(57)【要約】      （修正有）【課題】膜厚計測を高精度に行うことができる蒸着装置及び蒸着方法の提供。【解決手段】真空チャンバー１の内部の蒸着源３において気化した材料８を案内する配管部２に配置された抜き穴１０と、抜き穴１０に対向して配置されたダミー基板１２と、ダミー基板１２を回転させるダミー基板駆動装置１３と、抜き穴１０に対向してダミー基板１２の裏面に配置されてダミー基板１２の表面に蒸着される薄膜を光学的に計測する膜厚計測装置１１と、ダミー基板１２を加熱して蒸着膜の膜厚計測後の不要な薄膜を蒸発させて消失させるダミー基板加熱装置１４とを備えた蒸着装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配置された配管部とを備え、前記配管部の内部に配置された蒸着源において気化した材料を、前記真空チャンバーの内部に配置された基板の表面に蒸着させる蒸着装置であって、
前記配管部に配置された抜き穴と、
前記抜き穴に対向して配置されたダミー基板を回転させるダミー基板駆動装置と、
前記抜き穴に対向して前記ダミー基板の裏面に配置されかつ前記抜き穴を通して前記ダミー基板の表面に蒸着される薄膜の膜厚を光学的に計測する膜厚計測装置と、
前記ダミー基板を加熱して、前記ダミー基板の前記表面に蒸着されかつ前記膜厚計測装置で計測した後の前記薄膜を蒸発させるダミー基板加熱装置と、
を備える、蒸着装置。
【請求項２】
前記抜き穴と前記ダミー基板との間に配置されて、前記抜き穴と前記ダミー基板との間の流路を開閉するシャッター板と、
前記シャッター板を開閉駆動するシャッター板駆動装置と、
をさらに備える、請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記膜厚計測装置で計測された前記ダミー基板の前記薄膜の膜厚に基づいて前記ダミー基板の回転速度を制御するダミー基板回転制御部をさらに備える、請求項１又は２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記ダミー基板の回転速度に同期して前記シャッター板の回転速度を制御するシャッター板回転制御部をさらに備える、請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項５】
真空チャンバーの内部に配置された配管部の内部に配置された蒸着源において気化した材料を、前記真空チャンバーの内部に配置された基板の表面に蒸着させる蒸着方法であって、
前記配管部に配置された抜き穴から、前記気化した材料の一部が放出されて、前記抜き穴に対向して回転可能に配置されたダミー基板の表面に薄膜を形成し、
前記抜き穴に対向して前記ダミー基板の裏面に配置された膜厚計測装置で、前記ダミー基板の前記表面に蒸着される薄膜の膜厚を光学的に計測し、
計測後、ダミー基板加熱装置で前記ダミー基板を加熱して、前記抜き穴を通して前記ダミー基板の前記表面に蒸着される薄膜を蒸発させる、蒸着方法。
【請求項６】
前記膜厚を光学的に計測するとき、
前記抜き穴と前記ダミー基板との間に配置されて前記抜き穴と前記ダミー基板との間の流路を開閉するシャッター板で前記流路を開いた状態で、前記抜き穴から放出されかつ前記気化した材料が前記ダミー基板の前記表面に前記薄膜が形成され、前記ダミー基板上の前記薄膜の膜厚を前記膜厚計測装置で計測して、前記ダミー基板の前記表面の前記薄膜の蒸着レートを算出するとともに、
前記シャッター板を前記ダミー基板と同期駆動させて前記シャッター板で前記抜き穴と前記ダミー基板との間の流路を閉じて前記ダミー基板の前記表面に前記薄膜が蒸着されない状態で、前記ダミー基板の前記表面の前記薄膜の膜厚を計測するのと同様な方法で、前記ダミー基板の膜厚測定位置を前記膜厚計測装置で計測して、計測した値を基に前記蒸着レートのゼロ点補正を行う、請求項５に記載の蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの有機薄膜の製造において、気化した材料で基板に対する蒸着を行う、蒸着装置及び蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着装置は、チャンバー内に材料と基板とを配置し、材料を加熱し、材料を溶融させてから蒸発させる、又は材料を昇華させることによって、気化した材料を基板の表面に堆積させ、材料を基板に蒸着する。
