(57)【要約】【課題】プレコーティングに要する時間を短縮し、生産工数を低減するレートセンサ及びリニアソース並びに蒸着装置を提供する。【解決手段】所定数の水晶振動子を同心円上に配置したレートセンサは、１個目の水晶振動子については、通常蒸着温度より高温でプレコーティングする。しかし、蒸発源からの蒸気に対して露出するように設けられた、第１の開口部と該第１の開口部と隣接した第２の開口部とを有するカバーを備え、２個目の水晶振動子からは、第２の開口部の水晶振動子も露出して通常蒸着時に同時にプレコーティングする。【選択図】図２Ｂ
2014070969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数の水晶振動子を同心円上に配置したレートセンサにおいて、蒸発源からの蒸気に対して露出するように設けられた、第１の開口部と該第１の開口部と隣接した第２の開口部とを有するカバーを備えたことを特徴とするレートセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のレートセンサにおいて、前記第１の開口部に配置された水晶振動子の第１の膜厚検出手段と、前記第２の開口部に配置された水晶振動子の第２の膜厚検出手段を備え、前記第１の膜厚検出手段及び前記第２の膜厚検出手段によって、前記第１の開口部に配置された水晶振動子と前記第２の開口部に配置された水晶振動子の膜厚検出が同時に可能であることを特徴とするレートセンサ。
【請求項３】
請求項２記載のレートセンサにおいて、さらに、前記第１の開口部と前記第１の開口部の両方または、前記第１の開口部だけを露出するように回転するプレコートシャッタを備え、前記プレコートシャッタは、レート検出開始時には前記第１の開口部と前記第１の開口部の両方を露出するように回転することを特徴とするレートセンサ。
【請求項４】
請求項３記載のレートセンサにおいて、さらに、前記プレコートシャッタは、前記第２の膜厚検出手段によってプレコーティングの終了タイミングを検知した時には、前記第１の開口部だけを露出するように回転することを特徴とするレートセンサ。
【請求項５】
少なくとも、坩堝、前記坩堝の蒸気を吐出するための複数の蒸気吐出用の蒸着ノズルを備えたリニアソースであって、
前記蒸着ノズルの少なくとも１つは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレートセンサの前記第１の開口部及び前記第２の開口部に向けて設けられたことを特徴とするリニアソース。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレートセンサと、請求項５記載のリニアソースを備え、
前記リニアソースから吐出される蒸気を基板に堆積させると共に、前記レートセンサの前記第２の開口部に配置された水晶振動子をプレコートすることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
請求項６記載の蒸着装置において、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレートセンサのリテーナ部は、水晶交換機構を搭載し、前記第１の膜厚検出手段によって、現在レート検出中の水晶振動子が寿命を迎えたことを検知した時には、前記同心円上に配置した水晶振動子を回転して、前記プレコーティングした水晶振動子を前記第１の開口部に回転することを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネル製造ラインにおける薄膜形成工程に関わり、特に、蒸着装置におけるレートセンサ及びリニアソースの使用技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display、以下、ＦＰＤと称する）の製造技術において、蒸着装置は、薄膜を形成（成膜）するための一般的な手段として常用的に用いられている。蒸着装置は、成膜したい材料（蒸着材料蒸着）を坩堝に充填し、この坩堝をヒータ等の加熱装置で加熱し、充填した材料の融点若しくは昇華点に達することで、この坩堝から蒸着材料が蒸発若しくは昇華して吐出し、成膜対象の基板に付着（堆積）させて、薄膜を形成する。
【０００３】
蒸着装置における蒸着方式では、坩堝から吐出した蒸気の量、または対象基板に形成された膜厚を知り得る手段として、水晶レートセンサ（以下、レートセンサと称する）によって常にリアルタイムで現状の吐出量若しくは膜厚を監視する方式が最も一般的である。
レートセンサは、成膜対象基板の近傍に設けられ、坩堝から吐出される蒸着材料が水晶振動子の表面にも堆積することを利用している。レートセンサの水晶振動子表面を吐出蒸気に暴露することによって、水晶振動子表面の堆積度合いと自身の固有振動数が変化し、この変化に基づいて、１秒間当たりの体積量：［Ａ／ｓ］として吐出蒸気量（蒸着レート）を算出する。
レートセンサで得られる蒸着レートを指標とし、坩堝を加熱している加熱装置の温度コントローラをフィードバック制御することにより、坩堝から吐出される蒸着材料の吐出量を制御し、所望の膜厚を得ることができるように、蒸着レートを調節する。
【０００４】
レートセンサの水晶振動子の表面は、金（以下、Ａｕと称する）がスパッタリングされてＡｕ薄膜を形成している。レートセンサは、このＡｕ薄膜上に蒸着材料が堆積することにより減少する水晶振動子本体の固有振動数（共振周波数）を測定し、測定した周波数の変化量にて現在の蒸着レートや蒸気量を知る。このため、裏面には、電極が備わっており、表面のＡｕ薄膜と裏面の電極に電圧を印可することより、周波数の発生と検出を行う。
【０００５】
また、この水晶振動子を用いたレートセンサは、膜厚を検出可能な寿命が短く、周波数の減少が初期周波数の１０％程度以下になると、実用上は膜厚を正確に検出することができない。そのため、水晶振動子それぞれには、使用度合いとして、Ｌｉｆｅと呼ばれるスケールが設定されている。蒸着材料が水晶振動子表面上に堆積していくにつれて、周波数が減少するのは先に説明した通りであるが、減少した周波数が初期周波数（測定開始時の周波数）から１％減少した時に、Ｌｉｆｅは“１”進行する。よって、周波数が全体から１０％減少した時のＬｉｆｅは“１０”に相当する。
