(57)【要約】  この蒸着材料供給方法は、蒸着材料を収容する材料収容部に収容された蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、材料収容部内で溶融した蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、材料収容部内に蒸着材料を供給する供給ステップと、供給ステップで供給した後の固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出ステップとを具備する。
2014061150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、
前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給ステップと、
前記供給ステップで供給した後の前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出ステップと、
前記溶融状態検出ステップでの検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出ステップとを具備し、
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出ステップでの検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む蒸着材料供給方法。
【請求項２】
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料と同一成分の前記固相の蒸着材料を送り込む請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項３】
前記固相の蒸着材料は線状であり、
前記溶融状態検出ステップでは、前記供給ステップでの溶融後の前記固相の蒸着材料の先端位置を検出し、
前記液面検出ステップでは、前記固相の蒸着材料の先端位置に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項４】
前記固相の蒸着材料は線状であり、
前記液面検出ステップで検出した前記液面の高さに基づいて、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を算出する体積算出ステップと、
前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を、前記固相の蒸着材料の長さに換算する長さ算出ステップとを具備し、
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に、前記長さ算出ステップにて算出した長さの前記固相の蒸着材料を送り込む請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項５】
前記固相の蒸着材料は線状であり、
前記溶融状態検出ステップでは、前記供給ステップにて送り出した前記固相の蒸着材料を引き戻して、当該固相の蒸着材料の先端を検出する請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項６】
前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、
前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項７】
前記固相の蒸着材料は線状であり、
前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、
前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の先端位置を検出し、
前記液面検出ステップでは、前記溶融状態検出ステップでの検出結果と、前記退避ステップにて前記固相の蒸着材料を前記退避位置まで退避させる退避量に基づいて前記液面の高さを算出する請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項８】
請求項１に記載の蒸着材料供給方法を用いた、基板製造方法。
【請求項９】
材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させるとともに、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する蒸着装置を制御する制御装置であって、
前記蒸着装置が前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて前記固相の蒸着材料を送り込んで溶融させ、残りの前記固相の蒸着材料を引き戻した際の、引き戻された当該固相の蒸着材料の先端位置に基づいて、前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部と、
前記液面検出部の検出結果に基づいて、前記材料収容部内に供給すべき蒸着材料の体積を算出し、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、算出した体積分の前記固相の蒸着材料を送り込むよう前記蒸着装置を制御する蒸着材料送り込み制御部とを具備する制御装置。
【請求項１０】
材料収容部と、
前記材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱部と、
前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給部と、
前記供給部が前記材料収容部内に蒸着材料を供給した後の前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出部と、
前記溶融状態検出部の検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部とを具備し、
前記供給部は、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出部の検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着材料供給方法、基板製造方法、制御装置および蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着による成膜を長時間繰り返し行う場合、蒸発させる材料を供給して液面の高さを一定に保つことが重要となる。
例えば、２７０°偏向型の電子ビーム蒸発源を用いて材料を蒸発させる場合、電子ビームが液面に対して斜めに照射されるため、蒸発に伴い材料が減少して液面（蒸発面）の高さが低下すると、電子ビームの照射位置が当初の液面の高さの場合とは異なる位置となる。これにより、膜厚分布の変化を招くおそれがある。
また、抵抗加熱式の坩堝を用いて材料を蒸発させる場合、蒸発に伴い材料が減少して液面の高さが低下すると、坩堝の加熱部分と材料との位置関係が変化し、膜厚分布の変化を招くおそれがある。【０００３】
液面の高さを一定に保つために、液面の高さ又は材料の量を測定する方法として、材料が充填された坩堝の重量を測定する方法（例えば、特許文献１）や、光学撮像素子を用いる方法（例えば、特許文献２）や、フロートを液面に浮かべる方法（例えば、特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３５１６７号公報
【特許文献２】特公平７−４２５７５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、材料が充填された坩堝の重量を測定する方法では、例えば坩堝の外側に材料が付着して重量が変化した場合に、坩堝内の材料の重量の変化と区別することができず、ひいては液面の高さを正確に把握できないおそれがある。また、光学撮像素子を用いる方法では、材料が光学素子の窓に付着することにより、液面の検知を妨げられるおそれがある。また、フロートを液面に浮かべる方法は、溶融面積が小さい場合には適用が困難である。さらに、フロートを液面に浮かべる方法では、フロートが溶融すると材料を汚染してしまう。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、材料を汚染せず、また、溶融面積が小さい場合であっても、液面の高さをより正確に測定することのできる蒸着材料供給方法、基板製造方法、制御装置および蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による蒸着材料供給方法は、材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給ステップと、前記供給ステップで供給した後の前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出ステップと、前記溶融状態検出ステップでの検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出ステップとを具備し、前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出ステップでの検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む。