【０００３】
近年、有機材料が用いられた、ディスプレイ、照明、太陽電池、及び半導体などの有機デバイスが、開発されている。
【０００４】
有機材料が用いられたこれらの有機層の成膜は、一般的に、上述されたような蒸着装置を利用して行われる。
【０００５】
蒸着装置における有機層などの膜厚制御は、効率などの観点から、所定の膜厚が得られるように高精度に行う必要がある。
【０００６】
このような膜厚制御に利用される膜厚計測方法においては、水晶振動子が用いられることがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
そこで、図７を主として参照しながら、従来の、水晶振動子が用いられる膜厚計測方法について説明する。
【０００８】
ここに、図７は、従来の、水晶振動子が用いられる蒸着装置の概略断面図である。
【０００９】
真空チャンバー１０１は、真空ポンプ１０５で排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。
【００１０】
真空チャンバー１０１の内部において、その上部には成膜が行われる基板１０４が配置されており、その下部には、坩堝１０７が基板１０４に対向するように配置されている。
【００１１】
坩堝１０７内には、材料１０８が入っている。坩堝１０７を加熱するため、発熱体１０９が坩堝１０７に設けられている。
【００１２】
そして、発熱体１０９に接続された電源などの発熱体制御部１２２を制御し、発熱体１０９を発熱させることによって、坩堝１０７を加熱することができる。
【００１３】
さらに、真空チャンバー１０１内の上部において、たとえば、石英からなる水晶振動子（ＱＣＭ、Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）１２５が、基板１０４に隣接するように配置されている。
【００１４】
蒸着量に応じて減少する水晶振動子１２５の固有振動数の変化から、水晶振動子１２５に蒸着される薄膜の膜厚が間接的に計測できる。間接的に計測される水晶振動子１２５に蒸着される薄膜の膜厚と、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚と、の間においては、一定の関係が存在する。
【００１５】
このため、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚を、水晶振動子１２５の固有振動数の計測結果から得ることができる。
【００１６】
そこで、水晶振動子１２５の固有振動数を計測し、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚を間接的に計測して、坩堝１０７の発熱体１０９の発熱温度を制御する発熱体制御部１２２への指示信号を送る分析部１２０が、設けられている。
【００１７】
発熱体制御部１２２は、分析部１２０からの指示信号に基づいて、坩堝１０７の発熱体１０９の発熱温度を制御することができ、基板１０４に成膜される薄膜の膜厚が制御される。
【００１８】
さらに、真空チャンバー１０１において、ダミー基板１１２が基板１０４に隣接して配置される。
【００１９】
次に、このような膜厚制御に利用される膜厚計測方法においては、光学的検知装置を用いて光学的に検知されることもある（たとえば、特許文献２参照）。
【００２０】
そこで、図８を主として参照しながら、従来の、光学的検知装置を用いて光学的に検知される膜厚計測方法について説明する。
【００２１】
ここに、図８は、従来の、光学的検知装置を用いて光学的に検知される蒸着装置の概略断面図である。
【００２２】
真空チャンバー１０１は、真空ポンプ１０５で排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。
【００２３】
