(57)【要約】真空蒸着装置１は、蒸着材料３０，４０を蒸発させる第１，第２の蒸発源３，４と、第１，第２の蒸発源の動作を夫々制御する蒸着速度制御部８１と、予め設定された第１，第２の蒸発源の設定蒸着速度Ａ１，Ａ２を夫々記憶する設定蒸着速度記憶部８２ａ，８２ｂと、各蒸着材料の混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を計測する第１，第２の膜厚計７ａ，７ｂと、を備える。計測部８５は、第１の膜厚計７ａに対する第２の膜厚計７ｂの一の蒸着材料の到達量比Ｂ１と、第２の膜厚計７ｂに対する第１の膜厚計７ａの他の蒸着材料の到達量比Ｂ２と、混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２から、第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出し、蒸着速度制御部８１は、算出値が設定値と一致するように第１，第２の蒸発源３，４を制御する。【選択図】図１
2013111599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被蒸着体に複数の蒸着材料を蒸着する真空蒸着装置であって、
一の蒸着材料を蒸発させる第１の蒸発源と、他の蒸着材料を蒸発させる第２の蒸発源と、
前記第１及び第２の蒸発源の動作を夫々制御する蒸着速度制御部と、
予め設定された前記第１及び第２の蒸発源の設定蒸着速度Ａ１，Ａ２を夫々記憶する設定蒸着速度記憶部と、
前記第１及び第２の蒸発源の夫々から蒸発した蒸着材料を付着させてその膜厚から各蒸着材料の混合蒸着速度Ｙ１を計測し前記第２の蒸発源よりも前記第１の蒸発源に近い位置に配された第１の膜厚計と、各蒸着材料の混合蒸着速度Ｙ２を計測し前記第１の蒸発源よりも前記第２の蒸発源に近い位置に配された第２の膜厚計と、
前記２つの膜厚計が計測した混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を夫々記憶する混合蒸着速度記憶部と、
前記第１の蒸発源から前記２つの膜厚計の夫々に到達する単位時間当たりの前記一の蒸着材料のうち前記第１の膜厚計に対する第２の膜厚計の一の蒸着材料の到達量比Ｂ１と、前記第２の蒸発源から前記２つの膜厚計に到達する単位時間当たりの前記他の蒸着材料のうち前記第２の膜厚計に対する第１の膜厚計の他の蒸着材料の到達量比Ｂ２と、を記憶する到達量比記憶部と、
前記混合蒸着速度記憶部に記憶された混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２と、前記到達量比記憶部に記憶された到達量比Ｂ１，Ｂ２と、から第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出する計測部と、を備え、
前記蒸着速度制御部は、前記計測部により算出される第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２の少なくともいずれかが、前記設定蒸着速度記憶部に記憶された設定蒸着速度Ａ１，Ａ２の少なくともいずれかと夫々一致するように前記第１及び第２の蒸発源の少なくともいずれかを夫々制御することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
前記計測部は、前記混合蒸着速度記憶部に記憶された混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２から、前記設定蒸着速度記憶部に記憶された設定蒸着速度Ａ２，Ａ１夫々に前記到達量比記憶部に記憶された到達量比Ｂ２，Ｂ１夫々を乗じた値を減算することで、第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出することを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
予め前記第１の蒸発源のみを動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される第１の蒸着速度Ｃ１，Ｃ２と、予め前記第２の蒸発源のみを動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される第２の蒸着速度Ｄ１，Ｄ２と、を夫々和算した値を第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２とし、
予め前記第１及び第２の蒸発源の両方を動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される値を第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２とし、