１個の水晶振動子のＬｉｆｅが“１０”になると、その水晶振動子は寿命を迎え、交換することになる（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。但し、蒸着は真空中で行っているので通常、連続稼働時間を延長するために、一般的な蒸着装置またはレートセンサには、自動水晶交換（Auto Crystal Changer）機構がレートセンサのリテーナ部に搭載されている。レートセンサのリテーナ部には、円板状の水晶振動子が回転中心軸に対して同心円上に複数配置されている。そして、水晶振動子の使用度合いであるＬｉｆｅが“１０”になった時点で、レートセンサの自動交換機構を動作させてリテーナ部を回転させ、膜厚を測定する水晶振動子を別の水晶振動子に交換する。なお、複数の水晶振動子が配置されるレートセンサについて、２０個の水晶振動子が配置されていれば、２０連装のレートセンサと称し、１２個の水晶振動子が配置されていれば、１２連装のレートセンサと称する。
【０００６】
さて、上述したように、レートセンサに用いるそれぞれの水晶振動子の多くの一般的な製品は、表面には電極としてＡｕ薄膜が形成されている。
蒸着材料とレートセンサ表面のＡｕ膜）との密着性は、蒸着材料とＡｕとの相性によって異なる。しかし、通常、レートセンサは坩堝から蒸着材料を吐出しているノズルまたは基板の正面若しくは近傍に設置される。そして、レートセンサ表面を、坩堝から吐出する蒸着材料の蒸気に暴露することにより、蒸着材料が付着（堆積）する。この付着（堆積）の結果、水晶振動子の振動数が減少し、通常、直ちに知りたい蒸気量を検知することができる。しかし、蒸着に使用される有機材料は、日進月歩であり、有機材料の変更及び改良が頻繁に行われており、変更または改良された蒸着材料と水晶振動子表面のＡｕ膜との密着性があまり良好ではない材料も多数存在してきている。
【０００７】
レートセンサのそれぞれの水晶振動子は、水晶振動子の表面上に蒸着材料が堆積することにより、初めてレート検出が可能になる。
蒸着材料によっては、水晶振動子表面のＡｕ膜との密着性が悪く、Ａｕ膜に蒸着材料が付着しないので、すぐに蒸発レートを検出することができない。
従って、水晶振動子の表面のＡｕ膜との密着性があまり良くない材料を蒸着材料として使用する場合には、水晶振動子の表面のＡｕ膜に、膜厚検出を始める前に、予め、当該蒸着材料を形成しておく工程（プレコート工程）が必要になってくる。このため、蒸着材料の中には、プレコート工程（プレコーティング）が必要になる場合がある。
この現象の原因として水晶振動子表面（通常はＡｕ膜）と蒸着物質との密着性に原因があると考えられる。蒸着材料の性質が、物質の状態変化による物質の３態を経るメルト系の材料は、一旦気体（蒸気）になったものが、水晶振動子表面上で冷却されることになり、固体へ戻る際に、程良くＡｕ膜表面に密着され堆積し、水晶振動子の周波数を減少させレート検出することが可能となる。
【０００８】
これに当てはまらないが昇華系と呼ばれる材料である。一般に昇華とは蒸着物質が熱せられて固体から変移する際に液体の状態を飛ばして気体に変化するものである。
レートセンサによって、このような材料についてレート検出をする際には、水晶振動子のＡｕ表面に蒸気材料がなかなか付着せず、堆積が進行しない。このため、レートを検出するまでに多大な時間を要することになるか、いつまでもレート検出ができない現象が続く。
【０００９】
このため、水晶振動子の表面のＡｕ膜との密着性があまり良くない材料を蒸着材料として使用する場合には、水晶振動子の表面のＡｕ膜に、膜厚検出を始める前に、予め、当該蒸着材料を形成しておく工程（プレコート工程）を必要とする。
即ち、プレコート工程（プレコーティング）は、本番の蒸着前に水晶振動子表面上に１０分な量の蒸着物質を予め堆積させる工程である。プレコーティングすることによって、自動水晶交換機構によってレート検出する水晶振動子を新しい水晶振動子に交換した瞬間より、直ちにレート検出を開始できる。
【００１０】
このプレコーティングの方法にはいくつかあるが、最も一般的で代表的な方法は、蒸着温度以上の高温で材料を入れた坩堝を加熱することである。
即ち、意図的に通常生産蒸着時の目標レート以上の多量の蒸気を作り出し、強制的に水晶振動子のＡｕ膜表面に蒸着材料を堆積させてしまう方法である。
ただし、この方法を用いても、水晶振動子１枚当たりのプレコーティングに要する時間は、４［ｈ］程度であり、大変に時間の掛かる工程になっているのが現状である。
【００１１】
先に説明した自動水晶交換機構によって複数の水晶振動子を連装したレートセンサでは、それぞれ全て、レート検出する前に、個々に表面にプレコーティングを行う必要がある。このための工数は、連装数によって異なるが、数１０［ｈ］程度の時間が必要である。
量産設備において、この工数は、非常に生産稼働時間を圧迫してしまう。また、別段取りにてプレコーティングを行う場合には、別の設備が必要であり、非常に手間と時間を要する問題が発生する。水晶振動子１枚当たりのプレコーティング時間を４［ｈ］とすると、１２連装のレートセンサでは、４８［ｈ］もの工数が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２２２６７０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したプレコーティングでは、まず、坩堝に通常の蒸着温度を超えるように温度制御し、蒸着材料を大量に吐出させることによって、高密度の蒸気を発生させる。この状態でレートセンサの水晶振動子のＡｕ膜表面を長時間高密度の蒸気に暴露し、Ａｕ膜に強引に蒸着材料を堆積させる。
上述のように、Ａｕ膜との密着性があまり良くない材料では、プレコーティングを実施することにより、初めて蒸着レート（膜厚）の検出が可能になる。
