(57)【要約】      （修正有）【課題】高い検出精度で蒸着膜の膜厚を検出することができ、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成可能な蒸着装置及び蒸着方法を提供する。【解決手段】蒸着材料Ｍを昇華させて所定の蒸着位置に付着させる蒸着装置１であって、開口部４ａを有し前記蒸着材料Ｍを収容する収容器４と、前記蒸着位置とは異なる検出位置において前記蒸着材料Ｍの付着量を検出する検出機構と、前記収容器４内の前記蒸着材料Ｍの形状に応じて前記検出位置を変化させる制御機構とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇華系の蒸着材料を昇華させて所定の蒸着位置に付着させる蒸着装置であって、
開口部を有し前記蒸着材料を収容する収容器と、
前記蒸着位置とは異なる検出位置において前記蒸着材料の付着量を検出する検出機構と、
前記収容器内の前記蒸着材料の形状に応じて前記検出位置を変化させる制御機構と
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記検出機構は、前記付着量を検出する移動可能なセンサを前記検出位置に有し、
前記制御機構は、前記センサを移動させることで前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記検出機構は、前記付着量を検出する移動可能なセンサを複数有し、
前記制御機構は、複数の前記センサを切り替えることで前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記制御機構は、蒸着時間の経過によって変化する前記形状に応じて前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記形状を非接触で計測する計測機構を更に備え、
前記制御機構は、前記計測機構の計測結果に基づいて前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記制御機構は、前記形状の変化と前記検出位置の変化とを相関させた相関データを記憶し、当該相関データに基づいて前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項７】
昇華系の蒸着材料を昇華させて所定の蒸着位置に付着させる蒸着方法であって、
開口部を有する収容器に前記蒸着材料を収容し、
前記蒸着材料を昇華させながら前記蒸着位置とは異なる検出位置において前記蒸着材料の付着量を検出し、
前記収容器内の前記蒸着材料の形状に応じて前記検出位置を変化させる
ことを特徴とする蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置及び蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着装置を用いた蒸着法は、デバイスの製造過程における電極や配線パターン等の形成に広く用いられている。このような蒸着法の一つに、真空蒸着法が挙げられる。真空蒸着法は、収容器に収容された蒸着材料を減圧下で蒸発させ、当該蒸着材料を対象物に付着させることによって対象物上に蒸着材料の薄膜を形成する手法である。このような真空蒸着法は、例えば低分子型の有機ＥＬ装置に設けられる有機層などを基板上に作製する際に好適に用いられている。
【０００３】
有機層を形成する際には、基板上に付着させる蒸着材料の膜厚が本来必要とされる膜厚に対して異なってしまった場合、その差が僅かであっても当該有機層の特性が所期のものとは異なるものになってしまう。このため、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成することが製造上の課題となっている。
【０００４】
このような製造上の課題に対し、蒸着材料の付着量を検出するセンサを基板の近傍に固定し、当該センサによって検出される付着量の検出結果に基づいて蒸着膜の膜厚を算定することで、より所望の膜厚の蒸着膜を形成する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。  
【特許文献１】特開２００７−２２４３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昇華系の蒸着材料を用いて蒸着を行う場合、収容器外部の蒸着材料の分布密度は収容器内の蒸着材料の形状、特に蒸着材料の表面形状に応じて変化することが知られている。収容器を加熱して蒸着材料を蒸発させる場合、収容器内の蒸着材料は収容器の内壁に接する部分からまず昇華する傾向にある。このため、蒸着材料と収容器との間に隙間が生じやすく、蒸着中に収容器内の蒸着材料の形状が崩れたりする場合もある。このように蒸着材料の形状が大きく変化すると、蒸着材料の分布密度もこれに応じて変化することになる。
【０００６】