【０００８】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料と同一成分の前記固相の蒸着材料を送り込む。【０００９】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記固相の蒸着材料は線状であり、前記溶融状態検出ステップでは、前記供給ステップでの溶融後の前記固相の蒸着材料の先端位置を検出し、前記液面検出ステップでは、前記固相の蒸着材料の先端位置に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する。【００１０】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記固相の蒸着材料は線状であり、前記液面検出ステップで検出した前記液面の高さに基づいて、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を算出する体積算出ステップと、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を、前記固相の蒸着材料の長さに換算する長さ算出ステップとを具備し、前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に、前記長さ算出ステップにて算出した長さの前記固相の蒸着材料を送り込む。【００１１】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記固相の蒸着材料は線状であり、前記溶融状態検出ステップでは、前記供給ステップにて送り出した前記固相の蒸着材料を引き戻して、当該固相の蒸着材料の先端を検出する。【００１２】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する。【００１３】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記固相の蒸着材料は線状であり、前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の先端位置を検出し、前記液面検出ステップでは、前記溶融状態検出ステップでの検出結果と、前記退避ステップにて前記固相の蒸着材料を前記退避位置まで退避させる退避量に基づいて前記液面の高さを算出する。【００１４】
また、本発明の他の一態様における基板製造方法は、上述の蒸着材料供給方法を用いた基板製造方法である。【００１５】
また、本発明の他の一態様における制御装置は、材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させるとともに、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する蒸着装置を制御する制御装置であって、前記蒸着装置が前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて前記固相の蒸着材料を送り込んで溶融させ、残りの前記固相の蒸着材料を引き戻した際の、引き戻された当該固相の蒸着材料の先端位置に基づいて、前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部と、前記液面検出部の検出結果に基づいて、前記材料収容部内に供給すべき蒸着材料の体積を算出し、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、算出した体積分の前記固相の蒸着材料を送り込むよう前記蒸着装置を制御する蒸着材料送り込み制御部とを具備する。【００１６】
また、本発明の他の一態様における蒸着装置は、材料収容部と、前記材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱部と、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給部と、前記供給部が前記材料収容部内に蒸着材料を供給した後の前記固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出部と、前記溶融状態検出部の検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部とを具備し、前記供給部は、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出部の検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、材料を汚染せず、また、溶融面積が小さい場合であっても、液面の高さをより正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるシャッタ１２２の閉状態を示す図である。
【図３】同実施形態での１回の材料供給処理における、ワイヤ９２１の動作とワイヤ先端検出センサ１１０の状態（ワイヤ検出状況）とシャッタ１２２の位置との例を示す図である。
【図４】同実施形態における坩堝１４０内の液面が基準液面位置にある場合のワイヤの戻り量の例を示す図である。
【図５】同実施形態における坩堝１４０内の液面の位置が基準液面位置と異なる場合のワイヤの戻り量の例を示す図である。
【図６】同実施形態の次回の材料供給処理における送り量の例を示す図である。
【図７】同実施形態において、処理タイミング検出部２０５が検出する材料供給処理の開始タイミングの第１の例を示す図である。
【図８】同実施形態における基板の位置の例を示す図である。
【図９】同実施形態において処理タイミング検出部２０５が検出する材料供給処理の開始タイミングの第２の例を示す図である。
【図１０】同実施形態の搬送基板間隔材料供給方法において処理タイミング検出部２０５が材料供給処理の開始タイミングを検出する処理手順の例を示す図である。
【図１１】同実施形態において、蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
【図１２】同実施形態のステップＳ２１０における処理の手順を示す図である。
【図１３】同実施形態で、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
【図１４】同実施形態で、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う１回目の材料供給処理の手順を示す図である。
【図１５】同実施形態で、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う２回目以降の材料供給処理の手順を示す図である。
【図１６】同実施形態で、定常的変位補正機能を使用する設定において蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
【図１７】同実施形態で、定常的変位補正機能を使用する設定において蒸着装置１が行うｎ＋１回目以降の材料供給処理の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る蒸着装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、蒸着装置１は、ワイヤドラム１０１と、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２と、回転軸１０３と、ギア１０４と、ワイヤ送りローラ１０５と、ワイヤガイドノズル１０６と、ワイヤ先端検出センサ１１０と、シャッタ駆動用モータ１２１と、シャッタ１２２と、電子ビーム装置１３０と、坩堝１４０と、制御装置２００とを具備する。制御装置２００は、ワイヤ動作制御部２０１と、ワイヤ先端検出部２０２と、シャッタ制御部２０３と、ワイヤ送り量計算部２０４と、処理タイミング検出部２０５とを具備する。
【００２１】
蒸着装置１は、蒸着材料を蒸発させて被蒸着物に蒸着させる。
ここで、蒸着材料とは、蒸着のために蒸発させる材料である。以下では、蒸着材料を、単に「材料」と称する。なお、本発明の実施形態における材料の素材は、特定のものに限らない。例えば、材料は、アルミニウム等の金属であってもよいし、酸化物またはフッ化物であってもよい。
また、以下では材料がワイヤの形状をしている場合を例に説明するが、材料の形状はこれに限らない。例えば幅および厚さが一定のシート状など、坩堝１４０へ向けて材料を送る動作と、送った材料を戻す動作（送る際と逆向きに動かす動作）とが可能であり、かつ、一部が溶融した際に残りの部分を測定することで溶融量を求めることができる形状であればよい。
【００２２】
また、被蒸着物とは、蒸着材料を蒸着される物である。なお、本発明の実施形態における被蒸着物は、特定のものに限らない。例えば、被蒸着物は、有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）パネル等の基板であってもよいし、レンズ等の光学素子であってもよい。以下では、被蒸着物が基板である場合を例に説明する。
