(57)【要約】      （修正有）【課題】膜厚センサーを用いて、基板上に薄膜を形成する成膜装置において、膜厚を高い精度で制御し、しかも、膜厚センサーの誤計測をなくして、安定した膜厚の薄膜を形成する成膜装置を提供する。【解決手段】蒸着源７が移動する機構を備え、移動する蒸着源につれて移動する移動式膜厚センサー１００ｍと、蒸着源の待機位置の近傍に固定された固定式膜厚センサー１００ｆとで、基板に形成する膜厚を計測する成膜装置であって、移動式膜厚センサーは、例えば、複数の水晶振動子を有する水晶振動子式膜厚センサーである。そして、制御部は、移動式膜厚センサーと、固定式膜厚センサーの成膜速度を比較し、それぞれから測定される成膜速度の差が一定以上になるときに、移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命が来たものとして、移動式膜厚センサーにおいて測定する水晶振動子を切り換える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を供給する成膜材料供給機構と、
該成膜材料供給機構から供給される成膜材料を成膜させる基板を保持する基板保持機構と、
該成膜材料供給機構、基板保持機構を内部に有する成膜チャンバーとを備えた成膜装置であって、
さらに、前記成膜材料供給機構を、前記基板保持機構に対し相対的に移動させる成膜材料供給機構移動機構と、
該成膜材料供給機構移動機構による前記成膜材料供給機構の移動と連動して移動する成膜材料の成膜速度を検出するための移動式膜厚センサーと、
前記成膜チャンバー内に位置を固定された固定式膜厚センサーとを備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記固定式膜厚センサーは、前記成膜材料供給機構が待機する待機位置の近傍であって、前記成膜材料供給機構から供給される成膜材料の膜厚を検知できる位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記移動式膜厚センサーは、水晶振動子の振動数に変化に基づき膜厚を計測する水晶振動子式膜厚センサーであることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
さらに、制御部を有し、
前記制御部は、前記移動式膜厚センサーと、前記固定式膜厚センサーの成膜速度を比較し、
それぞれから測定される成膜速度の差が一定以上になるときに、前記移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命が来たものとして、前記移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命を判定することを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記移動式膜厚センサーは、複数の水晶振動子を保持し、前記移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命が来たものと判定されたときには、前記移動式膜厚センサーにおいて測定する水晶振動子を切り換えることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に係り、真空蒸着法により、基板上に有機ＥＬ素子等の薄膜を形成する成膜装置であって、特に、膜厚センサーにより成膜する薄膜の膜厚を計測する場合に、膜厚を高い精度で制御可能であり、膜厚センサーの誤計測をなくして、安定して膜厚を形成するのに好適な成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスなどを製造する有力な方法として真空蒸着法がある。真空蒸着法による成膜装置においては、坩堝に入った蒸着材料を加熱し蒸発（昇華）させ、ノズルから噴出した蒸着材料を有機ＥＬ素子の薄膜を形成するように表示基板などに蒸着させる。
【０００３】
