(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の蒸着に利用されない無駄な蒸着材料を低減できる、又は、単純な機構で膜厚の制御が可能な真空蒸着装置及び真空蒸着方法を提供する。【解決手段】真空蒸着装置又は真空蒸着方法において、坩堝内の蒸着材料の量に応じて変化する蒸気分布を蒸発源１のノズルから噴出させ、回転している基板２に対して前記蒸着材料を蒸着し、前記蒸着材料の蒸着量を膜厚センサで検出し、前記検出した結果に基づいて、前記基板の回転中心軸２ｃと前記回転中心軸と平行な前記ノズルの法線１０ｈとの距離Ｌを変動させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝内の蒸着材料の量に応じて変化する蒸気分布をノズルから噴出させ、回転している基板に対して前記蒸着材料を蒸着する蒸発源と、
前記蒸着材料の蒸着量を検出する膜厚センサと、
前記膜厚センサの検出結果に基づいて、前記基板の回転中心軸と前記回転中心軸と平行な前記ノズルの法線との距離を変動させる蒸発源移動機構と、
前記膜厚センサからの情報に基づいて前記蒸発源移動機構を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空蒸着装置であって、
前記膜厚センサを一つ有し、
前記蒸発源移動機構は、前記距離の変動を前記基板と平行な面内で行うことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空蒸着装置であって、
前記蒸発源移動機構は、前記蒸発源を載置し回転可能な回転台座と、前記回転台座を回転させる回転駆動手段とを有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空蒸着装置であって、
前記制御装置は、前記蒸気分布を表す蒸気分布ｎ値と前記距離の関係から一定になるように求められた前記回転台座の回転速度で前記回転台座を回転させることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の真空蒸着装置であって、
前記回転台座は、前記回転台座の回転中心の同心円状に複数の前記蒸発源を有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の真空蒸着装置であって、
前記膜厚センサは、複数の前記蒸発源に対して設けられていることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の真空蒸着装置であって、
前記蒸発源移動機構は、前記蒸発源を載置する台座と、前記台座を２次元また又は１次元に移動させる１次元駆動手段又は２次元駆動手段とを有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項８】
請求項７に記載の真空蒸着装置であって、
前記１次元移動手段又は前記２次元駆動手段は、前記蒸発源が前記基板の回転中心軸に向かって移動させる駆動手段であることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の真空蒸着装置であって、
前記基板の回転中心軸の両側に台座は設け、前記蒸発源と前記厚膜モニタとそれぞれ有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１０】
請求項５又は９に記載の真空蒸着装置であって、
蒸着中の前記蒸発源の前記蒸着材料が規定量以下になった場合に他の前記蒸発源に切り替えて使用することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の真空蒸着装置であって、
それぞれの前記蒸発源に前記蒸着材料を供給する供給手段を少なくとも一つ備え、
前記供給手段は、他の前記蒸発源に前記蒸着材料を投入することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１２】
請求項５又は９に記載の真空蒸着装置であって、
前記制御装置は、前記膜厚センサの検出結果から得られる前記蒸着材料の蒸着速度と、前記蒸発源に投入されている電力量、坩堝内の蒸着材料を検出する重量センサ及び前記蒸発源内の温度のうち少なくとも一つに基づいて、他の前記蒸発源に切り換えることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１３】
