专利名称：成膜装置和成膜方法
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。更具体的，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。顺便一提的是，日本专利申请特开No. 2004-091919公开的成膜装置中，如上所述，当成膜源移动时，膜厚传感器固定在成膜源的待机位置的上方。由此可见，当成膜源移动时，不能监测从该成膜源释放出的成膜材料量。因此，即使在成膜源移动时所释放出的成膜材料量发生变动，也不能监测到此变动，由此，不能将所释放出的成膜材料量修正为预期释放量。另外，若不能立即修正所释放出的成膜材料量，则所释放出的实际成膜材料量会越来越偏离预期释放量。结果，随着重复在成膜对象物上形成成膜材料的膜的过程(成膜过程)，产生了不能在各成膜过程中使形成在该成膜对象物上的薄膜的厚度均一的问题。另外，日本专利申请特开No. 2004-091919公开的成膜装置中，即使在成膜源返回到待机位置时膜厚传感器检测到所释放出的成膜材料量异常，也需要花时间把释放量修正为预期量，且在进行此修定时，成膜对象物滞留于成膜室内。结果，产生了生产力下降的问题。另一方面，日本专利申请特开No. 2008-122200公开的成膜装置中，除测量用石英振荡器以外，还提供校正用石英振荡器。另外，日本专利申请特开No. 2008-122200公开的成膜装置中，在成膜过程之间实施校正过程。更具体的，采用校正用石英振荡器来实施用于校正测量用石英振荡器的误差(采用测量用石英振荡器监测的成膜材料的薄膜厚度与形成在成膜对象物上的成膜材料的薄膜的厚度之间的误差)的过程。通过实施校正过程，形成在成膜对象物上的薄膜的厚度的控制精度得以提高。然而，当成膜源可移动且两个石英振荡器(测量用石英振荡器和校正用石英振荡器)固定时，类似于日本专利申请特开No. 2004-091919公开的成膜装置的情况，当成膜源移动时，不能监测从该成膜源释放出的成膜材料量。因此，类似于日本专利申请特开 No. 2004-091919公开的成膜装置的情况，随着重复在成膜对象物上形成成膜材料的膜的过程(成膜过程)，产生了不能在各成膜过程中使形成在该成膜对象物上的薄膜的厚度均一的问题。
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。依据本发明的第一方面，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设在所述移动部内，所述校正用石英振荡器设在所述移动部的所述预定成膜待机位置的上方。依据本发明的第二方面，提供一种利用装置的成膜方法，所述装置包括蒸发源， 用于释放出成膜材料的蒸气；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，所述成膜方法包括在所述蒸发源处于所述成膜位置的移动期间，把所述成膜材料沉积到所述成膜对象物和所述测量用石英振荡器上的成膜步骤；利用所述测量用石英振荡器，测量形成在所述成膜对象物上的所述成膜材料的量的步骤；当所述蒸发源位于所述预定成膜待机位置时，把所述成膜材料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的步骤；利用各石英振荡器，测量被沉积到所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器中每个上的所述成膜材料的量的步骤；以及基于利用各石英振荡器测得的成膜量的比，确定用于校正所述测量用石英振荡器测得的所述成膜材料的成膜量的校正系数的步骤。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。从以下参照附图对示范实施例的说明中，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是用于比较实施校正过程时形成在成膜对象物上的薄膜的厚度与不实施校正过程时的厚度的图表。
具体实施例方式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于测量形成在成膜对象物上的成膜材料的膜量(所形成薄膜的厚度)。在依据本发明的成膜装置中，设置校正用石英振荡器用于校正测量用石英振荡器。注意，校正用石英振荡器校正测量用石英振荡器的定时是任意的。另外，在依据本发明的成膜装置中，还设置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移动成膜源的移动部。移动部保持测量用石英振荡器，以维持其相对于成膜源的相对位置。另一方面，当移动部位于成膜待机位置时，校正用石英振荡器设在该移动部的上方。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1.0*10_4Pa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朝图IA中所示的箭头方向，更具体的，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。更具体的，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。更具体的，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。