前記計測部は、前記第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２を前記第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２で夫々除算した値である蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２を、前記混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々乗算して補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を算出し、該補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を、前記混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々代えて用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
前記到達量比記憶部は、前記到達量比Ｂ１，Ｂ２を予め記憶しており、
前記計測部には、前記蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２が予め設定されていることを特徴とする請求項３に記載の真空蒸着装置。
【請求項５】
前記計算部が算出した第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を表示する表示部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸着速度制御部は、前記第１及び第２の蒸発源の温度を夫々制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【請求項７】
前記蒸着速度制御部は、前記第１及び第２の蒸発源の夫々の蒸発開口部の開口面積を変化させるバルブの開口度を夫々制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【請求項８】
前記第２の蒸発源と前記第２の膜厚計との離間距離が、前記第１の蒸発源と前記第１の膜厚計との離間距離よりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【請求項９】
前記第２の蒸発源の蒸発開口部の近傍と、前記第２の膜厚計の近傍とに夫々開口を有する筒状流路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【請求項１０】
前記第１の蒸発源の蒸発開口部の近傍と、前記第１の膜厚計の近傍とに夫々開口を有する筒状流路が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の真空蒸着装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の蒸発源及び前記被蒸着体の間の空間を囲い、前記被蒸着体側に開口面を有する筒状体を更に備えることを特徴とする請求項1乃至請求項１０のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等の複数種の被蒸着体に蒸着材料を蒸着させて、薄膜を形成する真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着装置は、真空チャンバ内に蒸着材料を含む蒸発源と、基板等の被蒸着体とを配置し、真空チャンバ内を減圧させた状態で、蒸発源を加熱して、蒸発源を気化させ、この気化させた蒸着材料を被蒸着体の表面に堆積させて、薄膜を形成するものである。しかし、蒸発源から気化された蒸着材料の一部は、被蒸着体へ向かって進行せず、被蒸着体の表面に付着しないことがある。このような被蒸着体に付着しない蒸着材料が多くなると、材料の使用効率の低下及び蒸着速度の低下の原因となる。そこで、蒸発源と複蒸着体とが対向する空間を筒状体で囲み、この筒状体を蒸着材料が再蒸発される温度で加熱し、気化された蒸着材料を、筒状体内を通して被蒸着体の表面に蒸着させるようにした真空蒸着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
しかしながら、例えば、有機ＥＬデバイス等の製造において、有機半導体層を真空蒸着装置で作製するとき、１つの筒状体内で複数類の蒸着材料を混合させて、被蒸着体の表面に混合膜を蒸着させる必要がある。ところが、この場合、筒状体内に１つの膜厚計を配置して蒸着材料の蒸着レートをモニタしたとしても、膜厚計には各蒸着材料が混合された状態で蒸着材料が付着されるので、各蒸着材料の蒸着レートを個別にモニタすることができない。【０００４】
そこで、被蒸着体に蒸着された混合薄膜に対して２種の波長の光を照射して、反射光における各波長の減衰率から、混合被膜中の材料組成を算出し、その値を蒸発源の蒸着速度の制御にフィードバックする薄膜形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２９２２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載された薄膜形成装置は、実際に被蒸着体に蒸着された薄膜中の材料組成を算出するものであり、各蒸発源における蒸着材料の蒸発量をリニアにモニタすることができない。そのため、蒸着時に蒸着レートを適宜に補正することができず、また、光を出力するレーザ装置や反射光を検知するフォトダイオード等の構成が別途必要となる。