(57)【要約】【課題】成膜速度を精度良く制御する。【解決手段】蒸着源１１０にて気化された成膜材料により基板Ｇを成膜処理する蒸着装置１００の制御装置７００であって、制御装置７００の記憶部７１０は、成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示した複数のテーブルを記憶する。テーブル選択部７５０は、プロセス条件に基づき、記憶部７１０に記憶された複数のテーブルから、所望のテーブルを選択する。成膜コントローラ２００は、成膜材料の気化速度を検出するためのＱＣＭ１８０から出力された信号に基づき、基板Ｇへの成膜速度を求める。キャリアガス調整部７６０は、記憶部７１０に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度と目標とする成膜速度との偏差に応じて所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量を調整する。【選択図】図６
2008111398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御装置であって、
成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したテーブルを記憶する記憶部と、
成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求める成膜速度演算部と、
前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量を調整するキャリアガス調整部と、を備える蒸着装置の制御装置。
【請求項２】
前記蒸着装置には、ガスの流量を制御するマスフローコントローラが設けられ、
前記キャリアガス調整部は、
前記マスフローコントローラを制御することにより前記蒸着源に流入させるキャリアガスの流量を調整する請求項１に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項３】
前記記憶部は、
異なるテーブルを複数記憶し、
プロセス条件に基づき、前記記憶部に記憶された複数のテーブルから、所望のテーブルを選択するテーブル選択部をさらに備え、
前記キャリアガス調整部は、
前記テーブル選択部により選択されたテーブルを用いてキャリアガスの流量を調整する請求項１に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項４】
前記プロセス条件は、前記蒸着源の形状、前記蒸着源の材質、前記蒸着源に納められる成膜材料の種類または前記蒸着源に納められる成膜材料の位置の少なくともいずれかの条件を含む請求項３に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項５】
前記キャリアガス調整部は、
前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれが所定の閾値より小さい場合、キャリアガスの流量の調整により成膜速度を制御する請求項１に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項６】
前記蒸着装置の温度を調整する温度調整部と、
成膜速度の制御を前記キャリアガス調整部による制御または前記キャリアガス調整部による制御と温度調整部による制御とを併用した制御のいずれかに切り替える膜厚制御切替部とをさらに備え、
前記膜厚制御切替部は、
前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれが所定の閾値以上の場合、前記キャリアガス調整部によりキャリアガスの流量を調整しながら前記温度調整部により前記蒸着装置の温度を調整することによって成膜速度を制御する方法に切り替える請求項５に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項７】
前記所定の閾値は、前記キャリアガス調整部による制御の際、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれの最大値が５倍以内となるように定められる請求項５に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項８】
前記蒸着源は、複数設けられ、
前記成膜速度演算部は、
所望の真空状態にて前記複数の蒸着源に納められた成膜材料の気化速度をそれぞれ検出するための複数の第２のセンサから出力された信号に基づき、複数の成膜材料の気化速度をそれぞれ求め、
前記キャリアガス調整部は、
前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記成膜速度演算部により求められた各成膜材料の気化速度と目標とする気化速度とに基づき各蒸着源に流入させるキャリアガスの流量を蒸着源毎に調整する請求項１に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を成膜材料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成する蒸着装置の成膜速度を制御する請求項１に記載された蒸着装置の制御装置。
【請求項１０】
蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御装置であって、
成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求める成膜速度演算部と、
前記成膜速度演算部により前回または前回以前に求められた成膜速度と前記成膜速度演算部により今回求められた成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量をフィードバック制御するキャリアガス調整部と、を備える蒸着装置の制御装置。
【請求項１１】
蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御方法であって、
成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したテーブルを記憶部に記憶し、
成膜材料の気化速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求め、
前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量を調整する蒸着装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置の制御装置および蒸着装置の制御方法に関し、特に、蒸着装置の成膜速度の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどの電子機器を製造する際、所定の成膜材料を気化させ、気化された成膜分子を被処理体に付着させることにより、被処理体を成膜する蒸着技術が広く用いられている。この蒸着技術を用いて製造される機器のうち、有機ＥＬディスプレイおよび液晶ディスプレイは、特に、大型化が予測されるフラットパネルディスプレイの製造業界や、今後ますますの需要が見込まれるモバイル機器の製造業界において注目度が高い。【０００３】
このような社会的背景において、蒸着技術を用いて機器を製造する際、被処理体への成膜速度（Ｄ／Ｒ：Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を精度良く制御することは、良質な膜を被処理体に均一に形成することにより製品の性能を高めるために非常に重要である。このため、従来から、基板の近傍に膜厚センサを配設し、膜厚センサによって検出された結果に基づいて、成膜速度が一定になるように蒸着源の温度を調整する方法が提案されている（たとえば、特開２００５−３２５４２５号公報を参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような温度調整による成膜速度の制御では、加熱してから実際に蒸着源が所望の温度になるまでには数十秒以上かかり、応答性が悪い。この温度制御に対する応答性の悪さは、蒸着源自体の熱容量や成膜材料の比熱によって生じるものであり、ヒータで発生した熱が成膜材料の温度を変化させるまでの伝熱状態が悪いことによる。【０００５】