特别的，通过控制开口部25 的宽度，可以使成膜材料蒸气的分布和成膜效率令人满意。开口部25的优选宽度范围在下面进行说明。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(沿成膜源单元的移动方向)的尺寸小于沿成膜室10的深度方向(沿水平面内与成膜源单元的移动方向相垂直的方向)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内可设置多个成膜源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。依据本发明，测量用石英振荡器22设在成膜源单元20内。这里，测量用石英振荡器22固定在成膜源单元20内的预定位置，更具体的，固定在该测量用石英振荡器22不阻挡成膜材料蒸气移向成膜对象物30的位置。因此，测量用石英振荡器22相对于成膜源21的相对位置始终保持在预定位置。换句话说，成膜源21和测量用石英振荡器22的相对位置始终固定。为这样维持成膜源21与测量用石英振荡器22之间的相对位置，重要的是利用测量用石英振荡器22监测从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的量。另外，通过在成膜源单元20内设置测量用石英振荡器22，可始终监测从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的量。因此，即便在成膜源单元20移动时，也可依据利用测量用石英振荡器22所监测的值来调整成膜材料蒸气的量，并可将从成膜源21释放出的成膜材料的量控制为恒定。顺便一提的是，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感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。校正用石英振荡器23设在当成膜源单元20停止于成膜待机位置时该成膜源单元 20的上方。更具体的，校正用石英振荡器23设在当成膜源单元20停止于成膜待机位置时从成膜源21释放出的成膜材料蒸气可到达的位置。这里，当设置校正用石英振荡器23时， 该校正用石英振荡器23优选设在使该校正用石英振荡器23与成膜源21之间的距离(竖直方向的距离)等于成膜对象物30与成膜源之间的距离(竖直方向的距离)的位置。换句话说，使校正过程中成膜源21与校正用石英振荡器23之间的位置关系等于成膜过程中成膜源21与成膜对象物30之间的位置关系。这使得喷射到校正用石英振荡器23上的每单位面积的成膜材料量等于喷射到成膜对象物30上的每单位面积的成膜材料量，由此进一步提高校正精度。顺便一提的是，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。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26，可以使成膜材料在预定的定时附着于各石英振荡器上，以及使该成膜材料在预定的定时被阻挡。顺便一提的是，通过控制成膜源单元20的开口部25的尺寸和宽度，可控制从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的到达范围。这里，当成膜源单元20在成膜待机位置静止不动时，校正用石英振荡器23设在从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的到达范围内。通过将校正用石英振荡器23设在蒸气的该到达范围内，即便成膜材料所释放出蒸气的量发生变化以及所释放出蒸气的分布发生变化，喷射到成膜对象物30上的每单位面积的成膜材料与喷射到校正用石英振荡器23上的每单位面积的成膜材料的比例也保持相同。因此，可精确地检测形成在成膜对象物30上的薄膜厚度的变化。结果，提高校正精度。这里，当开口部25像在图IA至ID所示的成膜装置1内的成膜源单元20中那样为细长矩形时，从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的到达范围被如下限定。
具体的，在开口部25的短边方向上(图1A)，上述范围是通过成膜源21的中心和开口部25的左端部的直线与通过成膜源21的中心与开口部25的右端部的直线之间的范围，且由两直线之间形成的角度27a限定。这里，角度27a优选在5°至60°的范围内，更优选在15°至30°的范围内。若角度27a小于5°，则成膜材料易于附着于开口部25上， 具体的，附着于该开口部25的端部上，这会导致成膜效率降低。若角度27a大于60°，则从成膜源21释放出的成膜材料蒸气的分布变得过宽，担心即便当成膜源单元20在成膜待机位置静止不动时，部分成膜材料蒸气也会附着于成膜对象物30上。另一方面，在开口部25的长边方向上，上述范围是由图IB的角度27b限定的范围。另外，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，但本发明不限于此。例如，可在测量用石英振荡器22附近额外设置另一传感器闸门 26。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，当利用测量用石英振荡器22在成膜待机位置测得的从成膜源21释放出的成膜材料量达到预期水平时，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。