請求項３又は７に記載の真空蒸着装置であって、
膜厚センサは、前記回転台座又は前記台座以外の前記真空蒸着装置の構造物に設けたことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項１４】
坩堝内の蒸着材料の量に応じて変化する蒸気分布を蒸発源のノズルから噴出させ、回転している基板に対して前記蒸着材料を蒸着する蒸着ステップと、
前記蒸着材料の蒸着量を膜厚センサで検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記基板の回転中心軸と前記回転中心軸と平行な前記ノズルの法線との距離を変動させる変動ステップと、
を有することを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の真空蒸着方法であって、
前記変動ステップは、前記距離の変動を前記基板と平行な面内で行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の真空蒸着方法であって、
前記変動ステップは、前記蒸発源を載置する回転台座を回転させて行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の真空蒸着方法であって、
前記変動ステップは、前記蒸気分布を表すｎ値と前記距離の関係から求められた一定の回転速度で前記回転台座を回転させて行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項１８】
請求項１４又は１５に記載の真空蒸着方法であって、
前記変動ステップ、前記蒸発源を載置する台座を２次元また又は１次元に移動させて行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の真空蒸着方法であって、
前記１次元又は前記２次元の移動は、前記蒸発源が前記基板の回転中心軸に向かう方向に移動させて行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項２０】
請求項１６又は１７に記載の真空蒸着方法であって、
前記回転台座の回転中心の同心円状に、又は前記基板の回転中心軸の両側の前記台座に複数の前記蒸発源を設け、
蒸着中の前記蒸発源の前記蒸着材料が規定量以下になった場合に他の前記蒸発源に切り替えて行うことを特徴とする真空蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ELディスプレイ）などの薄膜デバイスを大形基板に形成する際に、大型基板に対して材料蒸気を放出し成膜する真空蒸着装置及び真空蒸着方法に関する。また、本発明は有機ＥＬに限らず、他のＦＰＤ、半導体、太陽電池等の分野に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置のうち、有機ELディスプレイ装置は、視野角が広いだけでなく、応答性も良いため、次世代のディスプレイとして注目されている。有機ELディスプレイを構成する発光素子は、アノードとカソードの両電極に挟まれた有機膜の発光層からなる。発光効率を高めるため、さらに電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層ならびに正孔注入層などの中間層を、選択的に挿入している。これらの電極、発光層ならびに中間層は、数nmから数百nmの薄膜である。この薄膜を形成する技術の一つが真空蒸着（以下、蒸着という）である。
【０００３】
真空蒸着装置は、蒸着材料を封入する坩堝、非接触または一部部材を介して坩堝を加熱するヒータ、ヒータの周囲に設けて蒸発源の周囲に熱を漏らさないための断熱材、上記の要素を収めるハウジングから構成される。この蒸発源には、Knudsenセル（以下、Ｋセルとする）が良く用いられている。Ｋセルは、一般的に円筒形状であり、１つの円筒状の坩堝と１つのノズルを持つことが多い。Ｋセルをノズルが真上に来るように配置したとき、基板はノズルに対面するように配置される。
【０００４】