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、被蒸着体に複数種の蒸着材料を蒸着させる場合に、各蒸着材料を蒸発させる蒸発源の蒸着レートを簡易な構成で個別にモニタでき、薄膜の膜厚や混合濃度比を正確に制御することができる真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、被蒸着体に複数の蒸着材料を蒸着する真空蒸着装置であって、一の蒸着材料を蒸発させる第１の蒸発源と、他の蒸着材料を蒸発させる第２の蒸発源と、前記第１及び第２の蒸発源の動作を夫々制御する蒸着速度制御部と、予め設定された前記第１及び第２の蒸発源の設定蒸着速度Ａ１，Ａ２を夫々記憶する設定蒸着速度記憶部と、前記第１及び第２の蒸発源の夫々から蒸発した蒸着材料を付着させてその膜厚から各蒸着材料の混合蒸着速度Ｙ１を計測し前記第２の蒸発源よりも前記第１の蒸発源に近い位置に配された第１の膜厚計と、各蒸着材料の混合蒸着速度Ｙ２を計測し前記第１の蒸発源よりも前記第２の蒸発源に近い位置に配された第２の膜厚計と、前記２つの膜厚計が計測した混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を夫々記憶する混合蒸着速度記憶部と、前記第１の蒸発源から前記２つの膜厚計の夫々に到達する単位時間当たりの前記一の蒸着材料のうち前記第１の膜厚計に対する第２の膜厚計の一の蒸着材料の到達量比Ｂ１と、前記第２の蒸発源から前記２つの膜厚計に到達する単位時間当たりの前記他の蒸着材料のうち前記第２の膜厚計に対する第１の膜厚計の他の蒸着材料の到達量比Ｂ２と、を記憶する到達量比記憶部と、前記混合蒸着速度記憶部に記憶された混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２と、前記到達量比記憶部に記憶された到達量比Ｂ１，Ｂ２と、から第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出する計測部と、を備え、前記蒸着速度制御部は、前記計測部により算出される第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２の少なくともいずれかが、前記設定蒸着速度記憶部に記憶された設定蒸着速度Ａ１，Ａ２の少なくともいずれかと夫々一致するように前記第１及び第２の蒸発源の少なくともいずれかを夫々制御することを特徴とする。【０００９】
上記真空蒸着装置において、前記計測部は、前記混合蒸着速度記憶部に記憶された混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２から、前記設定蒸着速度記憶部に記憶された設定蒸着速度Ａ２，Ａ１夫々に前記到達量比記憶部に記憶された到達量比Ｂ２，Ｂ１夫々を乗じた値を減算することで、第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出することが好ましい。【００１０】
上記真空蒸着装置において、予め前記第１の蒸発源のみを動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される第１の蒸着速度Ｃ１，Ｃ２と、予め前記第２の蒸発源のみを動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される第２の蒸着速度Ｄ１，Ｄ２と、を夫々和算した値を第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２とし、予め前記第１及び第２の蒸発源の両方を動作させたときに前記第１及び第２の膜厚計に夫々計測される値を第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２とし、前記計測部は、前記第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２を前記第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２で夫々除算した値である蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２を、前記混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々乗算して補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を算出し、該補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を、前記混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々代えて用いることが好ましい。【００１１】
上記真空蒸着装置において、前記到達量比記憶部は、前記到達量比Ｂ１，Ｂ２を予め記憶しており、前記計測部には、前記蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２が予め設定されていることが好ましい。【００１２】
上記真空蒸着装置において、前記計算部が算出した第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を表示する表示部を更に備えることが好ましい。【００１３】
上記真空蒸着装置において、前記蒸着速度制御部は、前記第１及び第２の蒸発源の温度を夫々制御することが好ましい。【００１４】
