专利名称：成膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及成膜装置。
背景技术：
通常，当利用蒸镀、溅射等在诸如基片一类的成膜对象物上形成薄膜时，为控制所要形成的薄膜的厚度，在成膜室内配置石英振荡器。当成膜室内配置有石英振荡器时，在形成薄膜时，形成薄膜的成膜材料既沉积于石英振荡器上，又沉积于成膜对象物上。这里，当成膜材料沉积于石英振荡器上时，该石英振荡器的共振频率依据沉积于其上的成膜材料的量发生变化。利用此现象，可获知沉积于成膜对象物上的成膜材料的膜厚。具体的，由共振频率的变化量算出沉积在石英振荡器上的膜厚。利用预先确定的沉积在石英振荡器上的膜与沉积在成膜对象物上的膜的膜厚比，可获知沉积在成膜对象物上的成膜材料的膜厚。然而，随着成膜材料沉积在石英振荡器上，共振频率的变化量与沉积在成膜对象物上的膜厚值之间的关系偏离计算值。因此，难以长期精确地控制成膜对象物上的膜厚。日本专利申请特开No. 2008-122200公开了一种使膜厚值误差较小的方法，此膜厚值误差对于控制成膜对象物上的膜厚成为问题。更具体地，在日本专利申请特开 No. 2008-122200中，采用这样一种方法，除了传统的测量用石英振荡器外，成膜室内还设有校正用石英振荡器。顺便一提的是，在通常的成膜步骤中，首先，把成膜对象物移入成膜室，然后在该成膜对象物上成膜。这里，当在成膜对象物上成膜时，成膜材料沉积在测量用石英振荡器上，以控制该成膜对象物上的膜厚。成膜结束后，从成膜室取出成膜对象物，成膜步骤结束。 然而，当成膜步骤重复多次时，成膜材料在每次执行成膜步骤时都沉积在测量用石英振荡器上，由此随着成膜步骤重复，膜厚控制精度降低。因此，采用校正用石英振荡器来实施校正步骤。日本专利申请特开No. 2008-122200公开的成膜方法中，在成膜步骤之间即一成膜步骤结束后且下一成膜步骤开始前执行校正步骤。此校正步骤中，首先，把成膜材料沉积在校正用石英振荡器和测量用石英振荡器两者上。然后，测量采用校正用石英振荡器确定的形成在成膜对象物上的薄膜的厚度(膜厚值Ptl)和采用测量用石英振荡器确定的形成在成膜对象物上的薄膜的厚度(膜厚值Mtl),确定校正系数&/%。然后，在校正步骤之后执行的成膜步骤中，通过把采用测量用石英振荡器算出的成膜对象物的膜厚值M1乘以预先确定的校正系数PcZMci,从而精确地控制成膜对象物上的膜厚。另一方面，日本专利申请特开No. 2004-091919公开了一种在成膜对象物的表面上形成厚度均一膜的装置和方法。日本专利申请特开No. 2004-091919公开的薄膜形成装置中，可移动的成膜源在固定的成膜对象物的下方以恒定的速度移动。通过采用此薄膜形成装置形成薄膜，即使成膜对象物具有较大的面积，也能够在该成膜对象物上形成厚度均一膜。另外，日本专利申请特开No. 2004-091919公开的薄膜形成装置中，为监测从成膜
3源释放出的成膜材料量，膜厚传感器被提供为固定在成膜源的待机位置的上方。膜厚传感器可检测成膜材料的成膜速度，由此，当成膜速度到达预期水平时，成膜源移至成膜位置以在成膜对象物上成膜。然而，日本专利申请特开No. 2004-091919公开的薄膜形成装置中，当采用石英振荡器作为膜厚传感器时，随着成膜材料沉积到该石英振荡器上，共振频率的变化量与所沉积膜的厚度值之间的关系偏离计算值。结果，不能长期精确地实施成膜。另外，当采用日本专利申请特开No. 2008-122200公开的成膜方法时，测量用石英振荡器在实施成膜步骤的同时持续处于成膜源产生的辐射热中，因此该测量用石英振荡器自身的温度上升。另一方面，对于校正用石英振荡器，在实施成膜步骤时利用闸门阻止膜沉积到该校正用石英振荡器上，因此成膜源产生的辐射热同时也被阻挡，校正用石英振荡器的温度几乎不上升。然而，当校正用石英振荡器的闸门在成膜步骤之后且实施校正步骤的同时开放时，该校正用石英振荡器处于成膜源产生的辐射热中，该校正用石英振荡器自身的温度上升。这里，始终处于辐射热中的测量用石英振荡器的温度与间歇处于辐射热中的校正用石英振荡器的温度之间的差异变得非常大。这里，石英振荡器的共振频率由于沉积到该石英振荡器上的膜而发生变化，但共振频率也由于石英振荡器自身的温度变化而发生变化。