真空チャンバー１０１の内部において、その上部には成膜が行われる基板１０４が配置されており、その下部には坩堝１０７が基板１０４に対向するように配置されている。
【００２４】
そして、発熱体１０９に接続された電源などの発熱体制御部１２２を制御し、発熱体１０９を発熱させることによって、坩堝１０７及び坩堝１０７の中の材料１０８を加熱することができる。
【００２５】
さらに、真空チャンバー１０１内の上部において、ダミー基板１１２が基板１０４に隣接するように配置されている。ダミー基板１１２の裏面から、ダミー基板１１２に蒸着される薄膜の膜厚を計測する光学膜厚検出装置１１１が配置されている。
【００２６】
光学膜厚検出装置１１１としては例えば反射分光計が用いられている。蒸着量に応じて変化する反射スペクトルから、ダミー基板１１２上に蒸着される薄膜の膜厚とが間接的に計測される。間接的に計測されるダミー基板１１２上に蒸着される薄膜の膜厚と、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚と、の間においては、一定の関係が存在する。このため、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚を、光学膜厚検出装置１１１の反射スペクトルの計測結果から得ることができる。
【００２７】
そこで、光学膜厚検出装置１１１から得られるダミー基板上１１１上に蒸着される薄膜の膜厚から、基板１０４に蒸着される薄膜の膜厚を間接的に計測して、坩堝１０７の発熱体１０９の発熱温度を制御する発熱体制御部１２２への指示信号を送る分析部１２０が、設けられている。
【００２８】
発熱体制御部１２２は、分析部１２０からの指示信号に基づいて、坩堝１０７の発熱体１０９の発熱温度を制御することができ、基板１０４に成膜される薄膜の膜厚が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００５−３２５３９１号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、上述された第一の従来の蒸着装置（図７参照）については、水晶振動子１２５の寿命があまり長くはないので、水晶振動子１２５の頻繁な交換が行われないと、膜厚計測を高精度に行うことが困難である。
【００３１】
さらに、同蒸着装置については、始めに基板１０４の無い状態で水晶振動子１２５に対して蒸着を行って水晶振動子１２５の薄膜の膜厚を計測し、次に、同じ条件で基板１０４に対して蒸着を行って基板１０４の薄膜の膜厚を計測し、それから二つの膜厚の関係性を特定しなければならないので、計測作業に必要な時間が非常に長く、生産効率が落ちてしまうことがある。
【００３２】
同様に、上述された第二の従来の蒸着装置（図８参照）についても、ダミー基板１１２に蒸着される薄膜の膜厚が厚すぎると膜厚測定の精度が悪化するので、ダミー基板１１２の頻繁な交換が必要となる。さらに、ダミー基板１１２に蒸着される膜厚が薄過ぎても膜厚測定の精度が悪化するので、事前に一定以上の薄膜を蒸着しておく必要があることから、生産効率が落ちてしまう。
【００３３】
本発明は、上述された従来の課題を考慮し、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことが可能な、蒸着装置及び蒸着方法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】
【００３４】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００３５】
本発明の１つの態様によれば、真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配置された配管部とを備え、前記配管部の内部に配置された蒸着源において気化した材料を、前記真空チャンバーの内部に配置された基板の表面に蒸着させる蒸着装置であって、
前記配管部に配置された抜き穴と、
前記抜き穴に対向して配置されたダミー基板を回転させるダミー基板駆動装置と、
前記抜き穴に対向して前記ダミー基板の裏面に配置されかつ前記抜き穴を通して前記ダミー基板の表面に蒸着される薄膜の膜厚を光学的に計測する膜厚計測装置と、