上記真空蒸着装置において、前記蒸着速度制御部は、前記第１及び第２の蒸発源の夫々の蒸発開口部の開口面積を変化させるバルブの開口度を夫々制御することが好ましい。【００１５】
上記真空蒸着装置において、前記第２の蒸発源と前記第２の膜厚計との離間距離が、前記第１の蒸発源と前記第１の膜厚計との離間距離よりも短いことが好ましい。【００１６】
上記真空蒸着装置において、前記第２の蒸発源の蒸発開口部の近傍と、前記第２の膜厚計の近傍とに夫々開口を有する筒状流路が設けられているが好ましい。【００１７】
上記真空蒸着装置において、前記第１の蒸発源の蒸発開口部の近傍と、前記第１の膜厚計の近傍とに夫々開口を有する筒状流路が設けられていることが好ましい。【００１８】
上記真空蒸着装置において、前記第１及び第２の蒸発源及び前記被蒸着体の間の空間を囲い、前記被蒸着体側に開口面を有する筒状体を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、予め到達量比Ｂ１，Ｂ２を計測すると共に、２つの膜厚計の混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を計測すれば、第１，第２の蒸発源からの各蒸着材料の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２（蒸着レート）を個別にモニタできる。また、蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を、設定蒸着速度Ａ１，Ａ２と夫々一致させることにより、実際に第１，第２の蒸発源から蒸発する蒸着材料の蒸着速度を設定値通りにすることができ、薄膜の膜厚や混合濃度比を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置の側断面と制御装置のブロック構成を示す図。
【図２】上記実施形態の変形例に係る真空蒸着装置の側断面と制御部装置のブロック構成を示す図。
【図３】上記実施形態の別の変形例に係る真空蒸着装置の側断面と制御部装置のブロック構成を示す図。
【図４】上記実施形態の更に別の変形例に係る真空蒸着装置の側断面と制御部装置のブロック構成を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置の側断面と制御装置のブロック構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置について、図１を参照して説明する。本実施形態の真空蒸着装置１は、被蒸着体２に複数（本例では２種）の蒸着材料を蒸着するものであり、一の蒸着材料３０を蒸発させる第１の蒸発源３と、他の蒸着材料４０を蒸発させる第２の蒸発源４と、を備える。また、真空蒸着装置１は、第１，第２の蒸発源３，４及び被蒸着体２の間の空間を囲い、被蒸着体２側に開口面を有する筒状体５と、被蒸着体２、第１，第２の蒸発源３，４及び筒状体５が配置される空間を真空状態とする真空チャンバ６と、を備える。真空チャンバ６は、真空ポンプ６１によりその内部を真空状態に減圧できるように構成されている。
【００２２】
筒状体５は、その一端に開口面５１を有し、この開口面５１に対向するように基板等の被蒸着体２が配置される。例えば、被蒸着体２は、搬送機構（不図示）により、図面手前方向から奥方向へ搬送される。筒状体５の他端には、第１，第２の蒸発源３，４が夫々異なる位置に配置され、第１，第２の蒸発源３，４の配置されていない部分は底部５２によって連接されている。筒状体５の外周には、シーズヒータ等から構成される筒状体ヒータ（以下、ヒータ５３）が巻き付けられている。このヒータ５３は、電源５４に接続されて給電を受けることにより、筒状体５内を加熱する。また、筒状体５の底部５２には、筒状体５内の温度を測定するための温度センサ５５が設けられ、温度センサ５５の測定情報は、ＣＰＵやメモリー等から構成される筒状体温度制御器５６に出力される。筒状体温度制御器５６は、温度センサ５５の測定情報を受けて電源５４からヒータ５３に供給される電力量を制御することにより、筒状体５内の温度を調節することができる。この筒状体５により、第１，第２の蒸発源３，４からの蒸着材料３０，４０が、被蒸着体２へ向かって効率的に進行させることができる。なお、開口面５１には、筒状体５から被蒸着体２への気化した蒸着材料の流量を制御するために、開閉自在な複数の開口を有する補正板（不図示）が設けられていてもよい。
【００２３】
筒状体５は、その側壁に設けられた側面開口部（不図示）に面するように第１の膜厚計７ａ及び第２の膜厚計７ｂが取り付けられている。これら２つの膜厚計７ａ，７ｂは、水晶振動子膜厚計等から構成され、蒸着によってそれらの表面に付着した単位時間当たりの蒸着材料３０，４０の膜厚を検知することで、蒸着速度を計測する。第１の膜厚計７ａは、第２の膜厚計７ｂよりも相対的に第１の蒸発源３に近い位置に配置され、第２の膜厚計７ｂは、第１の膜厚計７ａよりも相対的に第２の蒸発源４に近い位置に配置されている。膜厚計７ａ，７ｂは、蒸着材料３０，４０の種類や組成を問わず、例えば、第１の蒸発源３の動作中は蒸着材料３０の蒸着速度を、第２の蒸発源４の動作中は蒸着材料４０の蒸着速度を、両方の動作中は蒸着材料３０，４０の混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を夫々計測する。膜厚計７ａ，７ｂが夫々計測した蒸着速度に関するデータは、真空蒸着装置１の動作を制御する制御装置８に出力される。