因此，本发明的发明人测量并评估由成膜源产生的辐射热导致的石英振荡器的共振频率的变化程度。图5是这样一种装置的示意图，该装置用于测量由于由成膜源产生的辐射热导致的石英振荡器的共振频率的变化量。图5所示的装置中，石英振荡器102位于成膜源101的正上方且与成膜源相距预定距离，闸门103位于成膜源101与石英振荡器102之间。此实验中，采用半径50mm且高度150mm的圆筒形坩埚作为成膜源101以及采用INFIC0N 制造的具有金电极的6MHz石英振荡器作为石英振荡器102来执行实验。实验中，首先，把其内不具有成膜材料的成膜源加热至300°C。然后闸门130开放。 测量并评估闸门130开放后石英振荡器102的共振频率的变化量。图6是表示上述测量结果的图表。图6中，水平轴是成膜源的加热时间，竖直轴是石英振荡器的共振频率和温度。 如图6所示，当闸门130开放且石英振荡器102开始被辐射热加热时，该石英振荡器102的温度逐渐升高并在约两分钟后稳定。另一方面，石英振荡器102的共振频率随着该石英振荡器102的温度上升而减小，并响应于温度的稳定而稳定。当考虑到上述试验结果时，在日本专利申请特开No. 2008-122200公开的成膜方法中，测量用石英振荡器不仅在实施成膜步骤时而且在实施校正步骤时都持续处于成膜源产生的辐射热中，因此温度稳定且共振频率不变化。然而，校正用石英振荡器仅在实施校正步骤的仅几分钟期间处于成膜源产生的辐射热中，因此实施校正步骤时，校正用石英振荡器的温度变化且其共振频率相应地变化。结果，存在由于辐射热导致的校正用石英振荡器的共振频率的变化降低膜厚校正精度的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而实现的，本发明的目的是提供一种能够在成膜对象物上精确地形成均一膜的成膜装置。依据本发明，提供一种成膜装置，包括蒸发源，用于加热成膜材料以及用于释放出所述成膜材料的蒸气；移动部，用于使所述蒸发源相对于成膜对象物在预定成膜待机位置与预定成膜位置之间移动；测量用石英振荡器，用于测量形成在所述成膜对象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振荡器，用于校正利用所述测量用石英振荡器测得的所述成膜材料的量，其中，所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器固定在所述蒸发源的所述预定成膜待机位置的上方。依据本发明，可提供能够在成膜对象物上精确地形成均一膜的成膜装置。自以下参照附图对示范实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
图IA和IB是表示当成膜源位于成膜待机位置时获得的依据本发明实施例的成膜装置的示意图，且图IC和ID是表示当成膜源位于成膜位置时获得的依据本发明此实施例的成膜装置的示意图。图2是表示图IA至ID所示成膜装置的控制系统的电路框图。图3是表示形成在成膜对象物上的成膜材料的膜厚控制流程的流程图。图4是用于比较执行校正步骤时形成在成膜对象物上的薄膜的厚度与不执行校正步骤时的厚度的图表。图5是用于测量由于成膜源产生的辐射热导致的石英振荡器的共振频率的变化量的装置的示意图。图6是表示采用图5所示装置实施的测量石英振荡器的共振频率的变化量的结果的图表。
具体实施例方式现在将依据附图详细地说明本发明的优选实施例。依据本发明的成膜装置包括成膜源、测量用石英振荡器和校正用石英振荡器。在依据本发明的成膜装置中，当在成膜对象物上形成成膜材料的薄膜时，在成膜源内加热该成膜材料以释放出成膜材料的蒸气。在依据本发明的成膜装置中，设置测量用石英振荡器用以测量形成在成膜对象物上的成膜材料的膜量(形成在成膜对象物上的薄膜的厚度)。在依据本发明的成膜装置中，设置校正用石英振荡器用以校正测量用石英振荡器。注意，实施校正用石英振荡器校正测量用石英振荡器的校正步骤的定时是任意的。依据本发明的成膜装置具有用于在预定成膜待机位置与预定成膜位置之间相对于成膜对象物相对移动成膜源的移动部。成膜装置优选还具有使测量用石英振荡器的温度和校正用石英振荡器的温度基本相同的温度控制部。注意，测量用石英振荡器的温度和校正用石英振荡器的温度之间存在一定程度的误差。更具体地，“基本相同”指误差为士0.5°C的设定温度范围。以下参照