このような成膜装置では、素子の特性を均一にするために基板上の薄膜の厚さを一定に保つことが重要であり、そのため蒸着源から供給される蒸着材料の発生量を膜厚センサーにより測定することがおこなわれている。測定に用いられる膜厚センサーとしては、高精度の計測が可能な水晶発信式膜厚センサー（クリスタルセンサー）が広く用いられている。この水晶発信式膜厚センサーは、水晶振動子の表面に物質が付着すると共振周波数が変化することにより、その付着した物質の量を導きそれにより膜厚を測定するものである。
【０００４】
このような水晶発信式膜厚センサーを用いた成膜装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
ところで、水晶発信式膜厚センサーは、水晶振動子の表面に付着する物質が一定膜厚に達すると、それ以上の計測ができなくするためそのセンサーの寿命が来たものとして新しいセンサーに交換する必要がある。そのため水晶振動子を円盤状のホルダに保持し、寿命が来たときに新しい水晶振動子に交換する技術が、例えば、特許文献２、特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９１９１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９５０５号公報
【特許文献３】特開平３−１５３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された成膜装置では、成膜する材料を基板に供給するための蒸着源が、基板に対し相対的に移動する機構を備え、蒸着源が成膜をおこなっていないタイミングに、蒸着源を待機する待機位置に位置している状態で、蒸着材料の成膜速度を検出し、所定の値になった時点で蒸着源を成膜位置に向かって移動させ、蒸着源のヒータによって蒸着材料の温度を制御することを特徴としている。この技術では、蒸着源が移動している間は、蒸着材料の成膜速度が一定であることを前提とし、蒸着源が待機位置にあるときのみ、成膜速度を測定している。
【０００８】
しかしながら、蒸着源が移動する場合、蒸着材料が蒸着源の堆禍（るつぼ）内で移動するなどして、成膜速度が変動する可能性がある。また、成膜により坩堝内の蒸着材料が減少した場合、堆塙内の蒸気圧が変動し、成膜速度が変動する可能性もある。それにより、成膜膜厚を高精度に制御することができないという問題点があった。
【０００９】
また、水晶発信式膜厚センサーは、高精度の膜厚計測が可能であるが、センサーとしての寿命が短く、その切り換え時期を判断する必要があるが、その判定が難しいという問題点があった。
【００１０】
タクトを向上させる要請からすると、一つの水晶振動子をできるだけ長く使用したいが、寿命がつきた水晶振動子を計測に使用すると誤計測を発生させるおそれがある。従来では、一定の時間使用する、または、膜厚形成速度の変化を計測して、寿命を算出していたが、この相反する要請を満たすのは困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、膜厚センサーを用いて、基板上に薄膜を形成する成膜装置において、膜厚を高い精度で制御し、しかも、膜厚センサーの誤計測をなくして、安定した膜厚の薄膜を形成することのできる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の成膜装置は、成膜材料を供給する成膜材料供給機構と、その成膜材料供給機構から供給される成膜材料を成膜させる基板を保持する基板保持機構と、その成膜材料供給機構、基板保持機構を内部に有する成膜チャンバとを備えた成膜装置であって、さらに、成膜材料供給機構を、基板保持機構に対し相対的に移動させる成膜材料供給機構移動機構と、その成膜材料供給機構移動機構による前記成膜材料供給機構の移動と連動して移動する成膜材料の成膜速度を検出するための移動式膜厚センサーと、成膜チャンバ内に位置を固定された固定式膜厚センサーとを備えたものである。
【００１３】
そして、固定式膜厚センサーは、成膜材料供給機構が待機する待機位置の近傍であって、前記成膜材料供給機構から供給される成膜材料の膜厚を検知できる位置に設けられている。
【００１４】
