材料で基板１２０を蒸着する場合には、外部の圧力よりも高い案内手段内の圧力により、有機蒸気が、分配マニホルドから基板１２０の方向へと流出される。蒸気案内手段、すなわち供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、測定出口をさらに備える。入来する蒸気の一部分は、例えば分配パイプなどの分配マニホルド６０内に案内される。この蒸気の別の部分は、測定システムの方向に案内される。蒸気の分割は、典型的には約７０％から９９．５％の、より典型的には８０％から９７％の、より多量の蒸気が蒸発セクション８０内に案内されるように設計される。または、はるかに少量が、測定セクション内に案内される。これは、例えば０．５ｍｍから４ｍｍなどの十分に小さい開口サイズを測定出口１４０に与えることにより達成される。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、例えば分配パイプなどの分配マニホルドおよび供給チューブは、約１００°から７００°の温度にまで加熱され得る。
【００５８】
図８においては、第１の測定セクション１３１と、測定デバイス３３２および試験基板８３３を備える第２の測定セクションとが設けられる。測定システムおよび測定出口１４０は、典型的には第１の測定セクションまたは第２の測定セクションの試験基板８３３のいずれかが測定開口１４０の正面に位置決めされ得るように、位置決めされる。第２の測定システムは、蒸発システムのハウジング部分５０２内に設けられ、堆積速度に相関する第２の信号を生成することが可能である。したがって、第１の測定システムの信号の急激な低下または上昇が生じた場合には、第２の測定システムの第２の信号を使用して、独立した測定システムからの較正を受けることが可能となる。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、第２の測定システムは、試験基板８３３上に堆積された層厚さを測定するように構成された光学測定システムとすることができる。
【００５９】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、試験基板８３３は、軸８３３ａを中心として回転されるように構成された回転可能な試験基板８３３として用意される。さらに、試験基板８３３は、開孔８３４を有する。第１の角度位置において、この開孔８３４は、測定出口１４０からの材料が開孔を通過することにより、堆積速度測定用に意図された蒸発された材料の部分に対して第１の測定システム１３１をさらすことが可能となるように、設けられる。回転可能な試験基板８３３の１つまたは複数の他の角度位置においては、試験基板の一部分が、試験基板をコーティングするために測定出口の正面に位置決めされる。これにより、試験基板上のコーティングされた層の層厚さまたは試験基板上のコーティングされた層の層厚さの増加が、測定デバイス３３２により測定され得る。
【００６０】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、層厚さの増加を測定することが可能である。これにより、例えば、コーティングされた層の厚さは、コーティングすべき試験基板８３３の上記部分が測定開口１４０の正面に移動される前に、測定することが可能となり、次いで、コーティングすべき基板８３３の上記部分は、測定開口１４０の正面に移動され、蒸発された材料は、試験基板上に堆積され、コーティングされた基板８３３の上記部分は、移動され、すなわち測定デバイスの正面へ回転され、層厚さは、試験基板の上記部分が測定出口の蒸気にさらされている時間の間に堆積速度を判定するために、再度測定することが可能となる。
【００６１】
図９は、本明細書において説明される任意の実施形態による蒸発器１００を備える蒸着装置９００を示す。装置９００は、第１のハウジング部分９０４を含み、この第１のハウジング部分９０４は、蒸発器のハウジング部分５０２と共に、真空エリア９１０を形成する。典型的には、Ｏリングなどの１つまたは複数のシール９０５を設けることが可能である。さらに、真空フランジ９０６が、真空ポンプなどの真空排気システムを連結するために設けられ得る。典型的には、有機蒸気は、真空雰囲気内において基板１２０に対して付着される。真空という用語は、１Ｐａ以下の圧力を指すこととする。オプションとして、装置９００は、さらなるハウジング部分９０２をさらに含んでもよいが、このさらなるハウジング部分９０２は、真空排気される必要は必ずしもなく、電気キャビネットの複数部分および上述したコントローラ３３０などの他の制御アセンブリを囲むために使用され得る。