依据本发明的成膜装置，然而本发明不限于此。另外，在不脱离本发明的主旨的情况下可对本发明作适当的变更。图IA和IB是表示当成膜源位于成膜待机位置时获得的依据本发明实施例的成膜装置的示意图，且图IC和ID是表示当成膜源位于成膜位置时获得的依据本发明此实施例的成膜装置的示意图。注意，图1A、1C和ID是从前侧(沿宽度方向)看的成膜装置的示意剖视图，图IB是从左侧(沿深度方向)看的成膜装置沿图IA的线1B-1B的示意剖视图。在图IA至ID所示的成膜装置1中，作为用于移动成膜源21的移动部的成膜源单元20和两种石英振荡器(测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23)设在成膜室10 内的预定位置。注意，两个石英振荡器的所设置的位置在下面进行说明。以下，说明图IA至ID中所示的成膜装置1的形成部件。注意，图IA至ID所示的成膜装置1用于例如制造有机场致发光(EL)元件。图IA至ID所示的成膜装置1中，成膜室10与真空排气系统(未表示)连接。真空排气系统可以给成膜室10排气，以使其内的压力在1. 0X10_4I^至1.0X 10_6Pa的范围内。图IA至ID所示的成膜装置1中，成膜源单元20可沿着设在成膜室10内的轨道 M沿图IA中所示的箭头方向，更具体地，在成膜待机位置与成膜位置之间往复移动。这里， 成膜待机位置是当不在成膜对象物30上形成成膜材料的膜时成膜源单元20的位置。更具体地，如图IA所示，成膜待机位置是当成膜对象物30不处于从成膜源21释放出的成膜材料的蒸气可到达的位置(成膜范围)时成膜源单元20的位置。另一方面，成膜位置是当在成膜对象物30上形成成膜材料的膜时成膜源单元20的位置。更具体地，如图IC和ID所示，成膜位置是当成膜对象物30处于从成膜源21释放出的成膜材料的蒸气可到达的位置 (成膜范围)时成膜源单元20的位置。注意，本发明中，未具体限定成膜源单元20的形状，但由从预定位置选择性地释放出成膜材料蒸气的观点来看，成膜源单元20优选是上部设有用于释放出成膜材料蒸气的开口部25的箱状体。通过使成膜源单元20为箱状体，可利用开口部25的形状来控制从该成膜源单元20释放出的成膜材料蒸气的行进方向和分布。另外，本发明中，未具体限定成膜源单元20的尺寸。注意，可考虑到成膜源单元20与包括成膜室10在内的其它部件的平衡来适当地设定成膜源单元20的尺寸。当成膜源单元20如图IA所示沿着轨道M在成膜待机位置与成膜位置之间往复移动时，移动控制部(未表示)可设在该成膜源单元20内。特别的，若移动控制部可以以恒定的速度移动成膜源单元20，则可在成膜对象物30上均勻地形成成膜材料的膜，这是优选的。可考虑到成膜对象物30的尺寸和成膜材料蒸气的分布来适当地设定设在成膜源单元20内的成膜源21的形状。例如图IA和IB所示，成膜源21可以是沿成膜室10的宽度方向的尺寸小于沿成膜室10的深度方向的尺寸的长方体形，然而本发明不限于此。另外， 成膜源单元20内可提供多个成膜源21。成膜材料(未表示)收容在设于成膜源单元20内的成膜源21中。通过利用设在成膜源21内的加热部(未表示)加热成膜材料，可从成膜源21释放出该成膜材料的蒸气。图IA至ID所示的成膜装置1中，当成膜源单元20位于成膜待机位置时，两种石英振荡器(测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23)设在该成膜源单元20的正上方。优选的，测量用石英振荡器22位于当成膜源单元20处于成膜待机位置时该测量用石英振荡器22可监测从成膜源21释放出的成膜材料量的位置。成膜材料沉积于测量用石英振荡器22上将改变该测量用石英振荡器22的共振频率。图2是表示图IA至ID所示