しかし、このプレコーティングでは、レートセンサに到達する蒸気密度を高めるために、坩堝温度を通常の蒸着時よりも大幅に高く設定して、蒸気量を増加させる必要があった。このため、プレコーティング温度まで坩堝を昇温する時間、プレコーティング時間、通常生産蒸着の温度まで坩堝の温度を降温する時間、及び通常生産蒸着状態の安定待ち時間などが必要となり、製品着工（通常生産蒸着）に至るまでには、多大な時間を要する。例えば、プレコートティングに要する時間は、坩堝のノズルからレートセンサまでの距離や角度、若しくは真空度等条件によっても異なるが、概ね１個の水晶振動子に対してプレコーティングが終了するまでには、数時間を要する。
【００１４】
さらに、このレートセンサに使用される水晶振動子の寿命は、初期周波数からの減少量が１０％程度と短い。従って、数百時間単位での連続蒸着を必要とする量産設備に使用するレートセンサは、一般的に、複数の水晶振動子を連装（配置）し、レート検出に使用している水晶振動子が寿命を迎えた場合には、次の水晶振動子に自動的に交換する自動水晶交換機構を有している。この自動水晶交換機構を有したレートセンサは、リテーナ部の円形のホルダ（クリスタルホルダ）にその回転軸を中心に同心円状に水晶振動子を並べて、複数（例えば、１２個）の水晶振動子をセットしたものである。そして、自動水晶交換機構とは、蒸着材料がある一定膜厚以上堆積し寿命を迎えた水晶振動子を、クリスタルホルダの中心点にマウントされた回転軸をサーボモータ等の動力により回転させ、新品の水晶振動子に交換するものである。例えば、１個の水晶振動子が寿命を迎えるのに１０時間だとすると、これを１２個（１２×１０［ｈ］＝１２０［ｈ］）交換することで、１２０［ｈ］の連続蒸着が可能になる。
しかし、連続稼働のために、複数の水晶振動子を配置した複数連装のレートセンサ、例えば、１２個の水晶振動子を連装したレートセンサの全ての水晶振動子に、事前にプレコーティングを施すとする。この場合、１枚の水晶振動子のプレコーティングに必要な時間を約４［ｈ］とすると、数１０［ｈ］が必要となる。このように、連続稼働のために１２個連装等、複数連装したレートセンサの全ての水晶振動子にプレコーティングを施すことになると、莫大な工数が生産開始の前のプレコート工程に必要となり、スループットを大幅に低下させる。
ＦＰＤの生産ラインでは、パネル１枚当たり数分のペースで生産されることが当たり前となっている。このような現状において、生産開始前の数１０［ｈ］は、無視できない程の非常に大きな時間である。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑み、プレコーティングに要する時間を短縮し、生産工数を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明のレートセンサは、所定数の水晶振動子を同心円上に配置したレートセンサにおいて、蒸発源からの蒸気に対して露出するように設けられた、第１の開口部と該第１の開口部と隣接した第２の開口部とを有するカバーを備えたことを第１の特徴とする。
【００１７】
上記本発明の第１の特徴のレートセンサにおいて、前記第１の開口部に配置された水晶振動子の第１の膜厚検出手段と、前記第２の開口部に配置された水晶振動子の第２の膜厚検出手段を備え、前記第１の膜厚検出手段及び前記第２の膜厚検出手段によって、前記第１の開口部に配置された水晶振動子と前記第２の開口部に配置された水晶振動子の膜厚検出が同時に可能であることを本発明の第２の特徴とする。
【００１８】
上記本発明の第２の特徴のレートセンサにおいて、さらに、前記第１の開口部と前記第１の開口部の両方または、前記第１の開口部だけを露出するように回転するプレコートシャッタを備え、前記プレコートシャッタは、レート検出開始時には前記第１の開口部と前記第１の開口部の両方を露出するように回転することを本発明の第３の特徴とする。
【００１９】
上記本発明の第３の特徴のレートセンサにおいて、さらに、前記プレコートシャッタは、前記第２の膜厚検出手段によってプレコーティングの終了タイミングを検知した時には、前記第１の開口部だけを露出するように回転することを本発明の第４の特徴とする。
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明のリニアソースは、少なくとも、坩堝、前記坩堝の蒸気を吐出するための複数の蒸気吐出用の蒸着ノズルを備えたリニアソースであって、前記蒸着ノズルの少なくとも１つは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレートセンサの前記第１の開口部及び前記第２の開口部に向けて設けられたことを本発明の第５の特徴とする。
【００２１】
上記本発明の第１の特徴乃至第４の特徴のいずれかに記載のレートセンサと、上記本発明の第５の特徴のリニアソースを備え、前記リニアソースから吐出される蒸気を基板に堆積させると共に、前記レートセンサの前記第２の開口部に配置された水晶振動子をプレコートすることを本発明の第６の特徴とする。
【００２２】
上記本発明の第６の特徴の蒸着装置において、記本発明の第１の特徴乃至第４の特徴のいずれかに記載のレートセンサのリテーナ部は、水晶交換機構を搭載し、前記第１の膜厚検出手段によって、現在レート検出中の水晶振動子が寿命を迎えたことを検知した時には、前記同心円上に配置した水晶振動子を回転して、前記プレコーティングした水晶振動子を前記第１の開口部に回転することを本発明の第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、実生産をしながら、同時にプレコーティングを並行して実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の蒸着装置の一実施例のリニアソースとレートセンサの関係を示す図である。
【図２Ａ】本発明のレートセンサのリテーナ部の一実施例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明のレートセンサのリテーナ部の一実施例を示す図である。
【図２Ｃ】本発明のレートセンサのリテーナ部の一実施例を示す図である。
【図２Ｄ】本発明のレートセンサのリテーナ部の一実施例を示す図である。
【図３】本発明のレートセンサのリテーナ部の三軸構造の駆動部の一実施例を示す図である。
【図４】本発明のレートセンサの一実施例で、特にリテーナ部の構造を説明するための一部断面を含む展開斜視図である。