前記ダミー基板を加熱して、前記ダミー基板の前記表面に蒸着されかつ前記膜厚計測装置で計測した後の前記薄膜を蒸発させるダミー基板加熱装置と、
を備える、蒸着装置を提供する。
【００３６】
本発明の別の態様によれば、真空チャンバーの内部に配置された配管部の内部に配置された蒸着源において気化した材料を、前記真空チャンバーの内部に配置された基板の表面に蒸着させる蒸着方法であって、
前記配管部に配置された抜き穴から、前記気化した材料の一部が放出されて、前記抜き穴に対向して回転可能に配置されたダミー基板の表面に薄膜を形成し、
前記抜き穴に対向して前記ダミー基板の裏面に配置された膜厚計測装置で、前記ダミー基板の前記表面に蒸着される薄膜の膜厚を光学的に計測し、
計測後、ダミー基板加熱装置で前記ダミー基板を加熱して、前記抜き穴を通して前記ダミー基板の前記表面に蒸着される薄膜を蒸発させる、蒸着方法を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の前記態様によって、蒸着膜の膜厚計測後の不要な薄膜をダミー基板加熱装置で蒸発させて消失させることができるため、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことが可能な、蒸着装置及び蒸着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明における第１実施形態の蒸着装置の概略断面図
【図２】本発明における第１実施形態の蒸着装置の、光学的蒸着レート算出装置近傍の概略図
【図３】本発明における第１実施形態の蒸着装置の、ダミー基板上の薄膜の付着状態を示す概略平面図
【図４】本発明における第２実施形態の蒸着装置の概略断面図
【図５】本発明における第２実施形態の蒸着装置の、光学的蒸着レート算出装置近傍の概略図
【図６】本発明における第２実施形態の蒸着装置の、ダミー基板上の薄膜の付着状態を示す概略平面図
【図７】従来の、水晶振動子が用いられる蒸着装置の概略断面図
【図８】従来の、光学的検知装置を用いて光学的に検知される蒸着装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら、本発明における実施形態について詳細に説明する。
【００４０】
（第１実施形態）
始めに、図１〜図３を主として参照しながら、第１実施形態の蒸着装置の構成について説明する。
【００４１】
ここに、図１は、本発明における第１実施形態の蒸着装置の概略断面図である。図２は、本発明における第１実施形態の蒸着装置の、光学的蒸着レート算出装置近傍の概略図である。図３は、本発明における第１実施形態の蒸着装置の、ダミー基板上の薄膜の付着状態を示す概略平面図である。
【００４２】
真空チャンバー１は、真空ポンプ５で内部を排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。
【００４３】
図１において、真空チャンバー１の下部内には、坩堝７を内蔵した蒸着源３が配置されている。
【００４４】
坩堝７には、材料８が充填されている。
【００４５】
材料８は、任意の蒸着材料であるが、たとえば、有機エレクトロルミネッセンス材料などの有機材料である。
【００４６】
蒸着源３の上部には、蒸発させた材料８を輸送する配管部２が、上下方向に立ち上がるように設置されている。
【００４７】
蒸着源３及び配管部２において、その外側に発熱体９が設けられている。
【００４８】
そして、発熱体９に接続された電源などの発熱体制御部２２を制御して発熱体９を発熱させることによって、坩堝７のみならず、配管部２及び蒸着源３の壁を加熱することができる。
【００４９】
真空チャンバー１の内部の上部には、成膜が行われる基板４が配置されている。
【００５０】