その上、温度制御から数十秒経過後に蒸着源が所望の温度に達したとしても、蒸着源に納められた成膜材料が所望の気化速度で安定して気化するまでには、さらに多くの時間を要する。このような応答性の悪さは、成膜速度を精度良く制御する妨げとなる。【０００６】
一方、成膜速度を制御する他の方法として、成膜材料を気化させる蒸着源と気化された成膜材料を吹き出す吹き出し口とを連結する連結管にバルブを設け、そのバルブの開度を調整することにより吹き出し口から吹き出される成膜分子の量を制御することも考えられる。【０００７】
しかしながら、この方法では、蒸着装置を真空状態に保つ必要性から、真空用高熱対応バルブを用意する必要があり、コスト高となる。また、バルブ内部の構造は、複雑であり、バルブの内部を所望の温度に一律に保つことが難しく、また、バルブのヒステリシスにより成膜速度を精度良く制御する妨げとなる。【０００８】
特に、成膜材料が溶融型材料である場合（すなわち、固体材料が蒸着源内で液体になった後蒸発する場合）に比べて、成膜材料が昇華型材料である場合（すなわち、固体材料が蒸着源内で液体になることなく蒸発する場合）には、蒸着源に納められた成膜材料が消費される過程で蒸着源内にて崩れ落ちる状況が何度も発生する場合がある。この場合、蒸着源と成膜材料との接触状態が急激に変わるため、成膜材料の気化速度が急に変化し、この結果、成膜速度が急に変化する。しかしながら、温度制御による成膜速度の制御方法では、上述した応答性の問題から、細かい成膜速度の変化にすばやく追従することが難しかった。よって、温度制御では、特に、有機ＥＬ材料に多い昇華型材料に対して成膜速度を精度良く制御することができなかった。【０００９】
上記問題を解消するために、本発明では、成膜速度を精度良く制御する蒸着装置の制御装置および蒸着装置の制御方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御装置が提供される。この蒸着装置の制御装置は、成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したテーブルを記憶する記憶部と、成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求める成膜速度演算部と、前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき所望の成膜速度を得るために前記蒸着源に流入させるキャリアガスの流量を調整するキャリアガス調整部とを有する。【００１１】
ここで、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含んでいる。【００１２】
これによれば、たとえば、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）などの第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度がリアルタイムに算出される。また、テーブルには、成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したデータが記憶される。これは、発明者らが度重なる実験により、成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係を導き出した結果として得られた情報に基づいている。このテーブルに納められた情報を用いて、算出された成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量が調整される。【００１３】
キャリアガスの流量の調整による成膜速度の制御は、温度調整の場合に比べて応答性がよい。このため、成膜速度を所望の速度に精度良く制御することができる。これにより、より良質な膜を被処理体に均一に形成することができる。【００１４】
キャリアガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの不活性ガスが好ましい。また、上述した蒸着装置では、有機ＥＬ成膜材料または有機金属成膜材料を成膜材料として蒸着により被処理体に有機ＥＬ膜または有機金属膜を形成してもよい。【００１５】
特に、有機ＥＬ材料は、熱に弱く、分解されやすい。たとえば、成膜速度を上げるために蒸着源の温度を２５０℃から１０℃上げただけで、分解して物性が変わり、所望の性能が得られない有機ＥＬ材料が多く存在する。しかしながら、上記構成によれば、上述したように、成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係を用いてキャリアガスの流量を調整することにより、成膜速度が制御される。これにより、成膜速度の制御のために温度を上げる必要がないので成膜材料の物性を変化させることなく、成膜速度を所望の速度に精度良く調整することができる。これにより、膜の特性を良好に保ちながら被処理体を成膜することができる。【００１６】
その際、マスフローコントローラを制御することによりキャリアガスの流量を調整するようにしてもよい。これによれば、真空用高熱対応バルブなどの新たな機器を必要とせず、成膜処理のためにガス供給源に予め連結されたマスフローコントローラを使用することができる。これにより、上記バルブを使用して成膜分子の量を制御する場合に懸念されるバルブ内部での成膜分子の再凝縮や部品点数が増えることによるコスト高の問題を生じさせることなく、成膜速度を精度良く制御することができる。【００１７】
前記記憶部は、異なるテーブルを複数記憶し、プロセス条件に基づき、前記記憶部に記憶された複数のテーブルから、所望のテーブルを選択するテーブル選択部をさらに備え、前記キャリアガス調整部は、前記テーブル選択部により選択されたテーブルを用いてキャリアガスの流量を調整してもよい。この場合、前記プロセス条件は、前記蒸着源の形状、前記蒸着源の材質、前記蒸着源に納められる成膜材料の種類または前記蒸着源に納められる成膜材料の位置の少なくともいずれかを含んでいてもよい。【００１８】
たとえば、蒸着源の形状、材質、蒸着源に納められる成膜材料の種類、または蒸着源に納められる成膜材料の位置などのプロセス条件によっては、成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係が変化する場合がある。これを考慮して、上記構成によれば、プロセス条件に応じた成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係を予め実験により求め、複数のテーブルに記憶しておく。そして、プロセス条件に基づき、記憶部に記憶された複数の異なるテーブルから所望のテーブルを選択し、選択されたテーブルに記憶された成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係から、キャリアガスの流量が調整される。【００１９】
このようにして、予め収集されたデータから、実際の製造に使われる蒸着源の形状や材質、実際に蒸着源に納められる成膜材料の種類や位置等に対応した最適なテーブルを選択することにより、実際の製造に適用されるプロセス条件に応じてキャリアガスの流量調整を最適化することができる。これにより、成膜速度をより精度よく制御することができる。【００２０】
前記キャリアガス調整部は、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれが所定の閾値より小さい場合、キャリアガスの流量の調整により成膜速度を制御するようにしてもよい。【００２１】