【図５】本発明のレートセンサにおける水晶振動子ホルダの一実施例の詳細を示した一部断面を含む展開斜視図である。
【図６】本発明のレートセンサにおいて、水晶振動子ホルダ１０の水晶振動子５０を含んで形成される高周波共振回路の一実施例を示す回路図である。
【図７】本発明のレートセンサを内部に備えた蒸着装置の要部構成を示す図である。
【図８】本発明の蒸着装置の内部に設けられたＥＬ材料のリニアソースの構造の一実施例を示す展開斜視図である。
【図９】本発明の蒸着装置のリニアソースの詳細構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の蒸着装置の一実施例において、レートセンサを蒸着装置のＥＬ材料のリニアソースに取り付けた構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、リテーナ部に複数の水晶振動子を同心円状に配置した（例えば、１２連装）レートセンサにおいて、マグネシウム（以下、Ｍｇ）材料を蒸着する際に、最初にレート検出に使用する水晶振動子は、従来技術で説明したように、坩堝の温度を通常生産蒸着時より高温に設定してプレコーティングする。通常のＭｇ蒸着では、設定温度は３５０〜４００［℃］（通常生産蒸着温度）であるが、これを４００〜４５０［℃］（プレコーティング温度）まで昇温し、なるべく短時間でコーティングする。
プレコーティングが終わった後、坩堝温度を通常生産蒸着温度まで下げ、この最初の水晶振動子（位置＃１）でレート検出しながら、生産を開始する。
この時に、通常のレート検出するための導入口とは別に、もう１個の導入口を設け、ここで２個目の水晶振動子（位置＃２）のプレコーティングを、通常生産蒸着と並行して行う。
このように、通常量産生産を行いながら、次にレート検出に使用する水晶振動子のプレコーティングを同時に行う。この結果、最初にレート検出に使用する水晶振動子以外は、別途プレコーティングを行わなくても良く（プレコーティング時間不要）、２枚目以降の水晶振動子は、実質的に、プレコーティングの工数が掛からずに、複数個のプレコーティングを終了することが可能となる。
【００２６】
以下に本発明の一実施形態について、図面等を用いて説明する。
なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、本書では、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の蒸着装置の第１の実施形態におけるリニアソースとレートセンサとの関係を説明するための図である。１１と１２はレートセンサであって、１１はサイドセンサと称し、１２はボトムセンサと称する。また、１３はリニアソース、１４はリニアソース１３を固定するための蒸発源ベース、１５はリニアソース１３の複数の蒸着ノズルである。蒸着ノズル１５の吐出方向は、図示しない対象基板に向いている。また、リニアソース１３の両端部近傍の蒸着ノズル１５は、図示しない対象基板の他に、サイドセンサ１１またはボトムセンサ１２に向いている。従って、サイドセンサ１１またはボトムセンサ１２は、レート検出が可能となる。
【００２８】
図１において、まず通常生産蒸着時には、蒸着ノズル１５から吐出される蒸気をサイドセンサ１１またはボトムセンサ１２でキャッチし、現状の蒸気量を蒸着レート［Ａ／ｓ］によって、制御及び管理して成膜を行う。即ち、本発明の蒸着装置は、通常生産蒸着時には、サイドセンサ１１またはボトムセンサ１２は、＃１に位置する水晶振動子に付着または堆積する蒸着材料の膜厚をレート検出して、現状の蒸着レートを検出する。これによって、蒸着装置は、被対象基板の蒸着量及び蒸着速度をレート制御（制御及び管理）する。
レートセンサの方式及び配置の実施例は、多様である。例えば、蒸発源の両端に配置するサイドセンサタイプや蒸発源の手前の下方の蒸発源ベース１４に配置するボトムセンサタイプ等、どちらでも良いしそれらを組み合わせても良い（図１では、配置を比較するために、両方を描いている。）。
このレートセンサには、水晶振動子（後述の図２参照）が、単体または連装で設けられており、この水晶振動子表面に蒸着ノズル１５から吐出された蒸気が付着（堆積）することにより、水晶振動子の周波数が減少する。その周波数の減少差分にて現在の蒸気量（蒸着レート［Ａ／ｓ］）を検知することができる。
図１において述べた複数の水晶振動子を連装したレートセンサによって、プレコーティング時間の短縮について、以下に説明する。
【００２９】
図２Ａ〜図２Ｄは、本発明のレートセンサのリテーナ部の一実施例を示す図である。
図２Ａは、１２連装のレートセンサのリテーナ部を示す図である。図２Ｂは、図２Ａのレートセンサのプレコートシャッタについて説明するための図であり、図２Ｃは、レートセンサの１個目の水晶振動子が通常のレート検出中に、２個目の水晶振動子がプレコーティングされることを説明するための図である。また図２Ｄは、図２Ｂと同様に、図２Ａのレートセンサのプレコートシャッタについて説明するための図である。
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃにおいて、上の図は上から見た平面図、下の図は横から見た断面図である。また、図２Ｄは、上から見た平面図である。５０と５１は、水晶振動子である。また、１１１はレートセンサの回転軸、１０は水晶振動子ホルダ、４０はプレコートシャッタ、２０はリテーナカバー、２１はレート検出用開口部、２３はプレコート用開口部、２２はシャッタ開口部、４１はプレコートシャッタ４０の開口部である。
図２Ａにおいて、リテーナ部１０にセットされた１２個の水晶振動子の位置は、時計の文字盤の時針に例えて、１２時の位置の水晶振動子を位置＃１とし、１１時の位置の水晶振動子を位置＃２とし、１０時の位置の水晶振動子を位置＃３とし、・・・、２時の位置の水晶振動子を位置＃１１とし、１時の位置の水晶振動子を位置＃１２として説明する。
【００３０】
なお、リテーナカバー２０のレート検出用開口部２１は、位置＃１にある水晶振動子５０を蒸発源からの蒸気に対して露出するように設けられ、プレコート用開口部２３は、位置＃２にある水晶振動子５１を露出するように設けられている。従って、位置＃１にある水晶振動子５０がレート検出用として使用され、位置＃２にある水晶振動子５１がプレコーティングされる。