さらに、移動式膜厚センサーは、水晶振動子の振動数に変化に基づき膜厚を計測する水晶振動子式膜厚センサーであり、制御部を有し、制御部は、移動式膜厚センサーと、固定式膜厚センサーの成膜速度を比較し、それぞれから測定される成膜速度の差が一定以上になるときに、移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命が来たものとして、移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命を判定する。
【００１５】
また、移動式膜厚センサーは、複数の水晶振動子を保持し、移動式膜厚センサーの使用中の水晶振動子の寿命が来たものと判定されたときには、移動式膜厚センサーにおいて測定する水晶振動子を切り換える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、膜厚センサーを用いて、基板上に薄膜を形成する成膜装置において、膜厚を高い精度で制御し、しかも、膜厚センサーの誤計測をなくして、安定した膜厚の薄膜を形成することのできる成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る成膜装置のライン上の動きが分かるように上部から見た概観図である。
【図２】真空搬送室と真空蒸着チャンバの構成と、その動作を示した斜視図である。
【図３】本発明の蒸着源７を示す斜視図である。
【図４】図３における蒸着源７のＡ−Ａ′断面からの矢視図である。
【図５】膜厚センサー１００のヘッド部の斜視図である。
【図６Ａ】膜厚センサー１００のヘッド部を分解して示した斜視図である（その一）。
【図６Ｂ】膜厚センサー１００のヘッド部を分解して示した斜視図である（その二）。
【図７】水晶振動子１５０近傍の要部と、水晶振動子１５０に関連する高周波共振回路を示した図である。
【図８】蒸着源７と移動式膜厚センサー１００ｍ、固定式膜厚センサー１００ｆの位置関係を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る成膜装置の機能ブロック図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態に係る成膜装置の蒸着時の処理を示すフローチャートである（その一）。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態に係る成膜装置の蒸着時の処理を示すフローチャートである（その二）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１ないし図１０Ｂを用いて説明する。
先ず、図１および図２を用いて本発明の一実施形態に係る成膜装置の全体構造について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る成膜装置のライン上の動きが分かるように上部から見た概観図である。
図２は、真空搬送室と真空蒸着チャンバの構成と、その動作を示した斜視図である。
【００１９】
本実施形態では、成膜装置として、有機ＥＬデバイス製造のための薄膜を真空蒸着する有機ＥＬデバイス製造装置であって、アライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する成膜装置を例に採り説明する。
【００２０】
有機ＥＬデバイス製造装置は、図１に示されるように、中心部に真空搬送ロボット５を備えた多角形の真空搬送室２と、その周辺部に放射状に基板ストッカ室３や成膜室である真空蒸着チャンバ１を配置したクラスタ型の装置構成を有している。
【００２１】
各真空蒸着チャンバ１は、基板６を保持する基板保持部９とマスク８とを有する。また、真空蒸着チャンバ１および基板ストッカ室３と真空搬送室２との間には互いの真空を隔離するゲート弁１０が設けられている。制御部２００は、有機ＥＬデバイス製造装置１００の構成要素を制御する部分である。
【００２２】
図２に示されるように、真空搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能（図示せず）で、左右に旋回可能な２リンク構造のアーム５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５８を有する。一方、真空蒸着チャンバ１は、真空搬送ロボット５から搬入された基板６を保持する基板保持部９と、発光層を形成する蒸着材料を蒸発させ基板６に成膜させる蒸着源７と、その蒸着源７を上下方向移動させる蒸着源走査部４３、基板６への蒸着パターンを規定するマスク８とを有している。