基板上に有機層や電極となる金属層を蒸着するとき、蒸着膜の膜厚を均一化することが重要な課題となる。Ｋセルを1つ用いて蒸着を行うとき、上面に配置した基板を回転させることで膜厚均一性を得ることが一般的に行われている。その際、基板の回転速度は、できるだけ速くし、回転方向にムラが無いようにする。膜厚均一性を確保する為に、基板の回転軸とＫセルのノズル法線はずらして配置する。基板の回転軸とＫセルのノズル法線の距離を調整し、各層に必要な数パーセントの膜厚均一性を確保している。しかし、Ｋセルは、材料消費によりノズルから放射される材料蒸気の分布が変化するため、最適な基板回転軸とＫセルノズル法線の距離は時間とともに変化し、膜厚均一性は悪くなっていく。
【０００５】
特許文献１では、補正板をＫセルと基板の間に置くことで蒸気分布の一部をカットし、より膜厚均一性を良くしている。
また、特許文献２では、２つの膜厚センサにより材料蒸気の分布をモニタし、蒸気分布に合わせて蒸発源の位置を調整することにより、膜厚均一性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３９７０７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来では、特許文献１に挙げられている、補正板により膜厚分布を調整する方法が取られてきた。しかし、特許文献１の方法では、材料利用効率が悪化し、高価な蒸着材料が無駄になってしまう。
また、特許文献２では、材料蒸気の分布を蒸着中に取得し、基板回転軸中心とノズル法線の距離を調整することで、蒸気分布変化に対する膜厚均一性の悪化を防止しようとしてきた。しかし、１つの蒸発源に対して膜厚センサを２つ有し、複数の膜厚センサにより蒸着される基板を複雑に制御しなければならず、装置構成が大きくなり、しかも膜厚の制御が複雑化してくる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、基板の蒸着に利用されない無駄な蒸着材料を低減できる、又は、単純な機構で膜厚の制御が可能な真空蒸着装置及び真空蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。        
本発明の真空蒸着装置又は真空蒸着方法は、坩堝内の蒸着材料の量に応じて変化する蒸気分布を蒸発源のノズルから噴出させ、回転している基板に対して前記蒸着材料を蒸着し、前記蒸着材料の蒸着量を膜厚センサで検出し、前記検出した結果に基づいて、前記基板の回転中心軸と前記回転中心軸と平行な前記ノズルの法線との距離を変動させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記膜厚センサを一つ有し、前記距離の変動を前記基板と平行な面内で行ってもよい。
さらに、前記距離の変動を、前記蒸発源を載置する回転台座を回転させて行ってもよい。
【００１１】
また、前記距離の変動を、前記蒸気分布を表すｎ値と前記距離の関係から求められた一定の回転速度で前記回転台座を回転させて行ってもよい。
さらに、前記距離の変動を、前記蒸発源を載置する台座を２次元また又は１次元に移動させて行ってもよい。
【００１２】
また、前記１次元又は前記２次元の移動は、前記蒸発源が前記基板の回転中心軸に向かう方向に移動させて行ってもよい。
さらに、前記回転台座の回転中心の同心円状に、又は前記基板の回転中心軸の両側の前記台座に複数の前記蒸発源を設け、蒸着中の前記蒸発源の前記蒸着材料が規定量以下になった場合に他の前記蒸発源に切り替えて行ってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板の蒸着に利用されない無駄な蒸着材料を低減できる、又は、単純な機構で膜厚の制御が可能な真空蒸着装置及び真空蒸着方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態である蒸着装置における本発明の基本的な考え方を説明する図である。
【図２】本発明における蒸着装置構成での基板中心−ノズル法線距離と蒸発源の蒸気分布、膜厚分布の関係である。
【図３】従来例における膜厚調整機構を示す図である。
【図４】本発明における蒸着装置構成図である。
【図５】本発明における移動手段が回転台である場合の蒸着装置構成図である。
【図６】本発明における図３の構成の上面図である。