【００２３】
坩堝１４０は、材料収容部の一例に該当し、材料を収容する。
電子ビーム装置１３０は、加熱部の一例に該当し、坩堝１４０に収容された材料を加熱して蒸発させる。電子ビーム装置１３０が、坩堝１４０に収容された材料を加熱して蒸発させる処理は、加熱ステップにおける処理の一例に該当する。
ここで、電子ビーム装置１３０が坩堝１４０に収容された材料を加熱することで、坩堝１４０内に収容された材料は、溶融状態にある材料９２２となっている。さらに、溶融した材料９２２にワイヤ９２１が挿入されると、ワイヤ９２１は溶融した材料９２２の熱によって溶融される。従って、溶融した材料９２２にワイヤ９２１を挿入することで、坩堝１４０に材料を供給することができる。
ただし、本発明の実施形態における加熱部は電子ビーム装置１３０に限らず、坩堝１４０を加熱して材料を蒸発させるものであればよい。例えば、蒸着装置１が、加熱部として、坩堝１４０を加熱する抵抗加熱ヒータを具備するようにしてもよい。
【００２４】
ワイヤドラム１０１は、当該ワイヤドラム１０１の芯となる円筒に、蒸着材料であるワイヤ９２１が巻き付けられて構成され、ワイヤ送りローラ１０５の動作に応じてワイヤを送り出す。
ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２は、回転軸１０３およびギア１０４を介してワイヤ送りローラ１０５を回転させる。
回転軸１０３とギア１０４とは、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２の生成する回転力をワイヤ送りローラ１０５へ伝達する。
ワイヤ送りローラ１０５は、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２の生成する回転力にて回転して材料を動作させる。具体的には、ワイヤ送りローラ１０５は、ワイヤドラム１０１から供給される材料を坩堝１４０へ向けて送り出す。また、ワイヤ送りローラ１０５は、坩堝１４０へ向けて送り出した材料を、引き戻す。この材料を引き戻す処理は、シャッタ１２２やワイヤガイドノズル１０６などによって作られる退避位置（材料が蒸着する範囲から外れた位置）に固相の蒸着材料であるワイヤ９２１を退避させる処理であり、退避ステップにおける処理の一例に該当する。
また、ワイヤ送りローラ１０５の回転の向きおよび回転量を測定することで、ワイヤ９２１の移動量（特に、ワイヤ９２１の先端の移動量）を計算することができる。
【００２５】
ワイヤガイドノズル１０６は、ワイヤ送りローラ１０５が坩堝１４０へ向けて送り出す材料を支持して、当該材料の坩堝１４０への向きを安定させる。また、図１に示す状態において、ワイヤガイドノズル１０６は、ワイヤ９２１の移動方向を規定すると共に、坩堝１４０からワイヤ先端検出センサ１１０へ通じる空間を狭めている。これにより、坩堝１４０にて蒸発した材料のワイヤ先端検出センサ１１０への移動を抑制できる。従って、材料のワイヤ先端検出センサ１１０への蒸着を抑制できる。
【００２６】
ここで、ワイヤドラム１０１と、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２と、回転軸１０３と、ギア１０４と、ワイヤ送りローラ１０５と、ワイヤガイドノズル１０６とで、供給部１００を構成し、坩堝１４０で溶融した材料９２２に向けて、固相の材料であるワイヤ９２１を送り込んで溶融させることにより、坩堝１４０内に材料を供給する。供給部１００が、坩堝１４０で溶融した材料９２２に向けて、固相の材料を送り込んで溶融させる処理は、供給ステップにおける処理の一例に該当する。より具体的には、供給部１００は、線状である固相の材料としてのワイヤ９２１を坩堝１４０に進出させることで材料を供給する。
【００２７】
ただし、本発明の実施形態における供給部は、ワイヤドラム１０１と、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２と、回転軸１０３と、ギア１０４と、ワイヤ送りローラ１０５と、ワイヤガイドノズル１０６とに限らず、材料（例えばワイヤ９２１）を坩堝１４０へ向けて送り、また、送った材料を戻すことが可能なものであればよい。
なお、図１では、図を見易くするために、ローラとして１対のワイヤ送りローラ１０５のみを図示しているが、蒸着装置１は、ワイヤ９２１を坩堝１４０に向けて送る動作、および、送ったワイヤ９２１を戻す動作を安定して行える数のローラを具備する。
【００２８】
ワイヤ先端検出センサ１１０は、溶融状態検出部の一例に該当し、供給部１００が坩堝１４０内に材料を供給した後の固相の材料の溶融状態を検出する。ワイヤ先端検出センサ１１０が、供給部１００が坩堝１４０内に材料を供給した後の固相の材料の溶融状態を検出する処理は、溶融状態検出ステップにおける処理の一例に該当する。
より具体的には、ワイヤ先端検出センサ１１０は、固相の材料であるワイヤ９２１の先端位置を検出する。以下では、ワイヤ先端検出センサ１１０が、光を出力する光源１１０ａと、光源からの光を検出する光センサ１１０ｂとを具備する場合を例に説明する。ワイヤ９２１がこの光源１１０ａと光センサ１１０ｂとの間を通過すると、光源１１０ａが出力した光がワイヤ９２１によって遮られ、光センサ１１０ｂは光を検出しなくなる。ワイヤ先端検出センサ１１０は、光センサ１１０ｂにおける光の検知／不検知の切り替わりにて、当該タイミングにおいてワイヤ９２１の先端が光源１１０ａと光センサ１１０ｂとの間（以下では、「ワイヤ先端検出センサ１１０の位置」と称する）に位置することを検出する。
【００２９】
ただし、ワイヤ先端検出センサ１１０の構成は、光源１１０ａと光センサ１１０ｂとを具備する構成に限らない。例えば、ワイヤ先端検出センサ１１０が、ワイヤ９２１によって押下されるスイッチを具備し、スイッチのオン／オフの切り替わりにて、当該タイミングにおいてワイヤ９２１の先端がスイッチの設けられた位置にあることを検出するようにしてもよい。
また、ワイヤ先端検出センサ１１０の取り付け位置や向きは図１に示すものに限らず、ワイヤ９２１の先端の位置を検出可能であればよい。例えば、ワイヤ先端検出センサ１１０が水平方向に取り付けられていてもよい。
【００３０】
シャッタ１２２は、抑制部の一例に該当し、シャッタ１２２の閉状態（閉じた状態）において坩堝１４０とワイヤ先端検出センサ１１０との間に位置することで、電子ビーム装置１３０による加熱にて蒸発した材料の、ワイヤ先端検出センサ１１０への蒸着を抑制する。
ここで、図１では、シャッタ１２２の開状態（開いている状態）が示されている。このシャッタ１２２の開状態では、ワイヤ９２１の先端がワイヤガイドノズル１０６よりもワイヤドラム１０１側へ戻されると、坩堝１４０で蒸発した材料が、ワイヤガイドノズル１０６の穴を通ってワイヤ先端検出センサ１１０へ到達し得る。ただし、上述したように、ワイヤガイドノズル１０６が、坩堝１４０からワイヤ先端検出センサ１１０へ通じる空間を狭めていることで、材料のワイヤ先端検出センサ１１０への蒸着を抑制できる。
【００３１】
一方、図２は、シャッタ１２２の閉状態を示す図である。
同図の状態において、シャッタ１２２は、坩堝１４０とワイヤ先端検出センサ１１０との間に位置することで、電子ビーム装置１３０による加熱にて蒸発した材料の、ワイヤ先端検出センサ１１０へ移動を抑制する。
【００３２】
シャッタ駆動用モータ１２１は、ステッピングモータであり、シャッタ１２２の角度を変化させることでシャッタ１２２を開閉させる。シャッタ駆動用モータ１２１がシャッタ１２２を動作させる処理は、抑制ステップの一例に該当する。
なお、本発明の実施形態において抑制部を動作させる方法は、ステッピングモータを用いる方法に限らない。例えば、シャッタ１２２が自重にて閉状態となるようにし、シャッタ駆動用モータ１２１がシャッタ１２２に対して回転力を加えることでシャッタ１２２が開状態となるようにしてもよい。
【００３３】
制御装置２００は、ワイヤ９２１の動作やシャッタ１２２の動作を制御する。ここで、制御装置２００は、様々な形態で実現可能である。例えば、コンピュータにて制御装置２００を実現し、当該コンピュータがプログラムを実行することで制御装置２００の各部を実行してもよい。あるいは、制御装置２００の各部をハードウェア回路にて実現してもよい。
【００３４】
ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御することで、ワイヤ９２１の動作を制御する。
ワイヤ先端検出部２０２は、ワイヤ先端検出センサ１１０における光の検出結果に基づいて、ワイヤ９２１の先端がワイヤ先端検出センサ１１０の位置にあるタイミングを検出する。加えて、ワイヤ先端検出部２０２は、ワイヤ９２１の先端がワイヤ先端検出センサ１１０の位置にあるタイミングからの、ワイヤ送りローラ１０５の回転量に基づいて、ワイヤ９２１の先端の移動量を計算する。これにより、ワイヤ先端検出部２０２は、ワイヤ先端検出センサ１１０の位置を基準（原点）としてワイヤ９２１の先端の位置を検出する。
【００３５】
シャッタ制御部２０３は、シャッタ駆動用モータ１２１を制御することで、シャッタ１２２の開閉を制御する。