【００２３】
基板保持部９は、櫛歯状ハンド９１と基板保持部９を旋回させて直立しているマスク８に正対させる基板旋回部９３とを有する。
【００２４】
また、真空蒸着チャンバ１は、マスク８の上部にマスク８と基板６とにそれぞれ存在するアライメントマーク８５、８４（引出図参照）を撮像するアライメントカメラ８６と、その撮像結果に基づいてマスク８を移動させるアライメント駆動機構（図示せず）とを備えている。
【００２５】
このような構成によって、真空搬送ロボット５は、基板ストッカ室３から基板６を取出し、真空蒸着チャンバ１の基板保持部９に搬入する。そして、真空蒸着チャンバ１では、搬入された基板６を基板旋回部９３でマスク８に正対させ、アライメントし、蒸着源７を上下させ基板６に蒸着する。
【００２６】
蒸着後には、基板６は、水平状態に戻され、その後、真空搬送ロボット５により基板６が真空蒸着チャンバ１から搬出され、他の真空蒸着チャンバ１に搬入されるか、あるいは、基板ストッカ室３に戻されることになる。このような処理における基板６の搬出入において、各真空蒸着チャンバ１の処理に影響を与えないように関連するゲート弁１０が制御される。
【００２７】
なお、成膜材料を成膜する基板は、ガラス基板が一般的であるが、フィルムなどの可擁性材料や金属などの無機材料のバルク体、薄板体などどのようなものであってもよい。
【００２８】
本実施形態では、成膜をおこなうチャンバとして、真空蒸着をおこなう場合の真空チャンバで説明したが、スパッタの場合は、媒体ガスが所定の分圧で存在するチャンバとなる。その他、大気圧で成膜する装置では、成膜材料が外部に飛び散らないようにする部屋を形成するチャンバであってもよい。
【００２９】
次に、図３および図４を用いて蒸着源７の構造について詳細に説明する。
図３は、本発明の蒸着源７を示す斜視図である。
図４は、図３における蒸着源７のＡ−Ａ′断面からの矢視図である。
【００３０】
蒸着源７は、図３に示すように、その本体が４角柱（長方体）の形状を有し、その内部には坩堝７１を長手方向に複数有する。各坩堝７１の上下には、ヒータ７３を配置し、坩堝７１に設けられた蒸着材料７２を蒸着に適した所定の温度に加熱する。また、坩堝７１の周囲には、リフレクター７４が取り囲むように設けられ、蒸着源７内の熱を外部に逃さず内側にこもるようにしている。さらに、リフレクター７４（断熱機構）の外周には遮熱のための蒸着源筐体７５があり、リフレクター７４から漏れた熱が外部に影響を与えないようになっている。このような構造によって、蒸着材料７２が坩堝７１内で気体の蒸着材料７２ｓとなって、蒸着物出口部７８（ノズル）から噴出し、基板６に蒸着する。
【００３１】
また、温度センサー４が、坩堝７１の所定位置に取り付けられており、温度を測定して、制御部２００に報告する。さらに、防着板７９が、蒸着物出口部７８の周囲に取り付けている。これは、ノズルから噴尉した蒸着材料７２が蒸着源筐体７５とリフレクター７４との間およびリフレクター７４と坩堝７１との間に流入しないようにするである。
【００３２】
なお、蒸着材料７２を保持する坩堝７１は、少なくとも蒸着材料と接する部分については、一般的に蒸着材料と反応しない金属、セラミックスなどから構成されることが好ましい。
【００３３】
また、本実施形態では、ほぼ４角柱の形状を有している蒸着源７を示したが、蒸着源にはその他の部材を周囲に設けることもあり、その概観が必ずしも４角柱などの角柱形状を有するとは限らない。また、坩堝の形状は、立方体形状、円筒形状など種々の形態を取ることも可能である。坩堝を加熱する加熱手段７３は、電熱線で加熱する方式や、誘導加熱する方式など、現状知られているどのような加熱方式をも採用することができる。蒸着物出口部７８は、図３に示す円筒形のノズルの他、角筒などのノズル形状を取ることもできるし、円形、四角形などの単なる孔が開いているものでもよい。
【００３４】
図３では、蒸着物出口部７８であるノズル（または坩堝７１）が２個の例を示したが、ノズル（または坩堝）は１個でも３個以上でもよい。
【００３５】