配管部２の中間部の内部において、コンダクタンスバルブ６が設けられている。コンダクタンスバルブ６は、コンダクタンスバルブ開度制御部２１により開閉制御されている。  真空チャンバー１の外部には光学的蒸着レート算出装置１００が配置されている。光学的蒸着レート算出装置１００は、主として分析部２０で構成されている。分析部２０は、後述する、ダミー基板回転制御部２３と光学膜厚計測装置１１とが接続されている。ダミー基板回転制御部２３からは、ダミー基板１２の回転速度及び回転角度位置の情報が分析部２０に入力される。光学膜厚計測装置１１からは、ダミー基板１２の計測された膜厚の情報が分析部２０に入力される。これらの情報を基に、分析部２０は蒸着レートを算出する。
【００５１】
また、光学的蒸着レート算出装置１００が有する分析部２０は、発熱体制御部２２及びコンダクタンスバルブ開度制御部２１と電気的に接続されている。分析部２０と発熱体制御部２２とコンダクタンスバルブ開度制御部２１とは、真空チャンバー１の外部に配置されている。
【００５２】
発熱体制御部２２は、分析部２０からの指示信号に基づいて、坩堝７の発熱体９の発熱温度を制御することができる。コンダクタンスバルブ開度制御部２１は、分析部２０からの指示信号に基づいてコンダクタンスバルブ６の開度を制御することができる。
【００５３】
真空チャンバー１の配管２には、コンダクタンスバルブ６と基板４との間において、配管２内と配管２外の真空チャンバー１内とを貫通させて流出入可能とする抜き穴１０が設けられている。
【００５４】
真空チャンバー１内の下部では、抜き穴１０に対向して、膜厚計測装置の一例としての光学膜厚計測装置１１が設置されている。抜き穴１０と光学膜厚計測装置１１との間には、ダミー基板１２が配置されている。
【００５５】
真空チャンバー１内の下部の光学膜厚計測装置１１の近傍には、ダミー基板駆動装置１３と、ダミー基板加熱装置１４と、ダミー基板冷却装置１８とを設けている。
【００５６】
ダミー基板駆動装置１３は、ダミー基板１２を支持して一方向に一定速度で回転させる。ダミー基板加熱装置１４は、ダミー基板駆動装置１３で回転させられるダミー基板１２を加熱する。ダミー基板冷却装置１８は、ダミー基板駆動装置１３で回転させられるダミー基板１２を冷却する。ダミー基板冷却装置１８は、例えば温度調節された輻射板を用いることができ、この場合、主にダミー基板加熱装置１４から基板１２に流入する熱を非接触で冷却し、蒸着中にダミー基板１２の温度を一定に保つことが出来る。
【００５７】
光学膜厚計測装置１１としては、例えば反射分光膜厚計などが用いることができ、この場合、ダミー基板１２の裏面に白色光を投射し、透光性又は不透光性のダミー基板１２の表面の後述する薄膜１９に反射した光のスペクトルを検出することで、光学的に薄膜１９の膜厚を得ることができる。
【００５８】
ダミー基板加熱装置１４は、例えばハロゲンランプなどを用いることができ、この場合、ダミー基板加熱装置１４から照射される赤外光をダミー基板１２に吸収させることで、ダミー基板１２の表面に付着した薄膜１９が蒸発する温度以上までダミー基板１２を加熱することができる。ダミー基板駆動装置１３は、例えばステッピングモータなどを用いることができ、ダミー基板回転制御部２３により、ダミー基板駆動装置１３を介してダミー基板１２の回転速度及び回転角度位置を自由に制御することが出来る。ダミー基板駆動装置１３としてステッピングモータを用いる場合には、図３に示すように、ダミー基板上の薄膜の付着状態は間欠的に円形の薄膜１９が形成されることになるが、常時一定回転するモータを用いる場合には、ダミー基板上の薄膜の付着状態は連続的に円環状の薄膜が形成されることになる。ダミー基板回転制御部２３と光学膜厚計測装置１１とは分析部２０に接続されている。ダミー基板回転制御部２３からは、ダミー基板１２の回転速度及び回転角度位置の情報が分析部２０に入力される。光学膜厚計測装置１１からは、ダミー基板１２の計測された膜厚の情報が分析部２０に入力される。
【００５９】
光学的蒸着レート算出装置１００においては、光学膜厚計測装置１１により計測されたダミー基板１２上の薄膜１９の膜厚と、ダミー基板１２の回転速度とから、分析部２０により、ダミー基板１２上に蒸着される薄膜１９の蒸着レートを算出し、さらに、ダミー基板１２上に蒸着される薄膜の蒸着レートと基板４上に蒸着される薄膜の蒸着レートとの比例関係から、基板４上に蒸着される薄膜の蒸着レートを算出することが出来る。
【００６０】
