OLED层厚度和掺杂剂浓度的产线内监测的制作方法

oled层厚度和掺杂剂浓度的产线内监测
技术领域
1.本公开内容关于有机发光二极管(oled)层的层厚度和掺杂剂浓度的产线内(in-line)监测。


背景技术：

2.有机发光二极管(oled或有机led)(也称为有机el(有机电致发光)二极管)是一种发光二极管(led)，其包括由响应于电流而发射光的有机化合物的膜所形成的发光层。这个有机层位于两个电极之间；通常，这些电极的至少一个是透明的。oled用于在诸如电视屏幕、计算机监视器、便携式系统(诸如智能手表、智能手机、手持游戏机、pda和笔记本电脑)的装置中创建数字显示器。
3.oled通常包括多个有机层，如，电子注入层(eil)、电子传输层(etl)、空穴阻挡层(hbl)、发光层(eml)、电子阻挡层(ebl)、空穴传输层(htl)和空穴注入层(hil)。在一些制造技术中，通过使用多个沉积腔室的顺序沉积处理来形成多个有机层，其中每个腔室在基板上沉积特定的oled层。
4.其中在基板完全通过多个沉积腔室的完整运行之后对制造的基板进行测量的产线末端(end-of-line)计量系统已用于监测完成的基板，以确保oled装置符合规格要求，。这样的产线末端方法可利用光学成像和/或椭圆偏振技术。


技术实现要素：

5.在一个方面中，一种有机发光二极管(oled)沉积系统包括：工件传输系统，被配置成在真空条件下将工件定位在oled沉积系统内；两个或更多个沉积腔室；传送腔室，与两个或更多个沉积腔室互连；计量系统，具有被定位成对传送腔室内的工件执行测量的一个或多个传感器；及控制系统，用于控制通过两个或更多个沉积腔室来将相应的有机材料层顺序沉积到工件上，以形成有机发光二极管层堆叠。每个沉积腔室配置成将相应的有机材料层沉积到工件上，并且两个或更多个沉积腔室耦合成使得当工件通过工件传输系统在两个或更多个沉积腔室的第一沉积腔室和第二沉积腔室之间传送时，在工件周围维持真空。传送腔室配置成通过工件传输系统从两个或更多个沉积腔室接收工件，同时维持真空并将工件保持在传送腔室内。控制系统配置成使第一沉积腔室将第一有机材料的第一层沉积到工件上；使工件传输系统将工件从第一沉积腔室传送到传送腔室；从计量系统接收在传送腔室中的工件的多个第一测量；使工件传输系统将工件从传送腔室传送到第二沉积腔室；及使第二沉积腔室将第二有机材料的第二层沉积到工件上的第一层上，以构建有机发光二极管层堆叠的至少一部分。
6.在另一方面中，一种有机发光二极管(oled)沉积系统包括：工件传输系统，被配置成在真空条件下将工件定位在oled沉积系统内；两个或更多个沉积腔室；传送腔室，与两个或更多个沉积腔室互连，并被配置成通过工件传输系统从两个或更多个沉积腔室接收工件，同时维持真空并将工件保持在传送腔室内；计量系统，具有被定位成对传送腔室内的工
件执行测量的一个或多个传感器；及控制系统，用于控制通过两个或更多个沉积腔室来将相应的有机材料顺序沉积到工件上，以形成有机发光二极管层堆叠。每个沉积腔室配置成将相应的有机材料层沉积到工件上，并且两个或更多个沉积腔室耦合成使得当工件通过工件传输系统在两个或更多个沉积腔室的第一沉积腔室和第二沉积腔室之间传送时，在工件周围维持真空。计量系统包括：第一光源，用于产生第一光束；及第二光源，用于产生第二光束，以在传送腔室中的工件上的层中引起光致发光。一个或多个传感器的至少一个传感器被定位成接收来自传送腔室内的工件的第一光束的反射，以执行反射测量，并根据反射测量产生工件上的层的厚度测量。一个或多个传感器的至少一个传感器被定位成接收来自在传送腔室内的工件上的层的发射，以执行工件上的层的光致发光测量。控制系统配置成使第一沉积腔室将第一有机材料的第一层沉积到工件上；使工件传输系统将工件从第一沉积腔室传送到传送腔室；从计量系统接收厚度测量和光致发光测量；使工件传输系统将工件从传送腔室传送到两个或更多个沉积腔室的第二沉积腔室；及使第二沉积腔室将第二有机材料的第二层沉积到工件上的第一层上，以构建有机发光二极管层堆叠的至少一部分。
7.在另一方面中，一种计算机程序产品具有指令，用于使一个或多个数据处理设备进行以下动作：使第一沉积腔室将第一有机材料的第一层沉积到工件上；使工件传输系统将工件从第一沉积腔室传送到传送腔室；从计量系统接收在传送腔室中的工件的多个第一测量；使工件传输系统将工件从传送腔室传送到第二沉积腔室；及使第二沉积腔室将第二有机材料的第二层沉积到工件上的第一层上，以构建有机发光二极管层堆叠的至少一部分。
8.实现方式可包括(但不限于)以下可能优点的一种或多种。可实现oled掺杂浓度和沉积速率的快速产线内处理监测。监测设备是可定制化的，并且可集成在生产线中的一个或多个点处，如，在位于一系列沉积工具之间的多个传送腔室内。快速分析和反馈可拟合既定的takt时间(在开始生产一个单元和开始生产下一个单元之间的平均时间)的要求。在产线末端之前获得oled沉积特征的反馈可导致改善的装置性能、更严格的产出和产出提高、并降低生产成本。组合的反射-光致发光法和组合的数字全息显微-光致发光法两者均表现出高解析度和对薄膜特性的敏感性，这两者比其他方法(如，与椭圆偏振法相比)相对容易建模，并且可与基于光纤的实现方式兼容以用于远程感测，这减少了腔室内侧的占地和污染。由于反射测量的快速速度以及对聚焦偏移和倾斜变化的容忍度，oled系统振动的影响得以最小化。另外，执行这些产线内测量所需的硬件与现有硬件的整合相对容易，这可降低整合成本。另外，可在真空条件下执行产线内测量，而无需花费最少的时间流逝将膜沉积在被测样品的顶部。这样，所测量的材料性质可密切地表示沉积腔室的状况。预期产线内测量将与产线末端测量紧密相关。两种测量可相互补充。
9.除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常所理解的相同含义。本文描述了用于本发明中使用的方法和材料；也可使用本领域已知的其他合适方法和材料。材料、方法和示例仅是说明性的，而无意于限制。
10.本发明的其他特征和优点将从以下详细描述的实施方式和附图以及从权利要求书中显而易见。