このような構成によって、蒸着源７は、電熱線により蒸着材料を所定の温度に加熱して蒸発し、その蒸着ノズルを４角柱等の長手方向にライン状に複数並ぶ蒸着物出口部７８から噴射し、表示基板などの基板に蒸着させる。
【００３６】
なお、本実施形態では、成膜材料供給機構として、加熱して成膜材料を気化、または昇華させる坩堝を備えた蒸着源を説明したが、成膜材料供給機構としては、その他のスパッタリング機構、ＣＶＤ（Chemical Vipour Deposition)、ＰＶＤなどが代表的なものであるが、成膜材料を基板に供給できるものであればどのようなものであってもよい。
【００３７】
次に、図５ないし図７を用いて膜厚センサーの構造と、成膜装置への取り付けについて説明する。
図５は、膜厚センサー１００のヘッド部の斜視図である。
図６Ａ、図６Ｂは、膜厚センサー１００のヘッド部を分解して示した斜視図である。
図７は、水晶振動子１５０近傍の要部と、水晶振動子１５０に関連する高周波共振回路を示した図である。
図８は、蒸着源７と移動式膜厚センサー１００ｍ、固定式膜厚センサー１００ｆの位置関係を説明する図である。
【００３８】
本実施形態の膜厚センサー１００は、複数の水晶振動子を振動させて、その周波数の変化を検知することにより、表面部に積層した物質の量を測定する水晶発振式膜厚センサーであり、そのヘッド部は、外部から見ると図５に示されるような概観を有する。
【００３９】
ヘッダ部は、図６に示されるように、外形がほぼ円盤状であり、かつ、外周部(例えば、半径のほぼ半分より外側）を、所定の角度だけ内側に、円錐状に窪ませてなる水晶振動子ホルダ１１０と、この水晶振動子ホルダ１１０の全体を覆うように形成され、もって、ホルダの表面を覆う（すなわち、外周部を円錐状に窪ませる）と共に、その一部（後にも述べるが、その頂部）に円形の第一供給穴１２１を形成したカバー（覆い部）１２０とを備えている。そして、水晶振動子ホルダ１１０の中心部には、ローラベアリング１１１が取り付けられており、そのローラベアリング１１１を介して、プレコートシャッター１４０を回転駆動するための回転シャフト１３０が、回転可能に取り付けられている。さらに、回転シャフト１３０は、カバー１２０の中心部に取り付けられたローラベアリング１２２を介して、カバー１２０に対しても回転可能に取り付けられている。そして、その回転シャフト１３０のロールベアリング１２２から突出した先端部には、プレコートシャッター１４０が、ネジ１４２により固定されている。プレコートシャッター１４０は、外形がほぼ円盤状であり、かつ、その外周部を円錐状に窪ませ、かつ、その一部に開口部（例えば、穴や切欠き）１４１を形成している。
【００４０】
水晶振動子ホルダ１１０の構造の詳細は、図６Ｂに示されるようになる。水晶振動子ホルダ１１０は、カバー１２０やプレコートシャッター１４０と同様に、例えば、ステンレスやアルミニウムなどの金属により形成されており、そして、その外周部の窪んだ面（すなわち、円錐面）には、複数（本例では、８箇所）の凹部１１２、１１２…が円周上に均等な距離だけ隔れて形成されている。図にも示すように、これらの凹部１１２、１１２…の内部には、外形円盤状の水晶振動子１５０が、複数（本例では、８個）、それぞれ挿入されると共に、その上部からは、リング状でかつ円錐状に窪んだ面に複数（本例では、８箇所）の開口部１１３、１１３…を形成した押付け板１１４が取り付けられている。なお、ここでは図示しないが、これら水晶振動子ホルダ１１０の凹部１１１や押付け板１１４には、それぞれ、例えば、板バネなどからなる電極が取り付けられており、さらに、水晶振動子ホルダ１１０の下部に設けられた一対の接触式電極板１１５、１１５…を介してヘッダ部の外部に電気的に導かれる。また、電極１５１が水晶振動子１５０の表面に形成されている。すなわち、図１において、ヘッダ部を構成するカバー１２０の円形の第一供給穴１２１を介して外部にその電極を露出した水晶振動子１５０を挟んで（より具体的には、その両面に形成した電極を挟んで）、図３にも示すように、高周波の発信源（発信機）１５５からの高周波信号が印加されており、これによって、いわゆる共振回路を形成している。すなわち、水晶振動子１５０の表面にＥＬ材料等の蒸気を含む物質が付着すると、その共振振動数が変化する現象を利用して、いわゆる水晶発振式膜厚センサーが形成されている。