【図７】本発明における蒸着装置構成で、直線移動機構による膜厚均一性向上を説明する装置構成図である。
【図８】本発明における蒸着装置構成で、回転台による蒸発源交換の実施例を説明する装置構成図である。
【図９】本発明における蒸着装置構成で、材料供給の実施例を説明する装置構成図である。
【図１０】本発明における蒸着装置構成で、直線移動機構による膜厚均一性向上と膜厚制御方法を説明する装置構成図である。
【図１１】本発明における蒸着装置構成で、直線移動機構による膜厚均一性向上と膜厚制御方法を説明する装置構成図である。
【図１２】図２に示すグラフに、ｎ値変化に対して蒸発源１をリニアに移動させる一点鎖線で示す準最適値直線を破線で示す最適値曲線に沿って付加した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施形態である真空蒸着装置(以下、単に蒸着装置という)１００における本発明の基本的な考え方を説明する図である。
蒸発源１は、図示しない坩堝、ヒータ、断熱材、ハウジングから構成されている。蒸発源１には蒸気を放出するための開口部であるノズル１０が存在している。ノズル１０からは、材料蒸気２０が蒸気分布を持って放出される。ノズルから放出された材料蒸気２０は、１台の膜厚センサ５０により検出され、膜厚制御コントローラ７０によって蒸発源１への投入電力が制御される。
【００１７】
ノズル１０に対向して、下面に蒸着されるように基板２が設置してある。材料蒸気２０の分布はノズル１０から放射状に広がって行くため、基板回転中心軸２ｃはノズル法線１０ｈからずらして設置し、基板２を回転させることで基板に付着する膜厚分布を改善している。
【００１８】
基板回転駆動系８０は、図１のように基板２の上方に設置していることが多い。基板回転の速度は、基板２上に蒸着される膜厚がムラにならないように、十分速い速度に加速される。また、基板２とノズル１０の距離は、基板２の大きさと材料蒸気２０の分布、ノズル１０から基板２へと与えられる熱量を鑑みて決定する。
【００１９】
また、これらの蒸発源１、基板２、膜厚センサ５０は、真空チャンバ６０内に収められており、蒸着は、真空バルブ６１を開き真空排気系６２により真空チャンバ６０内を真空環境に置いた上で行われる。
【００２０】
材料蒸気２０の分布は、ノズル法線１０ｈ方向から飛散方向の角度をθとすると、cosθのｎ乗に比例する関数で近似できる。この時、定数であるｎの値で蒸気分布を記述する。このｎ値が大きいほど蒸気分布はシャープであり、ｎ値が小さければ蒸気分布はブロードとなる。Ｋセルにより蒸着を行う場合、時間が経って材料が少なくなると、一般的にｎ値は小さくなる。ｎ値の減少に従い、膜厚均一性は悪化する。
【００２１】
図２は、基板上のｎ値及び基板回転中心軸２ｃとノズル法線１０ｈとの距離Ｌと、膜厚分布の関係を示す例を示す図である。図２は、横軸を基板上のｎ値を、縦軸に基板回転中心軸２ｃとノズル法線１０ｈとの距離(以下、基板・ノズル中心間距離という)Ｌを示し、膜厚分布の偏差値(分散値)をパラメータとして曲線又は曲線で形成される範囲を示している。図２において破線が最適値曲線を示し、最適値曲線を挟んで白地部分が偏差値(分散値)±５％以内、ドット部分が±５〜１０％、ドットの外側部分が±１０〜１５％以内を示す。
【００２２】
図２に示すように、基板上のｎ値の悪化(変化)、即ち蒸気分布はブロード化に伴い、膜厚分布偏差値(分散値)を所定の範囲に維持するためには、蒸発源１の位置を固定しているだけでは不可能であることがわかる。従って、基板上のｎ値の悪化(変化)に伴い、縦軸に示す基板・ノズル中心間距離Ｌを変える必要がある。
そのために、本発明では、基板・ノズル中心間距離Ｌを変動できる蒸発源移動機構３０を設ける。制御装置９０は、膜厚制御コントローラ７０から情報に基づいて蒸発源移動機構３０、基板回転駆動系８０及び真空排気系６２等を制御する。
【００２３】
本発明は、実施形態である蒸着装置１００において、少なくとも下記の効果を奏する。
第１に、引用文献１では、坩堝内の蒸着材料量に応じて蒸気分布の変化する蒸発源において、図３に示すように膜厚修正板９で材料蒸気２０を遮って、膜厚均一性の改善を図っていた。一方、本発明では、基板上のｎ値の悪化(変化)に伴い、基板・ノズル中心間距離Ｌを短くすることで、材料利用効率が悪化することなく、膜厚均一性を改善できる。