附图说明
11.图1显示了示例有机发光二极管(oled)沉积系统的示意图，该系统包括产线内处理监测和控制系统。
12.图2a显示了包括产线内处理监测和控制系统的示例传送腔室的示意图。
13.图2b显示了包括产线内处理监测和控制系统的另一示例传送腔室的示意图。
14.图3a显示了在轴线a-a上的计量装置阵列的示意图。
15.图3b显示了沿着轴线a-a的计量装置阵列的横截面示意图。
16.图3c显示了计量装置的二维阵列。
17.图4显示了包括测试区域的示例工件的示意图。
18.图5显示了用于产线内处理监测和控制系统的示例反射和光致发光设备的示意图。
19.图6显示了用于产线内处理监测和控制系统的示例数字全息显微装置和光致发光设备的示意图。
20.图7是产线内处理监测和控制系统的示例处理的流程图。
21.在各图中，类似的元件符号和标记表示类似的元件。
具体实施方式
22.沉积处理中的变化会导致掺杂剂浓度和层厚度的变化，从而导致装置性能问题，如，低产出或装置与装置之间的不均匀性。产线末端表征技术可检测到沉积处理中由多个沉积腔室的一个或多个或全部引起的问题。然而，在oled生产产线内开始进行沉积处理与通过沉积的一层或多层或所有层的产线末端计量进行的表征测量之间存在明显的滞后，如，15至30分钟的延迟。这种滞后包括(1)基板到达产线末端的时间(这取决于层数)和(2)测量本身所需的时间这两者。利用产线末端测量来提供处理监测可能会导致到oled沉积系统以察觉沿生产线发生的任何异常沉积处理的反馈回路出现延迟。oled沉积的产线内(in-line)监测和控制对于批量处理期间的处理问题的发现、产出控制和生产成本而言是非常重要的，使得在使用次优的沉积处理处理多个(如，1个面板、3个面板等)之前发现问题。换句话说，在通过沉积系统处理大量或全部晶片之前，几乎实时地发现问题。此外，若在产线内采用光学成像和/或椭圆偏振法，则它们可能会对oled沉积系统的多个沉积腔室的振动敏感，从而难以提取与掺杂剂浓度和层厚度有关的处理信息。
23.这份专利申请的技术利用产线内处理监测和控制系统，以向发光二极管生产线(如，有机发光二极管(oled)生产线)提供产线内反馈。例如，可在生产线中的多个腔室中的多个沉积或整个制造处理之间执行测量。
24.更具体地，该技术利用位于oled生产线的两个或更多个沉积腔室之间的传送腔室内的产线内计量头。计量头可包括计量装置的阵列，且计量装置可相对于包括将被测量的一个或多个的沉积层的工件而定位，使得可使用计量头的计量装置的阵列来测量工件的特定区域。计量装置可经由针对两个或更多个沉积腔室所测量的膜厚度以及针对沉积的相应膜的掺杂浓度来提供有关沉积速率的反馈。用于测量膜厚度的计量装置可为反射和/或透射表征装置(如，光源、光学部件、光谱仪等)或数字全息显微装置(dhm)。所确定的膜厚度可与通过光致发光表征装置(如，光源、光学部件、光谱仪等)在相应膜上执行的光致发光测量
组合使用，以提取沉积膜的掺杂浓度信息。位于传送腔室内的计量头可包括用于执行透射/反射、dhm和/或光致发光测量所需的部分或全部硬件。或者，产线内处理监测和控制系统的一部分可位于传送腔室的外侧(如，真空外)，使得真空中的计量头被配置成提供信号(如，从传感器收集的数据、从样品表面收集的电磁波等)给位于真空外侧的产线内处理监测和控制系统(如，光谱仪、传感器、干涉仪、附加照相机、数据处理设备等)。
25.可使用位于工件上的测试区域对工件上的一个或多个沉积层执行测量，其中每个测试区域可为oled生产线的特定沉积腔室的单个沉积层。可使用掩模沉积处理将每个测试区域选择性地曝露于特定沉积腔室中的材料沉积，如，其中将测试区域选择性地曝露于特定沉积腔室中的材料沉积。
26.产线内处理监测和控制系统
27.图1显示了示例有机发光二极管(oled)沉积系统100的示意图，有机发光二极管(oled)沉积系统100包括产线内处理监测和控制系统102。oled沉积系统100可包括(例如使用真空隔离闸阀)连接在一起的一个或多个真空腔室。通常，oled沉积系统100被布置为封闭的处理产线。在产线的起点处将工件106装载到沉积系统100中。工件106移动通过多个处理腔室并在多个处理腔室中顺序地处理，而不从沉积系统100移出，且同时维持在沉积系统100的受控(如，真空)环境中。最后，在产线末端处从沉积系统100卸载工件。一个或多个装载锁定腔室101可(例如在产线的起点和末端处)连接到oled沉积系统100，并且可用于将oled沉积系统100的内部与外部环境分开，同时允许工件106被装载到系统100中或从系统100移出。系统100内的真空条件可通过与系统100流体接触的一个或多个真空泵103来维持。例如，沉积腔室内的压力在操作期间可维持在低于10e-6torr之下，且传送腔室和接驳腔室(access chamber)内的压力在系统100的操作期间可维持在10e-4至10e-5torr之下。
28.在一些实现方式中，如，如图1所示，沉积系统100包括沿着处理产线顺序布置的多个接驳腔室118，其中一个或多个沉积腔室108(如，一对腔室108)连接到每个接驳腔室118并且可通过每个接驳腔室118进入。然而，许多其他配置是可能的，如，沉积腔室本身可以端对端的顺序布置，其中工件进入沉积腔室的一侧并且离开沉积腔室的另一侧进入接驳腔室或不同的沉积腔室。
29.oled沉积系统100包括工件传输系统104。工件传输系统104被配置成在真空条件下将工件106定位在oled沉积系统100内。工件传输系统104可被配置成在多个沉积腔室108之间移动工件106，同时维持工件周围的真空条件。
30.在一些实现方式中，工件传输系统104包括轨道系统(如，非接触式磁悬浮系统)以及一个或多个传送臂，用于在维持工件106周围的真空的同时操纵工件106，并且其中传送臂的至少一部分和轨道系统位于系统100内。例如，工件传输系统104可包括旋转机械臂，该机械臂沿轨道106是可移动地并能够在z、r和θ上运动。