【００４１】
そして、水晶振動子１５０の表面に付着する物質が一定の膜厚（すなわち、寿命）に達すると、制御部２００の指令に基づいて、ホルダ駆動系１６２（図示せず）により、水晶振動子ホルダ１１０を所定の角度（本例では、３６０／８＝４０度）だけ回転駆動し、もって、新たな水晶振動子１５０と交換する（すなわち、インデックス機能、図１中の矢印を参照）。一方、プレコートシャッター１４０は、制御部２００の指令に基づいて、プレコートシャッター駆動系１６０（図示せず）により、回転シャフト１３０を回転させることによって回転駆動され、第二供給穴１２３のみ遮蔽し第一供給穴１２１を遮蔽しない位置（いわゆる測定位置）と、第一供給穴１２１と第二供給穴１２３の両方を遮蔽しない位置（いわゆるプレコート位置）とをとる（図１中の矢印を参照）。プレコートシャッター１４０が測定位置にある場合、蒸発材料は、第一供給穴１２１を通り水晶振動子１５０の表面に付着し、次に使用する水晶振動子１５２には蒸発材料は付着しない。プレコートシャッター１４０がプレコート位置にいる場合、蒸発材料は、第一供給穴１２１を通り水晶振動子１５０の表面に付着し、蒸発材料は、第二供給穴１２３を通り次に使用する水晶振動子１５２の表面に付着する（いわゆるプレコート）。
【００４２】
なお、膜厚センサーは、本実施形態では、水晶振動子を利用するものについて説明したが、セラミック振動子などの表面に測定対象の成膜材料を堆積させることで、共振周波数が変化する現象を利用した振動子式膜厚計、電気抵抗を利用した膜厚計、光学式膜厚計など種々のものが適用できる。
【００４３】
次に、図８を用いて本発明の一実施形態に係る成膜装置に対しての膜厚センサーを取り付け方と、その使用方法について説明する。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る成膜装置では、図８に示されるように、移動式膜厚センサー１００ｍと、固定式膜厚センサー１００ｆを有している。
【００４５】
移動式膜厚センサー１００ｍは、蒸着源７の側面に取り付けられ、そのヘッド部の正面が蒸着源７の蒸着物出口部７８を向いている。移動式膜厚センサー１００ｍは、蒸着源７が上下に移動しながら蒸着をおこなうにつれて共に移動し、成膜速度を常に検知して、測定した結果を測定信号として、制御部２００に報告する。
【００４６】
固定式膜厚センサー１００ｆは、そのヘッド部の正面が、蒸着源７が待機位置にいるときの蒸着物出口部７８を向くように固定して取り付けられている。ここで、待機位置というのは、図２に示されるように、蒸着源７が上下に往復運動するようになっているので、その往復運動の起点となって、待機する位置である。
【００４７】
ここで、移動式膜厚センサー１００ｍの取り付け角度と、固定式膜厚センサー１００ｆは、同じ位置を向くことが望ましい。すなわち、移動式膜厚センサー１００ｍと、蒸着物出口部７８のそれぞれの法線のなす角度がθであるとすると、固定式膜厚センサー１００ｆと、蒸着物出口部７８のそれぞれの法線のなす角度も、θになるようにする。
【００４８】
このように、二つのタイプの膜厚センサーを設けて、通常の成膜速度の測定は、移動式膜厚センサー１００ｍにおこなうことにより、坩堝内の蒸着材料の変動などに対応して、成膜速度を随時測定することができるので、高精度の成膜膜厚の制御が可能になる。
【００４９】
また、蒸着源７の待機位置では、移動式膜厚センサー１００ｍと、固定式膜厚センサー１００ｆの両者により、成膜速度を検知し、待機位置でそれぞれのセンサーが測定した成膜速度の値を比較し、各々のセンサーからの測定結果に相違がないかを、制御部２００が判断する。一般に、移動式膜厚センサー１００ｍは、常に使い続けるために、寿命は早く来て、測定できなくなるが、その測定値を、固定式膜厚センサー１００ｆと比較することにより、移動式膜厚センサー１００ｍが測定できない状態になったかを確認する事ができる。これにより、膜厚センサーの故障による蒸着の不具合をなくし、常に安定した蒸着をおこなうことができる。
【００５０】
次に、図９および図１０Ｂを用いて本発明の一実施形態に係る成膜装置の蒸着時の処理と膜厚センサーの動作を説明する。
図９は、本発明の一実施形態に係る成膜装置の機能ブロック図である。