【００６２】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、るつぼ２５０は、るつぼバルブシャッターアセンブリ５１０によりロックされ得るるつぼチャンバ２５２の内外に移動され得る。例えば、るつぼシャッターアセンブリは、アクチュエータ５１２によりシャッター５１１が中に移動され得るシャッターハウジング５１３を含むことが可能である。いくつかの実施形態によれば、るつぼチャンバ２５２およびチャンバ部分５０２のエンクロージャは、るつぼ２５０を通過させる、すなわちるつぼチャンバ２５２内の位置からるつぼが供給チューブに連結される位置へとるつぼ２５０を通過させるための、開口を有する。これにより、システムは、るつぼおよび／または堆積すべき材料の交換の際に、真空排気された状態に維持することが可能となる。るつぼが、るつぼチャンバ内の位置に設けられる場合には（図９における下方位置）、シャッター５１１、典型的には真空バルブは、るつぼの交換および／または中の材料の再充填のためにるつぼチャンバ２５２を開くことが可能となるように、閉じることが可能である。さらに、本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、バルブ５２０は、アクチュエータ５２１により閉位置から開位置へと移動され得る。バルブ５２０が、閉位置にある場合には、蒸気は、供給チューブに、したがって分配マニホルド６０および測定領域のそれぞれに、全くまたは僅かしか進入することが可能ではない。バルブ５２０が開位置にある場合には、るつぼチャンバ２５２内において蒸発された材料は、基板１２０の方向におよび測定領域の方向に案内されるように、供給チューブ１５０に進入することが可能である。
【００６３】
蒸気案内手段、すなわち供給チューブ１５０および分配マニホルド６０は、測定出口１４０をさらに備える。作動中に、るつぼ２５０が、供給チューブ１５０に連結されると、入来する蒸気の一部分は、例えば分配パイプなどの分配マニホルド６０内に案内される。この蒸気の別の部分は、測定システムの方向に案内される。蒸気の分割は、典型的には約７０％から９９．５％の、より典型的には８０％から９７％の、より多量の蒸気が蒸発セクション８０内に案内されるように設計される。または、はるかに少量が、測定セクション内に案内される。図９に示すように、および図８と同様に、試験基板８３３が、軸８３３ａを中心として回転されるように構成された回転可能な試験基板８３３により提供される。さらに、試験基板８３３は、開孔８３４を有する。第１の角度位置において、この開孔８３４は、測定出口１４０からの材料がこの開いている開孔を通過することにより、堆積速度測定用に意図された蒸発された材料の部分に対して第１の測定システム１３１をさらすことが可能となるように、設けられる。回転可能な試験基板８３３の１つまたは複数の他の角度位置においては、試験基板の一部分が、試験基板をコーティングするために測定出口の正面に位置決めされる。これにより、試験基板上のコーティングされた層の層厚さまたは試験基板上のコーティングされた層の層厚さの増加が、測定デバイス３３２により測定され得る。
【００６４】
図９に示すように、第２の測定システムは、典型的には、例えば本明細書において説明されるように特定のスペクトル分布を有するレーザまたは従来的な白色光源もしくは着色光源などであることが可能な光源４３２と、本明細書において説明されるような光検出器４３４とを含む。また、参照数字４３２で呼ばれる光源は、光ファイバケーブルの端部とすることができる。換言すれば、本発明の実施形態においては、光ファイバが、試験基板３３３に対して光を伝達するように構成されてもよい。また、検出器は、光ファイバを経由して接続することが可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能な典型的な実施形態によれば、光学測定システムでの測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。
【００６５】
図１０は、例えば有機材料などの材料を蒸着するための蒸着装置を動作させる方法に関するさらなる実施形態を示す。ステップ１００２においては、蒸発された材料の第１の部分が、開口ノズルを経由して基板上に案内される。これにより、基板は、所望に応じてコーティングされる。典型的には、基板は、蒸発された材料が、所定のエリアまたは複数の所定のエリアにおいてのみ基板上に堆積されるようにコーティングを行うために、マスクされ得る。
【００６６】