31.替代地，工件传输系统104可包括多个机器人(如，每个接驳腔室118中的机器人)，其中机器人的每一个被配置成从生产线或传送腔室110中的另一机器人接收工件106并将工件106移交给另一机器人，以及将工件106传送进出相邻的沉积腔室108。
32.工件106可包括在oled层堆叠的制造中利用的各种基板。在一些实现方式中，工件106由玻璃基板构成。其他可能的基板包括(但不限于)塑料、箔或类似者。工件106可包括一个或多个基板(如，塑料、箔等)，其安装在载体基板(如，玻璃、硅等)上，或者安装在卡盘
(如，钼、陶瓷或不锈钢卡盘)上。工件106的尺寸和形状(如，矩形、圆形等)可变化。每个工件106可容纳布置在工件106的表面上的多个oled层堆叠。在系统100内的工件上制造oled层堆叠期间，可形成多个测试区域以向系统100提供沉积处理反馈。测试区域的进一步讨论见于下文(例如，参照图4)。
33.oled沉积系统100包括多个沉积腔室108。每个沉积腔室108被配置成将来自提供oled装置的oled层堆叠来的有机材料的相应层沉积到工件106上。例如，可使用不同的腔室来沉积电子注入层(eil)、电子传输层(etl)、空穴阻挡层(hbl)、发光层(eml)、电子阻挡层(ebl)、空穴传输层(htl)及空穴注入层(hil)的不同者。多个沉积腔室108的每一个中的有机材料可被选择以形成oled或其他基于有机物的发光或吸光装置。每个沉积腔室可被配置成包括相应的泵、控制器和监测装置，以操作和监测相应的沉积腔室108。多个沉积腔室108可用于沉积来自堆叠的相同的层，如，以提供多个工件的并行处理，并从而提高系统产量。
34.可相对于系统100布置多个沉积腔室108(如，15至30个沉积腔室108)，使得形成oled的每个顺序层由相邻的沉积腔室108沉积。
35.在一些实现方式中，可利用一个或多个隔离阀和/或闸阀在(如，沉积处理期间的)给定的时间点将每个沉积腔室108与每个其他沉积腔室108和系统100隔离。特别地，可利用一个或多个隔离阀和/或闸阀来将每个沉积腔室108与相邻的接驳腔室118隔离。
36.多个沉积腔室108的每一个耦合在一起，使得在工件106通过工件传输系统104在两个或更多个沉积腔室的第一沉积腔室108a和第二沉积腔室108b之间传送的同时，维持工件106周围的真空。
37.系统100进一步包括一个或多个传送腔室110，其与两个或更多个沉积腔室108互连，并被配置成通过工件传输系统104从两个或更多个沉积腔室108接收工件106，同时维持真空并将工件106保持在传送腔室110内。如图1中所描绘，传送腔室110a用作在沉积腔室108c、108d与沉积腔室108e、108f之间的工件传送点，其中工件106可从沉积腔室108c-f传送至传送腔室110a(如，使用工件传输系统104)。特别地，传送腔室110a可位于接驳腔室118a和118b之间；工件从沉积腔室108a或108b通过接驳腔室118a传送到传送腔室110a，并接着从传送腔室110a通过接驳腔室118b传送到沉积腔室108c或108d。
38.在一些实现方式中，可使用一个或多个隔离阀和/或闸阀将传送腔室110与两个或更多个沉积腔室108隔离。传送腔室110可包括相应的真空泵103和真空监测装置(如，真空计和控制器)，以监测传送腔室110内的真空水平。产线内处理和控制系统102的至少一部分可位于传送腔室110内，如图1所描绘。
39.产线内处理和控制系统102被配置成在工件106位于传送腔室110内并且处于真空条件下的同时在工件106上执行一个或多个测量。此外，由产线内处理和控制系统102执行的一个或多个测量可在工件106上的一系列沉积以形成oled层堆叠期间在相应的沉积腔室108的沉积处理之间进行。例如，产线内处理和控制系统102被配置成在由沉积腔室108a-108d执行相应的沉积处理(如，有机材料层的相应的沉积)之后并且在由沉积腔室108e进行的沉积之前，在工件106上执行一个或多个测量。在另一示例中，产线内处理和控制系统102被配置成在由沉积腔室108f执行的沉积处理(如，在工件上沉积有机层)之后并且在由沉积腔室108g在工件106上执行沉积处理之前，在工件106上执行一个或多个测量。
40.在一些实现方式中，产线内处理和控制系统102被配置成在多个传送腔室110(如，
腔室110a和110b)中在工件上执行一个或多个测量。产线内处理和控制系统102的至少一部分可位于传送腔室110内并处于真空条件下，并且可与位于真空外侧的一个或多个数据处理装置和/或控制器数据通信。
41.在一些实现方式中，附加的光学元件和测量装置可位于真空外侧，并且可从位于传送腔室110内(如，在真空内)的计量头112接收信号。来自传送腔室110内的信号可(如，无线地或通过延伸穿过传送腔室110的壁中的端口的通信线)被传送至产线内处理和控制系统102。在一些实现方式中，计量头112位于传送腔室110外侧，并且使用位于传送腔室110的壁上的观察端口而具有工件的视野。在一些实现方式中，计量头112的传感器位于传送腔室110外侧，并且从工件反射或透射的光通过使用真空馈通的光纤连接而被传递到传感器。
42.产线内处理和控制系统102可从至少一个计量头112接收测量数据。产线内处理和控制系统102可从位于相应的多个传送腔室110处的多个计量头112接收测量数据和/或多个产线内处理和控制系统102可各自(如，使用与一个或多个计量头112数据通信的数据处理设备114)从相应的计量头112收集测量数据。
43.一个或多个计量头112可各自包括多个表征装置(如，表征装置的阵列)，并且至少部分地位于传送腔室110内。参照下面的图3a和图3b讨论计量头112的配置的进一步细节。
44.计量头112可相对于保持在传送腔室110内的工件106定位。例如，计量头112可安装在传送腔室110内以相对于工件106的表面而具有多个自由度(如，尖端/倾斜或线性致动)。计量头112可包括传感器，以辅助计量头112相对于工件106的表面的对准(如，用于设定在计量头112的物镜和工件106的表面之间的特定距离)。
45.每个计量头112被配置成在工件位于传送腔室110内时在工件106上执行多次测量。下面将参照图2a和图2b讨论由计量头112执行的不同测量的进一步细节。