ワイヤ送り量計算部２０４は、ワイヤ先端検出部２０２の検出結果に基づいて坩堝１４０内の材料の液面の高さを検出し、当該液面の高さに基づいて、坩堝１４０への材料の供給のためにワイヤ９２１を送り出すべき量を計算する。ワイヤ送り量計算部２０４は、本発明における液面検出部の一例に該当する。また、ワイヤ送り量計算部２０４が、ワイヤ先端検出部２０２の検出結果に基づいて坩堝１４０内の材料の液面の高さを検出する処理は、液面検出ステップにおける処理の一例に該当する。
処理タイミング検出部２０５は、蒸着装置１が、坩堝１４０に材料を供給する処理（以下、「材料供給処理」と称する）を行うタイミングを検出する。材料供給処理のタイミングについては後述する。
【００３６】
なお、ワイヤドラム１０１と、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２と、回転軸１０３と、ギア１０４と、ワイヤ送りローラ１０５と、ワイヤガイドノズル１０６と、ワイヤ先端検出センサ１１０と、シャッタ駆動用モータ１２１と、シャッタ１２２と、電子ビーム装置１３０と、坩堝１４０とは、真空ケース９１０内に設置されている。ここで、真空ケース９１０内は、成膜の厚さを一定にするために、排気されてほぼ真空な状態となっている。
【００３７】
なお、蒸着装置１は、被蒸着物である基板を移動させて、材料の蒸発した雰囲気中を通過させるベルトコンベアを具備するが、図示を省略する。
また、後述するように、蒸着装置１は、被蒸着物である基盤の位置を検出するセンサをさらに具備する。
【００３８】
次に、図３を参照して、ワイヤ９２１およびシャッタ１２２の動作について説明する。
図３は、１回の材料供給処理における、ワイヤ９２１の動作とワイヤ先端検出センサ１１０の状態（ワイヤ検出状況）とシャッタ１２２の位置との例を示す図である。
材料供給処理が始まると、時刻ｔ１０１において、シャッタ制御部２０３がシャッタ駆動用モータ１２１を制御してシャッタ１２２を開かせる。時刻ｔ１０２において、シャッタ１２２が開くと、ワイヤ動作制御部２０１がワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御して、ワイヤ９２１の送り動作を行わせている。
【００３９】
ここで、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ９２１を送る速度として、２段階の速度を使い分ける。まず、ワイヤ９２１の先端は、時刻ｔ１０２の時点ではワイヤ先端検出センサ１１０の付近に位置している。そこで、ワイヤ動作制御部２０１は、時刻ｔ１０４までの、ワイヤ９２１の先端が坩堝１４０に近付くまでの間、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御して、ワイヤ９２１を高速で送る高速送り動作を行わせる。なお時刻ｔ１０２からｔ１０３までは、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ９２１を高速で送るまでの立ち上げを行っている。ワイヤ動作制御部２０１が、ワイヤ９２１を高速で送らせることで、蒸着装置１は、より速やかに材料供給処理を完了させることができる。ワイヤ動作制御部２０１は、例えば、ワイヤ９２１の先端が基準液面位置に到達するまでワイヤ９２１を高速で送らせる。ここで、基準液面位置とは、坩堝１４０内の溶融した材料９２２の液面（以下、「坩堝１４０内の液面」と称する）の目標位置である。
【００４０】
一方、ワイヤ９２１の先端が坩堝１４０に近付くと、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御して、ワイヤ９２１を低速で送る低速送り動作を行わせる。図３の例では、時刻ｔ１０５からｔ１０６までの間、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ９２１を低速で送らせている。ワイヤ９２１を低速で送らせることで、坩堝１４０内の溶融した材料９２２に進入したワイヤ９２１を、より確実に溶融させることができる。
【００４１】
時刻ｔ１０７において、ワイヤ９２１の送り量がワイヤ送り量計算部２０４の設定した送り量に達し、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御してワイヤ９２１をワイヤドラム１０１側へ戻す戻り動作を行わせている。ワイヤ動作制御部２０１は、例えば、高速送り動作の場合と同じワイヤ速度で戻り動作を行わせる。
この戻り動作により、時刻ｔ１０９に、ワイヤ９２１の先端がワイヤ先端検出センサ１１０の位置を通過し、ワイヤ先端検出センサ１１０が、ワイヤ９２１を検出しない状態へと切り替わっている。そこで、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ９２１の戻り動作を終了し、再びワイヤ９２１を送らせる。この送り動作により、時刻ｔ１１０に、ワイヤ９２１の先端がワイヤ先端検出センサ１１０の位置を通過し、ワイヤ先端検出センサ１１０が、ワイヤ９２１を検出している状態へと切り替わっている。そこで、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ９２１の送りを終了し、時刻ｔ１１１に、ワイヤ９２１が停止している。ワイヤ９２１の停止を受けて、シャッタ制御部２０３は、シャッタ駆動用モータ１２１を制御してシャッタ１２２を閉じさせ、時刻ｔ１１２においてシャッタ１２２が閉じている。その後、蒸着装置１は、１回の材料供給処理を終了する。このように、シャッタ制御部２０３は、材料供給処理中以外は、シャッタ１２２を閉状態にする。
【００４２】
次に、図４および図５を参照して、ワイヤ送り量計算部２０４が行うワイヤ送り量の計算について説明する。
図４は、坩堝１４０内の液面が基準液面位置にある場合のワイヤの戻り量の例を示す図である。
同図において、トータルワイヤ送り量Ｘｗは、ワイヤ先端検出センサ１１０の位置Ｐを基準として、ワイヤ送りローラ１０５がワイヤ９２１を坩堝１４０側へ送るべき距離を示す。このトータルワイヤ送り量Ｘｗは、液面基準距離Ｘｏと、基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓとの合計として得られる。
液面基準距離Ｘｏは、ワイヤ先端検出センサ１１０の位置から基準液面までの距離を示す。上述したように、基準液面は坩堝１４０内の液面の目標位置であり、従って、液面基準距離Ｘｏは、設計値として予めユーザ設定される。
基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓは、材料供給処理を行ってから次の材料供給処理までに消費される（蒸発する）材料分に相当するワイヤ長さである。この基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓは、供給間隔時間（材料供給処理を行ってから次の材料供給処理を行うまでの時間）に単位時間当たりの材料の消費量（蒸発量）を乗算した値となる。
【００４３】
坩堝１４０内の液面が基準液面位置にある場合、トータルワイヤ送り量Ｘｗのうち、基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓ分が、坩堝１４０内の溶融した材料９２２に挿入されて溶融する。従って、ワイヤ９２１の戻り量は、液面基準距離Ｘｏとなる。ここでいう戻り量は、ワイヤ９２１の戻り動作において、ワイヤ９２１の先端がワイヤ先端検出センサ１１０の位置Ｐに到達するまでの移動距離である。
なお、以下では、ワイヤ９２１のうち坩堝１４０内の溶融した材料９２２に挿入された部分が溶融する場合を例に説明する。ワイヤ９２１が比較的溶融しにくく、ワイヤ９２１の溶融する部分が液面より下になる場合や、ワイヤ９２１が比較的溶融し易く、液面より上までワイヤ９２１が溶融する場合は、液面の位置との差に応じて補正を行うことが考えられる。
【００４４】
なお、図４に示す、坩堝１４０内溶融範囲の直径Ａは、液面の高さから材料不足分の容量を求めるのに用いられる。ここで、坩堝１４０内溶融範囲の直径とは、坩堝１４０内の液面の直径である。蒸着装置１が、液面が基準液面位置から大きく低下しないうちに材料を供給することで、坩堝１４０内溶融範囲の直径として、基準液面位置における直径を用いることができる。なお、基準液面位置における直径は、設計値として予めユーザ設定される。
また、ワイヤ９２１の直径ａは、材料の容量をワイヤ長さに変換するのに用いられる。また、角θは、ワイヤ長さを液面の高さに換算するのに用いられる。これらワイヤ９２１の直径ａや角θも、設計値として予めユーザ設定される。
【００４５】
図５は、坩堝１４０内の液面の位置が基準液面位置と異なる場合のワイヤの戻り量の例を示す図である。図４の場合と異なり、図５では、液面の位置が基準液面位置から変化している。この液面の位置の変化により、戻り量Ｘｂと液面基準距離Ｘｏとが異なる。そこで、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（１）に基づいて、基準液面位置に対する液面の高さの差Δｈを計算する。
【００４６】
【数１】
2014061150.tif 000003