しかしながら、上記手法においては、センサを１箇所に固定する構成であるため、蒸着材料の分布密度が変化すると、基板上の蒸着材料の付着量とセンサによる検出位置での蒸着材料の付着量との間にズレが生じてしまう。この結果、センサの検出結果に基づく膜厚の算定値と実際の膜厚値との間にズレが生じてしまい、所望の膜厚の蒸着膜を形成することが困難になってしまう。有機ＥＬ素子に限られず、蒸着装置によって蒸着膜を形成する他のデバイスにおいても同様の問題が考えられる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高い検出精度で蒸着膜の膜厚を検出することができ、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成可能な蒸着装置及び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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る蒸着装置は、昇華系の蒸着材料を昇華させて所定の蒸着位置に付着させる蒸着装置であって、開口部を有し前記蒸着材料を収容する収容器と、前記蒸着位置とは異なる検出位置において前記蒸着材料の付着量を検出する検出機構と、前記収容器内の前記蒸着材料の形状に応じて前記検出位置を変化させる制御機構とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、検出機構によって昇華系の蒸着材料の蒸着位置とは異なる検出位置において蒸着材料の付着量を検出することとし、その上収容器内の蒸着材料の形状に応じて当該検出位置を変化させることができるので、昇華した蒸着材料の分布密度の変化に追従するように検出位置を変化させることができる。このため、分布密度が変化する場合であっても、蒸着位置に付着する蒸着材料の付着量と検出位置に付着する蒸着材料の付着量との間でズレが生じるのを防ぐことができる。これにより、高い検出精度で蒸着膜の膜厚を検出することができ、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成可能な蒸着装置を得ることができる。ここで、昇華系の蒸着材料とは、蒸着条件下において当該蒸着材料が固体から気体へと直接相転移する材料をいう。
【００１０】
上記の蒸着装置は、前記検出機構は、前記付着量を検出する移動可能なセンサを前記検出位置に有し、前記制御機構は、前記センサを移動させることで前記検出位置を変化させることを特徴とする。  
本発明によれば、検出機構が分布密度を検出する移動可能なセンサを検出位置に有し、制御機構がセンサを移動させることで検出位置を変化させることとしたので、検出位置を容易に変化させることができる。
【００１１】
上記の蒸着装置は、前記検出機構は、前記付着量を検出する移動可能なセンサを複数有し、前記制御機構は、複数の前記センサを切り替えることで前記検出位置を変化させることを特徴とする。  
本発明によれば、検出機構が付着量を検出する移動可能なセンサを複数有し、制御機構が複数のセンサを切り替えることで検出位置を変化させることとしたので、切り替え制御によって検出位置を変化させることができる。これにより、検出位置の変化の制御を容易に行うことができる。
【００１２】
上記の蒸着装置は、前記制御機構は、蒸着時間の経過によって変化する前記形状に応じて前記検出位置を変化させることを特徴とする。  
本発明によれば、制御機構が蒸着時間の経過によって変化する蒸着材料の形状に応じて検出位置を変化させるとしたので、検出位置の変化の制御を容易に行うことができる。
【００１３】
上記の蒸着装置は、前記形状を非接触で計測する計測機構を更に備え、前記制御機構は、前記計測機構の計測結果に基づいて前記検出位置を変化させることを特徴とする。  
本発明によれば、形状を非接触で計測する計測機構を更に備え、制御機構が計測機構の計測結果に基づいて検出位置を変化させるとしたので、収容器内の蒸着材料の形状を非接触で計測しながら、当該計測結果に基づいてリアルタイムで検出位置を変化させることができる。これにより、検出位置での蒸着材料の付着量をより高精度に検出することができる。
【００１４】
上記の蒸着装置は、前記制御機構は、前記形状の変化と前記検出位置の変化とを相関させた相関データを記憶し、当該相関データに基づいて前記検出位置を変化させることを特徴とする。  
本発明によれば、制御機構が形状の変化と検出位置の変化とを相関させた相関データを記憶し、当該相関データに基づいて検出位置を変化させることとしたので、記憶されたデータに基づいて検出位置を決定することができる。これにより、検出位置の移動の制御を一層容易に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る蒸着方法は、昇華系の蒸着材料を昇華させて所定の蒸着位置に付着させる蒸着方法であって、開口部を有する収容器に前記蒸着材料を収容し、前記蒸着材料を昇華させながら前記蒸着位置とは異なる検出位置において前記蒸着材料の付着量を検出し、前記収容器内の前記蒸着材料の形状に応じて前記検出位置を変化させることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、開口部を有する収容器に昇華系の蒸着材料を収容し、蒸着材料を昇華させながら蒸着位置とは異なる検出位置において蒸着材料の付着量を検出し、収容器内の蒸着材料の形状に応じて検出位置を変化させることとしたので、分布密度の変化に追従するように検出位置を変化させることができる。このため、分布密度が変化する場合であっても、蒸着位置に付着する蒸着材料の付着量と検出位置に付着する蒸着材料の付着量との間でズレが生じるのを防ぐことができる。これにより、高い検出精度で蒸着膜の膜厚を検出することができ、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成可能な蒸着装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係る蒸着装置１の構成を示す図である。  