46.在一些实现方式中，计量头112或传送腔室110可包括振动传感器，以在工件106的测量期间测量工件106和计量头112的振动水平。工件106上的测量可在比由系统100的操作而导致的由工件振动引起的位移更快的频率范围内执行。此外，可将平均处理、归一化(normalization)或类似的后处理方法应用于测量，以考虑在工件106的测量期间的工件106和计量头112的振动。
47.系统100进一步包括控制器116，控制器116可操作以控制通过多个沉积腔室108(如，两个或更多个沉积腔室108)将相应的有机材料层顺序沉积在工件106上，以形成有机发光二极管层堆叠。控制器116可以是数据通信的，并且可操作以使用系统100内的工件传输系统104来协调工件106的位置，使得工件106依次顺序地移动到每个相应的沉积腔室108。
48.另外，控制器116可被配置成从产线内处理和控制系统102接收处理反馈数据，其中所接收的处理反馈数据可被控制器116利用来确定用于制造oled层堆叠的系统100的操作的一个或多个改变。下面参考图2a、图2b和图7讨论处理反馈的进一步细节。
49.在一些实现方式中，计量头112被配置成在传送腔室110内的工件106上执行一个或多个测量。图2a显示了示例传送腔室200(如，传送腔室110)的示意图，其包括被配置成在工件106上执行测量的产线内处理监测和控制系统102。
50.产线内处理监测和控制系统102可包括真空内计量头202(如，计量头112)，其位于传送腔室200内并且在传送腔室200内相对于位于传送腔室200内的工件106是可定位的。工
件106可在传送腔室中被支撑在底座204(如，基座、平台、一组升降销、弹簧等)上。在一些实施方式中，工件可被夹持到底座204，如，底座可以是静电卡盘。
51.在一些实现方式中，真空内计量头202包括光学部件，以将来自真空内部件202a、202b的光通过自由空间耦合至底座204上的工件106。真空内计量头202可包括经由真空馈通从真空外部件210耦合到传送腔室200中的一个或多个光纤。
52.在一些实现方式中，真空内计量头202可包括一个或多个真空内部件(如，第一真空内部件202a，用于在位于传送腔室200中的工件106上执行光致发光(photoluminescence,pl)测量；及第二真空内部件202b，用于在位于传送腔室200中的工件上106执行反射测量)。真空内计量头202的真空内部件202a、202b的每一个可相对于工件分开地定位(如，以考虑特定真空内部件202a、202b的特定的焦距或考虑不同的测试件位置)。真空内计量头202的每个真空内部件202a、202b可提供入射到工件106的表面207的相应的光信号206，并且(如，使用位于计量头202中的收集光学元件和/或检测器)收集来自工件106的表面207的反射信号208。用于执行反射率和pl测量的光学部件的配置的进一步细节在下文参考图5而描述。
53.在一些实现方式中，真空内计量头202可包括第一真空内部件202a和第二真空内部件202b，第一真空内部件202a用于在传送腔室200中的工件106上执行干涉测量，第二真空内部件202b用于在传送腔室200中的工件106上执行光致发光(pl)测量。干涉测量可作为数字全息显微(digital holographic microscopy,dhm)处理的一部分来执行。下文参考图6描述用于执行pl和dhm测量的光学部件的配置的进一步细节。
54.真空内计量头202的每个真空内部件202a、202b可将输出信号208a提供给真空外计量部件210，其中每个输出信号208a可以是不同的波长范围、不同的强度等。真空外计量部件210可包括一个或多个真空外部件(如，真空外部件210a、210b)，其对应于相应的真空内部件202a、202b。例如，第一真空外部件210a可包括pl测量设备，其位于真空外并且对应于用于执行pl测量的真空内计量头202的真空内部件202a，包括光谱仪、光调制源及类似者。
55.产线内处理和控制系统102的真空内计量头202和真空外计量部件210的操作可由计量控制单元(metrology control unit,mcu)212控制，mcu 212与相应的真空内计量头202和真空外计量部件210数据通信。在一些实现方式中，相应的真空内部件202a、202b和真空外部件210a、210b的每一个与mcu 212数据通信和/或可各自具有相应的mcu 212，相应的mcu 212被配置成执行测量并从相应的计量部件接收数据。
56.在一些实现方式中，mcu 212可控制位于相应的传送腔室200(如，图1中所描绘的传送腔室110a和110b)中的多个不同的计量部件的操作。
57.mcu 212另外被配置成从真空外计量部件210收集测量数据214，其中测量数据214包括(例如)pl数据、反射率数据、dhm生成的数据、透射数据及类似者。可分析提供给mcu 212的测量数据214以获得用于工件106上的沉积层的一种或多种沉积特性的测量值216。测量值216又可用于调整系统100用于后续工件的沉积腔室108的处理参数，即，反馈处理。沉积特性可包括固有和非固有特性，例如，一层或多层沉积层的掺杂浓度、一层或多层沉积层的层厚度、一层或多层沉积层的表面形态(如，表面粗糙度)及类似者。由mcu 212提取沉积特性的值将在下文参考图5和图6进一步详细讨论。
58.用于沉积特性的值216被提供给制造执行系统(manufacturing execution system,mes)220。mes 220可从用于特定传送腔室200的多个mcu 212或从多个传送腔室220接收测量数据214和/或用于沉积特性的值216。mes 220可将沉积特性的测量值216与沉积特性的一组期望值218(如，相应层的期望掺杂范围、期望层厚度及类似者)进行比较，并生成用于处理参数的一个或多个调整后的值222，以补偿沉积特性与期望值的偏差。可将调整后的处理参数222提供给系统100的沉积腔室108的一个或多个。