【００２４】
第２に、引用文献２では、坩堝内の蒸着材料量に応じて蒸気分布の変化する蒸発源において、２つ有膜厚センサ５０の結果に基づいて、複雑な機構を用い複雑な計算を行い、膜厚均一性の改善を図っていた。一方、本発明は、基板上のｎ値の悪化(変化)に伴い、基板・ノズル中心間距離Ｌを短くする単純な機構を用いて複雑な計算をすることなく、膜厚均一性を改善できる。
【００２５】
以上の説明において、膜厚センサ５０は１台とした。それは、本発明において制御量は基板・ノズル中心間距離Ｌの一つであり、観測量も一つで十分である。しかしながら、膜厚センサ５０のデータをチェックしたり、平均値をとって制御したり、等のために、複数の膜厚センサ５０を設けることは吝かでない。
【００２６】
(実施例１)
図４は、蒸発源移動機構３０の第１の実施例３０Ａを示す図である。蒸発源移動機構３０Ａは、蒸発源１を載置する台座３１と、台座３１を基板２と平行な面内を２次元移動させる２次元移動機構３２とを有する。２次元移動機構３２は、例えば、直角を成す基板の２辺と平行に台座３１を移動させるレール３２ａ、３２ｂを有し、台座３１及びレール３２ａに固定された図示しないナットを、回転させた図示しないボールネジで移動させる２方向移動機機構で構成される。
【００２７】
ｎ値の減少に伴い、膜厚分布を改善する為に、蒸発源１は、蒸発源移動機構３０Ａによって、ノズル１０を基板２に向けた姿勢を維持し、所定の位置に自由に移動することが出来る。移動は、基板・ノズル中心間距離Ｌが、膜厚分布を改善する方向に行われる。膜厚分布を改善するための基板・ノズル中心間距離Ｌは、膜厚センサ５０等の情報を蒸着中に取得し、計算しても良い。N値とあらかじめ蒸発源の特性を評価し、データとして入力しておいても良い。ある蒸発源の蒸着特性を決めるパラメータとしては、るつぼ内の残材料量とヒータへの投入電力がある。蒸発源の構成がわかっている場合、残材料量とヒータ投入電力に対応して、N値と蒸着レートが決定される。そのため、投入電力と蒸着レートが既知である場合、投入電力と蒸着レートからN値、すなわち最適な基板・ノズル中心間距離Ｌを求めることができる。本実施例では、データと基板・ノズル中心間距離Ｌは１対１の関係にあるので、予めN値と蒸発源１の特性を評価し、前述の関係をデータとして入力することができる。その場合、制御量である基板・ノズル中心間距離Ｌを計算することなく容易に得ることができる。この点は、他の実施例でも同様である。
【００２８】
(実施例２)
図５は、蒸発源移動機構３０の第２の実施例３０Ｂを示す図である。蒸発源移動機構３０Ｂは、蒸発源１を載置する円板状の回転可能な回転台座３１Ｂと、回転台座３１Ｂを基板２と平行な面内を回転させる回転駆動機構３３とを有する。回転駆動機構３３は、例えば、回転台座３１Ｂの回転軸３３ｃを直接又は間接的に回転させる駆動源を有する。
【００２９】
実施例２では、基板・ノズル中心間距離Ｌを回転台座３１Ｂの回転運動により最適化する例である。
【００３０】
図６は、図４を基板２上方向から見た上面図である。基板・ノズル中心間距離Ｌは、基板回転中心軸２ｃから回転台回転中心３３ｃまでの距離Ｌａとし、回転台回転中心３３ｃからノズル法線１０ｈまでの距離Ｌｂと、基板回転中心軸２ｃ・回転台回転中心３３ｃ・ノズル法線１０ｈの成す角φとすると、式（１）により決まる。
Ｌ＝２Ｌａ×Ｌｂ×Ｃｏｓφ                                （１）
そこで、ＬａとＬｂは装置の設計時点で固定してしまい、基板・ノズル中心間距離Ｌが与えられれば、φの角度も決まり。簡単な計算で所定の位置に蒸発源１を移動できる簡単な構成となる。
【００３１】
(実施例３)
図７は、蒸発源移動機構３０の第３の実施例３０Ｃを示す図である。蒸発源移動機構３０Ｃは、蒸発源１を載置する台座３１と、例えば、台座３１を基板２と平行な面内で基板回転中心軸２ｃを通るように直線的に移動させるレール３４ａとを有する１次元移動機機構３４で構成される。レール３４ａは、実施例１のレール３２ａと同じ機構を有し、その駆動方法も同じである。
【００３２】
レール３４ａ、もしくは、レール３４ａの延長線が基板回転中心軸２ｃを通るように設置すれば、最小の移動で基板・ノズル中心間距離Ｌを調整でき、移動時間等の速度向上、移動の制御性向上ができる。