【００４７】
次に、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（２）に基づいて、坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量（体積）について補正すべき量Ｍｓを計算する。
【００４８】
【数２】
2014061150.tif 000004
【００４９】
ワイヤ送り量計算部２０４が坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量（体積）について補正すべき量を計算する処理は、体積算出ステップにおける処理の一例に該当する。
次に、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（３）に基づいて、補正すべき量Ｍｓをワイヤ長さΔＸｔに変換する。
【００５０】
【数３】
2014061150.tif 000005
【００５１】
さらに、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（４）に基づいて基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓを補正して、坩堝１４０へ供給すべきワイヤ長さＸａ（すなわち、溶融させる分のワイヤ長さ）を計算する。
【００５２】
【数４】
2014061150.tif 000006
【００５３】
ワイヤ送り量計算部２０４が坩堝１４０へ供給すべきワイヤ長さを計算する処理は、長さ算出ステップにおける処理の一例に該当する。
その後、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（５）に基づいて、次回の材料供給処理におけるトータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する。
【００５４】
【数５】
2014061150.tif 000007
【００５５】
図６は、次回の材料供給処理における送り量の例を示す図である。同図に示すように、送り量が、式（３）で求めた補正分のワイヤ長さΔＸｔの分だけ補正されている。ここで、図５の例のように液面が基準液面位置より低下している場合は、式（３）より補正分のワイヤ長さΔＸｔの値が負になる。従って、図４の例のように液面が基準液面位置にある場合よりも、トータルワイヤ送り量Ｘｗは長くなる。
【００５６】
次に、図７〜図１０を参照して、処理タイミング検出部２０５が検出する材料供給処理の開始タイミングについて説明する。
図７は、処理タイミング検出部２０５が検出する材料供給処理の開始タイミングの第１の例を示す図である。同図では、材料供給処理の開始タイミング検出方法が、定期材料供給方法に設定されている場合の、材料供給処理の開始タイミングの例を示している。
この定期材料供給方法では、蒸着装置１は、一定時間毎に材料供給処理を行う。図７の例において、時刻ｔ２０１に蒸着装置１が自動運転を開始すると、処理タイミング検出部２０５は、時刻ｔ２０２、ｔ２０３、ｔ２０４と、予め設定されている供給周期Ｔ毎に材料供給処理の開始タイミングを検出し、これに基づいて蒸着装置１は材料供給処理を行っている。処理タイミング検出部２０５は、例えばタイマを有し、当該タイマにて供給周期Ｔを測定することで、材料供給処理の開始タイミングを検出する。
【００５７】
この定期材料供給方法では、蒸着装置１が一定時間毎に材料を供給するので、材料供給処理の間の材料消費量（蒸発量）が一定となることが期待される。したがって、材料供給量を一定にすればよく、坩堝１４０の液面の高さを一定に制御し易い。また、定期材料供給方法では、一定時間毎に材料を供給するので、後述する平均値を用いた定常的変位補正の有効性が高いことが期待される。
なお、定期材料供給方法の場合、ワイヤ送り量計算部２０４は、基準材料消費量Ｘｓ（図４の例のように坩堝１４０の液面の位置が基準液面位置にある場合に、１回の材料供給処理において溶融させるべきワイヤ９２１の長さ）を、式（６）に基づいて算出する。
【００５８】
【数６】
2014061150.tif 000008
【００５９】
ここで、Ｔは供給周期（例えば、単位：分）を示す。また、Ｇは材料消費量（単位時間当たりに消費する材料容量をワイヤ長さに換算した長さ。例えば、単位：ミリメートル毎分（ｍｍ／分））を示す。また、Ｘｓは、基準材料消費量（例えば、単位：ミリメートル（ｍｍ））を示す。
【００６０】
図８は、被蒸着物である基板の位置の例を示す図である。材料供給処理の開始タイミングのもう１つの検出方法である搬送基板間隔材料供給方法では、基板が蒸着領域（材料の蒸発した雰囲気）に到達する前に材料供給処理を行う。そのために、基板が蒸着領域に到達する前に１回の材料供給処理を行える距離ｄ３１１の位置において、基板検出センサ１５０が基板を検知すると、蒸着装置１は材料供給処理を行う。そこで、処理タイミング検出部２０５は、基板検出センサ１５０が基板を検知すると、当該検知したタイミングを材料供給処理の開始タイミングとして検出する。
【００６１】
図９は、処理タイミング検出部２０５が検出する材料供給処理の開始タイミングの第２の例を示す図である。
図９の例では、図８の例において基板検出センサ１５０が基板Ｂ３０１、Ｂ３０２、Ｂ３０３を検出した時刻ｔ３０１、ｔ３０２、ｔ３０３の各々にて、処理タイミング検出部２０５が、材料供給処理の開始タイミングを検出している。
また、搬送基板間隔材料供給方法において、坩堝１４０内の液面が過度に低下するのを防止するために、所定時間以上基板が搬送されない場合にも材料供給処理を行うようにしてもよい。図９の例では、時刻ｔ３０３から供給周期限界時間Ｔｍａｘが経過した時刻ｔ３０４において、基板検出センサ１５０は基板を検出していないが、処理タイミング検出部２０５は、当該時刻ｔ３０４を、材料供給処理の開始タイミングとして検出している。ここで、供給周期限界時間Ｔｍａｘは、材料供給処理を行ってから次の材料供給処理を行うまでの時間の上限として予め設定されている時間である。
【００６２】
図１０は、搬送基板間隔材料供給方法において処理タイミング検出部２０５が材料供給処理の開始タイミングを検出する処理手順の例を示す図である。
同図の処理において、処理タイミング検出部２０５は、まず、自らの有するタイマをリセットして時間カウントを開始する（ステップＳ１０１）。
次に、処理タイミング検出部２０５は、タイマカウント値が供給周期限界時間Ｔｍａｘに達したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。供給周期限界時間Ｔｍａｘに達したと判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、処理タイミング検出部２０５は、ワイヤ送り量計算部２０４に対して材料供給動作の開始を指示する（ステップＳ１０４）。その後、ステップＳ１０１へ戻る。
一方、ステップＳ１０２において、供給周期限界時間Ｔｍａｘに達していないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理タイミング検出部２０５は、基板検出センサ１５０が基板を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。基板を検出したと判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４へ進む。一方、基板を検出していないと判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻る。
このようにして、処理タイミング検出部２０５は、供給周期限界時間Ｔｍａｘが経過したタイミングと、基板検出センサ１５０が基板を検出したタイミングとのいずれも、材料供給処理の開始タイミングとして検出する。
【００６３】
この搬送基板間隔材料供給方法では、基板が蒸着領域に到達する前に、蒸着装置１が材料供給処理を行って坩堝１４０の液面の高さを一定にする。これにより、膜圧が一定となることが期待される。また、基板に対する成膜中には材料供給処理を行わないので、坩堝１４０内の温度変化によるレート変動が発生しない。
なお、搬送基板間隔材料供給方法の場合、ワイヤ送り量計算部２０４は、基準材料消費量Ｘｓを、式（７）に基づいて算出する。
【００６４】
【数７】
2014061150.tif 000009
【００６５】
ここで、Ｔｉは供給周期（例えば、単位：分）を示す。搬送基板間隔材料供給方法の場合、この供給周期Ｔｉは変動し得る。供給周期Ｔｉが、供給周期限界時間Ｔｍａｘ（例えば、単位：分）に達した場合、式（７）は式（８）のようになる。
【００６６】
【数８】
2014061150.tif 000010
【００６７】
次に、図１１〜図１７を参照して、蒸着装置１の動作について説明する。
図１１は、蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
同図の処理において、まず、ワイヤ送り量計算部２０４および処理タイミング検出部２０５は、パラメータのユーザ設定を受け付ける（ステップＳ２１０）。
ここで、図１２は、ステップＳ２１０における処理の手順を示す図である。