59.在一些实现方式中，沉积特性包括用于特定沉积层的掺杂剂浓度和层厚度。用于沉积特性的值216在闭环反馈系统中提供给制造系统，以用于调整制造/沉积处理的制造参数。可采用算法来接收归一化的掺杂浓度作为输入，并且(如，取决于表征步骤期间测量的膜的数量)向一个或多个沉积腔室108提供一个或多个制造参数作为输出。
60.在一些实现方式中，mes 220可被配置成从用于沉积特性的值216来确定用于沉积腔室108的一个或多个的更新的处理信息，并且向沉积腔室108的一个或多个提供更新的处理信息。用于沉积特性的值216可包括用于特定沉积腔室108的沉积速率数据和用于多个沉积腔室的特定沉积腔室108的掺杂浓度数据。
61.在一些实现方式中，在传送腔室内的工件106上的测量包括在特定沉积腔室中沉积的层的厚度测量以及由两个或更多个沉积腔室的特定沉积腔室108所沉积的多个层的给定层的掺杂浓度。
62.在一些实现方式中，可通过一个或多个第二处理控制数据单元221将第二处理控制数据提供给mes 220。第二处理控制数据可以是(例如)与沉积层的厚度和掺杂剂水平测量相关的装置性能数据。装置性能数据可包括(例如)从oled装置收集的颜色坐标数据和发光数据。可将装置性能数据与使用系统100执行的厚度和掺杂剂水平测量相组合，以确定适当的处理调整。
63.在一些实现方式中，产线内处理和控制系统102的真空内计量头被配置成在传送腔室110内的工件106上执行基于透射的测量。图2b显示了包括产线内处理监测和控制系统102的另一示例传送腔室250的示意图。
64.如图2b所描绘，产线内处理和控制系统102包括真空内部件254(如，检测器)，其位于与工件106的表面207相反处。在一些实现方式中，检测器254可固定到真空内工件底座204，使得通过工件透射的光信号可被检测器254收集。
65.在一些实现方式中，真空内部件254包括位于与工件106的表面207相反处的收集光学元件和光谱仪，以执行透射测量。在图2b所描绘的示例中，透射测量在工件106上执行，其中工件没有任何防止来自一个或多个沉积层的透射光到达检测器254的金属化或其他背接触层。可将来自检测器254的收集的光信号208(如，作为电信号)提供回到真空外计量部件210。
66.在一些实现方式中，计量头112被配置成在工件106上执行基于透射的测量和基于反射率的测量的组合，包括相对于工件定位的多个真空内计量头(如，真空内部件202a、202b和254)，以分别获取反射率数据和透射数据。
67.在一些实现方式中，真空内计量头202、252可包括多个计量装置(如，光源、检测器、收集光学元件或类似者)，其中多个计量装置可以被布置为可相对于在传送腔室112中的工件106定位的阵列。图3a-图3c显示了计量装置阵列300的示意图。如图3a所描绘，计量
装置阵列300可包括相对于轴线a-a对准的多个计量装置302。现在参考图3b，其描绘了沿着轴线a-a的计量装置阵列300的横截面，计量装置阵列300可相对于工件304(如，工件106)定位。
68.在一些实现方式中，计量装置阵列300可相对于工件304的表面305定位，使得每个计量装置302可独立地测量位于工件304上的相应的测试区域306，以同时从多个测试区域获得测量结果。下文参考图4进一步讨论工件上的测试区域和布局。
69.在一些实现方式中，如图3a所描绘，计量装置阵列300可由沿着特定轴线(如，x轴线)以线性配置布置的多个计量装置302组成。线性致动器可在垂直于x轴线的方向上跨越工件线性地扫描计量装置阵列300，以便从整个工件上收集测量。
70.图3c描绘了计量装置302的二维阵列，其中计量装置阵列320包括沿着多个轴线布置的计量装置的面板。当从整个工件上收集测量时，计量装置302的这个阵列可维持静止。
71.图4显示了包括测试区域的示例工件的示意图。工件400(如，工件106)包括由系统100的相应沉积腔室108沉积在工件400上的多个测试区域402以及至少一个装置区域406。装置区域406包括沉积在工件400上的多层(如，电子层(eil)、电子传输层(etl)、空穴阻挡层(hbl)、发光层(eml)、电子阻挡层(ebl)、空穴传输层(htl)和空穴注入层(hil)的两者或更多者)，以在装置区域406内形成一个或多个oled装置。每个测试区域402可提供与特定沉积腔室108的性能有关的沉积信息。装置区域406可另外包括测试区域402，其中可从在装置区域406上执行的测量提取有关工件400上的多个沉积层的信息。
72.在一些实现方式中，沉积在工件400上的多个层各自由多个沉积腔室中的相应沉积腔室(如，系统100的多个沉积腔室108)依次沉积。在工件400上的多个沉积层的每个沉积层通过相应的沉积腔室108通过掩模(如，硬掩模或抗蚀剂掩模)来沉积。掩模可具有用于装置区域406的相同图案，使得每一层以重叠的方式沉积在相同的装置区域406上。另一方面，用于不同层的不同掩模在界定不同测试区域的不同位置处具有孔口。换句话说，用于特定沉积层的测试区域402位于工件400上的唯一位置处，使得沉积在工件400上的多层的每个沉积层具有不同的测试区域402。
73.在一些实现方式中，可在预先指定的处理测量特征(如，厚度平方、基准特征)上或在单个沉积层上执行表征测量。如图4所描绘，测试区域402可用于特定层的表征测量，其中每个测试区域可对应于来自相应沉积腔室108的特定沉积层，如，每个测试区域是单层厚并且由特定的有机材料的沉积层构成。
74.每个测试区域402包括来自装置区域406的沉积层的子集，即，少于来自装置区域406的所有沉积层。在一些实现中，一些或全部测试区域402的每一个都恰好包括来自装置区域406的沉积层之一。在一些实现方式中，一些或所有测试区域402的每一个包括恰好与多个沉积腔室108的一个相对应的沉积层。通过使用计量头112(如，计量装置阵列300)扫描工件400上的多个测试区域402，产线内处理和控制系统102可在多个测试区域402上执行一组表征测量，并提取用于多个沉积腔室108的每一个的沉积信息。