次に、第１実施形態の蒸着装置の動作について説明するとともに、第１実施形態の蒸着方法についても説明する（他の第２実施形態についても同様である）。
【００６１】
まず、真空チャンバー１内において、蒸着源３の坩堝７に、蒸着する材料８を充填してセットするとともに、基板４を蒸着源３の上方に水平にセットする。
【００６２】
次に、真空ポンプ５を作動させて、真空チャンバー１内が真空状態になるように減圧を行い、発熱体制御部２２を制御して配管部２の発熱体９を発熱させ、配管部２の壁を所定の温度に加熱する。
【００６３】
蒸着源３の発熱体９が発熱させられ、坩堝７が加熱されると、材料８は、溶融して蒸発するか又は昇華するかして、気化する。
【００６４】
気化した材料８は、矢印（たとえば、図１を参照）８０で示されているように、圧力勾配及び濃度勾配のために、圧力及び濃度の低い基板４が設置している方向に坩堝７から配管部２内を飛翔する。そして、気化しかつ配管部２内を飛翔した材料８は、配管部２の開口部に到達し、開口部から真空チャンバー１内に拡散し、開口部に対向した基板４の表面（下面）に到達する。
【００６５】
気化した材料８をこのように基板４の表面に到達させて堆積させることによって、基板４の表面に蒸着を行なうことができる。
【００６６】
ここで、蒸着速度の計測について図２及び図３を用いて説明する。材料８の蒸気の一部は抜き穴１０から矢印８１のように放出されて、ダミー基板１２上の抜き穴１０に対向する箇所（蒸着部）８２に、薄膜１９が蒸着される。ダミー基板１２は、ダミー基板駆動装置１３により、連続的に回転している。
【００６７】
ダミー基板１２上の、蒸着部８２を通過する点を通る円形の軌跡部分１２ａ（図３参照）に着目すると、抜き穴１０から放出した材料８の蒸気が、蒸着部８２で、ダミー基板１２の表面に蒸着される。
【００６８】
蒸着後、この蒸着部８２の膜厚測定点（図３において、実線のＸで示す位置）で、光学膜厚計測装置１１により、ダミー基板１２上に蒸着された薄膜１９の膜厚が計測される。
【００６９】
次いで、ダミー基板１２の回転に伴ってダミー基板冷却装置１８の近傍の第１冷却部８３を通過する際に、ダミー基板加熱装置１４からの熱による薄膜１９の温度上昇が抑制される。
【００７０】
次いで、ダミー基板１２の回転に伴ってダミー基板加熱装置１４の近傍の加熱部８４のダミー基板加熱位置（図３において、点線の三角形で示す位置）を通過する際には、薄膜１９が加熱されて、表面の薄膜１９が蒸発して消失する。
【００７１】
次いで、ダミー基板１２の回転に伴ってダミー冷却装置１８の近傍の第２冷却部８５を通過する際には、当該部分（ダミー基板１２の薄膜１９が蒸発して消失した位置）が冷却される。その後、ダミー基板１２の回転に伴って抜き穴１０の位置、すなわち、蒸着部８２に戻ると、再び、ダミー基板１２の表面に材料８が蒸着される。
【００７２】
このような処理をダミー基板１２の回転に伴って繰り返し続ける。すなわち、ダミー基板１２は、再度、蒸着部８２で蒸着される際には、表面に薄膜が付着していない状態にリフレッシュされる。また、ダミー基板冷却装置１８により、第２冷却部８５を通過したのちに蒸着部８２に位置するダミー基板１２の部分の温度が一定に保たれることで、蒸着部８２での材料８のダミー基板１２への付着確率が一定に保たれる。
【００７３】
また、分析部２０において、蒸着レートが所定の基準値よりも速いと判断する場合には、ダミー基板１２の回転を速く、蒸着レートが所定の基準値よりも遅いと判断する場合にはダミー基板１２の回転を遅く、ダミー基板回転制御部２３で制御しても良い。この場合、ダミー基板１２上に蒸着される薄膜１９の厚みを光学膜厚計測装置１１の測定に適した膜厚、例えば１００ナノメートル程度に制御することができる。
【００７４】
分析部２０では、光学膜厚計測装置１１で計測した薄膜１９の膜厚を、ダミー基板１２の回転速度で割り、求めた値に一定の係数を乗じて、基板４上の蒸着レートを算出する。
【００７５】
なお、仕切り板１７は、遮熱のために、光学膜厚計測装置１１とダミー基板冷却装置１８との間と、ダミー基板冷却装置１８とダミー基板加熱装置１４との間にそれぞれ設置され、各部の温度変化を抑制して一定温度に保つことができる。
