(57)【要約】【課題】センサの個体差の影響を受けずに膜厚分布を測定することが可能な蒸着装置を提供する。【解決手段】蒸着装置は、蒸着材料を蒸発させて放出する、一方向に並ぶ複数の蒸発源と、自身に付着する前記蒸着材料の質量の時間変化量に応じた信号を出力するセンサと、前記センサを前記複数の蒸発源に沿って前記一方向に移動させる移動機構と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料を蒸発させて放出する、一方向に並ぶ複数の蒸発源と、
自身に付着する前記蒸着材料の質量の時間変化量に応じた信号を出力するセンサと、
前記センサを前記複数の蒸発源に沿って前記一方向に移動させる移動機構と、
を備える蒸着装置。
【請求項２】
前記センサからの信号に基づいて前記一方向の各位置における前記時間変化量を算出する算出手段をさらに備える、
請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記時間変化量を前記一方向の位置に対応付けて保存する、
請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記センサが第１の位置から第２の位置に移動する間に前記時間変化量が予め定められた量を超えて増加側と減少側の一方に変化し、且つ、前記センサが前記第２の位置から第３の位置に移動する間に前記時間変化量が予め定められた量を超えて増加側と減少側の他方に変化する場合に、不良と判定する判定手段をさらに備える、
請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記センサが第１の位置から第２の位置に移動する間に前記時間変化量が予め定められた量を超えて増加側と減少側の一方に変化し、且つ、前記センサが前記第２の位置から前記第１の位置に移動する間に前記時間変化量が予め定められた量を超えて増加側と減少側の他方に変化する場合に、不良と判定する判定手段をさらに備える、
請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記センサが予め定められた距離を移動する間に前記時間変化量が予め定められた量を超えて変化しない場合に、前記時間変化量に基づいて前記複数の蒸発源を駆動する制御手段をさらに備える、
請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項７】
予め定められた位置における前記時間変化量に基づいて前記複数の蒸発源を駆動する制御手段をさらに備える、
請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記時間変化量を、各位置について予め定められた値を用いて補正する補正手段をさらに備え、
前記判定手段又は前記制御手段は、前記補正された時間変化量を用いる、
請求項４ないし７の何れかに記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置の製造において、発光層を含む有機膜は一般に真空蒸着により成膜される。
【０００３】
真空蒸着を実現する蒸着装置は、複数の蒸着源が一方向に並んだいわゆるラインソースを備えることがある。ラインソースを備える蒸着装置では、一般にラインソースの端部付近に膜厚レートを検出するためのセンサが配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６５９４２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、ラインソースの端部付近にセンサを配置するだけでは、膜厚分布を測定することはできない。
【０００６】
特許文献１には、複数の蒸着源と同数のセンサを設けることが記載されている。しかしながら、センサには個体差があるため、複数のセンサにより測定される膜厚分布が正確とは限らない。また、センサの校正を行うことは手間を要する。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサの個体差の影響を受けずに膜厚分布を測定することが可能な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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の蒸着装置は、蒸着材料を蒸発させて放出する、一方向に並ぶ複数の蒸発源と、自身に付着する前記蒸着材料の質量の時間変化量に応じた信号を出力するセンサと、前記センサを前記複数の蒸発源に沿って前記一方向に移動させる移動機構と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸着装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】制御装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図３】膜厚レートの変化を説明するための図である。