また、前記蒸着装置の温度を調整する温度調整部と、  成膜速度の制御を前記キャリアガス調整部による制御または前記キャリアガス調整部による制御と温度調整部による制御とを併用した制御のいずれかに切り替える膜厚制御切替部とをさらに備え、前記膜厚制御切替部は、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれが所定の閾値以上の場合、前記キャリアガス調整部によりキャリアガスの流量を調整しながら前記温度調整部により前記蒸着装置の温度を調整することによって成膜速度を制御する方法に切り替えるようにしてもよい。【００２２】
発明者らは、実験により、成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係から、求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれが小さい場合には、キャリアガスの流量を調整する方が応答性の面から好ましく、前記ずれが大きい場合には、キャリアガスの流量調整のみでは成膜速度を目標の成膜速度にまで適正に補正することは難しいため、温度制御とキャリアガスの流量制御とを併用して成膜速度を制御するほうがよいことをつきとめた。【００２３】
これを考慮して、上記構成によれば、成膜速度のずれが小さい（たとえば、５倍程度）場合には、キャリアガスの流量を調整することにより成膜速度が制御される。これにより、成膜速度の小さな変化に対応して精度良く成膜速度を制御することができる。また、成膜速度のずれが大きい（たとえば、１０倍〜１００倍程度）場合には、温度制御（または温度制御およびキャリアガスの流量制御）を併用して成膜速度が制御される。これにより、成膜速度の大きな変化に対応して成膜速度を制御することができる。このようにして、成膜速度のずれの程度に応じて、温度制御とキャリアガスの流量制御とを切り替えることにより、成膜速度の大きな変化および成膜速度の小さな変化にそれぞれ適宜順応して成膜速度をさらに精度よく制御することができる。【００２４】
なお、温度調整のために蒸着装置に設けられる温度制御機構の一例としては、蒸着源の底壁に埋め込まれたヒータが挙げられる。ヒータを用いた温度制御としては、たとえば、蒸着源にとりつけられた熱電対などの温度センサからの信号を用いた温調器からの印加電圧を制御することにより、ヒータを加熱する方法が挙げられる。この結果、成膜材料が納められた部分の加熱の度合いにより、成膜材料の気化速度を調整することができる。【００２５】
前記蒸着源は、複数設けられ、前記成膜速度演算部は、所望の真空状態にて前記複数の蒸着源に納められた成膜材料の気化速度をそれぞれ検出するための複数の第２のセンサから出力された信号に基づき、複数の成膜材料の気化速度をそれぞれ求め、前記キャリアガス調整部は、前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記成膜速度演算部により求められた各成膜材料の気化速度と目標とする気化速度とに基づき各蒸着源に流入されるキャリアガスの流量を蒸着源毎に調整してもよい。【００２６】
前述したように、成膜材料が溶融型材料である場合に比べて、成膜材料が昇華型材料である場合には、蒸着源に納められた成膜材料が消費される過程で蒸着源内にて崩れ落ちる状況が発生する場合がある。この場合、蒸着源と成膜材料との接触状態が急激に変わるため、成膜材料の気化速度が変化し、この結果、成膜速度が変化する。【００２７】
しかしながら、上記構成によれば、蒸着装置に配置された複数の蒸着源に納められた成膜材料毎の気化速度と目標とする気化速度とに基づき、各蒸着源に流入されるキャリアガスの流量が蒸着源毎に調整される。これによれば、成膜材料の収納状態に応じて成膜材料の気化速度を蒸着源毎に別々に精度良く制御することができる。この結果、より良質な膜を被処理体に均一に形成することができる。【００２８】
ただし、成膜速度を検出するための第１のセンサが設けられていれば、各蒸着源の気化速度を検出するための複数の第２のセンサは必ずしも設ける必要はない。この場合には、第１センサにより検出された信号から成膜速度を求め、求められた成膜速度と目標とする気化速度とに基づき、複数の蒸着源に供給するキャリアガスの流量が一律に調整される。これによれば、第２のセンサを用いて蒸着源毎にキャリアガスの流量をそれぞれ調整する場合に比べて、第２のセンサを用意する必要がない、第２のセンサに付着物が堆積することによるメンテナンスの必要がない、第２のセンサを用いた場合に比べて成膜速度の制御が複雑にならない等の利点がある。【００２９】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御装置であって、成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求める成膜速度演算部と、前記成膜速度演算部により前回または前回以前に求められた成膜速度と前記成膜速度演算部により今回求められた成膜速度とに基づき、所望成膜速度を得るためにキャリアガスの流量をフィードバック制御するキャリアガス調整部と、を有する蒸着装置の制御装置が提供される。【００３０】
これによれば、フィードバック制御によりキャリアガスの流量を正確に制御し、これにより、所望成膜速度を得ることができる。なお、フィードバック制御には、たとえば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、ファジー制御、Ｈ∞などどんな制御方法を用いてもよい。【００３１】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御装置であって、成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したテーブルとを記憶する記憶部と、成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求める成膜速度演算部と、前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記成膜速度演算部により前回または前回以前に求められた成膜速度と前記成膜速度演算部により今回求められた成膜速度とに基づき、所望成膜速度を得るためにキャリアガスの流量をフィードバック制御するキャリアガス調整部と、を備える蒸着装置の制御装置が提供される。【００３２】
これによれば、テーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係から、前回または前回以前に求められた成膜速度と今回求められた成膜速度に基づき、キャリアガスの流量が調整される。これにより、予め蓄積された成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係を示すデータを用いて、たとえば、今回求められた成膜速度と前回求められた成膜速度との偏差に対してキャリアガスの流量をフィードバック制御することができる。この結果、成膜速度を所望の速度に精度良く制御することにより、良質な膜を被処理体に均一に形成することができる。【００３３】
また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、蒸着源にて気化された成膜材料をキャリアガスにより搬送し、搬送された成膜材料により所望の真空状態にて被処理体を成膜処理する蒸着装置の制御方法であって、成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示したテーブルを記憶部に記憶し、成膜材料の気化速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度を求め、前記記憶部に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、前記求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量を調整する蒸着装置の制御方法が提供される。【００３４】