6成膜装置的控制系统的电路框图。如图2所示，利用膜厚测量设备41检测该测量用石英振荡器22的共振频率的变化量。然后，从膜厚测量设备41输出的电信号(与测量用石英振荡器22的共振频率的变化量信息有关的电信号)被发送给设在控制系统40内的温度调节器(未表示)以控制成膜源21的加热部，从而例如调整成膜材料的加热温度。这样，从成膜源21释放出的成膜材料的量被控制为恒定。如图IA至ID所示，还优选的，校正用石英振荡器23位于当成膜源单元20处于成膜待机位置时该校正用石英振荡器23可监测从成膜源21释放出的成膜材料量的位置。在校正步骤中，成膜材料沉积于校正用石英振荡器23上将改变该校正用石英振荡器23的共振频率。如图2所示，利用膜厚测量设备42感测由于成膜材料沉积导致的该校正用石英振荡器23的共振频率的变化量。然后，从膜厚测量设备42输出的电信号(与校正用石英振荡器23的共振频率的变化量信息有关的电信号)被发送给控制系统40，接着又被发送给测量用石英振荡器22以校正该测量用石英振荡器22。注意，图IA至ID所示的成膜装置1中，传感器闸门沈设在校正用石英振荡器23 附近。通过设置传感器间门沈，可以使成膜材料在预定的定时附着于各石英振荡器上，以及使该成膜材料的蒸气可以在预定的定时被阻挡。传感器间门26阻挡成膜源21产生的且被校正用石英振荡器23接收的辐射热，由此抑制在测量膜厚时该校正用石英振荡器23的温度上升。测量用石英振荡器22固定在成膜源单元20的成膜待机位置，从而仅当该成膜源单元20位于成膜待机位置时接收蒸发源产生的辐射热，而当该成膜源单元20位于成膜位置时不接收蒸发源产生的辐射热。因此，测量用石英振荡器22的温度在成膜源单元20位于成膜待机位置时升高，而当该成膜源单元20移动至成膜位置时，测量用石英振荡器22的热量经由用于支持该测量用石英振荡器22的部件消散，该测量用石英振荡器22的温度下降至基本等于校正用石英振荡器23的温度。因而，同测量用石英振荡器22与成膜源一起移动的构造相比，可使测量用石英振荡器22与校正用石英振荡器23之间的温度差异较小。另外，更优选的，尽可能使各石英振荡器(测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23)的接收热量的环境一致。在此通过使各石英振荡器的接收热量的环境一致，可以使由于成膜源21产生的且各石英振荡器接收的辐射热导致的各石英振荡器的温度上升量彼此更接近。于是，可以使由于热量导致的测量用石英振荡器22的共振频率的变化和由于热量导致的校正用石英振荡器23的共振频率的变化一致，并可校正采用测量用石英振荡器22测得的膜厚值，由此能够高精度地控制膜厚。为使测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23的接收热量的环境一致，优选的，测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23 固定在各石英振荡器与成膜源21中心之间的距离彼此相等且由各石英振荡器和成膜源21 中心形成的角度彼此相等的位置。例如图IA和IB所示，测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23固定在成膜待机位置上方、各石英振荡器与成膜源21中心之间的距离彼此相等且由各石英振荡器和成膜源21中心形成的角度彼此相等的位置。另外，考虑到石英振荡器的共振频率的温度相关性，更优选的，设置用于主动地使石英振荡器的温度一致的温度控制部。温度控制部可以是例如设在校正用石英振荡器23 附近的加热部(未表示)或冷却部(未表示)。类似的，加热部(未表示)或冷却部(未表示)也可设在测量用石英振荡器22附近。
图IA至ID所示的成膜装置1中，利用运送机构(未表示)把诸如基片一类的成膜对象物30移入成膜室10内以及从成膜室10取出。当把成膜对象物30移入成膜室10 内时，采用支持部件(未表示)把该成膜对象物30支持在预定位置。接着，说明采用依据本发明的成膜装置的成膜方法的具体例。首先，作为成膜预备阶段，执行以下预备步骤测量每单位时间沉积在测量用石英振荡器22上的膜厚、每单位时间沉积在校正用石英振荡器23上的膜厚以及沉积在成膜对象物30上的膜厚，并基于测量值确定膜厚比。在此预备步骤中，首先，利用运送机构(未表示)把成膜对象物30移入成膜室10 内。然后，当从成膜源21释放出的成膜材料量到达预期水平时，成膜源单元20开始移动并在成膜对象物30上形成成膜材料的薄膜。