蒸着装置１は、基板１１の表面（蒸着位置）に薄膜を蒸着形成するための装置であり、チャンバ２と、基板保持部３と、収容器４と、加熱装置５と、検出機構６と、制御機構７とを備えている。
【００１８】
チャンバ２は、外部との間を密閉可能に形成されており、図示しないポンプなどの減圧装置によって内部が減圧可能になっている。  
基板保持部３は、チャンバ２内の天井側（図中上側）に設けられており、基板１１を保持可能になっている。
【００１９】
収容器４は、内部に蒸着材料Ｍを収容可能な容器であり、例えば円筒状に設けられている。本実施形態においては蒸着材料Ｍとして、例えばＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）などの昇華系の材料を用いるものとする。収容器４の図中上端部には開口部４ａが設けられており、収容器４の内部とチャンバ２内とが連通された状態になっている。収容器４の内部の蒸着材料Ｍは当該開口部４ａを介して外部へ昇華するようになっている。
【００２０】
収容器４の近傍には、レーザ計測器８が設けられている。レーザ計測器８は、蒸着材料Ｍの３次元形状を計測する計測機構である。このレーザ計測器８は、例えば蒸着材料Ｍの表面Ｍａにレーザを照射しながら走査し、その反射光を読み取ることで表面Ｍａの３次元形状を計測可能になっている。なお、図面ではレーザ計測器８が開口部４ａと基板１１との間に設けてあるように図示してあるが、実際は開口部４ａから蒸発した材料Ｍが基板１１へと到達するまでに障害とならないような位置に配置される。
【００２１】
加熱装置５は、収容器４の外周を覆うように設けられており、例えば電熱線などの加熱機構が設けられている。この加熱装置５は、温度差により収容部４の内壁に蒸着材料Ｍが付着するのを防ぐため、収容器４の上部と下部に独立して設けても構わない。
【００２２】
検出機構６は、チャンバ２内の蒸着材料Ｍの付着量を検出する複数のセンサ６ａ〜６ｃを有しており、収容器４の外部であって基板保持部３の側方に配置されている。センサ６ａは検出位置Ｐ１に固定されており、センサ６ｂは検出位置Ｐ２に固定されており、センサ６ｃは検出位置Ｐ３に固定されている。
【００２３】
検出位置Ｐ１は例えば基板１１から最も離れた位置であり、検出位置Ｐ３は例えば基板１１に最も近い位置である。検出位置Ｐ２は、検出位置Ｐ１と検出位置Ｐ３との中間の位置である。センサ６には不図示のモニタが設けられており、当該モニタにはセンサ６の検出情報が表示されるようになっている。
【００２４】
制御機構７は、蒸着装置１の動作を統括的に制御する。制御機構７は、加熱装置制御部７１と、センサ切替制御部７２と、膜厚算定部７３と、形状認識部７４と、記憶部７５と、ＣＰＵ７６とを有しており、これらの各部がバスライン７７を介して接続されている。
【００２５】
加熱装置制御部７１は、加熱装置５による加熱温度や、加熱開始及び加熱停止のタイミングを制御する。センサ切替制御部７２は、センサ６ａ〜６ｃのうち蒸着材料Ｍの付着量を検出するセンサを切り替える。当該センサ切替制御部７２の制御によりセンサ６ａ〜６ｃのうちいずれかのセンサによって付着量が検出されるようになっており、この切り替えに伴って検出位置がＰ１〜Ｐ３の間で変化するようになっている。
【００２６】
膜厚算定部７３は、検出機構６によって検出された蒸着材料Ｍの付着量に基づいて、基板１１上に形成されている蒸着膜の膜厚の推定値を算定する。例えばセンサ６ａ〜６ｃに付着した蒸着材料Ｍの重量を体積に変換し、当該体積の値に基づいて膜厚を算定するようになっている。この算定値は、例えばセンサ６ａ〜６ｃに設けられたモニタに表示されるようになっている。形状認識部７４は、レーザ計測器８の計測結果に基づいて収容器４内に残っている蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状を認識する。
【００２７】
記憶部７５は、センサ６ａ〜６ｃの検出位置に関する位置データが記憶されている。この位置データは、形状認識部７４によって認識されるデータ（形状データ）に相関された状態で記憶されている。この位置データと形状データとの相関は、実験やシミュレーションなどによって予め行っておく。以下、上記相関データを得るための実験の一例を説明する。ここでは、例えば基板１１上に膜厚１００ｎｍの薄膜を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００２８】