【図４】膜厚レートの変化を説明するための図である。
【図５】膜厚レートの変化を説明するための図である。
【図６】膜厚レートの変化を説明するための図である。
【図７】良否判定処理の処理例を示すフロー図である。
【図８】膜厚レートの変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る蒸着装置１の構成例を示すブロック図である。蒸着装置１は、チャンバー２の内部にラインソース３を備えている。ラインソース３は、蒸着材料を蒸発させて放出する一方向に並んだ複数の蒸発源３１を備えている。各々の蒸着源３１は、蒸着材料を収納する坩堝を加熱するヒータを備えている。
【００１２】
ラインソース３の各々の蒸着源３１から放出される蒸着材料は、チャンバー２の内部に配置される基板の表面に堆積し、これによって蒸着膜が形成される。また、ラインソース３の延伸方向、すなわち蒸着源３１の配列方向と直交する方向に基板を相対移動させることで、大型の基板ないし複数の基板に蒸着膜を形成することができる。
【００１３】
本実施形態では、蒸着装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置における有機膜の成膜に適用される。
【００１４】
チャンバー２の内部には、膜厚レートを検出するためのセンサ４が配置されている。センサ４は、自身に付着する蒸着材料の質量の時間変化量に応じた信号を出力するセンサであり、この時間変化量が膜厚レートに対応する値である。
【００１５】
具体的には、センサ４は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）である。このセンサ４は、水晶の薄板の両面に金属の電極が形成された構造を有しており、電極の表面に物質が付着するとその質量に応じて共振周波数が小さくなる性質を有している。すなわち、共振周波数の時間変化量Δｆと、電極に付着する物質の質量の時間変化量Δｍとの間には相関がある。この相関は、Sauerbreyの式として知られている。
【００１６】
センサ４は、移動機構５によってラインソース３の複数の蒸着源３１に沿って蒸着源３１の配列方向に移動可能とされている。例えば、移動機構５はモータ５１を備えており、モータ５１の動力は、ラック・ピニオン機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を介してシャフト５２に伝達される。シャフト５２の一部はチャンバー２の内部に挿入されており、その先端にセンサ４が支持されている。
【００１７】
センサ４は、ラインソース３の各々の蒸着源３１から放出されて基板の表面に堆積される蒸着材料の飛散を妨げない範囲で移動するように設けられている。
【００１８】
蒸着装置１は、制御装置１０を備えている。制御装置１０は、例えばマイクロプロセッサがメモリに記憶されたプログラムに従って情報処理を実行するコンピュータである。制御装置１０は、ラインソース３を駆動するヒータドライバ３９、センサ４に交流電圧を印加する発振器４９、及びモータ５１を駆動するモータドライバ５９に電気的に接続されている。
【００１９】
制御装置１０は、発振器４９から受信したセンサ４の共振周波数を表す情報に基づいて膜厚レートを算出し、算出された膜厚レートをラインソース３のフィードバック制御に利用する。制御装置１０は、算出された膜厚レートを後述する良否判定にも利用する。さらに、制御装置１０は、モータドライバ５９からモータ５１の回転位置を表す情報を受信する。
【００２０】
図２は、制御装置１０の機能構成例を示すブロック図である。制御装置１０は、位置算出部１１、膜厚レート算出部１２、膜厚レート読出部１３、良否判定部１４、減算部１５及び蒸着源制御部１６を備えている。これらのブロックは、コンピュータの機能として実現される。また、制御装置１０は、データを一時的又は永続的に記憶する記憶部１９を備えている。
【００２１】