当在预定移动条件下往复移动成膜源单元20预定次数后，使用运送机构(未表示)从成膜室10取出成膜对象物30。这里对于形成在已取出的成膜对象物30上的薄膜，采用光学式膜厚测量设备或者接触式膜厚测量设备测量薄膜的厚度。测量值(膜厚值)被假定为t。另一方面，可由测量用石英振荡器22的共振频率的变化量计算在成膜对象物30上形成成膜材料的膜时每单位时间沉积于测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度。这里，每单位时间沉积于测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定为M。于是，t相对于M的比(膜厚比)α被表示为α = t/M。类似于测量用石英振荡器22的情况，由校正用石英振荡器23的共振频率的变化量算出的每单位时间沉积在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定为P。 于是，t相对于P的比(膜厚比)β被确定为β = t/P。注意，β可被表示为β ( = t/P) =α ΧΜ/Ρ。这里，优选通过在石英振荡器23附近设置传感器间门沈来阻止成膜材料过度地沉积在校正用石英振荡器23上。这可延长校正用石英振荡器23提供的膜厚测量精度保持较高的时间。在膜厚比α和β如上所述确定后，执行在成膜对象物30上形成成膜材料的膜的成膜步骤。成膜步骤中，首先，把作为成膜对象物30的基片移入成膜室10内。然后，使成膜源单元20于预定条件下在成膜待机位置与成膜位置之间往复移动，在成膜对象物30上形成成膜材料的膜。成膜结束后，从成膜室10取出成膜对象物30。通过重复成膜步骤，在多个成膜对象物30上形成成膜材料的膜。图3是表示形成在成膜对象物30上的成膜材料的膜厚控制流程的流程图。注意， 在图3所示的流程图中，还包括表示校正步骤的流程图。以下，还参照图2的电路框图进行说明。首先，当不执行校正步骤时，在校正用石英振荡器23附近的传感器闸门沈关闭的同时，成膜材料沉积到测量用石英振荡器22上。这里，与测量用石英振荡器22电连接的膜厚测量设备41测量该测量用石英振荡器22的共振频率的变化量。由膜厚测量设备41测得的共振频率的变化量，在该膜厚测量设备41内计算每单位时间沉积在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值Mc/ )。然后，膜厚测量设备41把膜厚值M/发送给设在与该膜厚测量设备41电连接的控制系统40内的温度调节器(未表示)，并确定沉积在成膜对象物30上的薄膜的厚度即膜厚值、(=α XM0')。这里，若、大于预期膜厚，电信号从膜厚测量设备41发送给设在控制系统40内的温度调节器(未表示)，使该温度调节器降低成膜源21的温度。另一方面，若、小于预期膜厚，电信号从膜厚测量设备41发送给该温度调节器，使该温度调节器升高成膜源21的温度。当、等于预期膜厚时，电信号从膜厚测量设备41发送给该温度调节器，使该温度调节器维持成膜源21的温度。注意，图IA至 ID所示的成膜装置1中，成膜源单元20的移动被构造成在确认从成膜源21释放出的成膜材料量稳定在预期水平之后才开始。另外，在成膜源单元20于成膜区域内移动的过程中， 成膜源21的温度维持在固定水平。这可使成膜移动过程中从成膜源21释放出的成膜材料量恒定。然而，在成膜源21的操作过程中，每当成膜源单元20移动至成膜待机位置时成膜材料沉积到测量用石英振荡器22上，因此膜厚测量精度逐渐降低。此情况下，执行下述校正步骤。关于校正步骤，校正用石英振荡器23附近的传感器闸门沈在成膜步骤中的预定定时开放。更具体地，通过在成膜源21于成膜区域内移动的预定定时开放闸门沈以待机， 校正步骤中测量用石英振荡器22与校正用石英振荡器23之间的温度差异可被控制得较小。例如，通过在紧邻测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23进入蒸发源的成膜区域之前开放闸门26，各石英振荡器从该蒸发源接收的辐射热基本一致，并可使各石英振荡器的温度基本相同。