【００７６】
以上により、ダミー基板１２では前記した加熱冷却を繰り返すことにより、膜厚計測後の不要な薄膜１９をダミー基板加熱装置１４で蒸発させて消失させることができる。このため、ダミー基板１２は、常時、クリーニングされた状態を保つことができて、部品交換及び清掃などのメンテナンスをすることなく、光学膜厚計測装置１１で蒸着レートを連続して高精度に計測することができる。よって、ダミー基板１２に事前に一定以上の薄膜を蒸着しておく必要もなく、計測作業に必要な時間が非常に短く、生産効率が落ちることもない。
【００７７】
（第２実施形態）
次に、図４〜図６を主として参照しながら、第２実施形態の蒸着装置の構成について説明する。
【００７８】
ここに、図４は、本発明における第２実施形態の蒸着装置の概略断面図である。図５は、本発明における第２実施形態の蒸着装置の、光学的蒸着レート算出装置近傍の概略図である。図６は、本発明における第２実施形態の蒸着装置の、ダミー基板１２上の薄膜１９の付着状態を示す概略平面図である。
【００７９】
図４〜図６に関しては、図１〜図３に示されている部分と同じ又は相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００８０】
図４においては、配管２に配置された抜き穴１０と、ダミー基板１２との流路間に、一部を切り欠き１５１として切り欠いた円盤状のシャッター板１５が流路開閉可能に配置されている。さらに、シャッター板１５を流路開閉のために回転させるシャッター板駆動装置１６が配置されており、シャッター板回転制御部２４によりシャッター板駆動装置１６を介して回転速度及び回転角度位置を自由に制御することが出来る。図５においては、シャッター板１５には、切り欠き１５１が設けられており、シャッター板１５を回転すると、切り欠き１５１の位置を自由に移動させることができる。
【００８１】
長時間連続して蒸着レートを計測する際には、ダミー基板１２の加熱によってもクリーニング出来ない汚れ、又は、ダミー基板加熱装置１４からの熱によるダミー基板１２の変形などにより、光学膜厚測定する際に、計測値のゼロ点がずれてしまい、測定精度が悪化することがある。
【００８２】
第２実施形態においては、切り欠き１５１を、光学膜厚計測装置１１の膜厚測定位置（図６の（ａ）の実線のＸで示す位置）に対応する位置（図６の（ａ）の点線の円のシャッター切り欠き位置）に位置決めさせてシャッター板１５の回転を停止し、切り欠き１５１及びダミー基板１２を介して光学膜厚計測装置１１の計測部を抜き穴１０に対向させた状態で、第１実施形態と同様に、ダミー基板１２を一定の速度で連続的に回転させて、蒸着レートを算出する（図６（ａ）参照）。
【００８３】
そして、一定の時間毎に、以下の動作を行わせて、ダミー基板１２に薄膜が蒸着されていない状態での膜厚測定点（膜厚測定位置）を測定して、ゼロ点膜厚を計測する。以下に、このゼロ点膜厚計測処理を説明する。
【００８４】
まず、分析部２０を介して、ダミー基板回転制御部２３とシャッター板回転制御部２４との制御により、ダミー基板駆動装置１３とシャッター板駆動装置１６とを介して、ダミー基板１２の回転速度と同期させてシャッター板１５を回転させる。具体的には、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）の順にダミー基板１２とシャッター板１５とを回転させると、膜厚測定点においては、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）では新たに薄膜１９が蒸着されない状態で、ダミー基板１２上の薄膜１９の膜厚を計測するのと同様な方法で、ダミー基板１２の膜厚測定位置を計測することになり、この測定値をゼロ点膜厚として、光学膜厚計測装置１１から分析部２０に記録する。ゼロ点膜厚の計測は、図６の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）いずれの位置でも良い。ここで、ダミー基板１２の膜厚測定位置を計測するとは、ダミー基板１２に付着しかつ加熱によってもクリーニング出来ない汚れの厚さを計測するか、又は、熱により変形したダミー基板１２の変形量を計測することを意味する。