図１０Ａ、図１０Ｂは、本発明の一実施形態に係る成膜装置の蒸着時の処理を示すフローチャートである。
【００５１】
成膜装置は、図９に示されるように、制御部２００に、移動式膜厚センサー１００ｍ、固定式膜厚センサー１００ｆ、表示装置２１０、ヒータ７３、温度センサー４、蒸着源駆動機構３００、ロボット駆動機構３１０、基板保持部駆動機構３２０が接続されている。
【００５２】
移動式膜厚センサー１００ｍ、固定式膜厚センサー１００ｆは、図８で示したように取り付けられる水晶振動式膜厚センサーであり、制御部２００に測定信号を送る。制御部２００は、図６Ａ、図６Ｂで示したプレコートシャッター４１、ホルダ１１０をそれぞれプレコートシャッター４１、ホルダ１１０を、それぞれ、プレコートシャッター駆動系１６０、ホルダ駆動系１６２により駆動し、ホルダ１１０上の水晶振動子１５０を、プレコート、測定の用途に応じて適切に使えるように制御する。温度センサー４は、測定した温度に関する信号を制御部２００に送る。ヒータ７３は、蒸着源７から適切な蒸着材料が送られるように温度センサー４や移動式膜厚センサー１００ｍから送られてくる信号に基づいて、制御部２００が制御する。
【００５３】
蒸着源駆動機構３００は、蒸着時に、制御部２００の制御を受けて、蒸着源７を往復運動させる。
【００５４】
蒸着源駆動機構３００は、蒸着源をボールネジ、ベルトなどを介してモータ、油圧、空圧などの駆動源により駆動させる機構が一般的であるが、蒸着源を移動させることができるものであればどのようなものであってもよい。
【００５５】
ロボット駆動機構３１０は、図１、図２に示したように、制御部２００の制御を受けて、基板６を搬送するように真空搬送ロボット５を駆動させる。
【００５６】
基板保持駆動機構３２０は、図２に示したように、制御部２００の制御を受けて、基板６を真空蒸着チャンバ１内で所定の位置に置くようにセットし、また、取り出すように基板保持部９を駆動させる。
【００５７】
アライメント駆動機構３３０は、マスク８を移動させ、基板６とのアライメントをおこなう。
【００５８】
次に、図１０Ａ、図１０Ｂを用いて成膜装置の蒸着時の処理と膜厚センサーの動作について説明する。
【００５９】
本実施形態では、移動式膜厚センサー１００ｍをメインの膜厚測定に用い、固定式膜厚センサー１００ｆは、移動式膜厚センサー１００ｍの動作チェックに用いるものとする。
【００６０】
固定式膜厚センサー１００ｆは、水晶振動子１５０の使用について、蒸着回数（または、蒸着時間）が一定の値より大きくなったときに、次の水晶振動子１５０の使用するようにし、移動式膜厚センサー１００ｍは、水晶振動子１５０の使用について、蒸着源７が待機位置にあるときに、固定式膜厚センサー１００ｆと成膜速度の値を比較して、一定以上の乖離があったときに、寿命がきたものとして、次の水晶振動子１５０の使用するものとする。
【００６１】
なお、ここでの説明は、固定式膜厚センサー１００ｆは、複数の水晶振動子１５０を有するタイプとしたが、これに関わらず、一つの水晶振動子のみを有する高精度のシングルタイプのものであってもよい。
【００６２】
また、基板６は、真空蒸着チャンバ１に搬入され、アライメントされて所定位置にセットされたものとする。
【００６３】
先ず、制御部２００は、ヒータ７３を加熱し基板６を蒸着する（Ｓ０１）。一方、制御部２００は、蒸着源駆動機構３００により蒸着源７を上下に移動する（Ｓ０２）。
【００６４】
次に、制御部２００は、移動式膜厚センサー１００ｍの測定結果により、一定以上の膜厚の薄膜が形成されたか否かを判定する（Ｓ０３）。
【００６５】
Ｓ０３のステップで、一定以上の膜厚が形成されたと判定されたときに、これまでの蒸着回数が一定数以上になったかを判定する（Ｓ０４）。
【００６６】
この後は、基板６を真空蒸着チャンバ１から搬出して、次の蒸着すべき基板６が真空蒸着チャンバ１に搬入される。
【００６７】
Ｓ０４のステップで、これまでの蒸着回数が一定数以上になったと判定されたときには、制御部２００は、プレコートシャッター駆動系１６０とホルダ駆動系１６２に指令を与え、プレコートシャッター１４０とホルダ１１０を移動させ、固定式膜厚センサー１００ｆの水晶振動子１５０を切り換える（Ｓ０７）。
【００６８】