通过使传感器间门26进一步地在成膜源21从成膜区域返回成膜待机区域后处于开放状态预定长度的时间，固定量的成膜材料沉积到校正用石英振荡器23上。 因而，可确定每单位时间形成在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度(膜厚值？》。与此同时，可确定每单位时间形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值礼)。在已经过用于确定膜厚值P1和M1的预定时间段后，传感器闸门沈关闭。这里，形成在成膜对象物30上的薄膜的厚度(膜厚值)可使用膜厚值P1确定为β P1，也可以使用膜厚值M1确定为 CtM115顺便一提的是，成膜材料仅在校正步骤中沉积到校正用石英振荡器23上，由此， 所沉积的成膜材料的膜量极少且膜厚测量误差小。另一方面，大量成膜材料沉积到测量用石英振荡器22上，由此膜厚测量误差大。因此，不一定遵循^P1= α Mp因此，算出校正系数(β P1/ α M1)，并把校正步骤后采用测量用石英振荡器22确定的膜厚值乘以此校正系数。 然后，对采用测量用石英振荡器22确定的膜厚值进行校正，使其等于采用校正用石英振荡器23确定的误差较小的膜厚值(β P1),由此，在校正步骤后的成膜步骤中，可仅以较小的误差确定膜厚值。由上，可认为校正步骤是用于计算校正系数(β P1/α M1)的步骤。注意，如上所述，依据本发明的成膜装置中，各石英振荡器(测量用石英振荡器22 和校正用石英振荡器23)的温度基本相同，因此在校正步骤中，不必考虑由于成膜源21产生的辐射热导致的各石英振荡器之间的温度差异来修正石英振荡器的共振频率。校正步骤后，确定沉积在测量用石英振荡器22上的成膜材料的膜厚值M1'。然后， 利用设在控制系统40内的温度调节器(未表示)控制成膜源21的温度，以使M1'乘以校正系数Yl(= ^P1V(CiM1))和α获得的值α Y1M1'为沉积在成膜对象物30上的预期膜厚值。如上所述适当地执行校正步骤。在第η次校正步骤后执行的成膜步骤中，成膜材料沉积到测量用石英振荡器22上，并在膜厚测量设备41内确定每单位时间沉积的成膜材料的膜厚值Mn'。然后，利用设在控制系统40内的温度调节器(未表示)控制成膜源 21的温度，使Mn'乘以校正系数(Y1X Y2X…X Yn)和α获得的值α X (Y1X Y2X… X Yn) XMn'为沉积在成膜对象物30上的预期膜厚值。基于在成膜步骤当中执行校正步骤这个前提，校正步骤可在任意定时执行，然而校正步骤也可每当经过预定时间长度时执行，或者可每当成膜对象物(在其上成膜)的数量达到多于一个的预定数量时执行。另外，校正步骤也可在测量用石英振荡器22的共振频率的衰减量达到预定水平时执行，或者在测量用石英振荡器22的共振频率达到某值时执行。图4是用于比较执行校正步骤时形成在成膜对象物30上的薄膜的厚度与不执行校正步骤时的厚度的图表。由其可明白，如图4所示，通过适当地实施校正步骤，可以减小形成在成膜对象物30上的膜厚误差。(例子)(例1)采用图IA至ID所示的成膜装置在基片上形成成膜材料的膜。此例中，通过使成膜源单元20以IOOOmm的输送距离和20mm/s的输送速度往复运动一次来成膜。基片(成膜对象物30)的纵向长度为500mm。另外，此例中，调整成膜源21的加热温度，使形成在基片(成膜对象物30)上的成膜材料的薄膜的厚度为lOOnm。另外，此例中，采用INFIC0N制造的具有金电极的6MHz石英振荡器作为测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23。同时，此例中，成膜源21与基片(成膜对象物30)之间的距离为300mm，且成膜源 21与石英振荡器(测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器23)之间的距离为300mm。首先，执行成膜预备步骤。此预备步骤中，首先，把用于测量膜厚的基片(成膜对象物30)移入成膜室10内。 在确认从成膜源21释放出的成膜材料的蒸气量已稳定在预期值之后，成膜源单元20开始以20mm/s的输送速度移动。然后，当成膜源20从成膜待机位置移至成膜位置时，开放传感器闸门26。