図２Ｂの上の図は、プレコートシャッタ４０が回転し、その開口部４１が、リテーナカバー２０のレート検出用開口部２１とプレコート用開口部２３を露出する位置にある例である。また、図２Ｄは、プレコートシャッタ４０が回転し、その開口部４１が、リテーナカバー２０のレート検出用開口部２１だけを露出し、プレコート用開口部２３を遮蔽する位置にある例である。
また、リテーナカバー２０とプレコートシャッタ４０は、リテーナ部１０の上側に被せられるが、どちらが上であっても良い。さらに、水晶振動子に付着する蒸気の量を少なくするためのチョッパ板があっても良い（図示しない。）。
【００３１】
図２Ａに示すように、このレートセンサは、水晶振動子を１２個連装する１２連装レートセンサである。１２個の水晶振動子は、リテーナ部１０の上に回転軸１１１を中心とする同心円上に等間隔で配置（セット）される（角度３０［°］）。また、水晶振動子は、それぞれ、上から水晶振動子ホルダで押えつけられ、下からリテーナとの間に挟みこまれて固定される。
本発明のレートセンサの一実施例では、図２Ｃに示すように、２つの隣り合う水晶振動子が、リテーナカバー２０に設けられた２つの開口部２１及び開口部２３によって、蒸発源からの蒸気に対して露出されている。
さらに、リテーナカバー２０の上には、プレコートシャッタ４０が被せられ、プレコートシャッタ４０に設けられたシャッタ開口部２２によって、隣り合う２つの開口部２１及び２３の開閉が制御される。
【００３２】
通常生産蒸着時には、図２Ｃにおいて、位置＃１にあるレート検出用開口部２１の水晶振動子５０が、レート検出に使用される。即ち、位置＃１にある水晶振動子５０に付着または堆積する蒸着材料の膜厚をレート検出することによって、蒸着レートを制御する（レート制御）。この時、同時に、この位置より３０［°］左（上から見て、反時計回り）の位置（位置＃２）にオフセット（Offset）された水晶振動子５２が露出するようにプレコートシャッタ４０を回転する。即ち、プレコートシャッタ４０の開口部４１は、レート検出用開口部２１とプレコート用開口部２３の両方が開口され、両方にセットされた位置＃１にある水晶振動子５０及び位置＃２にある５１が蒸発源からの蒸気に対して露出するように回転制御される。
従って、蒸着ノズル１５から吐出された蒸気がレート検出用（蒸着制御用）水晶振動子５０、及びプレコート用水晶振動子５１に同時に付着（堆積）する。この結果、位置＃１にあるレート検出用水晶振動子５０を用いてレート制御して通常生産蒸着しながら、同時に、位置＃２にあるプレコート対象の水晶振動子５１にも蒸気が付着（堆積）する。即ち、一方（位置＃１）の水晶振動子を用いて通常生産蒸着中に、他方（位置＃２）の水晶振動子をプレコーティングすることができる。
この後、プレコーティングが終了すると、プレコートシャッタ４０が回転し、プレコート用開口部２３が隠され、位置＃２にあるプレコート対象の水晶振動子５１は、蒸発源からの蒸気に対して遮蔽される（図２Ｄ参照。）。
【００３３】
プレコーティングが終了した水晶振動子５１は、レート検出用の水晶振動子５０のＬｉｆｅが“１０”になる（寿命を迎える）まで待機する。
レート検出用の水晶振動子５０のＬｉｆｅ“１０”になった（寿命を迎えたことを検知した時には、図２Ａのリテーナ部１０が、自動水晶交換機構によって、右側（時計方向に）に３０［°］回転する。回転の結果、既にプレコーティングが終了している水晶振動子５１が、新しいレート検出用水晶振動子５０として蒸着用（レート制御用）の位置＃１に移動する。同時に、位置＃３にセットされていた新品の水晶振動子が、新しいプレコート用水晶振動子５１として位置＃２に移動する。
位置＃１に移動した水晶振動子５０は、上述したように、レート制御用に使用され、同時にまたは遅れて、位置＃２に移動した水晶振動子５１は、プレコーティングが開始される。即ち、プレコートシャッタ４０は、レート制御とプレコーティング中には、レート検出用開口部２１とプレコート用開口部２３の両方が、蒸発源からの蒸気に対して露出するように回転制御される。そして、位置＃２の水晶振動子５１のプレコーティングが終了した後には、プレコートシャッタ４０は、蒸発源からの蒸気に対して、レート検出用開口部２１が露出され、かつプレコート用開口部２３が遮蔽されるように回転制御される。
以降の動作は、連装個数分の水晶振動子が、全て寿命を迎えるまで、これらの動作の繰り返しとなる。
【００３４】
なお、プレコーティングの終了の検出は、水晶振動子の周波数の減少と寿命で自動的に判定する。通常、蒸着に使用しているレートセンサは、蒸着レートをリアルタイム検出する機能と、レート制御（レート検出）中の水晶振動子の寿命を示すＬｉｆｅの検出、及び、周波数を検知する機能を備えている。
この機能は、通常、レート制御用の水晶振動子（即ち、位置＃１の水晶振動子）のみに備わっている。本発明のレートセンサは、この機能を、プレコート用の水晶振動子（位置＃２の水晶振動子）にも備える。このため、位置＃２の水晶振動子は、プレコーティング中の蒸着レート［Ａ／ｓ］、周波数、及びＬｉｆｅを検出することができる。その結果、本発明のレートセンサ及びリニアソース並びに蒸着装置は、プレコーティングの終了タイミングを検知し、プレコートシャッタを回転制御し、レート制御用の水晶振動子を遮蔽して、蒸発源から吐出される蒸気がそれ以上付着しないようすることができる。
【００３５】
上記の機能を持たせる構造的な特徴として、本発明のレートセンサのリテーナ部は、図３に示すように、三軸構造の駆動部３０６を持ち、リテーナ部１０と、プレコートシャッタ４０と、チョッパ板を回転可動させる。
プレコートシャッタ４０の駆動には、専用のシリンダ３０５を有し、回転制御する。
【００３６】
上記実施例１によれば、プレコーティングに要する時間を短縮し、生産工数を低減することができる。
【実施例２】
【００３７】
まず、図４によって、本発明のレートセンサの一実施例について説明する。図４は、本発明のレートセンサの一実施例で、特にリテーナ部の構造を説明するための一部断面を含む展開斜視図である。１０は水晶振動子ホルダ、４４１はローラベアリング、４１４は押付け板、３０は回転シャフト、２２はリテーナカバー２０の回転中心部に設けられた開口部、４２はネジである。