そして、ホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０の数が一定以上あるか否かを判定する（Ｓ０８）。図６Ａ、図６Ｂに示した例では、ホルダ１１０が８個であったが、例えば、残り２個になったかを判定する。
【００６９】
Ｓ０８のステップで、ホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０の数が一定以上になったときには、制御部２００は、表示装置２１０に「未使用の水晶振動子の数が少なくなった」旨の警告を表示する（Ｓ０９）。
【００７０】
また、図示しなかったが、Ｓ０７のステップの前に、固定式膜厚センサー１００ｆのホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０がなくなったときに、制御部２００は、表示装置２１０に「未使用の水晶振動子がなくなった」旨のエラーを表示し、装置を停止するようにしてもよい。
【００７１】
その後は、蒸着源駆動機構３００による蒸着源７の移動を停止し（Ｓ０５）、ヒータ７３を加熱を終了する（Ｓ０６）。
【００７２】
次に、Ｓ０３のステップで、一定以上の膜厚が形成されていないときには、蒸着源７が待機位置にきたか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００７３】
蒸着源７が待機位置にきていないときには、ヒータ加熱を継続する（Ｓ０１）。
【００７４】
蒸着源７が待機位置にきたときには、制御部２００は、移動式膜厚センサー１００ｍと固定式膜厚センサー１００ｆのそれぞれで測定される成膜速度の差が一定の閾値以上あるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７５】
Ｓ１１のステップで、移動式膜厚センサー１００ｍと固定式膜厚センサー１００ｆのそれぞれで測定される成膜速度の差が一定の閾値以上ではないと判定されたときには、ヒータ加熱を継続する（Ｓ０１）。
【００７６】
Ｓ１１のステップで、移動式膜厚センサー１００ｍと固定式膜厚センサー１００ｆのそれぞれで測定される成膜速度の差が一定の閾値以上あると判定されたときには、移動式膜厚センサー１００ｍの現在使用中の水晶振動子１５０が寿命がきたものと判断して、制御部２００は、プレコートシャッター駆動系１６０とホルダ駆動系１６２に指令を与え、プレコートシャッター１４０とホルダ１１０を移動させ、移動式膜厚センサー１００ｍの水晶振動子１５０を切り換える（Ｓ１２）。
【００７７】
そして、ホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０の数が一定以上あるか否かを判定する（Ｓ１３）。図６Ａ、図６Ｂに示した例では、ホルダ１１０が８個であったが、例えば、残り２個になったかを判定する。
【００７８】
Ｓ１３のステップで、ホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０の数が一定以上になったときには、制御部２００は、表示装置２１０に「未使用の水晶振動子の数が少なくなった」旨の警告を表示する（Ｓ１４）。
【００７９】
また、図示しなかったが、Ｓ１２のステップの前に、移動式膜厚センサー１００ｍのホルダ１１０の中に未使用の水晶振動子１５０がなくなったときに、制御部２００は、表示装置２１０に「未使用の水晶振動子がなくなった」旨のエラーを表示し、装置を停止するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…真空蒸着チャンバ、２…真空搬送室、３…基板ストッカ室、４…温度センサー、５…真空搬送ロボット、６…基板、７…蒸着源、８…マスク、９…基板保持部、１０…ゲート弁、１００ｆ…固定式膜厚センサー、１００ｍ…移動式膜センサー、２００…制御部、７１…坩堝、７２…蒸着材料、７３…加熱部、７４…リフレクター、７５…蒸着源筐体、７６…除去可能部、７８…蒸着物出口部、７９…防着板。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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