これによれば、テーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係から、求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づきキャリアガスの流量が調整される。この結果、温度制御に比べて応答性がよいため、成膜速度を精度良く制御することができる。これにより、良質な膜を被処理体に均一に形成することができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明によれば、成膜速度を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる６層連続成膜システムの概略構成図である。
【図２】各実施形態にかかる６層連続成膜処理により形成される膜を説明するための図である。
【図３】実験１の実験装置の概略を示した図である。
【図４】実験１の結果であるキャリアガスの流量と成膜速度との関係を示したグラフである。
【図５】実験２，３の実験装置の概略を示した図である。
【図６】実験２の結果であるキャリアガスの流量と成膜速度との関係を示したグラフである。
【図７】実験３の結果であるキャリアガスの流量と成膜速度との関係を示したグラフである。
【図８】各実施形態にかかる制御器７００の各機能を示した機能ブロック図である。
【図９】各実施形態にかかる蒸着源内温度と成膜速度との関係を示したグラフである。
【図１０】各実施形態にかかる蒸着源内温度と成膜速度との関係を示した他のグラフである。
【図１１】各実施形態にかかるテーブル選択処理を示したフローチャートである。
【図１２】各実施形態にかかる成膜速度制御処理を示したフローチャートである。
【図１３】ガス流量の変化と成膜速度の追随状態を示したグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態にかかる６層連続成膜システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０                ６層連続成膜システム
１００              蒸着装置
１１０              蒸着源
１４０              吹き出し機構
１７０              第１の処理容器
１８０、１８５      ＱＣＭ
１９０              第２の処理容器
２００              成膜コントローラ
３００              マスフローコントローラ
６００              温調器
７００              制御器
７１０              記憶部
７３０              成膜変化量取得部
７４０              膜厚制御切替部
７５０              テーブル選択部
７６０              キャリアガス調整部
７７０              温度調整部
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【００３９】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態にかかる６層連続成膜システムについて、図１を参照しながら説明する。図１は、蒸着装置の縦断面を示すとともに蒸着装置を制御する制御装置を含んだ６層連続成膜システムの概略図である。
【００４０】
６層連続成膜システム１０は、蒸着装置１００、成膜コントローラ２００、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）３００、バルブ４００、ガス供給源５００、温調器６００および制御器７００を有している。６層連続成膜システム１０は、蒸着装置１００内にてガラス基板（以下、基板Ｇと称呼する。）上に６層の有機ＥＬ層を連続的に蒸着することにより有機ＥＬディスプレイを製造する蒸着システムの一例である。
【００４１】
（蒸着装置）
蒸着装置１００には、第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆ、第１〜第６の連結管１２０ａ〜１２０ｆ、第１〜第６のバルブ１３０ａ〜１３０ｆ、第１〜第６の吹き出し機構１４０ａ〜１４０ｆ、７つの隔壁１５０、摺動機構１６０および第１の処理容器１７０が設けられている。本実施形態では、各蒸着源１１０および各バルブ１３０は、大気中に配設されていて、各連結管１２０を介して各吹き出し機構１４０と連通している。各吹き出し機構１４０、各隔壁１５０および各摺動機構１６０は、図示しない排気装置により所望の真空度に保持された第１の処理容器１７０の内部に納められている。
【００４２】
第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆは、同一構造をしたるつぼであり、その内部に異なる種類の成膜材料がそれぞれ納められている。第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆには、その底壁内に第１〜第６のヒータ１１０ａ１〜１１０ｆ１が埋設されていて、各ヒータを加熱することにより、各蒸着源を、たとえば、２００〜５００℃程度の高温にすることによって各成膜材料を気化するようになっている。
【００４３】
第１〜第６の連結管１２０ａ〜１２０ｆは、その一端にて第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆと連結し、第１の処理容器１７０を貫通し、その他端にて第１〜第６の吹き出し機構１４０ａ〜１４０ｆとそれぞれ連結している。また、第１〜第６の連結管１２０ａ〜１２０ｆには、開閉により第１の処理容器１７０の内部空間と成膜材料を収納する蒸着源１１０内の空間とを連通または遮断する第１〜第６のバルブ１３０ａ〜１３０ｆがそれぞれ取り付けられている。
【００４４】
第１〜第６の吹き出し機構１４０ａ〜１４０ｆは、その内部が中空の矩形形状をした同一構造を有し、互いに平行して等間隔に配置されている。各蒸着源１１０にて気化された成膜分子は、各連結管１２０を通って各吹き出し機構１４０の上部中央に設けられた開口からそれぞれ吹き出される。
【００４５】
隔壁１５０は、各吹き出し機構１４０同士を仕切るように、各吹き出し機構１４０の間に設けられていて、各吹き出し機構１４０の上部開口から吹き出される成膜分子が隣の吹き出し機構１４０から吹き出される成膜分子に混入することを防止するようになっている。
【００４６】
摺動機構１６０は、ステージ１６０ａ、支持体１６０ｂおよびスライド機構１６０ｃを有している。ステージ１６０ａは、支持体１６０ｂにより支持され、第１の処理容器１７０に設けられたゲートバルブ１７０ａから搬入された基板Ｇを、図示しない高電圧電源により印加された高電圧によって静電吸着する。スライド機構１６０ｃは、第１の処理容器１７０の天井部に装着されるとともに接地されていて、ステージ１６０ａに吸着された基板Ｇを第１の処理容器１７０の長手方向にスライドさせることにより、各吹き出し機構１４０のわずか上空にて基板Ｇを平行移動させるようになっている。
【００４７】
第１の処理容器１７０の内部には、ＱＣＭ１８０（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ：水晶振動子）が設けられている。ＱＣＭ１８０は、各吹き出し機構１４０の上部開口から吹き出された成膜分子の生成速度すなわち成膜速度（Ｄ／Ｒ）を検出するための第１のセンサの一例である。以下に、ＱＣＭの原理について簡単に説明する。
【００４８】
水晶振動子表面に物質を付着させ、水晶振動体寸法、弾性率、密度等を等価的に変化させた場合、振動子の圧電気性質により以下の式で表される電気的共振周波数ｆの変化が起こる。
ｆ＝１／２ｔ（√Ｃ／ρ）  ｔ：水晶片の厚み  Ｃ：弾性定数  ρ：密度
【００４９】
この現象を利用し、水晶振動子の共振周波数の変化量により極めて微量な付着物を定量的に測定する。このように設計された水晶振動子の総称がＱＣＭである。上式に示したように、周波数の変化は、付着物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まるものと考えられ、この結果、周波数の変化を付着物の重量に換算することができる。