【００３８】
図４からも明らかなように、リテーナ部は、外形が略円盤状であり、かつ、水晶振動子ホルダ１０と、リテーナカバー（覆い部）２０とを備えている。水晶振動子ホルダ１０は、外周部（例えば、半径の略半分より外側）を、所定の角度θ１（後述の図５参照）だけ内側に円錐状に窪ませた形状を有する。また、水晶振動子ホルダ１０の全体を覆うように形成されている。それによって、リテーナカバー２０は、水晶振動子ホルダ１０の表面を覆う（即ち、外周部を円錐状に窪ませる）と共に、その一部（例えば、頂部）に円形のレート検出用開口部２１とプレコート用開口部２３と開口部２２とを形成している。
なお、図４のリテーナ部は、中央部が凡そ凹状の凹面鏡の形状であるが、中央部が凡そ凸状の凸面鏡の形状であっても良い。
【００３９】
図４において、水晶振動子ホルダ１０の中心部には、ローラベアリング４１１が取り付けられており、ローラベアリング４１１を介して、プレコー卜シャッタ４０を回転駆動するための回転シャフ卜３０が、回転可能に植立されている。さらに、回転シャフ卜３０は、リテーナカバー２０の中心部に取り付けられたローラベアリング４１１を介して、リテーナカバー２０に対しても回転可能に取り付けられている。そして、回転シャフ卜３０のロールベアリング４１１から突出した先端部には、やはり外形が略円盤状であり、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）４１を形成したプレコー卜シャッタ４０が、その中心部において、例えば、ネジ４２により一体に回転可能に固定されている。
【００４０】
図５は、図４で説明した水晶振動子ホルダ１０の一実施例のより詳細な構成を示した図である。図５には、上述した水晶振動子ホルダ１０のより詳細な構成が示されている。４１２は下側に窪んだ凹部、４１３は押付け板４１４に設けられた開口部、４１５は接触式電極板、４５０は電極である。
図５の水晶振動子ホルダ１０は、リテーナカバー２０やプレコートシャッタ４０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いる。そして、水晶振動子ホルダ１０は、その外周部の窪んだ面（即ち、円錐面に）に、複数（本例では、８箇所）の凹部４１２、４１２・・・を形成している。凹部４１２、４１２・・・は、水晶振動子ホルダ１０の外周部の窪んだ面に、円周上に均等な距離を隔てて形成されている。これらの凹部４１２、４１２・・・の内部には、外形円盤状の水晶振動子５０が、複数（本例では、８個）、それぞれ、セットされる。さらに、水晶振動子５０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４１３、４１３・・・を形成した押付け板４１４が取り付けられて、水晶振動子５０を固定している。
【００４１】
なお、これら水晶振動子ホルダ１０の凹部４１１や押付け板４１４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いる。さらに、水晶振動子ホルダ１０の下部に設けられた一対の接触式電極板４１５、４１５・・・を介してリテーナ部の外部に電気的に導かれる。また、水晶振動子５０の表面には、電極４５０が形成されている。
図６は、本発明のレートセンサにおいて、水晶振動子ホルダ１０の水晶振動子５０を含んで形成される高周波共振回路の一実施例を示す回路図である。
高周波の発信源（高周波発信機）５５からの高周波信号が印加されており、これによって、所謂、共振回路を形成している。即ち、水晶振動子５０の表面にＥＬ材料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、所謂、水晶発振式膜厚モニタ（レートセンサ）が形成されている。そして、水晶振動子５０の表面に付着する物質が一定の膜厚（即ち、寿命）に達すると、水晶振動子ホルダ１０を所定の角度（本例では、３６０／８＝４０度）だけ回転駆動し、もって、新たな水晶板水晶振動子５０と交換する（即ち、インデックス機能、図４中の矢印を参照）。
【００４２】
即ち、図４において、リテーナ部を構成するリテーナカバー２０の円形のレート検出用開口部２１を介して外部にその電極を露出した水晶振動子５０を挟んでいる。
一方、プレコー卜シャッタ４０は、回転シャフ卜３０の回転を持って回転駆動し、プレコート用開口部２３のみ遮蔽し、レート検出用開口部２１を遮蔽しない位置（所謂、測定位置：図２Ｄ参照）と、レート検出用開口部２１とプレコート用開口部２３の両方を遮蔽しない位置（所謂、プレコー卜位置：図２Ｂ上の図参照）とをとる（図４中の矢印を参照）。
【００４３】
プレコートシャッタ４０が測定位置にいる（レート制御中である）場合には、蒸着材料は、プレコート用開口部２１を通り水晶振動子５０の表面に付着し、次に使用する水晶振動子５１には蒸着材料は付着しない。
プレコートシャッタ４０がプレコー卜位置にある場合、蒸着材料は、プレコート用開口部を通り水晶振動子５０の表面に付着し、かつ、プレコート用開口部２３を通り次に使用する水晶振動子５１の表面に付着する（所謂、プレコーティング）。
【００４４】
続いて、上記にその詳細な構成を説明したレートセンサのリテーナ部を、その回転駆動機構と共に、有機ＥＬデバイスを製造するための蒸着装置内において取り付ける構造について、以下、添付の図７及び図１０を参照しながら詳細に説明する。図７は、本発明の蒸着装置の一実施例の真空室等の要部の構成を示す図である。また、図８は、本発明の蒸着装置の内部に設けられたＥＬ材料の蒸発源装置（リニアソース）の構造の一実施例を示す展開斜視図である。また、図９は、本発明の蒸着装置のリニアソースの詳細構造を示す断面図である。また、図１０は、本発明の蒸着装置の一実施例において、レートセンサを蒸着装置のＥＬ材料のリニアソースに取り付けた構造を説明する図である。