校正用石英振荡器23也测量每单位时间沉积的蒸气量，并由校正用石英振荡器 23的共振频率的变化量计算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)P。于是，t相对于P的比(膜厚比)β被确定为β =t/P。注意，在薄膜形成于校正用石英振荡器23上的同时，成膜材料的薄膜还形成于测量用石英振荡器22上。这里形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定为M'。于是，β可被表示为 β = α XM' /P。这里，当采用校正用石英振荡器23测量蒸气量时，优选通过例如采用传感器闸门 26来防止成膜材料过度地沉积在校正用石英振荡器23上。这会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(例如，要用于制造有机EL显示设备的包括TFT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，可以在多个成膜对象物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上的膜的膜厚值Mc/。然后，膜厚测量设备41把膜厚值Mc/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，如上所述，测量用石英振荡器22与成膜源21之间的相对位置关系始终不改变，因此即便在成膜源单元20正移动时，也可始终监测膜厚值M0'，并可始终控制成膜源21的温度。因此，从成膜源21释放出的成膜材料量可保持恒定。然而，在成膜源21的操作过程中，成膜材料始终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。校正步骤中，校正用石英振荡器23附近的传感器闸门沈在成膜待机步骤期间即一成膜步骤与下一成膜步骤之间的任意定时开放。这里，通过使传感器间门沈开放预定时间或更长，固定量的成膜材料沉积到校正用石英振荡器23上，由此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)。在膜厚值P1和M1确定后，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，或者使用膜厚值M1确定为α Mp顺便一提的是，校正用石英振荡器23仅用在当测量用石英振荡器22的测量误差变大时于任意定时实施的校正过程中，由此，沉积到该校正用石英振荡器23上的成膜材料的膜量极少且厚度测量误差小。另一方面，测量用石英振荡器22用于在蒸气从成膜源21 释放出时始终监测蒸气量，由此，大量成膜材料沉积到测量用石英振荡器22上且厚度测量误差大。因此，不一定遵循^P1= α Mp因此，膜厚值M1被乘以修正系数(β P1/α M1K接着，可使采用测量用石英振荡器22确定的膜厚值等于采用校正用石英振荡器23确定的误差较小的膜厚值(βP1),由此可仅以较小的误差确定膜厚值。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。基于在成膜等待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恒定水平时执行，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。如上所述，在依据本发明的成膜装置中，例如图IA至ID的成膜装置1所示，通过将成膜源21和测量用石英振荡器22设在成膜源单元20内的预定位置，从该成膜源21释放出的成膜材料的量可保持恒定。这还能够在成膜对象物30上形成均一的薄膜。另外，通过在预定位置设置校正用石英振荡器23以对采用测量用石英振荡器22监测的成膜材料的薄膜厚度(膜厚值)进行校正，能够实施膜厚精度高的成膜。(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5mm/s的输送速度往复运动一次来成膜。基片(成膜对象物30)的尺寸为500mm(纵向)X400mm，且基片的厚度为 0. 5mmο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。此例中，成膜源21与基片(成膜对象物30)之间的距离为300mm，且当成膜源21 处于成膜待机位置时获得的成膜源21与校正用石英振荡器23之间的距离为300mm。首先，执行成膜预备步骤。此预备处理步骤中，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后，开始以5mm/s的输送速度移动成膜源单元20。
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这里，确定当成膜源单元20移入成膜区域时获得的1分钟期间形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值M(nm))。然后，在预定成膜条件下成膜后，采用基片运送机构(未表示)从成膜室10取出基片(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形成在所取出基片(成膜对象物30)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。接着，确定1分钟期间形成在基片(成膜对象物30)上的薄膜的厚度(膜厚值) 相对于1分钟期间沉积在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度(膜厚值)的比。