まず、本実験を行う上での基本的な考え方を説明する。Ａｌｑ３などの昇華系の蒸着材料Ｍを用いて蒸着を行う場合、収容器４の外部の蒸着材料Ｍの分布は収容器４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状に応じて変化することが知られている。収容器４内の蒸着材料Ｍは収容器４の内壁及び底面に接する部分から昇華する傾向にある。このため、蒸着材料Ｍと収容器４との間に隙間が生じやすく、蒸着中に収容器４内の蒸着材料Ｍの形状が崩れたりする場合もある。このように蒸着材料Ｍの形状は蒸着中に大きく変化し、昇華した蒸着材料Ｍの分布密度もこれに応じて変化することになる。
【００２９】
そこで、この実験では、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状に応じた最適な検出位置を割り出し、当該形状のデータ（形状データ）と、最適な検出位置のデータ（位置データ）を相関させた状態で記憶部７５に記憶させるようにするものである。
【００３０】
具体的には、チャンバ２内の検出位置Ｐ１〜Ｐ３にセンサ６ａ〜６ｃを配置し、収容器４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。表面Ｍａの形状を計測した後、基板１１上に一定の膜厚（本実施形態では、例えば１００ｎｍ）の蒸着膜が形成されるように蒸着を行う。このとき、検出位置Ｐ１〜Ｐ３において各センサ６ａ〜６ｃに付着する蒸着材料Ｍの付着量を検出する。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成された後、センサ６ａ〜６ｃのそれぞれの付着量に基づいて検出位置Ｐ１〜Ｐ３毎の膜厚算定値を求める。これらの動作を、収容器４内の蒸着材料Ｍが全て蒸発するまで連続して繰り返す。以下、実験内容を詳細に説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、収容器４内に蒸着材料Ｍを満量（１００％）充填させ、レーザ計測器８によって蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状を計測する。ここでは、説明の簡単のため、基板１１に５００ｎｍの蒸着膜を形成する分量が満量であるとする。蒸着材料Ｍが満量の場合、表面Ｍａは開口部４ａの近傍の高さ位置で平坦な形状になっている。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ａ）とする。
【００３２】
形状データ（ａ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ａ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍが開口部４ａの高さ位置の近傍まで配置されているため、昇華した蒸着材料Ｍは収容器４の開口部４ａ及び内壁によって拡散方向の規制をほとんど受けること無く、基板１１の基板面方向に広く拡散した状態で分布する。また、表面Ｍａの形状が平坦であるため、分布領域Ｍｂの基板１１側は当該基板１１に沿って平坦になるように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１００ｎｍ、検出位置Ｐ２では８０ｎｍ、検出位置Ｐ３では６０ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（左端（ａ）欄）。
【００３３】
膜厚推定値の算定後、収容器４内の状態が満量から減少した状態のまま、次の動作に移る。図３（ｂ）に示すように、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。図３（ｂ）の状態は、図３（ａ）の状態から蒸着を行ったときの状態である。図３（ａ）の状態から蒸着を行うと、蒸着材料Ｍのうち収容器４の内壁に接する部分から昇華するので、蒸着材料Ｍの内壁側が減少し中央部が残った状態になる。このため、表面Ｍａは、内壁に接する部分から中央部にかけて上方に突出した形状になる。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ｂ）とする。
【００３４】
形状データ（ｂ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ｂ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍが開口部４ａの高さ位置の近傍まで配置されているため、昇華した蒸着材料Ｍは基板１１の基板面方向に広く拡散した状態で分布する。また、表面Ｍａの形状が内壁側から中央部にかけて上部に突出した形状であるため、分布領域Ｍｂは当該基板１１側へ突出するように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１００ｎｍ、検出位置Ｐ２では８０ｎｍ、検出位置Ｐ３では６０ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（左から２列目（ｂ）欄）。
【００３５】