１００は本発明の蒸着装置の一実施例の真空室、１１０は被蒸着基板、２００はＥＬ材料のリニアソース、２０１は筐体、２０２はＥＬ材料、２０３は坩堝、２０４はヒータ、２０５は蒸着ノズル、２０６はガス放出面である。また、５００はレートセンサ、６００は誘導部材、７００は制御装置である。さらにまた、１６と３１はプーリ、５５０は回転機構の駆動部、５５３と５５４は電動モータ、５５５と５５６はベルトである。
なお、これら図７及び図８からも明らかなように、本実施形態では、レートセンサを構成するリテーナ部を、その回転駆動機構と一体に構成し、水平方向に向かって長く伸びた、所謂、リニアソースと呼ばれるＥＬ材料の蒸発源に取り付けた構造について説明する。
【００４５】
まず、図７において、本発明の蒸着装置の一実施例の真空室１００内では、内部に導入されてその表面に有機ＥＬデバイスを製造するガラス板などの被蒸着基板１１０が、図示しない保持装置により、略直立した状態で保持されている。
そして、図８及び図９からも明らかなように、ＥＬ材料のリニアソース２００は、水平な一方向に向かって長く伸びた筐体（水冷シールドボックス）２０１を備え、その内部に、発光材料層（ＥＬ層）を形成するためのＥＬ材料２０２を収容した坩堝２０３と、当該坩堝を所定の温度で加熱するための加熱装置（ヒータ）２０４とを備えている。そして、被蒸着基板１１０との対向面（以下、「ガス放出面２０６」とも言う）には、複数の蒸着ノズル２０５、２０５・・・が、水平方向に均一に、または、その両端部での距離が中央部よりも近接するように形成されている。
なお、このリニアソース２００は、図に実線の矢印で示すように、上下の方向に移動可能となっている。これによれば、当該リニアソース２００が上下に移動すると共に、そのガス放出面２０６に形成した放出孔２０５、２０５・・・を通って、上記ヒータ２０４よる加熱で蒸発したガス状の有機ＥＬ材料が放出され、もって、対向する被蒸着基板１１０の表面上に広く蒸着することとなる。
【００４６】
なお、本実施例では、被蒸着基板１１０が直立し、他方、水平に長く伸びたＥＬ材料のリニアソース２００が、そのガス放出面２０６を当該基板の表面に近接した状態で、上下に移動しながら（図中の矢印を参照）、その表面に有機ＥＬデバイスを製造するものとして説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、被蒸着基板１１０を水平に保持し、他方、リニアソース２００を当該基板の下面に近接した状態で水平方向に移動してもよい。なお、かかる場合には、上記複数の放出孔２０５、２０５・・・は、上記筐体２０２の基板１１０との対向面である、上面に形成されることとなる。
【００４７】
そして、本発明では、上記にその詳細構成を述べたレートセンサを構成するリテーナ部と、その回転駆動機構とを、一体に略箱状の筐体５０１内に収納すると共に、当該レートセンサ５００を、当該リテーナ部の頂部であるリテーナカバー２０のレート検出用開口部２１が、リニアソース２００の筐体２０１を構成する面のうち、複数の蒸着ノズル２０５、２０５・・・が形成された面、即ち、ガス放出面２０６に隣接する４つの面のうちの少なくとも１つの面上に、ガス放出面２０６に対して所定の角度θ２で望むよう取り付けられて配置されている。
即ち、レートセンサ５００は、図７に実線で示すように、リニアソース２００の筐体２０１の両端の側面に、または、図７に破線で示すように、筐体２０１の上下の面に取り付けられる。
【００４８】
即ち、上述したレートセンサ５００の、リニアソース２００の筐体２０１への取り付け構造によれば、上述したように、レートセンサ５００は、リニアソース２００の筐体２０１の両端の側面、または、上下の面に沿って、取り付けられる。
また、図１０にその詳細に示すように、リテーナ部を構成する水晶振動子ホルダ１０の外周部の窪んだ円錐面に形成された凹部４１２内に保持された水晶振動子５０は、その表面から延長した垂線が、当該円盤状のホルダの回転軸に対して所定の角度θ１で傾斜するように配置されている。このことから、レートセンサ５００は、さらに、そのモニタ面の頂部がガス放出面２０６から被蒸着基板１１０側に飛び出して取り付けられる。なお、モニタ面とは、円盤状の水晶振動子ホルダ１０の回転軸に垂直な面である。また、モニタ面の頂部とは、リテーナカバー２０のレート検出用開口部２１を形成している部分である。
【００４９】
このようにして、レートセンサ５００をリニアソース２００の筐体２０１の両端の側面、または、上下の面に沿って取り付け状態が図８に示されている。即ち、上記の構成によれば、図８に破線で示すように、リニアソース２００を、リニアソースであるリニアソース２００のガス放出面２０６に対して、所定の角度θ２だけ傾斜させて、簡単に、取り付けることが可能となる。
なお、この図８にも明らかなように、リテーナ部の頂部に位置して膜厚をモニタする水晶振動子５０は、その表面から延長した垂線が、リニアソース２００の筐体２０１の放出孔形成面２０２に形成された放出孔２０５に対して、所定の角度θ２だけ傾斜するように設定されている。これによれば、図中において破線の円内に複数の矢印で示すような分布を有するリニアソース２００の当該放出孔２０５からのガス状の有機ＥＬ材料２０２の放出量を、所定の割合で、正確にモニタすることが可能となる。
【００５０】
加えて、本発明のレートセンサ５００では、そのモニタ動作に伴い、水晶振動子５０の表面に付着する物質が一定膜厚に達する（即ち、寿命が尽きる）と、上記水晶振動子ホルダ１０を回転して新たな水晶振動子５０に交換する（即ち、上記リテーナカバー２０のレート検出用開口部２１に移動する）必要がある。ところで、レートセンサ５００のリテーナ部には、当該水晶振動子ホルダ１０を回転するための回転機構（自動水晶交換機能）が備えられている。この回転機構は、図１０に示すように、プーリ１６がリテーナホルダから伸びた筒部の端部に取り付けられ、また、プレコー卜シャッタ４０を回転駆動するための回転シャフト３０の他端にも、同様に、プーリ３２が取リ付けられている。
そして、駆動部５５０には、その回転軸の先端に、やはり、プーリ５５１、５５２がそれぞれ取り付けられた電動モータ５５３、５５４が設けられ、これら２組のプーリ１６と５５１、３１と５５２の間にはベル卜５５５、５５６が掛け回され、もって、上記水晶振動子ホルダ１０、そして、プレコー卜シャッタ４０を、それぞれ、回転駆動する。
【００５１】