【００５０】
このような原理を利用して、ＱＣＭ１８０は、水晶振動子に付着した膜厚（成膜速度）を検出するために周波数信号ｆｔを出力するようになっている。成膜コントローラ２００は、ＱＣＭ１８０に接続されていて、ＱＣＭ１８０から出力された周波数信号ｆｔを入力し、周波数の変化を付着物の重量に換算することにより、成膜速度を算出する。算出された成膜速度は、各蒸着源１１０に納められた各成膜材料の気化速度を制御するために用いられるが、各成膜材料の気化速度を制御する方法については、後に詳述する。なお、成膜コントローラ２００は、成膜速度を検出するための第１のセンサから出力された信号に基づき、基板Ｇへの成膜速度を求める成膜速度演算部に相当する。
【００５１】
各蒸着源１１０には、各蒸着源１１０の側壁を貫通することにより、各蒸着源１１０の内部とマスフローコントローラ３００とを連通させるガスラインＬｇが設けられている。ガスラインＬｇは、さらに、バルブ４００を介してガス供給源５００と接続されていて、ガス供給源５００から供給された不活性ガス（たとえば、Ａｒガス）を各蒸着源内部に供給する。この不活性ガスは、各蒸着源内部にて気化された成膜分子を各吹き出し機構１４０まで搬送するためのキャリアガスとして機能する。
【００５２】
第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆの底壁に埋設された第１〜第６のヒータ１１０ａ１〜１１０ｆ１には、温調器６００が接続されている。温調器６００は、各ヒータに印加する電圧を制御することにより、各ヒータが埋め込まれた各蒸着源１１０を所望の温度に制御することによって成膜材料の気化速度を制御する。なお、第１〜第６のヒータ１１０ａ１〜１１０ｆ１は、蒸着装置１００に設けられた温度制御機構の一例である。
【００５３】
制御器７００は、ＲＯＭ７１０、ＲＡＭ７２０、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）７３０およびＣＰＵ７４０を有している。ＲＯＭ７１０、ＲＡＭ７２０には、たとえば、周波数と膜厚との関係を示すデータやヒータをフィードバック制御するためのプログラム等が格納されている。入出力Ｉ／Ｆ７３０は、成膜コントローラ２００により算出された成膜速度を入力する。
【００５４】
ＣＰＵ７４０は、ＲＯＭ７１０、ＲＡＭ７２０に格納された各種データやプログラムを用いて、入力された成膜速度から各ヒータ１１０ａ１〜１１０ｆ１に印加する電圧を求め、温調器６００に送信する。ＣＰＵ７４０は、また、ガス供給源５００に、キャリアガスとして機能するアルゴンガスの供給を指示するとともに、マスフローコントローラ３００に、キャリアガスの流量の増減量を指示する。なお、成膜コントローラ２００および制御器７００は、蒸着装置１００を制御する制御装置に相当する。
【００５５】
（６層連続成膜処理）
つぎに、蒸着装置１００にて実行される６層連続成膜処理について、図１および図２を参照しながら簡単に説明する。図２は、蒸着装置１００を用いて６層連続成膜処理を実行した結果、基板Ｇに積層される各層の状態を示す。まず、基板Ｇが、第１の吹き出し機構１４０ａの上方をある速度で進行する際、第１の吹き出し機構１４０ａから吹き出された成膜材料が基板Ｇに付着することにより、基板Ｇに第１層のホール輸送層が形成される。つぎに、基板Ｇが第２の吹き出し機構１４０ｂの上方を移動する際、第２の吹き出し機構１４０ｂから吹き出された成膜材料が基板Ｇに付着することにより、基板Ｇに第２層の非発光層（電子ブロック層）が形成される。同様にして、基板Ｇが第３の吹き出し機構１４０ｃから第６の吹き出し機構１４０ｆまで、その上方を順に移動する際、各吹き出し機構から吹き出された成膜材料により、基板Ｇに第３層の青発光層、第４層の赤発光層、第５層の緑発光層、第６層の電子輸送層が形成される。このようにして、６層連続成膜システム１０では、蒸着装置１００を用いて、同一処理容器内で６層の有機膜を連続的に形成することにより、スループットを向上させ、製品の生産性を上げることができる。また、従来のように、異なる有機膜毎に別々のチャンバ（処理室）を複数設ける必要がないので、設備が大型化せず、設備コストを低減することができる。
【００５６】
（成膜速度の制御）
以上に説明したように構成された蒸着装置１００を用いて基板上に良質な膜を形成するためには、成膜速度を精度良く制御することが非常に重要である。このため、従来から、温調器６００による温度制御により成膜速度を制御する方法が用いられている。
【００５７】
しかしながら、温度調整による成膜速度の制御では、たとえば、ヒータなどの温度制御機構を加熱してから実際に蒸着源１１０が所望の温度になるまでに数十秒以上かかり、応答性が悪い。その上、温度制御から数十秒経過後に蒸着源１１０が所望の温度に達したとしても、蒸着源１１０に納められた成膜材料が所望の気化速度で安定して気化するまでには、さらに多くの時間を要する。このような温度制御に対する応答性の悪さは、良質な膜を基板Ｇに均一に形成する妨げとなる。そこで、発明者らは、温度以外によって成膜速度を制御することができないか、その可能性に挑戦すべく以下の実験を行った。
【００５８】
（実験１）
発明者らが行った実験について、図３〜図７を参照しながら具体的に説明する。まず、発明者らは、図３に示したように、蒸着源１１０ａを第１の処理容器１７０に一つだけ内蔵した実験装置を作成した。発明者らは、蒸着源１１０ａの底部に予めＡｌｑ３（ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｔｒｉｓ−８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）の有機材料を３ｇ収納し、第１の処理容器１７０の内部を３１０℃に制御した。実験中、発明者らは、制御器７００を用いてマスフローコントローラ３００の流量を０．５〜２０ｓｃｃｍの範囲で増減させた。発明者らは、蒸着源１１０ａに流入されるアルゴンガスの流量の変化に対して、基板Ｇに形成されたＡｌｑ３有機膜の成膜速度がどのように変化するのかをＱＣＭ１８０の検出値ｆｔに基づき成膜コントローラ２００を用いて算出した。
【００５９】
その結果として、発明者らは、図４に示したアルゴンガスの流量とＡｌｑ３膜の成膜速度との相関関係を得た。これによれば、０．５ｓｃｃｍから２０ｓｃｃｍへ流量を増やした場合（図４の往きＤ／Ｒ）と２０ｓｃｃｍから０．５ｓｃｃｍへ流量を減らした場合（還りＤ／Ｒ）とでは、特に、アルゴンガスの流量が、５〜２０ｓｃｃｍの範囲において、ヒステリシスの影響はほとんどなく、いずれの場合にも、成膜速度はほぼ線形に変化していることがわかった。したがって、発明者らは、実験１のプロセス条件の場合、５〜２０ｓｃｃｍの範囲であれば、成膜速度を上げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ減らし、成膜速度を下げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ増やせばよいことを見いだした。
【００６０】
（実験２）
つぎに、発明者らは、別のプロセス条件の場合、キャリアガスの流量と成膜速度との相関関係がどのように変化するかを実験した。発明者らは、図５に示したように、実験２でも実験１と同じ実験装置を用いた。実験１と異なる点は、成膜材料の収納位置、成膜材料の種類、処理室内の制御温度である。すなわち、発明者らは、蒸着源１１０ａの吹き出し口Ｏｐに近い位置に蒸発皿１１０ａ２を用意し、蒸発皿１１０ａ２の凹み部分にα−ＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン）の有機材料を３ｇ収納し、第１の処理容器１７０の内部を３００℃に制御した。発明者らは、実験１の場合と同様に、制御器７００を用いてマスフローコントローラ３００の流量を０．５〜２０ｓｃｃｍの範囲で増減させ、ＱＣＭ１８０および成膜コントローラ２００を用いてα−ＮＰＤ有機膜の成膜速度を算出した。