図１２の処理において、まず、ワイヤ送り量計算部２０４が、構成パラメータのユーザ設定（ユーザによるパラメータ値の設定）を受け付ける（ステップＳ２１１）。ここでいう構成パラメータは、蒸着装置１やワイヤ９２１の仕様から定まる定数である。ワイヤ送り量計算部２０４は、構成パラメータとして、液面基準距離Ｘｏや、基準材料消費量Ｘｓや、坩堝１４０内溶融範囲の直径Ａや、ワイヤ９２１の直径ａのユーザ設定を受け付ける。
【００６８】
次に、処理タイミング検出部２０５が、材料供給処理の開始タイミング検出方法のユーザ選択を受け付ける（ステップＳ２１２）。処理タイミング検出部２０５は、例えば、材料供給処理の開始タイミング検出方法として、定期材料供給方法または搬送基板間隔材料供給方法の何れかの選択を受け付ける。
また、ワイヤ送り量計算部２０４は、後述する定常的変位補正機能の使用有無のユーザ設定と、使用する場合はさらに平均処理のサンプル数の設定とを受け付ける（ステップＳ２１３）。
その後、図１２の処理を終了し、図１１の処理へ戻る。
【００６９】
ステップＳ２１０の後、処理タイミング検出部２０５は、選択されている材料供給処理の開始タイミング検出方法に従って、材料供給処理の開始タイミングを待ち受ける（ステップＳ２２１）。材料供給処理の開始タイミングを検出すると、処理タイミング検出部２０５は、ワイヤ送り量計算部２０４に対して材料供給処理の開始を指示し、ワイヤ送り量計算部２０４は、当該指示に応じてトータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する（ステップＳ２２２）。なお、ステップＳ２２２における具体的処理は、材料供給処理の繰り返し回数や、定常的変位補正機能の使用の有無によって異なる。より詳細な処理については後述する。
【００７０】
トータルワイヤ送り量Ｘｗを算出すると、ワイヤ送り量計算部２０４は、シャッタ１２２を開くようシャッタ制御部２０３に指示し、シャッタ制御部２０３は当該指示に応じて、シャッタ駆動用モータ１２１を制御してシャッタ１２２を開状態にする（ステップＳ２２３）。また、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出したトータルワイヤ送り量Ｘｗをワイヤ動作制御部２０１へ出力する。
シャッタ１２２が開状態になると、シャッタ制御部２０３は、ワイヤ動作開始をワイヤ動作制御部２０１に指示し、ワイヤ動作制御部２０１は、当該指示に応じてワイヤ送り動作を行う。ステップＳ２２４およびＳ２２５がワイヤ送り動作の処理に該当し、ワイヤ動作制御部２０１は、図３を参照して説明したように、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御して、まず高速送り動作を行わせ（ステップＳ２２４）、次に、低速送り動作を行わせる（ステップＳ２２５）。
【００７１】
トータルワイヤ送り量Ｘｗのワイヤ送り動作を完了すると、ワイヤ動作制御部２０１は、ワイヤ送りローラ駆動用モータ１０２を制御してワイヤ戻り動作を行わせる（ステップＳ２２６）。そして、ワイヤ先端検出部２０２が、ワイヤ先端検出センサ１１０の光検出状況に基づいて、ワイヤ９２１の先端位置を検出する（ステップＳ２２７）。
そして、ワイヤ送り量計算部２０４が、ワイヤ先端検出部２０２の検出したワイヤ９２１の先端位置に基づいて、補正分のワイヤ長さΔＸｔを計算する（ステップＳ２２８）。ステップＳ２２８における処理の、より具体的な内容については後述する。
補正分のワイヤ長さΔＸｔを算出すると、ワイヤ送り量計算部２０４は、シャッタ１２２を閉じるようシャッタ制御部２０３に指示し、シャッタ制御部２０３は、当該指示に応じて、シャッタ駆動用モータ１２１を制御してシャッタ１２２を閉状態にする（ステップＳ２２９）。このステップＳ２２２からＳ２２９までの処理が、１回の材料供給処理に該当する。
ステップＳ２２９の後、ステップＳ２２１へ戻る。
【００７２】
図１３は、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
同図の処理において、ステップＳ３１０は、図１１のステップＳ２１０と同様である。また、ステップＳ３２０とＳ３４０とは、いずれも図１１のステップＳ２２１と同様である。また、ステップＳ３３０とＳ３５０とは、いずれも図１１の材料供給処理（ステップＳ２２２からＳ２２９まで）に相当する。ただし、１回目の材料供給処理であるステップＳ３３０の処理と、２回目以降の材料供給処理であるステップＳ３５０とでは、図１１のステップＳ２２２に相当する処理において異なる。
【００７３】
図１４は、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う１回目の材料供給処理の手順を示す図である。蒸着装置１は、図１３のステップＳ３３０において図１４の処理を行う。
図１４の処理において、ワイヤ送り量計算部２０４は、まず、式（５）に基づいてトータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する（ステップＳ３３１）。すなわち、ステップＳ３３１の処理の時点では、未だワイヤ９２１を坩堝１４０の溶融した材料９２２に挿入しておらず、坩堝１４０の液面の高さを検出することができない。そこで、ワイヤ送り量計算部２０４は、図４の例のように坩堝１４０の液面が基準液面位置にあると仮定してトータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する。このステップＳ３３１は、図１１のステップＳ２２２に相当する。
【００７４】
次のステップＳ３３２は、図１１のステップＳ２２３と同様である。また、ステップＳ３３３は、図１１のステップＳ２２４およびＳ２２５と同様である。また、ステップＳ３３４からＳ３３５までは、図１１のステップＳ２２６からＳ２２７までと同様である。
ステップＳ３３５の後、ワイヤ送り量計算部２０４は、ワイヤ先端検出部２０２の検出したワイヤ９２１の先端位置を用いて、式（１）に基づいて基準液面位置に対する液面の高さの差Δｈを計算する（ステップＳ３３６）。次に、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出した液面の高さの差Δｈを用いて、式（２）に基づいて、坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量（体積）について補正すべき量Ｍｓを計算する（ステップＳ３３７）。
そして、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出した補正すべき量Ｍｓを用いて、式（３）に基づいて、補正すべき量Ｍｓを補正分のワイヤ長さΔＸｔに変換する（ステップＳ３３８）。以上のステップＳ３３６からＳ３３８までが、図１１のステップＳ２２８に相当する。
次のステップＳ３３９は、図１１のステップＳ２２９と同様である。
ステップＳ３３９の後、図１４の処理を終了し、図１３の処理へ戻る。
【００７５】
図１５は、定常的変位補正機能を使用しない設定において蒸着装置１が行う２回目以降の材料供給処理の手順を示す図である。蒸着装置１は、図１３のステップＳ３５０において図１５の処理を行う。
図１５の処理において、ワイヤ送り量計算部２０４は、まず、前回の材料供給処理にて算出した補正すべきワイヤ長さΔＸｔを用いて、式（４）に基づいて、坩堝１４０へ供給すべきワイヤ長さＸａを計算する（ステップＳ３５１）。そして、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出した坩堝１４０へ供給すべきワイヤ長さＸａを用いて、式（５）に基づいて、トータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する（ステップＳ３５２）。このように、ワイヤ送り量計算部２０４は、２回目以降の材料供給処理では、坩堝１４０内の液面の高さの検出値を反映させたトータルワイヤ送り量Ｘｗを計算する。
以下、ステップＳ３５３からＳ３６０までは、図１４のステップＳ３３２からＳ３３９までと同様である。ステップＳ３６０の後、図１５の処理を終了し、図１３の処理へ戻る。
【００７６】
なお、図１５のステップＳ３５２において得られたトータルワイヤ送り量Ｘｗが液面基準距離Ｘｏ以下である場合、２通りの処理が考えられる。
まず、当該事象が単発的に生じた場合、何らかの原因で一時的に坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量が増えたが、蒸発して減少することが考えられる。そこで、この場合、材料供給処理を１回分休止して液量の減少を待つことが考えられる。
一方、当該事象が継続している場合、坩堝１４０内の溶融した材料９２２が正常に蒸発していないことが考えられる。そこで、この場合、ユーザに対して警報を発することが考えられる。例えば、ステップＳ３５２において、ワイヤ送り量計算部２０４が、トータルワイヤ送り量Ｘｗが液面基準距離Ｘｏ以下になった連続回数をカウントする。そして、当該連続回数が所定回数（例えば３回）以下の場合は、次回の材料供給処理を休止する。一方、連続回数が所定回数を超えた場合、ワイヤ送り量計算部２０４がユーザに対して警報を発するようにする。