即ち、図１０において矢印や破線のブロックなどで示すように、ベル卜や真空使用の電動モータなどを含む回転機構（上記の駆動部５５０を含む）は、水晶振動子ホルダ１０の回転軸に対して垂直な方向に、即ち、リニアソース２００の筐体２０１の両端の側面、または、上下の面上に沿った方向に設けられている。このような回転機構の構成によれば、リテーナ部の頂部（即ち、レート検出用開口部２１を含むリテーナカバー２０）だけをその筐体２０１を構成するガス放出面２０６から僅かに突出されるだけで、当該リニアソース２００に取り付けることができる。この結果、蒸発したガス状の有機ＥＬ材料を表面に蒸着する対向基板１１０に対し、リニアソース２００の位置、即ち、当該放出孔の形成面（ガス放出面）２０６を、極めて近接して配置することが可能となる。即ち、図の「Ｗ」を極めて小さく設定することができる。これにより、ガス状有機ＥＬ材料の基板１１０上への蒸着効率を向上することが可能となり、その製造速度（効率）を上昇させることができる。
【００５２】
なお、上記の説明では、水晶振動子ホルダ１０やプレコー卜シャッタ４０を回転駆動するための回転機構の一例として、上述したようにプーリとベル卜や電動モータなどを含む機構について述べた。しかし、本発明はこれに限定されることなく、例えば、傘歯歯車などを利用することによって、筐体２０１の両端の側面、または、上下の面上に沿った方向に設けられる回転機構を実現することも可能である。
【００５３】
加えて、上記の説明では、本発明のレートセンサ５００は、リニアソース２００を構成する横長の筐体２０１の一部に固定して設置されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されることない。例えば、上記図７において、破線で示すように、上記横の筐体２０１の上面または下面に、一対のレールのような誘導部材６００を設けておき、この誘導部材６００に水晶発振式膜厚モニタ装置５００を取り付けることも可能である。なお、この場合、ここでは図示しないが、例えば、電動モータやラックアンドピニオン機構などの移動機構を利用することによれば、誘導部材６００上に水晶発振式膜厚モニタ装置５００が自在に移動可能にすることが可能となる（図の破線の矢印を參照）。このことによれば、横長なリニアソース２００の放出孔形成面（ガス放出面）２０６からのガス状有機ＥＬ材料の放出を、当該モニタ装置を移動させながら、または、所望の位置に移動して、適宜、必要な膜厚のモニタを行うことが可能となる。
【００５４】
そして、以上の種々述べたレートセンサにより検知された検知信号（即ち、膜厚モニタ信号）は、上記の図７にも示すように、上述した蒸着装置、特に、そのリニアソース２００を構成する要素である、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置により構成される制御装置７００へ転送される。
そして、制御装置７００の内部においては、メモリ内に予め格納したソフトウエアに従って演算処理が実行され、もって、その内部に収容されたＥＬ材料２０２を加熱して蒸発させるためのヒータ２０４へ供給する電流（電力）を制御する。
これによれば、ガス状有機ＥＬ材料の被蒸着対象基板上への蒸着量を、所望の値に、正確に制御することが可能となり、もって、表示性能に優れた有機ＥＬデバイスを、効率良く、製造することが可能となる。また、上記の移動機構を構成する電動モータの回転により、誘導部材６００上の水晶発振式膜厚モニタ装置５００の位置を制御することも可能である。
【００５５】
なお、ここでは詳述はしないが、上記制御装置７００を構成するＣＰＵにより、上記図６にも示した水晶振動子５０と高周波発信器５５とを含む共振回路の共振数端数をモニタすることも可能であり、このことによれば、容易に、ＥＬ材料が水晶板水晶振動子５０に付着した量を検出することが可能となる。
加えて、検出した水晶振動子５０への蒸着材料の付着量より、制御装置７００での演算を持って水晶振動子５０が寿命を迎えるまでの時間を算出し、水晶振動子５０が寿命を迎える一定時間前にプレコー卜を開始することによって、水晶振動子５０が寿命を迎えた時点で次に使用する水晶振動子５２をモニタに最適な状態（所謂、プレコート完了状態）にすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０：水晶振動子ホルダ、  １１：サイドセンサ、  １２：ボトムセンサ、  １３：リニアソース、  １４：蒸発源ベース、  １５：蒸着ノズル、  ２０：リテーナカバー（覆い部）、  １６、３１：プーリ、  ２１：レート検出用開口部、  ２２：開口部、  ２３：プレコート用開口部、  ３０：回転シャフ卜、  ４０：プレコートシャッタ、  ４１：開口部、  ４２：ネジ、  ５０、５１：水晶振動子、  １００：真空室、  １１０：被蒸着基板、  １１１：回転軸、  ２００：リニアソース、  ２０１：筐体、  ２０２：ＥＬ材料、  ２０３：坩堝、  ２０４：ヒータ、  ２０５：蒸着ノズル、  ２０６：ガス放出面、  ３０５：シリンダ、  ３０６：駆動部、  ４１２：凹部、  ４１３：開口部、  ４１４：押付け板、  ４１５：接触式電極板、  ４４１：ローラベアリング、  ４５０：電極、  ５００：レートセンサ、  ５５０：駆動部、  ５５３、５５４：電動モータ、  ５５５、５５６：ベルト、  ６００：誘導部材、  ７００：制御装置。
【図１】
2014070969.tif 000003
【図２Ａ】
2014070969.tif 000004
【図２Ｂ】
2014070969.tif 000005
【図２Ｃ】
2014070969.tif 000006
【図２Ｄ】
2014070969.tif 000007
【図３】
2014070969.tif 000008
【図４】
2014070969.tif 000009
【図５】
2014070969.tif 000010
【図６】
2014070969.tif 000011
【図７】
2014070969.tif 000012
【図８】
2014070969.tif 000013
【図９】
2014070969.tif 000014
【図１０】
2014070969.tif 000015