接着，从成膜源单元20完成预定移动且停在成膜待机位置后经过30秒的时点至经过90秒的时点，成膜材料的薄膜沉积到各石英振荡器(测量用石英振荡器22和校正用石英振荡器2 上。接着，确定沉积到测量用石英振荡器22上的成膜材料的薄膜的厚度 M(nm)和沉积到校正用石英振荡器23上的成膜材料的薄膜的厚度P(nm)。然后，在成膜源单元20停在成膜待机位置后经过91秒的时点，关闭传感器间门26。接着，采用运送机构(未表示)从成膜室10取出膜厚测量用基片(成膜对象物 30)，接着采用光学式膜厚测量设备或者接触式膜厚测量设备测量膜厚。这确定了形成在此膜厚测量用基片上的薄膜的厚度(膜厚值t(nm))。于是，1分钟期间沉积在基片上的膜厚值相对于1分钟期间沉积在测量用石英振荡器22上的膜厚值的比α被表示为α = t/M, 而1分钟期间沉积在基片上的膜厚值相对于1分钟期间沉积在校正用石英振荡器23上的膜厚值的比β被表示为β = t/P。因此，预备步骤中，基片的膜厚值t(nm)满足关系式t =αΜ = βΡ。
然后，步骤前进至成膜步骤。在成膜步骤中，首先，作为成膜对象物30的基片被移入成膜室10内并被放置在预定位置。在基片被放置后，成膜源单元20开始移动。在成膜源单元20的移动完成后，从成膜室10取出基片，且完成成膜步骤。随着成膜步骤被执行多次，膜沉积在测量用石英振荡器22上，由此，测量用石英振荡器22的膜厚测量误差逐渐变大。因而，执行下述校正步骤。在第20次成膜步骤当中执行第1次校正步骤。更具体地，在成膜源单元20从成膜待机位置起开始移动后经过50秒的时点，开放传感器间门26。然后，确定从成膜源单元 20完成移动且停在成膜待机位置后经过30秒的时点至经过90秒的时点沉积在测量用石英振荡器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值=M1(Iim))和沉积在校正用石英振荡器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值fjnm))。这里，根据M1和P1，形成在基片上的成膜材料的膜厚 (膜厚值)可确定为QM1(Iim)或β P1Oimh然而，膜厚值CiM1(Iim)具有较大的误差，而膜厚值^P1(Mi)具有较小的误差。因此，不一定遵循^P1 = α Mp因而，确定校正系数Y1 = (βΡ1)/(αΜ1)0在校正系数Y1确定后的成膜步骤中，调整成膜源21的加热温度，使1分钟期间沉积在测量用石英振荡器22上的膜的膜厚值M1'乘以校正系数、和膜厚比α获得的值(α X YlXM/ )为沉积在基片上的预期膜厚lOOnm。然而，若在成膜源单元20的移动当中改变成膜源21的加热温度，则从该成膜源 21喷射的成膜材料量会波动，或者所喷射的成膜材料量突然变化，以致形成在基片上的膜不均勻。因此，在成膜源单元20的移动完成后改变成膜源21的加热温度。这样，从成膜源 21喷射的成膜材料的波动在取出基片之后且移入下一基片之前结束，由此步骤可平稳地前进至下一成膜操作。如上所述，执行成膜步骤和校正步骤。在第20η次成膜步骤当中执行的第η次校正步骤中，确定形成在各石英振荡器上的薄膜的厚度。更具体的，确定1分钟期间形成在校正用石英振荡器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值Pn(nm))和1分钟期间形成在测量用石英振荡器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值:Mn(nm))。然后，确定校正系数Yn为Yn = (β Pn) / ( α Mn)。在确定校正系数Y η后的成膜步骤中，调整成膜源21的加热温度，使1分钟期间沉积在测量用石英振荡器22上的成膜材料的膜的膜厚(膜厚值Mn')乘以第1次至第 η次校正步骤中确定的校正系数和膜厚比α获得的值即α X(YlX Υ2Χ…X Υη)ΧΜη' 为100 (nm)。注意，如上所述，在成膜源单元20的移动完成后改变成膜源21的加热温度。作为此成膜的结果，显然可执行成膜而不降低生产力、防止由于基片(成膜对象物30)滞留在成膜室10内导致的膜纯度下降、且膜厚精确。尽管已参照示范实施例对本发明进行了说明，但应理解的是本发明不限于所公开的示范实施例。以下权利要求书的范围与最宽的解释一致，以涵盖所有的变型或等同的结构和功能。