75.因为每个测试区域402仅包括直接沉积在下层的工件400上的单个层，所以可使用相对简单的光学模型，从而减少了计算负荷。另外，减少或消除了由于下层的变化而导致的厚度测量中的不确定性。
76.在一些实现方式中，每个测试区域402可包括沉积在工件400上的多层，其中可使
用反卷积(deconvolution)技术从在特定测试区域402的多个沉积层上执行的测量中提取沉积特性。为了提取用于多层堆叠的沉积特性，可在后续层的沉积之前对多层沉积层的每一层执行顺序测量。
77.在一些实现方式中，测试区域可为对准散列(hash)404，其中对准散列404既可用作用于沉积特性的测试区域，也可用作用于对准计量头112和/或在沉积处理期间在沉积腔室108内对准工件400的对准标记。
78.如以上参考图2a和图2b所述，产线内处理和控制系统可在传送腔室内的工件上执行多个不同的表征测量，以提取与多个沉积腔室108的沉积处理有关的沉积特性。现在参照图5，在一些实施方式中，在工件108上执行的表征测量包括反射测量和光致发光测量。图5显示了用于产线内处理监测和控制系统的示例反射和光致发光设备的示意图。
79.如图5所描绘，工件502(如，工件106)位于传送腔室500内，例如在底座204上。真空内计量头504(如，真空内计量头202)可位于传送腔室500内并且被配置成可相对于工件502定位。位于真空内计量头504上的高度/倾斜传感器506可确定工件502相对于头504的位置和/或倾斜。头504可定位成相对于工件502的表面503维持恒定的高度和倾斜。支撑件204和/或头504可连接至提供相对运动的一个或多个致动器，以便实现期望的相对高度和倾斜。
80.真空内计量头504可进一步被配置成(如，经由一组光学部件)将一个或多个光束508引导到工件502的表面503。在一些实现中，可使用自由空间光学元件和/或光纤光学元件的一者或多者将一个或多个光束508引导到工件的表面503。多个光束508可各自具有用于一个或多个光学特性的相应不同的值，一个或多个光学特性包括，例如，波长范围、光强度、脉冲形状及类似者。
81.如图5所描绘，多个真空外计量部件510a、510b可与真空内计量头504数据通信。真空外计量部件510a包括用于在工件502上执行反射测量的多个计量部件512，包括收集光学元件和光谱仪512b和光源512a(如，氙、汞或卤化物高能光源)。例如，可使用输出功率为30-500w或更高的xe灯。在一些实现方式中，可将一个或多个光纤与真空馈通组合使用，以将由位于真空中的收集光学元件收集的光传输至真空外计量部件510a、510b。
82.光源512a提供光束508，利用该光束508探测工件502的表面503，并且光谱仪512b被配置成收集并处理来自工件502的反射光信号514。
83.真空外计量部件510b包括多个计量部件516，用于在传送腔室500中的工件502上执行光致发光(pl)测量，计量部件516包括光源516a、功率计516b和分束器518。光源516a可例如是紫外(uv)激光、灯或led。例如，可使用平均功率输出为几微瓦到几毫瓦的405nm uv激光。可将光源516a的功率输出选择为低于光漂白(photo-bleaching)效应方案，例如，其中光致发光强度输出将取决于曝光于光源516a的时间。功率计516b可用于采样光束能量，并且可包括例如光电二极管传感器。分束器518可用于划分光源516a的光束，以便采样参考光束。
84.尽管来自光源512a的光束508a可沿正交于工件502的表面的轴线被引导到工件502上，但来自光源516a的光束508b可沿相对于工件502的表面成倾斜角度的轴线被引导到工件502上。
85.在一些实现中，真空外计量部件510可包括光调制单元，光调制单元被配置成向真
空内计量头504提供两个不同的光源508(如，具有不同的振幅、相位、偏振或类似者的)。
86.在一些实现方式中，通过由光谱仪512a收集调制的源信号508和反射信号514，使用真空内计量头504和真空外计量部件510a来测量工件502上的沉积层的厚度。收集的数据可被分析以确定沉积层的厚度。例如，控制器可储存参考光谱库(library)，每个参考光谱具有关联的厚度值。可将测得的光谱与参考光谱的库进行比较，并且与测得的光谱具有最佳拟合的参考光谱(如，使用平方差之和度量)可被选择为匹配的参考光谱。接着可将与匹配的最佳拟合参考光谱关联的厚度值用作测得的厚度值。
87.在一些实现方式中，使用真空内计量头504和真空外计量部件510b执行光致发光(pl)测量。可将pl测量与上述反射测量组合利用，以计算特定沉积层中的掺杂剂水平。计算作为非固有因子的掺杂剂水平包括确定归一化因子，以将数据转换为固有的材料性质因子。要考虑的非固有因子包括：(1)分析体积中的总材料的厚度，如，工件上感兴趣的(多个)沉积层，(2)光源516a的激光强度，及(3)影响分析体积的工作距离变化和倾斜角度。这样，理想的分析系统将测量厚度，这是由反射测量设备使用真空外计量头510a和真空内计量头504完成的。(用于pl的激发源的)激光强度可由以下来确定：(1)功率计516b的使用和(2)分束器518到达工件502和功率计516b的部分，及(3)在功率计的读数和工件之间的校准因子。可通过测量传感器506以及相对于工件502的表面503的真空内计量头504的位置来校正工作距离变化和倾斜角度。
88.在一些实现方式中，分束器518用于将来自光源516a的光束508b的一部分分离，并将其引导朝向要测量的功率计516b。来自工件502上的沉积层的光致发光信号509在光谱仪(如，光谱仪512a或位于真空外计量部件510b中的另一光谱仪(未显示))处收集。分析测得的pl数据，例如，通过绘制信号强度对波长的曲线图并将高斯曲线拟合到该曲线图来进行分析。找到最大波长、最大强度和全宽半峰(fwhm)，并将其归一化为来自光源516a的光束508b的强度和使用反射测量确定的沉积层的厚度。将归一化的曲线图与一个或多个校准曲线图或“黄金样品”进行比较(如下文参考图7进一步详细描述)，并且确定沉积层中的掺杂剂水平。