位置算出部１１は、モータドライバ５９から供給されるモータ５１の回転位置を表す情報に基づいて、蒸着源３１の配列方向におけるセンサ４の位置を算出し、膜厚レート算出部１２に供給する。
【００２２】
膜厚レート算出部１２は、発振器４９から供給されるセンサ４の共振周波数を表す情報に基づいて、膜厚レートを算出する。センサ４はチャンバー２の内部をラインソース３に沿って蒸着源３１の配列方向に移動し、発振器４９はこのように移動するセンサ４の共振周波数を表す情報を制御装置１０に逐次供給する。これにより、膜厚レート算出部１２は、蒸着源３１の配列方向の各位置における膜厚レートを算出する。
【００２３】
具体的には、膜厚レート算出部１２は、発振器４９から逐次供給されるセンサ４の共振周波数を表す情報を一時的に保持しておき、現在の共振周波数と以前の共振周波数との差分からセンサ４の共振周波数の時間変化量Δｆを算出する。そして、膜厚レート算出部１２は、センサ４の共振周波数の時間変化量Δｆから、センサ４に付着した蒸着材料の質量の時間変化量Δｍを算出し、これを膜厚レートとする。
【００２４】
膜厚レート算出部１２は、算出した膜厚レートを、位置算出部１１から供給されるセンサ４の位置と対応付けて記憶部１９に保存する。このようにして記憶部１９には、蒸着源３１の配列方向の各位置における膜厚レートの情報が蓄積されるので、これを利用して蒸着膜の膜厚分布を算出することが可能である。
【００２５】
膜厚レート読出部１３は、記憶部１９に保存されている膜厚レートを読み出して、良否判定部１４と減算部１５に供給する。
【００２６】
良否判定部１４は、膜厚レート読出部１３から供給される膜厚レートに基づいて、蒸着の良否判定を行う。良否判定の詳細については後述する。
【００２７】
減算部１５は、予め定められた目標膜厚レートと、膜厚レート読出部１３から供給される膜厚レートとの差分を算出し、蒸着源制御部１６に供給する。
【００２８】
蒸着源制御部１６は、減算部１５から供給される差分を抑制するための駆動信号を生成してヒータドライバ３９に供給することで、ラインソース３の複数の蒸着源３１を駆動する。
【００２９】
以下、良否判定の詳細について説明する。
【００３０】
図３〜図６は、膜厚レートの変化を説明するための図である。横軸は蒸着源３１の配列方向の位置を表し、縦軸は膜厚レートを表す。各位置における膜厚レートは、センサ４が移動する順に逐次取得される。図７は、良否判定処理の処理例を示すフロー図である。
【００３１】
膜厚レートは略一定であることが好ましいが、図３に示されるように、膜厚レートがある時に減少（又は増加）することがある。センサ４は蒸着源３１の配列方向に移動しているため、そのような減少が、全ての蒸着源３１の放出量が減少したことによる全体的な膜厚レートの減少なのか、何れかの蒸着源３１の放出量が減少したことによる局所的な膜厚レートの減少なのか、減少を検知しただけでは判別できない。
【００３２】
全体的な膜厚レートの減少であるならば、膜厚分布は均一的なままであるので蒸着を続行することが可能であるが、局所的な膜厚レートの減少であるならば、膜厚分布が不均一になってしまうので、減少の程度に依っては蒸着を中止する方が好ましい。そこで、本実施形態の良否判定では、膜厚レートの変化が全体的なものなのか局所的なものなのかを判別するための処理を含んでいる。
【００３３】
例えば図４に示されるように、膜厚レートが減少した後に増加して減少前のレベルに戻る場合、膜厚レートの変化は局所的なものである可能性が高い。そこで、図７に示されるように、制御装置１０は、膜厚レートが所定量を超えて変化し（Ｓ１１：ＹＥＳ）、その後、膜厚レートが反対に変化して元に戻った場合に（Ｓ１２：ＹＥＳ）、蒸着が不良であると判定する（Ｓ１４）。
【００３４】
具体的には、センサ４が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動する間の膜厚レートの減少量ΔＤが閾値を超え、且つ、センサ４が第２の位置Ｐ２から第３の位置Ｐ３に移動する間の膜厚レートの増加量ΔＵが閾値を超える場合に、蒸着が不良であると判定される。なお、膜厚レートが増加した後に減少する場合も、これと同様に判定される。ここで、第１〜第３の位置Ｐ１〜Ｐ３は、固定位置ではなく、例えば変化の前後の位置を指すためのものである。第１〜第３の位置Ｐ１〜Ｐ３は、例えば蒸着源３１の配列方向に順に並ぶ位置である。減少量ΔＤと増加量ΔＵは、例えば連続する変化分を足し合われることにより算出される。２つの閾値は、同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