【００２４】
第１，第２の蒸発源３，４は、堆塙等の加熱容器３１，４１内に蒸着材料３０，４０が保持されたものである。加熱容器３１，４１は、その開口側が筒状体５の底部５２と同じ高さになるように、筒状体５に埋め込まれている。これら第１，第２の蒸発源３，４は、筒状体５の底部５２の異なる位置に夫々配されている。
【００２５】
蒸着材料３０，４０には、任意の材料が用いられるが、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機半導体材料等の有機材料が好適に用いられる。本実施形態においては、第１の蒸発源３に充填される蒸着材料３０が蒸着膜の主体を構成するホスト材料であり、第２の蒸発源４に充填される蒸着材料４０が上記ホスト材料にドープされるドーパンド材料であるものとする。加熱容器３１，４１の周辺部には、蒸発源ヒータ３２，４２が夫々配されている。これらの蒸発源ヒータ３２，４２は、電源３３，４３に接続されて給電されることにより、加熱容器３１，４１及び蒸着材料３０，４０を夫々加熱する。加熱容器３１，４１には、それらの温度を測定するための温度計３４，４４が設けられ、温度計３４，４４の測定情報は、蒸発源温度制御器３５，４５に出力される。この蒸発源温度制御器３５，４５は、制御装置８の蒸着速度制御部８１に接続される。蒸着速度制御部８１は、温度計３４，４４の測定情報を受けて電源３３，４３から蒸発源ヒータ３２，４２に供給する電力量を制御することにより、加熱容器３１，４１内の温度を調節して、第１及び第２の蒸発源３，４の蒸発速度を夫々制御する。これにより、被蒸着体２に蒸着される実際の蒸着材料３０，４０の蒸着速度が制御される。
【００２６】
制御装置８は、予め設定された第１，第２の蒸発源３，４の設定蒸着速度Ａ１，Ａ２を夫々記憶する設定蒸着速度記憶部８２ａ，８２ｂと、膜厚計７ａ，７ｂが計測した混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を夫々記憶する混合蒸着速度記憶部８３ａ，８３ｂと、を備える。
【００２７】
また、制御装置８は、膜厚計７ａ，７ｂの夫々に到達する単位時間当たりの蒸着材料３０，４０の到達量比Ｂ１，Ｂ２を夫々記憶する到達量比記憶部８４ａ，８４ｂを備える。一方の到達量比記憶部８４ａは、第１の蒸発源３から膜厚計７ａ，７ｂの夫々に到達する単位時間当たりの一の蒸着材料３０のうち第１の膜厚計７ａに対する第２の膜厚計７ｂの蒸着材料３０の到達量比Ｂ１を記憶する。つまり、到達量比Ｂ１は、第１の膜厚計７ａに単位時間当たりに到達した蒸着材料３０の膜厚を「１」としたときに、第２の膜厚計７ｂに単位時間当たりに到達した蒸着材料３０の膜厚を言う。第２の膜厚計７ｂが第１の蒸発源３から離れており、第２の膜厚計７ｂの近傍は、第１の膜厚計７ａの近傍に比べて蒸着材料３０の濃度が薄いので、到達量比Ｂ１の値は通常「１」以下になる。また、他方の到達量比記憶部８４ｂは、第２の蒸発源４から膜厚計７ａ，７ｂに到達する単位時間当たりの他の蒸着材料４０のうち第２の膜厚計７ｂに対する第１の膜厚計７ａの他の蒸着材料４０の到達量比Ｂ２を記憶する。到達量比Ｂ２は、到達量比Ｂ１とは逆に、第２の膜厚計７ｂに単位時間当たりに到達した他の蒸着材料４０の膜厚を「１」としたときに、第１の膜厚計７ａに単位時間当たりに到達した他の蒸着材料４０の膜厚を言う。到達量比Ｂ１，Ｂ２は、被蒸着体２への真空蒸着を開始する前に、予め第１，第２の蒸発源３，４を夫々個別に動作させることにより計測され、真空蒸着装置１に適用される筒状体５や膜厚計７ａ，７ｂの配置等が変更されない限り、定数として与えられる。
【００２８】
更に、制御装置１は、混合蒸着速度記憶部８３ａ，８３ｂに記憶された混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２と、到達量比記憶部８４ａ，８４ｂに記憶された到達量比Ｂ１，Ｂ２と、から第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出する計測部８５を備える。ここで、混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２、到達量比Ｂ１，Ｂ２、及び第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２の間には、以下の関係式が成立する。
【００２９】
（数１）
Ｙ１＝Ｘ１＋Ｂ２・Ｘ２        ・・・（式１）
【００３０】
（数２）
Ｙ２＝Ｂ１・Ｘ１＋Ｘ２        ・・・（式２）
【００３１】
到達量比Ｂ１，Ｂ２は予め定数として与えられるので、２つの膜厚計７ａ，７ｂによって混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２が計測されれば、計測部８５は、上記式１，２の連立方程式を解くことによって、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を個別に算出することができる。
【００３２】