【００６１】
その結果として、発明者らは、図６に示したアルゴンガスの流量とＡｌｑ３膜の成膜速度との相関関係を得た。これによれば、発明者らは、往きＤ／Ｒと還りＤ／Ｒとでは、特に、アルゴンガスの流量が、５〜２０ｓｃｃｍの範囲において、ヒステリシスの影響はほとんどなく、いずれの場合にも成膜速度はほぼ線形に変化していることがわかった。したがって、発明者らは、実験２のプロセス条件の場合、５〜２０ｓｃｃｍの範囲であれば、成膜速度を上げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ増やし、成膜速度を下げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ減らせばよいことを見いだした。
【００６２】
（実験３）
さらに、発明者らは、別のプロセス条件の場合、キャリアガスの流量と成膜速度との相関関係がどのように変化するかを実験した。発明者らは、図５に示した実験２と同じ実験装置を用いて、蒸発皿１１０ａ２の凹み部分にＡｌｑ３の有機材料を３ｇ収納し、第１の処理容器１７０の内部を３００℃に制御した。発明者らは、実験１、２の場合と同様に、制御器７００を用いてマスフローコントローラ３００の流量を０．５〜２０ｓｃｃｍの範囲で増減させ、ＱＣＭ１８０および成膜コントローラ２００を用いてＡｌｑ３有機膜の成膜速度を算出した。
【００６３】
その結果として、発明者らは、図７に示したアルゴンガスの流量とＡｌｑ３膜の成膜速度との相関関係を得た。これによれば、発明者らは、往きＤ／Ｒと還りＤ／Ｒとでは、特に、アルゴンガスの流量が、５〜２０ｓｃｃｍの範囲において、ヒステリシスの影響はほとんどなく、いずれの場合にも成膜速度はほぼ線形に変化しているということがわかった。したがって、発明者らは、実験３のプロセス条件の場合においても、成膜速度を上げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ増やし、成膜速度を下げたい場合にはアルゴンガスの流量を所定量だけ減らせばよいことを見いだした。
【００６４】
なお、図４に示した実験１の結果では、キャリアガスの流量を増やすと成膜速度が下がるのに対し、図６に示した実験２および図７に示した実験３の結果では、キャリア流量を増やすと成膜速度が上がるという逆の相関関係が示されている。これは、これらのデータを得た時のプロセス条件が異なることに基づく。
【００６５】
これらの実験結果に基づき、発明者らは、蒸着装置１００のプロセス条件がアルゴンガスの流量の制御に影響を及ぼすことを考慮して、アルゴンガスの流量を精度良く制御して所望の成膜速度を得るために、図４、図６および図７のガス流量と有機膜の成膜速度との相関関係を示すデータを、これらのデータを得た時のプロセス条件とリンクさせながら記憶することにした。ここで、プロセス条件には、蒸着源１１０ａの材質、蒸着源１１０ａに納められる成膜材料の種類または蒸着源１１０ａに納められる成膜材料の位置の少なくともいずれかの情報が含まれるようにしてもよい。このようにして蓄積された複数パターンのキャリアガスの流量と成膜速度との相関関係を利用して、本実施形態にかかる６層連続成膜システム１０では、キャリアガスの流量を調整することにより、成膜速度を制御するが、その具体的動作については、制御器７００の機能構成について説明した後に説明する。
【００６６】
（制御器の機能構成）
図８に示したように、制御器７００は、記憶部７１０、入力部７２０、成膜変化量取得部７３０、膜厚制御切替部７４０、テーブル選択部７５０、キャリアガス調整部７６０、温度調整部７７０、出力部７８０の機能ブロックにて示される各機能を有している。
【００６７】
記憶部７１０には、前述したように、発明者らが多くの実験を経て収集したデータとして、成膜速度とキャリアガスの流量との相関関係を示した図４、図６および図７などのテーブルがテーブル群として複数記憶されている。記憶部７１０には、また、所定の閾値Ｔｈおよび前回算出された成膜速度ＤＲｂが記憶されている。
【００６８】
入力部７２０は、成膜コントローラ２００により算出された成膜速度を所定時間毎に入力する。成膜変化量取得部７３０は、所定時間毎に入力された成膜速度と目標とする成膜速度と偏差を求める。
【００６９】
膜厚制御切替部７４０は、成膜変化量取得部７３０にて求められた成膜速度の偏差の絶対値が所定の閾値Ｔｈ以下の場合、キャリアガスの流量調整にて成膜速度を制御するように指示し、前記偏差の絶対値が所定の閾値Ｔｈより大きい場合、温度調整も併用して成膜速度を制御するように制御を切り替える。
【００７０】
この切り替えは、次のような、発明者らの実験結果から見いだされた。すなわち、発明者らは、キャリアガスの流量を調整することにより成膜速度を精度良く制御するためには、算出された成膜速度と目標とする成膜速度との偏差が比較的小さい場合がよいことをつきとめた。
【００７１】
発明者らは、キャリアガスの流量を調整することにより成膜速度を精度良く制御するためには、特に、図４、図６および図７に示したように、前記ずれ（偏差）の最大値が５倍以内であることが好ましいことをつきとめた。これを考慮して、本実施形態では、記憶部７１０に記憶された所定の閾値は、キャリアガスの流量調整による成膜制御の際、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とのずれの最大値が５倍となるように定められている。
【００７２】
一方、前記ずれが比較的大きい場合には、図９および図１０に示したように、温度制御を併用して成膜速度を制御するほうが好ましいことをつきとめた。ここで、図９は、蒸着源内の絶対温度の逆数（１／Ｋ）と成膜速度（ｎｍ／ｓ）との相関関係を示す。また、図１０は、図９にて使用した有機材料α―ＮＰＤを有機材料Ａｌｑ３に替えた場合において、蒸着源内の絶対温度の逆数（１／Ｋ）と成膜速度（ｎｍ／ｓ）との相関関係を示す。図９および図１０に示したように、蒸発量（成膜速度υ）は、υ＝Ａｅｘｐ（−Ｂ／Ｔ）で表され（Ａ、Ｂは材料、装置による定数、Ｔは絶対温度）、さまざまなプロセス条件Ａ〜Ｄで蒸着を行っても、温度と成膜速度にはそれぞれ一定の関係があり、すべての場合において温度を調整することにより、成膜速度を精度良く制御することができることがわかる。また、温度を調整することにより、１００倍程度まで成膜速度を変化させることができることがわかる。
【００７３】
テーブル選択部７５０は、プロセス条件に基づき、記憶部７１０に記憶された複数のテーブルから、プロセス条件に合致した所望のテーブルを選択する。ここで、プロセス条件には、蒸着源１１０の形状、蒸着源１１０の材質、蒸着源１１０に納められた成膜材料の種類または蒸着源１１０に納められた成膜材料の位置の少なくともいずれかの条件が含まれる。
【００７４】
キャリアガス調整部７６０は、テーブル選択部７５０にて選択されたテーブルに蓄積された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量を調整する。
【００７５】
温度調整部７７０は、たとえば、図９や図１０に示した成膜速度と温度との関係を示すデータを用いて、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るために温度を調整する。
【００７６】
出力部７８０は、キャリアガスの流量にて成膜速度を制御する場合、キャリアガスの流量を所望の流量に調整するようにマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３００を制御する信号をマスフローコントローラ３００に出力する。一方、出力部７８０は、温度にて成膜速度を制御する場合、ヒータに印可する電圧（または電圧の増減量）を所望の電圧に調整する信号を温調器６００に出力する。なお、以上に説明した制御器７００の各機能は、実際には、たとえば、ＣＰＵ７４０がこれらの機能を実現する処理手順を記述したプログラムを実行することにより達成される。