その後、収容器４内の蒸着材料Ｍが減少した状態のまま、次の動作に移る。図３（ｃ）に示すように、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。図３（ｃ）の状態は、図３（ｂ）の状態から更に蒸着を行ったときの状態である。図３（ｂ）の状態から更に蒸着を行うと、収容部４の内壁及び底部において蒸発による隙間が生じ、蒸着材料Ｍが収容部４内で崩れる。このため、蒸着材料Ｍは収容器４内で再び平坦な形状になる。蒸着材料Ｍの昇華によって収容器４内の残量が減少しているため、表面Ｍａの高さ位置は図３（ａ）に示す位置よりも収容器４の底部側に移動している。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ｃ）とする。
【００３６】
形状データ（ｃ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ｃ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの高さ位置が図３（ａ）の状態に比べて底部側に移動しているため、基板１１の基板面方向の拡散は図３（ａ）の場合に比べて少なくなっている。また、表面Ｍａの形状が平坦であるため、分布領域Ｍｂの基板１１側は当該基板１１に沿って平坦になるように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１２０ｎｍ、検出位置Ｐ２では１００ｎｍ、検出位置Ｐ３では８０ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（左から３列目（ｃ）欄）。
【００３７】
その後、同様に、次の動作に移る。図３（ｄ）に示すように、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。図３（ｄ）の状態は、図３（ｃ）の状態から更に蒸着を行ったときの状態である。図３（ｃ）の状態から蒸着を行うと、蒸着材料Ｍのうち収容器４の内壁に接する部分から昇華するので、蒸着材料Ｍの内壁側が減少し中央部が残った状態になる。このため、表面Ｍａは、内壁に接する部分から中央部にかけて上方に突出した形状になる。蒸着材料Ｍの昇華によって収容器４内の残量が減少しているため、表面Ｍａの高さ位置は図３（ｂ）に示す位置よりも収容器４の底部側に移動している。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ｄ）とする。
【００３８】
形状データ（ｄ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ｄ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの高さ位置が図３（ｂ）の状態に比べて底部側に移動しているため、基板１１の基板面方向の拡散は図３（ｂ）の場合に比べて少なくなっている。また、表面Ｍａの形状が内壁側から中央部にかけて上部に突出した形状であるため、分布領域Ｍｂは当該基板１１側へ突出するように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１４０ｎｍ、検出位置Ｐ２では１３０ｎｍ、検出位置Ｐ３では１００ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（右から３列目（ｄ）欄）。
【００３９】
その後、上記同様に、次の動作に移る。図３（ｅ）に示すように、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。図３（ｅ）の状態は、図３（ｄ）の状態から更に蒸着を行ったときの状態である。図３（ｄ）の状態から更に蒸着を行うと、収容部４の内壁及び底部において蒸発による隙間が生じ、蒸着材料Ｍが収容部４内で崩れる。このため、蒸着材料Ｍは収容器４内で再び平坦な形状になる。蒸着材料Ｍの昇華によって収容器４内の残量が減少しているため、表面Ｍａの高さ位置は図３（ｃ）に示す位置よりも更に収容器４の底部側に移動している。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ｅ）とする。
【００４０】
形状データ（ｅ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ｅ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの高さ位置が図３（ｃ）の状態に比べて底部側に移動しているため、基板１１の基板面方向の拡散は図３（ｃ）の場合に比べて少なくなっている。また、表面Ｍａの形状が平坦であるため、分布領域Ｍｂの基板１１側は当該基板１１に沿って平坦になるように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１３０ｎｍ、検出位置Ｐ２では１２０ｎｍ、検出位置Ｐ３では１００ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（右から２列目（ｅ）欄）。
【００４１】