また、制御装置８は、計測部８５により計測された第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を表示する表示部８６を備える。この表示部８６は、制御装置８自体に設けられる液晶ディスプレイ等を用いたものであってもよいし、装置外部の表示用端末に所定の表示信号を出力するものであってもよい。
【００３３】
蒸着速度制御部８１は、計測部８５により計測された第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を、設定蒸着速度記憶部８２ａ，８２ｂに記憶された設定蒸着速度Ａ１，Ａ２と夫々一致するように、蒸発源温度制御器３５，４５に制御信号を出力する。そして、蒸発源温度制御器３５，４５が、電源３３，４３から蒸発源ヒータ３２，４２に供給する電力量を制御することにより、加熱容器３１，４１内の温度を調節して、第１及び第２の蒸発源３，４からの蒸着材料３０，４０の蒸発量を制御する。また、膜厚計７ａ，７ｂは、混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を夫々持続的に計測し、これを受けて、計測部８５は第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を算出する。これにより、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２がリニアにモニタされる。
【００３４】
このように構成された真空蒸着装置１によれば、予め到達量比Ｂ１，Ｂ２を計測すると共に、２つの膜厚計７ａ，７ｂの混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を計測すれば、第１，第２の蒸発源３，４からの各蒸着材料３０，４０の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２（蒸着レート）を個別にモニタできる。そして、蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を、設定蒸着速度Ａ１，Ａ２と夫々一致させることにより、実際に第１，第２の蒸発源３，４から蒸発する蒸着材料３０，４０の蒸着速度を設定値通りに補正することができる。その結果、被蒸着体２への実際の蒸着材料３０，４０の蒸着速度を適切に管理して、形成される薄膜の膜厚や混合濃度比を正確に制御することができる。
【００３５】
また、製造される素子構造によっては、蒸着膜における蒸着材料の濃度よりも膜厚の方が、発光特性に大きく影響する場合がある。この場合、上記蒸着速度Ｘ１，Ｘ２のいずれか一方を制御すればよい。また、例えば、第１の蒸発源３の蒸着速度Ｘ１が小さい場合、この蒸着速度Ｘ１の測定精度が悪くなる。この場合、第２の蒸発源４の蒸着速度Ｘ２の方が大きければ、上記蒸着速度Ｘ１，Ｘ２の両方を制御するよりも、第２の蒸発源４の蒸着速度X２のみを制御した方が良いことがある。通常、ホスト材料の蒸着速度は、ドーパンド材料の蒸着速度よりも大きいので、ホスト材料の蒸着速度を制御することが好ましい。
【００３６】
また、制御装置８は、手動で第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度を夫々制御するための操作部（不図示）を備える。従って、操作者が、表示部８６に表示された蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を参照しながら、上記操作部を操作することで、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度を適宜に調整することできる。
【００３７】
なお、第１，第２の蒸発源３，４を個別に動作させたときと、それら両方を同時に動作させたときで、夫々第１及び第２の膜厚計７ａ，７ｂにおいて計測される膜厚が若干ながら異なることがある。そこで、これらの蒸着速度を夫々予め計測することにより、上記混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２を補正することができる。
【００３８】
具体的には、予め第１の蒸発源３のみを動作させたときに第１及び第２の膜厚計７ａ，７ｂに夫々計測される値を第１の蒸着速度Ｃ１，Ｃ２とする。また、予め第２の蒸発源４のみを動作させたときに第１及び第２の膜厚計７ａ，７ｂに夫々計測される値を第２の蒸着速度Ｄ１，Ｄ２とする。このとき、上記第１の蒸着速度Ｃ１，Ｃ２及び第２の蒸着速度Ｄ１，Ｄ２を、下記式（３）（４）に示すように、夫々和算した値を第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２とする。
【００３９】
（数３）
Ｅ１＝Ｃ１＋Ｄ１        ・・・（式３）
【００４０】
（数４）
Ｅ２＝Ｃ２＋Ｄ２        ・・・（式４）
【００４１】
また、予め第１及び第２の蒸発源３，４の両方を動作させたときに第１及び第２の膜厚計７ａ，７ｂに夫々計測される値を第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２とする。このとき、計測部８５は、下記式５，６に示すように、第１の仮想混合蒸着速度Ｅ１，Ｅ２を第２の仮想混合蒸着速度Ｆ１，Ｆ２で夫々除算した値である蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２を算出する。ここで、計測部８５には、予め蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２が設定されている。