89.在一些实现中，使用pl和反射测量结果提取的厚度和掺杂剂水平数据被发送到mes 220，用于确定处理因子调整并将调整后的(多个)处理因子提供给一个或多个沉积腔室108。以下参考图7描述进一步的细节。
90.在一些实现方式中，用于调整沉积层的厚度的处理因子调整包括调制静态沉积速率(如，蒸发温度)、扫描速率(如，动态沉积速率)或以上两者，以实现期望的厚度。为了时限期望的掺杂剂水平而进行的处理因子调整可包括调整相对沉积速率(如，蒸发温度和扫描速率)。这样的偏移沉积速率对总厚度有影响。因此，需要将两个调整关联起来，以确保同时满足厚度和掺杂剂水平。
91.图6显示了用于产线内处理监测和控制系统的示例数字全息显微(dhm)装置和光致发光(pl)设备的示意图。如图6所描绘，工件602(如，工件106)位于传送腔室600内(如，在底座204上)。包括或多个真空内部件的真空内计量头604(如，真空内计量头202)可定位在传送腔室600内并且被配置成相对于工件602是可定位的，与参照图5参考真空内计量头504所描述的类似。
92.另外，dhm装置612a的一些或全部部件可位于传送腔室600内侧，其中可将来自光
源613的参考光束和样品光束经由光纤提供到传送腔室600中。dhm装置612a包括根据已知标准执行干涉测量所需的必要部件。dhm装置612a的部件包括光源613、形成迈克尔逊干涉仪的光学元件(如，分色镜622和镜621)及检测器615(如，ccd相机)。
93.简言之，可通过使用分束器622a将来自光源613的光束分离成作为参考波前的参考光束608b和物体光束608a来执行干涉测量。物体光束608a提供给工件602以照亮工件602的测试区域(如，测试区域402)，从而创建物体波前。反射的物体波前由显微镜物镜620收集，并且物体波前和参考波前由第二分束器622b结合在一起以干涉并创建由ccd相机615记录的全息图像。其他可能的配置是可能的，最终目标是在ccd 615处产生干涉的干涉图样(interferometric interference pattern)并生成数字构建的图像。反射的物体波前可另外使用第三分束器622c进行分束并由光谱仪619收集。
94.位于真空内计量头604上的高度/倾斜传感器606可收集聚焦深度信息、倾斜信息、空间深度信息，并且可确定工件602相对于显微镜物镜620和/或头604的位置和/或倾斜，其中显微镜物镜620和/或头604可被定位为相对于工件602的表面603维持恒定的高度和倾斜。dhm装置612a和/或头604可连接到提供相对运动的一个或多个致动器，以便实现期望的相对高度和倾斜。
95.真空内计量头604可进一步配置成(如，经由一组光学部件)引导一个或多个光束，例如，从真空外计量头510b引导至工件602的表面603。在一些实现方式中，可使用自由空间光学元件和/或光纤的一者或多者将一个或多个光束引导至工件的表面603。多个光束可各自具有用于一个或多个光学表征的相应不同的值，一个或多个光学表征包括例如波长范围、光强度、脉冲形状及类似者。
96.如图6所描绘，一个或多个真空外计量部件610a(如，dhm控制单元617)可与一个或多个真空内计量部件(如，ccd 615)数据通信。
97.dhm控制单元617可分析由ccd 615获取的全息图数据，并将其转换为3d形貌图像。dhm控制单元617可校正由高度/倾斜传感器606获取的聚焦偏移和倾斜。通过校正聚焦的深度和倾斜，dhm控制单元617可提取工件602上的沉积层的厚度。
98.在一些实现方式中，一个或多个光纤可与真空馈通组合利用，以将由位于真空中的收集光学元件所收集的光传输至真空外计量部件610a、510b。
99.类似于参照图5的描述，真空外计量头510b包括多个计量部件516，用于在传送腔室600中的工件602上执行光致发光(pl)测量。另外，如参照图5描述于上，使用pl和干涉测量提取的厚度和掺杂剂水平数据被发送到mes 220，用于确定处理因子调整并将调整后的(多个)处理因子提供给一个或多个沉积腔室108。以下参照图7描述进一步的细节。
100.产线内处理监测和控制系统的示例处理
101.返回图1，在传送腔室的至少一些中(如，在每个传送腔室中)测量工件。在一些实现方式中，工件穿过产线中的每个腔室108(如，穿过腔室108a、腔室108b、腔室108c等)。在这种情况中，至少对于图1所示的配置而言，工件将进入传送腔室110并在沉积了多个有机层之后执行测量，无论是从生产线开始或从先前的测量开始。然而，这不是必需的。例如，工件可仅穿过可从接驳腔室118进入的每对沉积腔室的一个沉积腔室(如，穿过腔室108b、腔室108d、腔室108f等)。作为另一示例，接驳腔室可具有仅一个沉积腔室。作为另一示例，接驳腔室可被完全地移除，并且沉积腔室可直接进入一个或多个传送腔室。例如，工件可通过
腔室的一侧从传送腔室移动至沉积腔室中，并接着通过沉积腔室的另一侧移除至另一传送腔室中。在这些配置中的任一种中，工件可进入传送腔室110，并在沉积了一层有机层之后执行测量，无论是从生产线开始或从先前的测量开始。
102.通常，将测量结果用作反馈以控制沉积所测量的(多个)层的(多个)沉积腔室的处理参数。例如，若在腔室108a中沉积第一层，并将工件接着传输到传送腔室110，则测量结果可用于调整腔室108a的处理参数，例如以实现目标厚度或改善厚度均匀性。作为另一示例，若在腔室108a中沉积第一层并且在腔室108b中沉积第二层，并将工件接着传输至传送腔室110，则测量结果可用于调整腔室108a和108b的处理参数。
103.图7是用于在工件上顺序沉积相应层的产线内处理监测和控制系统的示例处理的流程图。在第一步骤中，在系统的两个或更多个沉积腔室的第一沉积腔室内将第一有机材料的第一层沉积在工件上(702)。可通过系统100的多个沉积腔室108的沉积腔室(如，沉积腔室108c)来沉积层。
104.通过工件传输系统将工件从第一沉积腔室传送到传送腔室，并且通过计量头和与计量头数据通信的数据处理设备在工件上执行第一组多个测量(704)。工件传输系统(如，工件传输系统104)可将工件106从沉积腔室108c传送到传送腔室110a，其中可通过包括真空内计量头112的产线内处理和控制系统102在工件106上执行第一组测量。