その後、上記同様に、次の動作に移る。図３（ｆ）に示すように、蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状をレーザ計測器８によって計測する。図３（ｆ）の状態は、図３（ｅ）の状態から更に蒸着を行ったときの状態である。図３（ｅ）の状態から更に蒸着を行うと、蒸着材料Ｍのうち収容器４の内壁に接する部分から昇華するので、蒸着材料Ｍの内壁側が減少し中央部が残った状態になる。このため、表面Ｍａは、内壁に接する部分から中央部にかけて上方に突出した形状になる。蒸着材料Ｍの昇華によって収容器４内の残量が減少しているため、表面Ｍａの高さ位置は図３（ｄ）に示す位置よりも更に収容器４の底部側に移動している。この形状をレーザ計測器８によって計測し、計測結果を記憶部７５に形状データとして記憶させる。この形状データを形状データ（ｆ）とする。
【００４２】
形状データ（ｆ）を記憶させた後、真空蒸着を開始する。図３（ｆ）には、このとき昇華した蒸着材料Ｍの分布領域Ｍｂが模式的に示されている。収容部４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの高さ位置が図３（ｄ）の状態に比べて底部側に移動しているため、基板１１の基板面方向の拡散は図３（ｄ）の場合に比べて少なくなっている。また、表面Ｍａの形状が内壁側から中央部にかけて上部に突出した形状であるため、分布領域Ｍｂは当該基板１１側へ突出するように形成される。基板１１上に膜厚１００ｎｍの蒸着膜が形成されたときの検出位置Ｐ１〜Ｐ３における膜厚推定値は、検出位置Ｐ１では１６０ｎｍ、検出位置Ｐ２では１５０ｎｍ、検出位置Ｐ３では１００ｎｍであった。この結果を図４の表に示す（右端（ｆ）欄）。
【００４３】
これらの結果、図４に示すように、収容器４内の蒸着材料Ｍの形状が図３（ａ）及び図３（ｂ）で示す場合には、検出位置Ｐ１における膜厚算定値が基板１１上の蒸着膜の膜厚値と一致している（１００ｎｍを示している）ことがわかる。図３（ａ）及び図３（ｂ）で示す状態から蒸着を行う場合には、検出位置Ｐ１にて付着量を検出するのが適当であるといえる。よって、形状データ（ａ）及び形状データ（ｂ）に対しては検出位置Ｐ１を相関させて記憶させる。
【００４４】
また、図４に示すように、収容器４内の蒸着材料Ｍの形状が図３（ｃ）で示す場合には、検出位置Ｐ２における膜厚算定値が基板１１上の蒸着膜の膜厚値と一致している（１００ｎｍを示している）ことがわかる。図３（ｃ）で示す状態から蒸着を行う場合には、検出位置Ｐ２にて付着量を検出するのが適当であるといえる。よって、形状データ（ｃ）に対しては検出位置Ｐ２を相関させて記憶させる。
【００４５】
また、図４に示すように、収容器４内の蒸着材料Ｍの形状が図３（ｄ）、図３（ｅ）及び図３（ｆ）で示す場合には、検出位置Ｐ３における膜厚算定値が基板１１上の蒸着膜の膜厚値と一致している（１００ｎｍを示している）ことがわかる。図３（ｄ）、図３（ｅ）及び図３（ｆ）で示す状態から蒸着を行う場合には、検出位置Ｐ３にて付着量を検出するのが適当であるといえる。よって、形状データ（ｄ）、形状データ（ｅ）及び形状データ（ｆ）に対しては検出位置Ｐ３を相関させて記憶させる。
【００４６】
上記実験によって表面Ｍａの形状に対する最適な検出位置を割り出し、これらを相関させて記憶させた結果、記憶部７５には図５に示すようなデータテーブルＴ１が形成される。なお、異なる材料についても同様の実験を行い、図５に示すように、材料毎にデータテーブルＴ２、Ｔ３を生成して記憶部７５に記憶させておいても構わない。
【００４７】
上記のように構成された蒸着装置１を用いて基板１１上に薄膜を蒸着形成する場合、レーザ計測器８によって蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状を計測しながら蒸着を行い、計測された形状に応じて検出位置をＰ１〜Ｐ３の間で変化させるようにする。その際に、上記実験によって得られたデータテーブルＴ１の情報を用いるようにする。
【００４８】
具体的には、まず収容器４内に蒸着材料Ｍを満量（１００％）収容させた状態で蒸着を開始する。蒸着開始と共に、レーザ計測器８によって蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状を計測し、データテーブルＴ１内の形状データ（ａ）〜（ｆ）のうちいずれかに一致するか否かを判断する。
【００４９】
蒸着開始後、レーザ計測器８の計測により収容器４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状が例えば形状データ（ａ）又は（ｂ）に一致したと判断された場合、センサ切替制御部７２は、検出位置Ｐ１に配置されたセンサ６ａによって付着量を検出するようにする。この動作により、センサ６ａによる膜厚推定値と基板１１上の蒸着膜の膜厚値との間でズレが生じることなく、高精度の検出結果が得られることになる。
【００５０】
レーザ計測器８の計測により蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状が例えば形状データ（ｃ）に一致したと判断された場合、センサ切替制御部７２は、検出位置Ｐ２に配置されたセンサ６ｂによって付着量を検出するように作動センサを切り替える。この動作により、センサ６ｂによる膜厚推定値と基板１１上の蒸着膜の膜厚値との間でズレが生じることなく、高精度の検出結果が得られることになる。
【００５１】