【００４２】
（数５）
Ｋ１＝Ｅ１／Ｆ１        ・・・（式５）
【００４３】
（数６）
Ｋ２＝Ｅ２／Ｆ２        ・・・（式６）
【００４４】
そして、計測部８５は、下記式７，８に示すように、上述した混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々乗算して補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を算出し、これらの補正後混合蒸着速度Ｙ’１，Ｙ’２を、上記式（１）（２）で示した混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２に夫々代えて用いる。
【００４５】
（数７）
Ｙ１・Ｋ１＝Ｙ１’＝Ｘ１＋Ｂ２・Ｘ２        ・・・（式７）
【００４６】
（数８）
Ｙ２・Ｋ２＝Ｙ２’＝Ｂ１・Ｘ１＋Ｘ２        ・・・（式８）
【００４７】
到達量比Ｂ１，Ｂ２、及び蒸着速度補正係数Ｋ１，Ｋ２は、予め定数として与えられるので、２つの膜厚計７ａ，７ｂによって混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２が計測されれば、計測部８５は、上記式１，２の連立方程式を解くことによって、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を個別に算出することができる。その結果、被蒸着体２への実際の蒸着材料３０，４０の蒸着速度をより適切に管理することができる。
【００４８】
次に、上記実施形態の変形例に係る真空蒸着装置について、図２乃至図４を参照して説明する。これらの変形例に係る真空蒸着装置１は、第２の蒸発源４からの蒸着材料４０の蒸発量が、第１の蒸発源３から蒸着材料３０の蒸発量より少ない条件で薄膜が製造されるものとする。この条件において、図２に示す変形例の真空蒸着装置１は、第２の蒸発源４と第２の膜厚計７ｂとの離間距離が、第１の蒸発源３と第１の膜厚計７ａとの離間距離よりも短くなるように、それらの機器の位置関係が設定されている。他の構成は、上記実施形態と同様である。
【００４９】
図２に示す変形例の真空蒸着装置１によれば、第２の蒸発源４と第２の膜厚計７ｂとの離間距離が短い分、第２の蒸発源４から蒸発した蒸着材料４０の濃度が、第２の膜厚計７ｂの近傍において高くなる。そのため、第２の膜厚計７ｂにおいて、第２の蒸発源４から蒸着材料４０の付着を検知し易くなり、低いドープ濃度の薄膜を製造する際の蒸着速度の制御精度を向上させることができる。
【００５０】
図３に示す変形例の真空蒸着装置１は、第２の蒸発源４の蒸発開口部の近傍と、第２の膜厚計７ｂの近傍とに夫々開口を有する筒状流路９１が設けられている。他の構成は、上記実施形態と同様である。この変形例の真空蒸着装置１においても、第２の蒸発源４から蒸発した蒸着材料４０が、筒状流路９１を通じて第２の膜厚計７ｂの近傍に流れる。そのため、第２の膜厚計７ｂにおいて、第２の蒸発源４から蒸着材料４０の付着を検知し易くなり、低いドープ濃度の薄膜を製造する際の蒸着速度の制御精度を向上させることができる。
【００５１】
図４に示す変形例の真空蒸着装置１は、図３に示す変形例の構成に加えて、第１の蒸発源３の蒸発開口部の近傍と、第１の膜厚計７ａの近傍とに夫々開口を有する筒状流路９２が設けられている。この変形例の真空蒸着装置１においては、第１の蒸発源３から蒸発した蒸着材料３０が、筒状流路９２を通じて第１の膜厚計７ａの近傍に流れるので、蒸着材料３０の検知能力が上がり、蒸着速度の制御精度を向上させることができる。
【００５２】
本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置について、図５を参照して説明する。本実施形態の真空蒸着装置１は、計測部８５における計測方法が、上記第１の実施形態と異なる。また、第１，第２の蒸発源３，４の夫々の蒸発開口部には、夫々の開口面積を変化させるバルブ３６，４６が設けられている。そして、蒸着速度制御部８１は、これらバルブ３６，４６の開口度を夫々制御することにより、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度を制御する。なお、蒸着速度制御部８１は、上記第１の実施形態で示したように、第１，第２の蒸発源３，４の温度制御を併せて行なうものであってもよい。
【００５３】
第１の膜厚計７ａは第２の蒸発源４から離れているので、第１の膜厚計７ａが混合蒸着速度Ｙ１を計測する上で、第２の蒸発源４の蒸着速度Ｘ２の影響は少なく、第２の蒸発源４の蒸着速度Ｘ２と、予め設定された設定蒸着速度Ａ２とは殆ど相違しない。また、第２の膜厚計７ｂは第１の蒸発源３から離れているので、第２の膜厚計７ｂが混合蒸着速度Ｙ２を計測する上で、第１の蒸発源３の蒸着速度Ｘ１の影響は少なく、第１の蒸発源３の蒸着速度Ｘ１と、予め設定された設定蒸着速度Ａ１とは殆ど相違しない。従って、混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２、到達量比Ｂ１，Ｂ２、第１及び第２の蒸発源の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２、及び設定蒸着速度Ａ１，Ａ２の間には、以下の関係式が成立する。