【００７７】
図１６は、定常的変位補正機能を使用する設定において蒸着装置１が行う材料供給処理の概要を示す図である。
同図の処理において、ステップＳ４１０からＳ４５０までは、図１３のステップＳ３１０からＳ３５０までと同様である。また、ステップＳ４７０は、ステップＳ４２０やＳ４４０と同じく、図１１のステップＳ２２１と同様である。
一方、ステップＳ４８０は、図１１の材料供給処理（ステップＳ２２２からＳ２２９まで）に相当するが、ステップＳ２２２に相当する処理において、ステップＳ４３０やステップＳ４５０と異なる。
【００７８】
図１７は、定常的変位補正機能を使用する設定において蒸着装置１が行うｎ＋１回目以降の材料供給処理の手順を示す図である。蒸着装置１は、図１６のステップＳ４８０において図１７の処理を行う。
図１７の処理において、ワイヤ送り量計算部２０４は、まず、前ｎ回（すなわち、前回からｎ回前まで）の材料供給処理における、基準液面位置に対する液面の高さの差Δｈの平均Δｈ’を、式（９）に基づいて計算する（ステップＳ４８１）。
【００７９】
【数９】
2014061150.tif 000011
【００８０】
ただし、今回の材料供給処理をｉ回目とする。また、Δｈ（ｊ）は、ｊ回目の処理におけるΔｈの値を示す。
次に、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出した平均値Δｈ’を用いて、坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量（体積）について補正すべき量の平均値Ｍｓ’を、式（１０）に基づいて計算する（ステップＳ４８２）。
【００８１】
【数１０】
2014061150.tif 000012
【００８２】
そして、ワイヤ送り量計算部２０４は、算出した平均値Ｍｓ’を、式（１１）に基づいてワイヤ送り長さΔＸｔ’に変換する（ステップＳ４８３）。
【００８３】
【数１１】
2014061150.tif 000013
【００８４】
さらに、ワイヤ送り量計算部２０４は、式（１２）に基づいて基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓを補正して、坩堝１４０へ供給すべきワイヤ長さＸａを計算する（ステップＳ４８４）。
【００８５】
【数１２】
2014061150.tif 000014
【００８６】
この式（１２）では、式（４）における補正に加えて、坩堝１４０内の溶融した材料９２２の量（体積）について補正すべき量の平均値Ｍｓ’が基準材料消費量分のワイヤ長さＸｓから減算されている。
ここで、例えば構成パラメータの設定値が不正確であったなど何らかの理由で、本来の基準消費量に対して基準消費量分のワイヤ長さ計算値Ｘｓに定常的なずれが生じている場合、当該ずれが平均値Ｍｓ’に反映されることが期待される。従って、式（１２）に基づく補正を行うことで、この定常的なずれに起因する基準液面位置と坩堝１４０内の液面の位置とのずれを低減させることができる。
この点において、ステップＳ４８１からＳ４８３までの処理は、定常的変位補正処理（定常的な変位に対する補正量を求める処理）である。
【００８７】
ステップＳ４８５からＳ４９３までの処理は、図１４のステップＳ３５２からＳ３６０までと同様である。
ステップＳ３６０の後、図１７の処理を終了し、図１６の処理へ戻る。
【００８８】
以上のように、溶液状態検出ステップでは、供給ステップで供給した後の固相の材料（例えばワイヤ９２１）の溶融状態を検出する。そして、液面検出ステップでは、この溶融状態に基づいて液面の高さを検出する。これにより、材料を汚染せず、また、溶融面積が小さい場合であっても、液面の高さをより正確に測定することができる。特に、坩堝内で溶融状態にある材料と同一成分の材料を用いることで、当該材料を溶融しても材料の汚染が生じない。また、固相の材料の溶融状態を検出するので、溶融面積が小さい場合にも適用し得る。また、液面直接撮像したり液の重さを測定したりする必要がないので、蒸着等による測定誤差あるいは測定できない事態が生じにくい。
【００８９】
また、固相の材料として、例えばワイヤ９２１など線状の蒸着材料を用いることで、当該線状の蒸着材料の長さを検出するという簡単な処理にて、溶融した蒸着材料の体積を検出することができる。
【００９０】
また、退避ステップにて固相の材料（例えばワイヤ９２１）を、材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に退避させ、溶融状態検出ステップでは、退避位置にて固相の材料の溶融状態を検出する。
従って、溶融状態の検出を行うセンサ等に材料が蒸着するおそれが小さい。この点で、より精度の高い測定を行うことができ、また、蒸着によって測定が行えなくなるおそれが小さい。
【００９１】
また、材料として線状である固相の材料を用い、溶融状態検出ステップでは、固相の材料の先端位置を検出するので、光のオン／オフセンサを用いるなど簡単が検出方法で検出を行うことができる。
【００９２】
また、抑制ステップでは、蒸発した材料のセンサへの蒸着を抑制する抑制部を動作させるので、センサへの材料の蒸着を抑制してより測定精度の低下を防止すことができる。
【００９３】
また、線状である固相の材料の退避量に基づいて液面の高さを算出するので、当該材料の戻り量を測定し、材料の先端の位置を検出するという簡単な測定で液面の高さを求めることができる。
【００９４】
また、溶液状態検出ステップでは、供給ステップで供給した後の固相の材料（例えばワイヤ９２１）の溶融状態を検出する。
この溶融状態に基づいて液面の高さをより正確に測定することで、液面の高さを一定に保って、より安定した膜厚分布および成膜速度で長時間の成膜が可能となる。
なお、上述した各式は、本実施形態における坩堝の形状や固相の蒸着材料の形状に応じた一例であり、これに限定されるものではない。
【００９５】
なお、本発明の実施形態における抑制部は、上述したシャッタ１２２に限らず、電子ビーム装置１３０による加熱にて蒸発した材料の、ワイヤ先端検出センサ１１０への移動を抑制するものであればよい。例えば、ワイヤガイドノズル１０６が図１に示される状態に固定されており、蒸着装置１が、ワイヤガイドノズル１０６の先端に設けられた開閉可能な蓋を抑制部として具備するようにしてもよい。
【００９６】
さらには、本発明の実施形態における蒸着装置は、抑制部を具備していなくてもよい。より具体的には、溶融状態検出部（例えばワイヤ先端検出センサ１１０）が溶融状態（例えばワイヤ９２１の先端位置）の検出に際して蒸着の影響を受けにくい場合、蒸着装置が抑制部を具備していない構成としてもよい。
溶融状態検出部の一例としてのワイヤ先端検出センサ１１０がワイヤ９２１の先端位置の検出に際して蒸着の影響を受けにくい場合の一例として、ワイヤ先端検出センサ１１０がワイヤ９２１の先端位置を力学的に検出する場合が挙げられる。より具体的には、上記のように、ワイヤ先端検出センサ１１０がワイヤ９２１によって押下されるスイッチを具備し、スイッチのオン／オフの切り替わりにて、当該タイミングにおいてワイヤ９２１の先端がスイッチの設けられた位置にあることを検出する場合が挙げられる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、蒸着材料を収容する材料収容部に収容された蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、材料収容部内で溶融した蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、材料収容部内に蒸着材料を供給する供給ステップと、供給ステップで供給した後の固相の蒸着材料の溶融状態を検出する溶融状態検出ステップとを具備する蒸着材料供給方法に関する。
本発明によれば、材料を汚染せず、また、溶融面積が小さい場合であっても、液面の高さをより正確に測定することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１  蒸着装置
１００  供給部
１０１  ワイヤドラム
１０２  ワイヤ送りローラ駆動用モータ
１０３  回転軸
１０４  ギア
１０５  ワイヤ送りローラ
１０６  ワイヤガイドノズル
１１０  ワイヤ先端検出センサ
１２１  シャッタ駆動用モータ
１２２  シャッタ
１３０  電子ビーム装置
１４０  坩堝
２００  制御装置
２０１  ワイヤ動作制御部
２０２  ワイヤ先端検出部
２０３  シャッタ制御部
２０４  ワイヤ送り量計算部
２０５  処理タイミング検出部
【図１】
2014061150.tif 000015
【図２】
2014061150.tif 000016
【図３】
2014061150.tif 000017
【図４】
2014061150.tif 000018
【図５】
2014061150.tif 000019
【図６】
2014061150.tif 000020
【図７】
2014061150.tif 000021
【図８】
2014061150.tif 000022
【図９】
2014061150.tif 000023
【図１０】
2014061150.tif 000024