レーザ計測器８の計測により蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状が例えば形状データ（ｄ）、（ｅ）又は（ｆ）に一致したと判断された場合、センサ切替制御部７２は、検出位置Ｐ３に配置されたセンサ６ｃによって付着量を検出するように作動センサを切り替える。この動作により、センサ６ｃによる膜厚推定値と基板１１上の蒸着膜の膜厚値との間でズレが生じることなく、高精度の検出結果が得られることになる。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、検出機構６によって昇華系の蒸着材料Ｍの蒸着位置（基板１１上）とは異なる検出位置Ｐ１〜Ｐ３において蒸着材料Ｍの付着量を検出し、しかも収容器４内の蒸着材料Ｍの表面Ｍａの形状に応じて当該検出位置をＰ１〜Ｐ３の間で変化させることとしたので、昇華した蒸着材料Ｍの分布密度の変化に追従するように検出位置を変化させることができる。このため、分布密度が変化する場合であっても、蒸着位置に付着する蒸着材料Ｍの付着量と検出位置Ｐ１、Ｐ２又はＰ３に付着する蒸着材料Ｍの付着量との間でズレが生じてしまうのを防ぐことができる。これにより、高い検出精度で蒸着膜の膜厚を検出することができ、所望の膜厚の蒸着膜を安定的に形成可能な蒸着装置１を得ることができる。
【００５３】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、蒸着材料Ｍの形状を計測する手段としてレーザ計測器８を備える構成としたが、これに限られることは無い。蒸着材料Ｍの形状は蒸着時間の経過に伴って変化するものであるため、例えば実験によって収容器４内の蒸発材料Ｍの形状と蒸着時間との相関を求めるようにしても構わない。この場合、実験によって求められる蒸着時間を時間データとして記憶部７５に記憶させ、当該時間データと位置データとが相関された状態にしておくようにする。このように、蒸着材料Ｍの形状の変化を蒸着時間の変化で置き換えたデータを用いて検出位置を変化させる構成であっても、上記効果を得ることができる。加えて、蒸着動作において形状を計測する代わりに蒸着時間のデータが得られれば済むため、装置構成を簡単にすることができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、検出位置Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれセンサを設ける（センサ６ａ〜６ｃ）構成としたが、これに限られることは無く、例えば１つのセンサが検出位置をＰ１〜Ｐ３の間で移動可能な構成としても構わない。この場合、１つのセンサが検出位置をＰ１〜Ｐ３の間で移動することにより、検出位置が変化することになる。なお、蒸着装置１の構成として１つのセンサのみを設ける場合であっても、例えば複数のセンサを用いて上記実施形態の実験を行うようにしても構わない。また、複数のセンサを移動可能に設けて、当該複数のセンサの移動によって検出位置を変化させる構成としても構わない。
【００５５】
また、上記実施形態においては、検出位置Ｐ１〜Ｐ３に設けられたセンサ６ａ〜６ｃを切り替えることで検出位置Ｐ１〜Ｐ３を変化させる構成としたが、これに加えて、センサ６ａ〜６ｃにおける膜厚値の算定条件（Tooling Factor）を変更するようにしても構わない。膜厚値の算定条件については、加熱装置５による加熱温度、蒸着時間などに基づいて設定されているものであり、当該算定条件を変更することにより、一層高精度の検出を行うことができる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、検出位置としてＰ１〜Ｐ３の３通りの位置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えばＰ１とＰ２の間の位置やＰ２とＰ３の間の位置など、他の位置を検出位置とする位置データ及び当該位置データに相関する形状データを求めるようにしても構わない。この場合、上記実施形態の実験結果をもとにしてシミュレーションなどを行うことで簡単に求めることができる。これにより、一層高精度の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る蒸着装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る蒸着装置の制御機構の構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態に係る蒸着装置を用いた実験の様子を示す図。
【図４】実験の結果を示す表。
【図５】本実施形態に係る蒸着装置の記憶部に記憶されたデータテーブル図。
【符号の説明】
【００５８】
１…蒸着装置  ２…チャンバ  ３…基板保持部  ４…収容器  ４ａ…開口部  ５…加熱装置  ６…センサ（検出機構）  ７…制御機構  ８…レーザ計測器（計測機構）  Ｍ…蒸着材料  Ｍａ…表面  Ｔ１〜Ｔ３…データテーブル（相関データ）
【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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