【００３５】
また、図５に示されるように、膜厚レートが減少した後にセンサ４が折り返して同じ区間で膜厚レートが増加する場合、膜厚レートの変化は局所的なものである可能性が高い。そこで、図７に示されるように、制御装置１０は、膜厚レートが所定量を超えて変化し（Ｓ１１：ＹＥＳ）、その後、膜厚レートが同じ区間で反対に変化する場合に（Ｓ１３：ＹＥＳ）、蒸着が不良であると判定する（Ｓ１４）。
【００３６】
具体的には、センサ４が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動する間の膜厚レートの減少量ΔＤが閾値を超え、且つ、センサ４が第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１に移動する間の膜厚レートの増加量ΔＵが閾値を超える場合に、蒸着が不良であると判定される。なお、膜厚レートが増加した後に減少する場合も、これと同様に判定される。ここで、減少量ΔＤの区間と増加量ΔＵの区間は、完全に重複していなくても、少なくとも一部同士が重複していればよい。２つの閾値は、同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
【００３７】
なお、本実施形態では、膜厚レートが元に戻る場合（Ｓ１２）と同じ区間で変化する場合（Ｓ１３）の何れか一方を満たす場合に不良と判定したが、これに限られず、両方を満たす場合に不良と判定してもよい。
【００３８】
一方、図６に示されるように、膜厚レートが減少した後、減少後のレベルで維持される場合、膜厚レートの変化は全体的なものである可能性が高い。そこで、図７に示されるように、制御装置１０は、膜厚レートが所定量を超えて変化した後（Ｓ１１：ＹＥＳ）、膜厚レートが元に戻ることも同じ区間で変化することもなく（Ｓ１２，Ｓ１３：ＮＯ）、所定距離続く場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、蒸着が良好であるとして良否判定処理を終了する。
【００３９】
具体的には、センサ４が所定距離を移動する間に膜厚レートが閾値を超えて増加も減少もしない場合に、すなわち閾値を超えて増加も減少もしない膜厚レートが所定数連続して得られる場合に、蒸着が良好であると判定される。
【００４０】
なお、制御装置１０によるラインソース３のフィードバック制御には、このようにセンサ４が所定距離を移動する間に閾値を超えて増加も減少もしない膜厚レートを利用することが好ましい。例えば、図２に示される膜厚レート読出部１３は、閾値を超えて増加も減少もしない膜厚レートが所定数連続して得られる場合に、その膜厚レートを減算部１５に供給する。ここで減算部１５に供給される膜厚レートは、例えば連続して得られる膜厚レートの最終値又は平均値である。
【００４１】
これに限られず、制御装置１０によるラインソース３のフィードバック制御には、センサ４の移動範囲の中央や端などの所定位置における膜厚レートを利用してもよい。例えば、図２に示される膜厚レート読出部１３は、所定位置における膜厚レートが得られる度に、その膜厚レートを減算部１５に供給する。
【００４２】
なお、図８に示されるように、膜厚レートは位置に応じて微小に変化することがある。例えば、蒸着源３１に近い位置では膜厚レートがやや大きく、蒸着源３１から離れた位置では膜厚レートがやや小さくなることがある。そこで、制御装置１０は、このような位置依存性の影響を抑制するように、各位置について予め定められた補正値を用いて膜厚レートを補正し、補正された膜厚レートを良否判定やラインソース３のフィードバック制御に用いてもよい。
【００４３】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１  蒸着装置、２  チャンバー、３  ラインソース、３１  蒸着源、３９  ヒータドライバ、４  センサ、４９  発振器、５  移動機構、５１  モータ、５２  シャフト、５９  モータドライバ、１０  制御装置、１１  位置算出部、１２  膜厚レート算出部、１３  膜厚レート読出部、１４  良否判定部、１５  減算部、１６  蒸着源制御部、１９  記憶部。
【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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