【００３３】
勿論、１方向移動機機構３４の移動方向は、実施例１と同様に基板２の辺と平行でもよいし、基板２の辺と平行でなくてもよく、基板・ノズル中心間距離Ｌを変えることができれば、どのような方向でもよい。どのような方向でもよい点は、実施例１も同様である。
【００３４】
この構成によって、台座３１に搭載された蒸発源１を蒸発源移動機構３０Ｃによって、直線的に移動させることで、基板・ノズル中心間距離Ｌを調整することができる。
【００３５】
(実施例４)
図８は、実施例２の派生例である実施例４を示す図である。実施例４が実施例２と異なる点は、回転台座３１Ｂに複数個(図８では２個)の蒸発源１を設置している点であり、蒸発源移動機構３０Ｂは同じで機構である。実施例４では、一つの蒸発源１の蒸着材料がなくなった場合、他の蒸発源１に切り替えて使用することで、長時間蒸着に供することが出来る。
【００３６】
実施例４は、回転台座３１Ｂを膜厚均一性の向上をさせるためだけではなく、長時間稼働をさせるための機構としても用いることになる。蒸着中は、例えば、１時間に数度以下の低速で回転台座３１Ｂを回転させて膜厚分布が良くなる位置に蒸発源１を移動させる。そして、蒸発源１に入っている蒸着材料が少なくなった際に、回転台座３１Ｂを数十度回転させ、他の蒸発源に切り替える。他の蒸発源に切り替えるタイミングを計る方法としては、膜厚センサ５０で検出する蒸着速度、坩堝内の蒸着材料を検出する重量センサ、蒸発源１に投入されている電力量及び蒸発源１内の温度等の値を、例えば１項目選んでモニタリングし、使用しても良い。
【００３７】
本実施例は、実施例１、実施例３の台座に複数の蒸発源１を設けることで適用できる。
その場合は、例えば、蒸発源移動機構３０Ａ又は３０Ｃを、基板回転中心軸２ｃを中心とする同心円上に複数を設けてもよい。また、実施例１では、台座３１を基板２の下部側一面に設けて、その台座に複数の蒸発源１を設けてもよい。
【００３８】
(実施例５)
図９は、実施例４の派生例である実施例５を示す図である。実施例５は、図８に示す実施例４の構造に蒸着材料を投入する材料投入機構４０を付加したものである。材料投入機構４０は、蒸着中の蒸発源１とは別の蒸発源１の坩堝に投入するように設置するのが好ましい。なぜなら、蒸着中の坩堝に材料投入をする場合には、材料投入によって坩堝内の温度が極端に下がることによるレートの変動、もしくはノズル詰まりなどの障害が生じないように、少量ずつしか投入できないからである。蒸着に寄与していない蒸発源１に材料を投入することで、レート変動などが生じることなく蒸着材料を一度に投入することが出来る。蒸着材料が投入された蒸発源は、使用している蒸発源の蒸着材料が少なくなった際に、切り替えて使用すればよい。この方法を取ることによって、蒸発源の個数が２個であっても、材料投入さえ行えば長時間メンテナンスを行うことなく蒸着を行うことが出来る。
【００３９】
(実施例６)
実施例６は、実施例４の派生例である。実施例６の実施例４と異なる点は、蒸発源１を切り替えるタイミングを計る方法である。
【００４０】
実施例４では、蒸発源を切り替えるタイミングを膜厚センサ５０で検出する蒸着速度、坩堝内の蒸着材料を検出する重量センサ、蒸発源１に投入されている電力量及び蒸発源１内の温度等の１項目のデータから算出していた。
【００４１】
一方、実施例６では、膜厚センサ５０で検出する蒸着速度と、蒸発源１に投入されている電力量の両方から、坩堝内に有る残りの蒸着材料の量を算出する。坩堝内の残材料量とｎ値の関係をデータ化しておくことによって、残材料量から基板・ノズル中心間距離Ｌを決定する回転台台座３１Ｂの回転速度の最適を算出・設定することにより、蒸着装置を長時間稼働させて、膜厚均一性をより良い状態で稼働できる。
【００４２】
(実施例７)
図１０は、実施例３の派生例である実施例７を示す図である。図１０は、図７に示す実施例３の構成から、膜厚センサ５０とノズル１０の位置関係が、蒸発源１が動いた際にも変化しないように、膜厚センサ５０を台座３１に固定している。なお、蒸発源移動機構３０Ｃは、実施例３と異なり、基板２の辺と平行に設けている。
【００４３】
実施例７は、膜厚センサ５０とノズル１０の位置関係を固定することにより、蒸発源１の位置移動による膜厚センサ５０で検出する蒸着レートのｎ値換算値を変更しなくてもよく、計算が簡単で制御し易くなる。