105.在一些实现方式中，第一组多个测量被提供给mcu 212，mcu 212的输出被提供给mes 220，如上面参考图2a更详细地描述的。mes 220可接着依次确定调整的处理参数222以提供给(多个)特定沉积腔室108(如，沉积腔室108c)的控制器116，使得(多个)沉积腔室108利用调整的处理参数222在工件106上进行下一次沉积。
106.通过工件传输系统将工件传送到两个或更多个沉积腔室的第二沉积腔室中，并且在第二沉积腔室中将第二有机材料的第二层沉积到工件上(706)。可接着通过工件传输系统104将工件106传送到第二沉积腔室(如，沉积腔室108e)，在此将第二层沉积在工件106上。
107.在一些实现方式中，处理进一步包括通过工件传输系统将工件从第二沉积腔室传送到两个或更多个沉积腔室的第三沉积腔室，以及在第三沉积腔室内将第三有机材料的第三层沉积到工件上(708)。工件106可通过工件传输系统104经由接驳腔室118b再次传送到第三腔室(如，腔室108f)，以在第三沉积腔室108f内将第三层沉积到工件106上。
108.在一些实现方式中，该处理进一步包括通过工件传输系统将工件从第三沉积腔室传送到传送腔室，并且通过计量头和与计量头数据通信的数据处理设备在工件上执行第二组多个测量(710)。第二组多个测量可包括关于沉积在工件上的第二沉积层和第三沉积层的信息。工件106可通过工件传输系统104从第三腔室108f传送到传送腔室110b中，其中当工件106位于传送腔室110b内时，第二组测量可通过产线内处理和控制系统102测量。
109.在一些实现中，第二组多个测量被提供给mcu 212，mcu 212的输出被提供给mes 220，如以上参考图2a更详细地描述的。mes 220可继而接着确定调整的处理参数222以提供给(多个)特定沉积腔室108(如，第二沉积腔室108e和第三沉积腔室108f)的控制器116，使得(多个)沉积腔室108利用调整的处理参数222在工件106上进行下一次沉积。
110.在一些实现方式中，例如，通过平均所收集的多次测量或通过以其他方式归一化所收集的数据来解决振动(如，来自系统100的移动部分的振动)。
111.在一些实现方式中，沉积特性包括沉积层的固有掺杂水平。提取沉积层的固有掺杂水平可能需要关于沉积层厚度的信息(如，垂直于工件的表面107的沉积层厚度)，以便归一化固有掺杂水平信息。可(例如)使用在特定沉积层的测试区域上执行的反射测量来提取沉积层厚度信息。在另一个示例中，可使用在特定沉积层的测试区域上执行的干涉测量(如，使用dhm测量系统)来提取沉积层厚度信息。在又一示例中，可使用在特定沉积层的测试区域上执行的透射测量来提取沉积层厚度信息。
112.在一些实现方式中，如图5和图6所描绘，当光致发光测量归一化为各种因子时，可利用光致发光测量来提取沉积层的固有掺杂，所述各种因子包括光束强度(如，激光光源的光束强度)、沉积层的厚度(其中使用以上列出的技术的一种(如反射、透射、干涉等)来测量厚度)、以及相对于工件的表面的真空内计量头的倾斜和聚焦深度(例如使用来自真空内计量头的倾斜/高度信息)。
113.可将pl测量校准为各种有机材料的一组已知固有掺杂水平。在一个示例中，具有已知厚度和掺杂剂水平的黄金样品比较可用作校准样品，如，其中将黄金样品的pl测量的绝对强度与测试样品的pl测量进行比较。在另一个示例中，可使用具有用于特定有机材料的已知掺杂剂水平的一组样品来生成校准图。校准图可包括对于测试层的特定已知厚度的掺杂水平与pl测量强度的曲线图，其中可沿着曲线图外推额外的点。
114.在一些实现方式中，传送腔室包括温度控制和测量设备，温度控制和测量设备被配置成调节传送腔室内的工件的温度，以便在特定温度下执行工件的表征测量。温度控制和测量设备可包括用于测量工件的温度的温度计(如，高温计)、接触工件表面的热电偶或类似者。温度控制可为(例如)冷指状件(cold finger)、珀尔帖(peltier)冷却器或类似者，以在工件的pl测量期间将工件的温度调节到特定温度范围。在另一个示例中，可使用温度控制和测量设备在传送腔室内的工件上执行取决于温度的表征测量，如，取决于温度的pl测量。
115.在一些实现方式中，可在两个或更多个沉积的层上执行表征测量，其中表征测量的结果可从测量数据(如，通过两个或更多个沉积的层收集的透射数据)解卷积。
116.结论
117.本文描述的系统的控制器和其他计算装置部分可以数字电子电路系统或计算机软件、固件或硬件来实现。例如，控制器可包括处理器，以执行储存在计算机程序产品中(如，储存在非暂时性机器可读储存介质中)的计算机程序。这样的计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)可用任何形式的编程语言(包括编译或解译的语言)编写，且其也可以通过任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为适用于计算环境的模块、部件、子程序或其他单元。
118.尽管本文件含有许多特定的实现细节，但是这些细节不应解释为对任何发明或可能要求保护的范围的限制，而是对特定发明的特定实施方式的特定特征的描述。本文件中在各个实施方式的上下文中描述的某些特征也可在单个实施方式中组合实现。相反地，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可分别在多个实施方式中或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管以上可将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声称，但是在某些情况下可从组合中移除所声称的结合的一个或多个特征，并且所声称的组合可涉及子组合或子组合的变型。
119.已经描述了许多实现方式。然而，将理解，可进行各种修改。