【００５４】
（数９）
Ｙ１＝Ｘ１＋Ｂ２・Ａ２        ・・・（式９）
【００５５】
（数１０）
Ｙ２＝Ｂ１・Ａ１＋Ｘ２        ・・・（式１０）
【００５６】
到達量比Ｂ１，Ｂ２は予め定数として与えられ、設定蒸着速度Ａ１，Ａ２は設定値なので、２つの膜厚計７ａ，７ｂによって混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２が計測されれば、上記式９、式１０を夫々計測すれば、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を個別に算出することができる。すなわち、制御装置８に設けられた計測部８５ａ，８５ｂは、夫々混合蒸着速度Ｙ１，Ｙ２から、設定蒸着速度Ａ２，Ａ１夫々に到達量比Ｂ２，Ｂ１夫々を乗じた値を減算することで、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を夫々算出することができる。つまり、第１の実施形態で示した連立方程式の解ではなく、上記式９，式１０を夫々計算すれば、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２を算出することができる。
【００５７】
この構成によれば、第１の膜厚計７ａによって混合蒸着速度Ｙ１が計測されれば、第１の蒸発源３の蒸着速度Ｘ１を算出することができ、第２の膜厚計７ｂによって混合蒸着速度Ｙ２が計測されれば、第２の蒸発源４の蒸着速度Ｘ２を算出することができる。従って、本実施形態の真空蒸着装置１は、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度Ｘ１，Ｘ２のいずれか一方を個別に算出する上で有用であり、製膜される薄膜に要求される材料組成に応じて、各材料の蒸着速度を正確に制御することができる。
【００５８】
また、本実施形態の真空蒸着装置１によれば、第１，第２の蒸発源３，４に設けられたバルブ３６，４６の開口度を夫々制御するので、それらの温度を制御する場合よりも、第１，第２の蒸発源３，４の蒸着速度を迅速に調整することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限らず種々の変形が可能である、上記実施形態においては、２種の蒸着材料を２つの蒸発源で蒸発させる例に基づいて説明したが、例えば、３種の蒸着材料を３つの蒸発源で蒸発させるものであってもよい。この場合、第３の膜厚計を用いて、混合蒸着速度を計測し、３つの式の連立方程式の解を求めれば、夫々の蒸発源の蒸着速度を個別に算出することができる。
【００６０】
本願は日本国特許出願２０１２−０１３９６９号に基づいており、その内容は上記特許出願の明細書及び図面を参照することによって本願発明に組み込まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１    真空蒸着装置
２    被蒸着体
３    第１の蒸発源
３０    一の蒸着材料
４    第２の蒸発源
４０    他の蒸着材料
５    筒状体
７ａ    第１の膜厚計
７ｂ    第２の膜厚計
８１    蒸着速度制御部
８２ａ    設定蒸着速度記憶部
８２ｂ    設定蒸着速度記憶部
８３ａ    混合蒸着速度記憶部
８３ｂ    混合蒸着速度記憶部
８４ａ    到達量比記憶部
８４ｂ    到達量比記憶部
８５    計測部
８６    表示部
９１    筒状流路
９２    筒状流路
Ａ１    第１の蒸発源の設定蒸着速度
Ａ２    第２の蒸発源の設定蒸着速度
Ｂ１    第２の膜厚計の一の蒸着材料の到達量比
Ｂ２    第１の膜厚計の他の蒸着材料の到達量比
Ｘ１    第１の蒸発源の蒸着速度
Ｘ２    第２の蒸発源の蒸着速度
Ｙ１    第１の膜厚計により計測される混合蒸着速度
Ｙ２    第２の膜厚計により計測される混合蒸着速度
Ｃ１    第１の膜厚計により計測される第１の蒸発源のみの蒸着速度
Ｃ２    第２の膜厚計により計測される第１の蒸発源のみに蒸着速度
Ｄ１    第１の膜厚計により計測される第２の蒸発源のみの蒸着速度
Ｄ２    第２の膜厚計により計測される第２の蒸発源のみの蒸着速度
Ｅ１    第１の膜厚計により計測される第１の仮想混合蒸着速度
Ｅ２    第２の膜厚計により計測される第１の仮想混合蒸着速度
Ｆ１    第１の膜厚計により計測される第２の仮想混合蒸着速度
Ｆ２    第２の膜厚計により計測される第２の仮想混合蒸着速度
Ｋ１    第１の膜厚計における蒸着速度補正係数
Ｋ２    第２の膜厚計における蒸着速度補正係数
Ｙ’１    第１の膜厚計における混合蒸着速度
Ｙ’２    第２の膜厚計における混合蒸着速度
【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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【国際調査報告】
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