【００４４】
本方法は、実施例１、実施例２及び実施例４にも適用できる。図８に示す実施例４においては、それぞれの蒸発源１に膜厚センサ５０を設けるとよい。
【００４５】
(実施例８)
図１１は、図１０は、実施例３の派生例である実施例８を示す図である。図１０に示す実施例７では、膜厚センサ５０を台座３１の上に固定した。実施例８では台座３１以外の真空装置内の構造物に固定し、蒸発源１が移動するとノズル１０と膜厚センサ５０の位置関係が変化する。このような構成であると、坩堝内の蒸着材料量が変化した際にｎ値も変化し、膜厚センサ５０で検出される蒸着速度一定の条件で坩堝への投入電力を制御した場合、坩堝への投入電力が変化してしまう。しかし、膜厚センサ５０で検出される蒸着速度一定の条件で、坩堝への投入電力ではなく、基板回転中心とノズル法線の距離Ｌを制御するようにし、膜厚センサ５０の位置を最適な位置に設置することにより、一つの膜厚センサ５０のみで蒸発源の位置を最適な位置に制御することができる。実施例８の構成において、膜厚センサ５０の位置は、ｎ値変化に対して最適又は所定の位置に蒸発源１を移動させた際に、膜厚センサ５０で検出する蒸着速度が常に一定となる場所が望ましい。
【００４６】
本実施例も、実施例７と同様に、実施例１、実施例２及び実施例４にも適用できる。
【００４７】
(実施例９)
最後に、各実施例における蒸発源１の移動制御方法について説明する。
図１２は、図２に示すグラフに、ｎ値変化に対して蒸発源１をリニアに移動させる一点鎖線で示す準最適値直線を破線で示す最適値曲線に沿って付加した図である。ｎ値と基板・ノズル中心間距離Ｌの関係は、最適値曲線、膜厚均一性が±５％である境界線からも分かるように、曲線となる。この曲線に沿わせるように蒸発源１をリニアに移動させようとすると、蒸発源１の移動速度を逐次変化させなければ成らない。
【００４８】
実施例２において、図５に示す蒸発源１を破線で示す位置から実線で示す位置に反時計回りに等速で回転させる。その場合の蒸発源1の軌道が図１２に示す最適値曲線の非直性を打ち消すように、回転座台３１Ｂの中心位置及び蒸発源１の回転範囲を設定する。
この結果、実施例２では、回転座台３１Ｂを単に等速運動させるだけで、最適値曲線又は近似最適値曲線に沿って蒸発源１を移動させることができ、膜厚均一性を確保できる。
【００４９】
一方、実施例１、３の場合は、蒸発源１を直線的に移動させる場合は、最適値曲線に沿った移動は実現できないが、等速運動で準最適値直線に沿った移動を実現できる。また、実施例１の場合は、等速運動はできないが最適値曲線に沿うように位置制御することはできる。
【００５０】
以上のように本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００５１】
１：蒸発源                            ２：基板
２ｃ：基板回転中心軸                  １０：ノズル
１０ｈ：ノズル法線                    ２０：材料蒸気
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ：蒸発源移動機構
３１：台座                            ３１Ｂ：回転台座
３２：２次元移動機構                  ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ：レール
３３：回転駆動機構                    ３４：１次元移動機構
４０：材料投入機構                    ５０：膜厚センサ
６０：真空チャンバ                    ６１：真空バルブ
６２：真空排気系                      ７０：膜厚制御コントローラ
８０：基板回転駆動系                  ９０：制御装置
１００：真空蒸着装置(蒸着装置)
Ｌ：基板回転中心軸とノズル法線との距離(基板・ノズル中心間距離)
【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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