【図１１】
2014061150.tif 000025
【図１２】
2014061150.tif 000026
【図１３】
2014061150.tif 000027
【図１４】
2014061150.tif 000028
【図１５】
2014061150.tif 000029
【図１６】
2014061150.tif 000030
【図１７】
2014061150.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月15日(2016.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、
前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給ステップと、
前記供給ステップで供給した後の前記固相の蒸着材料を引き戻して先端位置を検出する溶融状態検出ステップと、
前記溶融状態検出ステップでの検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出ステップとを具備し、
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出ステップでの検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む蒸着材料供給方法。
【請求項２】
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料と同一成分の前記固相の蒸着材料を送り込む請求項１に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項３】
前記固相の蒸着材料は線状である請求項１または請求項２に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項４】
前記液面検出ステップで検出した前記液面の高さに基づいて、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を算出する体積算出ステップと、
前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を、前記固相の蒸着材料の長さに換算する長さ算出ステップとを具備し、
前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に、前記長さ算出ステップにて算出した長さの前記固相の蒸着材料を送り込む請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項５】
前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、
前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の先端位置を検出する請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項６】
前記液面検出ステップでは、前記溶融状態検出ステップでの検出結果と、前記退避ステップにて前記固相の蒸着材料を前記退避位置まで退避させる退避量に基づいて前記液面の高さを算出する請求項５に記載の蒸着材料供給方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸着材料供給方法を用いた、基板製造方法。
【請求項８】
材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させるとともに、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する蒸着装置を制御する制御装置であって、
前記蒸着装置が前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて前記固相の蒸着材料を送り込んで溶融させ、残りの前記固相の蒸着材料を引き戻した際の、引き戻された当該固相の蒸着材料の先端位置に基づいて、前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部と、
前記液面検出部の検出結果に基づいて、前記材料収容部内に供給すべき蒸着材料の体積を算出し、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、算出した体積分の前記固相の蒸着材料を送り込むよう前記蒸着装置を制御する蒸着材料送り込み制御部とを具備する制御装置。
【請求項９】
材料収容部と、
前記材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱部と、
前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給部と、
前記供給部が前記材料収容部内に蒸着材料を供給した後の前記固相の蒸着材料を引き戻して先端位置を検出する溶融状態検出部と、
前記溶融状態検出部の検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部とを具備し、
前記供給部は、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出部の検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む蒸着装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による蒸着材料供給方法は、材料収容部内で溶融状態にある蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱ステップと、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給ステップと、前記供給ステップで供給した後の前記固相の蒸着材料を引き戻して先端位置を検出する溶融状態検出ステップと、前記溶融状態検出ステップでの検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出ステップとを具備し、前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出ステップでの検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記固相の蒸着材料は線状である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記液面検出ステップで検出した前記液面の高さに基づいて、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を算出する体積算出ステップと、前記材料収容部内へ供給すべき前記蒸着材料の体積を、前記固相の蒸着材料の長さに換算する長さ算出ステップとを具備し、前記供給ステップでは、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に、前記長さ算出ステップにて算出した長さの前記固相の蒸着材料を送り込む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記材料収容部から蒸発した前記蒸着材料が蒸着する範囲から外れた退避位置に前記固相の蒸着材料を退避させる退避ステップを具備し、前記溶融状態検出ステップでは、前記退避位置にて前記固相の蒸着材料の先端位置を検出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の他の一態様における蒸着材料供給方法は、上述の蒸着材料供給方法であって、前記液面検出ステップでは、前記溶融状態検出ステップでの検出結果と、前記退避ステップにて前記固相の蒸着材料を前記退避位置まで退避させる退避量に基づいて前記液面の高さを算出する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の他の一態様における基板製造方法は、上述の蒸着材料供給方法を用いた基板製造方法である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の他の一態様における蒸着装置は、材料収容部と、前記材料収容部に収容された溶融状態の蒸着材料を加熱して蒸発させる加熱部と、前記材料収容部内で溶融状態にある前記蒸着材料に向けて、固相の蒸着材料を送り込んで溶融させることにより、前記材料収容部内に該蒸着材料を供給する供給部と、前記供給部が前記材料収容部内に蒸着材料を供給した後の前記固相の蒸着材料を引き戻して先端位置を検出する溶融状態検出部と、前記溶融状態検出部の検出結果に基づいて前記材料収容部内の蒸着材料の液面の高さを検出する液面検出部とを具備し、前記供給部は、前記材料収容部内で溶融した前記蒸着材料に向けて、前記液面検出部の検出結果に応じた量の前記固相の蒸着材料を送り込む。
【国際調査報告】
2014061150.tif 000032
2014061150.tif 000033
2014061150.tif 000034
2014061150.tif 000035