【００７７】
（制御装置の動作）
つぎに、制御器７００の動作について、図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は、記憶部７１０に記憶された複数のテーブルから成膜条件にあったテーブルを選択する処理を示したフローチャートである。図１２は、キャリアガスの流量または蒸着源の温度を制御することにより成膜速度を制御する処理を示したフローチャートである。
【００７８】
（テーブル選択処理）
テーブル選択処理は、図１１のステップ１１００から処理が開始され、テーブル選択部７５０は、ステップ１１０５にて、蒸着源１１０の形状（サイズ、形、厚さなど）や蒸着源１１０の材質を取得し、さらに、ステップ１１１０にて、蒸着源１１０に収納された有機材料の種類を取得する。ついで、ステップ１１１５にて、テーブル選択部７５０は、取得した情報（すなわち、蒸着装置１００にて実行されるプロセス条件）に基づき、記憶部７１０に記憶されたテーブル群から、プロセス条件に合ったテーブルを選択し、ステップ１１９５に進んで本処理を終了する。
【００７９】
以上に説明したテーブル選択処理は、蒸着装置１００にて実行されるプロセス条件が変更されない間（または、プロセス条件が変更されても、キャリアガスの流量調整に影響を及ぼさない変更である間）、一枚目の基板Ｇが処理される前に一度だけ実行されればよい。これに対して、これから説明する図１２の成膜速度制御処理は、たとえば、基板Ｇが一枚処理される毎に実行するようにしてもよいし、予め定められた所定時間毎に実行するようにしてもよい。なお、成膜速度制御処理を開始する前に、第１の処理容器１７０の内部は、プロセス条件に合わせて所定の温度に保持されている。
【００８０】
（成膜速度制御処理）
成膜速度制御処理は、図１２のステップ１２００から処理が開始され、ステップ１２０５に進むと、成膜変化量取得部７３０は、成膜コントローラ２００により算出された（今回の）成膜速度ＤＲｐを取得し、ステップ１２１０にて、取得された成膜速度ＤＲｐと目標となる成膜速度ＤＲｒとの偏差の絶対値｜ＤＲｐ−ＤＲｒ｜を求める。
【００８１】
つぎに、ステップ１２１５にて、膜厚制御切替部７４０は、成膜速度の偏差の絶対値が所定の閾値Ｔｈより大きいか否かを判定する。成膜速度の偏差の絶対値が所定の閾値Ｔｈ以下の場合には、ステップ１２２０に進み、キャリアガス調整部７６０は、選択されたテーブルに基づき、今回の成膜速度と目標とする成膜速度とのずれ（偏差）に基づきキャリアガスの調整量を求める。
【００８２】
たとえば、いま、図６のテーブルが選択されているとすると、取得された成膜速度ＤＲｐが４．５、目標となる成膜速度ＤＲｂが４．０の場合、今回の成膜速度と目標とする成膜速度との偏差に対して、アルゴンガスの調整流量は、３．１ｓｃｃｍである。そこで、キャリアガス調整部７６０は、ステップ１２２５に進んで、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）３００から吹き出されるアルゴンガスの流量を算出された流量だけ増減させるための制御信号を生成し、出力部７８０は、その制御信号をマスフローコントローラ３００に出力する。たとえば、上記例の場合には、キャリアガス調整部７６０は、アルゴンガスの流量を３．１ｓｃｃｍだけ減少させるための制御信号を生成し、生成された制御信号を出力部７８０に出力させる。最後に、記憶部７１０は、ステップ１２３０にて、取得された成膜速度ＤＲｐを前回の成膜速度ＤＲｂとして記憶し、ステップ１２９５に進んで本処理を終了する。
【００８３】
一方、ステップ１２１５にて、成膜速度の偏差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈより大きい場合にはステップ１２３５に進み、温度調整部７７０は、図９や図１０に示したように、成膜速度と温度との関係を示すデータを用いて、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度と目標とする成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るために必要な温度の調整量を求める。さらに、温度調整部７７０は、求められた温度の調整量に対応してヒータに印加する電圧を算出する。出力部７８０は、算出された電圧をヒータに印加する制御信号を温調器６００に出力した後、キャリアガス流量制御（ステップ１２２０〜１２３０）を実行し、ステップ１２９５に進んで本処理を終了する。
【００８４】
発明者らは、上記ステップ１２２０、１２２５にて説明したキャリアガスの流量制御の効果について実験を行い、図１３に示した結果を得た。実験では、発明者らは、キャリアガス流量を図１３の上部に示したようにパルス状に変化させた。このとき、成膜速度は、図１３の下部に示したように数秒〜数十秒単位でガス流量の変化に精度良く追随していた。以上の結果から、発明者らは、本実施形態にかかる６層連続成膜システム１０によれば、キャリアガスの流量を制御することにより、目標値からの成膜速度の小さなずれを素早く矯正し、基板Ｇに均一かつ良質な膜を形成することができることを実証した。
【００８５】
特に、有機ＥＬ材料は、熱に弱く、分解されやすい。たとえば、成膜速度を上げるために蒸着源の温度を２５０℃から１０℃上げただけで、分解して物性が変わり、所望の性能が得られない有機ＥＬ材料が多く存在する。このような状況においては、成膜速度の細かい変化に対しては、温度調整に代えてキャリアガスの流量調整により成膜速度を制御することにより、成膜材料の物性を変化させることなく、成膜速度を所望の速度にすばやく調整する意義は大きい。
【００８６】
また、以上に説明したキャリアガスの流量調整による成膜速度の制御によれば、真空用高熱対応バルブなどの新たな機器を必要とせず、ガス供給源５００に予め連結されたマスフローコントローラ３００を使用すればよい。これにより、上記バルブを使用して成膜分子の量を制御する場合に懸念されるバルブ内部での成膜分子の再凝縮や部品点数が増えることによるコスト高の問題を生じさせることなく、成膜速度を精度良く調整することができる。
【００８７】
一方、成膜速度のずれが比較的大きい場合には、キャリアガスの流量調整のみでは成膜速度を目標値まで適正に補正することは難しい。そこで、本実施形態では、成膜速度が大きく変化した場合には温度調整を併用して成膜速度を制御する。このようにして、本実施形態では、成膜速度の変化の程度合に応じて、温度調整とキャリアガスの流量調整とを切り替えることにより、成膜速度の大きな変化および成膜速度の小さな変化にそれぞれ適宜順応することによって、成膜速度を精度よく制御することができる。
【００８８】
さらに、本実施形態にかかる６層連続成膜システム１０では、記憶部７１０に記憶された複数のテーブルから所望のテーブルが選択される。具体的には、予め収集されたデータから、実際に製品の製造に用いられる蒸着源１１０の状態やプロセス条件に対応した最適なテーブルが選択される。これにより、実際に製品の製造に用いられる機器や材料に応じてキャリアガスの流量の調整量を最適化することができ、この結果、成膜速度をより精度よく制御することができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、ステップ１２１５の判定により、キャリアガスの流量調整または温度調整のいずれかに完全に切り替えて成膜速度を制御した。しかし、ステップ１２１５の判定の際、成膜コントローラ２００により求められた成膜速度ＤＲｐと目標とする成膜速度ＤＲｒとのずれが所定の閾値Ｔｈ以上の場合、キャリアガス調整部７６０によりキャリアガスの流量を調整しながら温度調整部７７０により蒸着装置１００の温度を調整することによって成膜速度を制御する方法に切り替えてもよい。