蒸発された材料の第２の部分は、ステップ１００４において、測定出口を経由して第１の検出器上に案内される。この典型的な実装形態によれば、シャッターは、蒸発された材料の第２の部分を阻止しない期間だけ第１の検出器をさらすことが可能となるように、使用される。これにより、例えば、第１の検出器上に堆積される蒸発された材料の量が減少して、第１の検出器の動作寿命がより長くなる。さらに他の実施形態によれば、第１の検出器は、複数の検出器からなる１つの検出器であることも可能である。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能ないくつかの実施形態によれば、４つ以上、例えば１０個または１２個、またはさらにそれ以上の検出器（例えば石英結晶）を、第１の測定システムに設けることが可能である。これらの検出器は、動作寿命をさらに延ばすことが可能になるように、交互に使用することが可能である。
【００６７】
ステップ１００６においては、第２の検出器または試験基板などの第２の測定システムの構成要素が、堆積速度測定用に用意される。例えば、蒸発された材料の第２の部分で試験基板部分を堆積するために、測定出口と第１の検出器との間で試験基板部分を移動することが可能であり、測定出口を経由して第１の検出器上に蒸発された材料の第２の部分を再度案内するために、測定出口と第１の検出器との間から試験基板部分を除去することが可能であり、例えば光学測定システムを用いて、試験基板部分上に堆積された蒸発された材料の層の層厚さに対応する信号を測定することが可能である。
【００６８】
ステップ１００８においては、第２の測定システムまたは第２の検出器のそれぞれの信号が、第１の検出器を較正するために利用され得る。第１の測定システムは、所望の精度を実現することができるが、複数の検出器が設けられる場合でも、そのシステムの動作寿命は概して不十分となる。したがって、第１の測定システムの信号の急激な低下または上昇が生じた場合には、第２の測定システムの第２の信号を使用して、独立した測定システムからの較正を受けることが可能である。
【００６９】
典型的な実施形態によれば、蒸発された材料の測定部分を選択的に阻止するためのシャッターを使用することが可能である。このシャッターは、第１の測定システムによる測定が実施される所定の期間にわたり、蒸発された材料を阻止するために使用することが可能である。さらに、シャッターは、試験基板が蒸発された材料の測定部分内に移動される場合には、閉じることが可能であり、試験基板をコーティングするために開くことが可能であり、試験基板を再移動するために閉じることが可能である。これにより、試験基板は、例えば５秒から３０秒の範囲内などの所定の期間にわたってコーティングされ得る。さらに典型的には、第１の検出器上への蒸発された材料の第２の部分の案内は、少なくとも３０分毎に、特に少なくとも１０分毎に実施され、試験基板の移動および再移動は、第１の検出器の信号低下、第１の検出器の交換、および蒸着装置のアラート状態からなる群より選択される事象に基づき実施される、および／または、最大で毎時、特に最大で１２時間毎に実施される。
【００７０】
典型的には、光学測定システムでの測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、光反射測定、光透過測定、フォトルミネッセンス測定、４００ｎｍ未満および／または３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満および／または３００ｎｍ超の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能なさらに他の実施形態によれば、第１の検出器上への蒸発された材料の第２の部分の案内は、少なくとも３０分毎に、特に少なくとも１０分毎に実施され、試験基板の移動および除去は、第１の検出器の信号低下、第１の検出器の交換、および蒸着装置のアラート状態からなる群より選択される事象に基づき実施される、および／または、最大で毎時、特に最大で１２時間毎に実施される。
【００７１】
本明細書において説明される他の実施形態と組合せ可能なさらに他の実施形態によれば、第２の測定システムによる測定は、基板の移動前の層厚さと基板の除去後の層厚さとの層厚さの差を測定することを含む。これにより、堆積速度が、層厚さの差に関連付けられるため、試験基板は、２回以上にわたり特定の部分においてコーティングされることが可能となる。さらに、いくつかの実施形態によれば、光学測定システムでの測定は、光吸収測定、干渉計測定、偏光解析測定、フォトルミネッセンス測定、光反射測定、光透過測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光反射測定、４００ｎｍ未満の波長を含む波長範囲での光透過測定、およびそれらの組合せからなる群より選択される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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