更具体的，在基片(成膜对象物30)上形成成膜材料的膜之后，成膜源单元20停止在成膜待机位置。在停止后经过十秒时，传感器间门沈开放以使成膜材料的薄膜形成在校正用石英振荡器23上。然后，确定从传感器闸门沈开放后经过30秒的时点起至经过90秒的时点的1 分钟期间形成在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度(膜厚值P(nm))。同时，此时间段期间(从传感器闸门26开放后经过30秒的时点起至经过90秒的时点的1分钟期间)，成膜材料的薄膜也形成在测量用石英振荡器22上。由此，确定此时间期间形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值:M' (nm))。这里，1分钟期间形成在基片(成膜对象物30)上的薄膜的厚度相对于1分钟期间形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度的比被假定为β。于是，β可被表示为β = α XM' /P。当传感器闸门沈开放后经过91 秒时，该传感器间门沈关闭以阻止在校正用石英振荡器23上成膜。注意，在预备处理步骤中，M = M'，且膜厚值t(nm)满足关系式t = αΜ= βΡ。然后，步骤前进至成膜步骤。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。在基片被移入后，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，膜厚测量误差逐渐变大。因而，执行下述校正步骤。在第10次成膜处理后实施第1次校正处理。更具体的，在成膜源单元20从成膜位置到达成膜待机位置且该成膜源单元20停在成膜待机位置后经过十秒时，传感器闸门 26开放。然后，测量从传感器闸门沈开放后经过30秒的时点至经过90秒的时点形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度(膜厚值=M1(Iim))和形成在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度(膜厚值^(nm))。于是，形成在基片(成膜对象物30)上的薄膜的厚度(膜厚值)为QM1(Iim)或βΡ^ηπι)。然而，由形成在测量用石英振荡器22上的薄膜的厚度确定的膜厚值QM1(Iim)具有较大的误差，而由形成在校正用石英振荡器23上的薄膜的厚度确定的膜厚值^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确定后的成膜过程中，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上的膜厚的膜厚值M1'乘以校正系数Y1和膜厚比α获得的值(α X Y1XM1')为沉积在基片上的预期膜厚lOOnm。同时，在上述第1次校正处理当中，取出第10张基片并移入第11张基片。校正过程完成后立即开始在第11张基片上成膜。如上所述，执行成膜步骤和校正步骤。在第IOn次成膜步骤后执行的第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，校正系数^被确定为Yn = (β Pn) / ( α Mn)。在校正系数Y η确定后的成膜过程中，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，很清楚能够以精确的膜厚来执行成膜。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设在所述移动部内，所述校正用石英振荡器设在所述移动部的所述预定成膜待机位置的上方。
2.一种利用装置的成膜方法，所述装置包括 蒸发源，用于释放出成膜材料的蒸气；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， 所述成膜方法包括在所述蒸发源处于所述成膜位置的移动期间，把所述成膜材料沉积到所述成膜对象物和所述测量用石英振荡器上的成膜步骤；利用所述测量用石英振荡器，测量形成在所述成膜对象物上的所述成膜材料的量的步骤；当所述蒸发源位于所述预定成膜待机位置时，把所述成膜材料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的步骤；利用各石英振荡器，测量被沉积到所述测量用石英振荡器和所述校正用石英振荡器中每个上的所述成膜材料的量的步骤；以及基于利用各石英振荡器测得的成膜量的比，确定用于校正所述测量用石英振荡器测得的所述成膜材料的成膜量的校正系数的步骤。
全文摘要
本发明提供一种成膜装置和成膜方法。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，而校正用石英振荡器(23)校正测量用石英振荡器(22)。在成膜装置(1)中，还设置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))，该移动部保持测量用石英振荡器(22)，以维持其相对于成膜源(21)的相对位置，且当移动部处于成膜待机位置时，校正用石英振荡器(23)设在移动部的上方。
文档编号C23C14/54GK102465263SQ20111033952
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