权利要求
1.一种成膜装置，包括蒸发源，用于加热成膜材料以及用于释放出所述成膜材料的蒸气； 移动部，用于使所述蒸发源相对于成膜对象物在预定成膜待机位置与预定成膜位置之间移动；测量用石英振荡器，用于测量形成在所述成膜对象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振荡器，用于校正利用所述测量用石英振荡器测得的所述成膜材料的量， 其中，所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器固定在所述蒸发源的所述预定成膜待机位置的上方。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器固定在从所述蒸发源的中心至所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器的距离彼此相等且由所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器与所述蒸发源的中心形成的角度彼此相等的位置。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，还包括用于将所述测量用石英振荡器的温度和所述校正用石英振荡器的温度控制为基本相同的温度控制部。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，还包括位于所述校正用石英振荡器附近的闸门。
5.一种采用根据权利要求1所述的成膜装置在成膜对象物上形成包括成膜材料的膜的成膜方法，包括在所述成膜位置将包括成膜材料的膜沉积到成膜对象物上的步骤； 在所述成膜待机位置将包括所述成膜材料的膜沉积到所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器上预定时间段的步骤；测量在所述预定时间段内沉积到所述校正用石英振荡器和所述测量用石英振荡器中每个上的包括所述成膜材料的膜的膜厚值的步骤；以及基于分别从所述校正用石英振荡器和所述测量用石英振荡器测得的膜厚值的比，确定用于校正所述测量用石英振荡器的膜厚的校正系数的步骤。
6.一种采用根据权利要求4所述的成膜装置在成膜对象物上形成包括成膜材料的膜的成膜方法，包括在所述成膜位置将包括所述成膜材料的膜沉积到所述成膜对象物上的步骤； 在所述蒸发源于所述成膜位置移动期间的预定定时使所述间门处于开放状态的步骤；在所述成膜待机位置将包括所述成膜材料的膜沉积到所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器上预定时间段的步骤；测量在所述预定时间段内沉积到所述校正用石英振荡器和所述测量用石英振荡器中每个上的包括所述成膜材料的膜的膜厚值的步骤；以及基于分别从所述校正用石英振荡器和所述测量用石英振荡器测得的膜厚值的比，确定用于校正所述测量用石英振荡器的膜厚的校正系数的步骤。
全文摘要
提供一种可在成膜对象物上精确地形成均一膜的成膜装置。成膜装置(1)包括成膜源(21)、测量用石英振荡器(22)和校正用石英振荡器(23)。当在成膜对象物(30)上形成成膜材料的薄膜时，在成膜源(21)内加热成膜材料以释放出该成膜材料的蒸气。测量用石英振荡器(22)测量形成在成膜对象物(30)上的成膜材料量(形成在其上的薄膜厚度)，而校正用石英振荡器(23)校正测量用石英振荡器(22)。成膜装置(1)中，还提供用于相对于成膜对象物在预定成膜待机位置与预定成膜位置之间移动成膜源(21)的移动部(成膜源单元(20))，以及用于控制测量用石英振荡器(22)和校正用石英振荡器(23)的温度至基本相同的温度控制部(传感器闸门(26))。
文档编号C23C14/24GK102465262SQ201110339499
公开日2012年5月23日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月4日
发明者中川善之, 中野真吾, 福田直人 申请人:佳能株式会社