【００９０】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態にかかる６層連続成膜システム１０について説明する。第２実施形態にかかる６層連続成膜システム１０では、各蒸着源１１０および各バルブ１３０が第２の処理容器に内蔵され、さらに、各蒸着源１１０の近傍にはそれぞれ別個にＱＣＭが取り付けられている点で、第２の処理容器や蒸着源１１０毎にＱＣＭが存在しない第１実施形態にかかる６層連続成膜システム１０と相違する。よって、この相違点を中心に本実施形態にかかる６層連続成膜システム１０について説明する。
【００９１】
図１４に示したように、本実施形態にかかる蒸着装置１００には、第１の処理容器１７０とは別に、第２の処理容器１９０が設けられている。第２の処理容器１９０には、第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆおよび第１〜第６のバルブ１３０ａ〜１３０ｆが内蔵されている。第２の処理容器１９０は、図示しない排気機構により所望の真空度にまで排気されている。
【００９２】
第１〜第６の蒸着源１１０ａ〜１１０ｆの上部側壁には、その側壁を貫通する排気管が設けられ、排気管の開口近傍に第１〜第６のＱＣＭ１８５ａ〜１８５ｆがそれぞれ設けられている。第１〜第６のＱＣＭ１８５ａ〜１８５ｆは、各排気管の開口から排気され、水晶振動子に付着した付着物の厚みを検出するために周波数信号をそれぞれ出力するようになっている。ＱＣＭ１８５は、第２のセンサの一例である。
【００９３】
成膜コントローラ２００は、各ＱＣＭ１８５により検出された周波数信号を入力する。成膜コントローラ２００は、各ＱＣＭ１８５から出力された周波数信号に基づき、複数の成膜材料の気化速度をそれぞれ求める。
【００９４】
制御器７００の入力部７２０は、成膜コントローラ２００により算出された各蒸着源１１０での成膜材料の気化速度を入力する。キャリアガス調整部７６０は、記憶部７１０に記憶されたテーブルに示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係から、成膜コントローラ２００により求められた各成膜材料の気化速度と目標とする気化速度とに基づき、各蒸着源１１０に供給するキャリアガスの流量の調整量を蒸着源毎にそれぞれ求め、求められた蒸着源毎の調整量に従い、各蒸着源１１０にそれぞれ流入されるキャリアガスの流量がそれぞれ別個に制御される。
【００９５】
成膜材料が昇華型材料である場合、成膜材料が溶融型材料である場合に比べて、蒸着源に納められた成膜材料が消費される過程で蒸着源内にて崩れ落ちる状況が発生する場合がある。この場合、蒸着源と成膜材料との接触状態が急激に変わるため、成膜材料の気化速度が変化し、この結果、成膜速度が変化する。
【００９６】
しかしながら、本実施形態にかかる６層連続成膜システム１０によれば、前述したように、蒸着装置１００に配置された複数の蒸着源１１０に納められた成膜材料毎の気化速度と目標とする気化速度とに基づき、各蒸着源に流入されるキャリアガスの流量が蒸着源毎に調整される。これにより、成膜材料の収納状態に応じて成膜材料の気化速度を蒸着源毎に別々に精度良く制御することができる。この結果、より良質な膜を基板Ｇに均一に形成することができる。
【００９７】
（変形例）
以上に説明した実施形態では、成膜コントローラ２００にて算出された成膜速度と目標となる成膜速度との偏差に基づき、キャリアガスの流量を調整した。しかし、成膜コントローラ２００にて前回（または前回以前）に算出された成膜速度と成膜コントローラ２００にて今回算出された成膜速度との偏差に基づき、キャリアガスの流量を調整してもよい。
【００９８】
この場合、キャリアガス調整部７６０は、成膜コントローラ２００により前回または前回以前に求められた成膜速度と成膜コントローラ２００により今回求められた成膜速度とに基づき、所望の成膜速度を得るためにキャリアガスの流量をフィードバック制御する。
【００９９】
これによれば、前回または前回以前に求められた成膜速度と今回求められた成膜速度に基づき、キャリアガスの流量が調整される。前述したように、発明者らは、多くの実験の結果、キャリアガスの流量と成膜速度とには相関関係があることを見いだした。これにより、たとえば、前回算出された成膜速度と今回算出された成膜速度とのずれから、そのずれに対してキャリアガスを多くすればよいか、少なくすればよいかを毎回計算して求めてもよい。また、この制御には、たとえば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、ファジー制御、Ｈ∞などのフィードバック制御を用いることができる。この結果、キャリアガスを用いて成膜速度を精度よく制御することにより、良質な膜を基板Ｇに均一に形成することができる。
【０１００】
なお、上記変形例において、キャリアガスの流量の調整量は、前回求められた成膜速度と今回求められた成膜速度とのずれに基づき求めてもよいし、前回以前に求められた成膜速度と今回求められた成膜速度に基づき求めてもよい。
【０１０１】
以上に説明した各実施形態およびその変形例によれば、キャリアガスの流量を調整することにより、成膜速度を精度良く制御することができる。
【０１０２】
なお、以上に説明した各実施形態およびその変形例では、キャリアガスとしてアルゴンガスを用いた。しかしながら、キャリアガスは、アルゴンガスに限られず、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの不活性ガスであればよい。
【０１０３】
また、各実施形態における蒸着装置１００にて成膜処理することが可能なガラス基板のサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上でも可能である。たとえば、蒸着装置１００は、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズを連続成膜処理することができる。また、各実施形態における蒸着装置１００により処理される被処理体には、上記サイズのガラス基板以外に直径が、たとえば２００ｍｍや３００ｍｍのシリコンウエハも含まれる。
【０１０４】
また、上記各実施形態において成膜速度の算出に用いられた第１のセンサおよび第２のセンサの他の例としては、たとえば、光源から出力された光を被検体に形成された膜の上面と下面とに照射し、反射した２つ光の光路差により発生する干渉縞を捉え、これを解析して被検体の膜厚を検出する干渉計（たとえば、レーザ干渉計）が挙げられる。また、成膜速度の算出ブロードの波長を照射して光のスペクトル情報から膜厚を算出する方法を用いてもよい。
【０１０５】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、蒸着装置の制御装置の実施形態を蒸着装置の制御方法の実施形態とすることができる。
【０１０６】
また、上記各部の動作を、各部の処理と置き換えることにより、蒸着装置の制御方法の実施形態を、蒸着装置を制御するプログラムの実施形態およびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。
【０１０７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０８】
たとえば、上記実施形態にかかる蒸着装置１００では、成膜材料にパウダー状（固体）の有機ＥＬ材料を用いて、基板Ｇ上に有機ＥＬ多層成膜処理を施した。しかし、本発明にかかる蒸着装置は、たとえば、成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を５００〜７００℃に加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）に用いることもできる。
【０１０９】
さらに、本発明にかかる蒸着装置の制御装置は、有機膜を形成するための蒸着装置を制御するだけでなく、液晶ディスプレイを製造するための蒸着装置を制御するために用いることもできる。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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