【００８５】
次に、図６（ｅ）のとおり、シャッター板１５のシャッター切り欠き位置が蒸着部８２に到達して、再び、ダミー基板１２上に薄膜１９が蒸着される。すると、分析部２０では、光学膜厚計測装置１１で計測された膜厚からゼロ点膜厚を減算した値を、薄膜の膜厚として算出する。すなわち、分析部２０でゼロ点補正した後、第１実施形態と同様に、ダミー基板１２の回転速度で割った値に一定の係数を乗じて、基板４上の蒸着レートを分析部２０で算出する。
【００８６】
これにより、ダミー基板１２の汚れ及び熱変形による計測誤差がキャンセルされるので、蒸着レートをより高精度に算出することができる。
【００８７】
また、ダミー基板１２とシャッター板１５との回転は、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順でなくても良い。たとえば、図６の（ａ）の後、図６（ｂ）としてゼロ点膜厚を記録した後、シャッター板１５のみ回転方向を逆転させて、膜厚測定点に戻した場合、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順の場合に比べて、ゼロ点計測のステップを短くすることが出来るので、より短時間でゼロ点補正が可能となる。これらの動作は、分析部２０により、ダミー基板回転制御部２３とシャッター板回転制御部２４とを制御することにより行うことができる。
【００８８】
これらにより、生産において長時間連続成膜した場合においても、生産性を下げることなく、蒸着レートをより高精度に算出することができる。
【００８９】
上述された第１及び第２実施形態におけるが如く算出された膜厚に基づいて、発熱体制御部２２による坩堝７の発熱体９の発熱温度の制御、及びコンダクタンスバルブ開度制御部２１によるコンダクタンスバルブ６の開度の制御を分析部２０で実行し、配管部２の開口部から真空チャンバー１内に噴出される気化した材料８の発生量を調整することによって、気化した材料８で基板４に対する所望の膜厚での成膜を高精度に行うことができる。よって、分析部２０は、蒸着装置全体の制御装置としても機能するものである。
【００９０】
もちろん、上述された第１及び第２実施形態は、同時に実施することも可能である。
【００９１】
そして、メンテンスフリーかつ長寿命な蒸着装置の構成によって、高歩留りかつ低コストで高効率デバイスの生産を実現することができる。
【００９２】
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明における蒸着装置及び蒸着方法は、たとえば、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことが可能であり、有機ＥＬ素子などの有機薄膜の製造において、気化した材料で基板に対する蒸着を行う、蒸着装置及び蒸着方法に利用するために有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１  真空チャンバー
２  配管部
３  蒸着源
４  基板
５  真空ポンプ
６  コンダクタンスバルブ
７  坩堝
８  材料
９  発熱体
１０  抜き穴
１１  光学膜厚計測装置
１２  ダミー基板
１３  ダミー基板回転駆動部
１４  ダミー基板加熱装置
１５  シャッター板
１５１  切り欠き
１６  シャッター板回転駆動部
１７  仕切り板
１８  ダミー基板冷却装置
１９  薄膜
２０  分析部
２１  コンダクタンスバルブ開度制御部
２２  発熱体制御部
２３  ダミー基板回転制御部
２４  シャッター板回転制御部
２５  水晶振動子
８０  気化した材料の飛翔流路
８１  抜き穴から放出された材料の蒸気
８２  蒸着部
８３  第１冷却部
８４  加熱部
８５  第２冷却部
１００  光学的蒸着レート算出装置
【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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