專利名稱：成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成膜裝置。
背景技術(shù)：
通常，當利用蒸鍍、濺射等在諸如基片一類的成膜對象物上形成薄膜時，為控制所要形成的薄膜的厚度，在成膜室內(nèi)配置石英振蕩器。當成膜室內(nèi)配置有石英振蕩器時，在形成薄膜時，形成薄膜的成膜材料既沉積于石英振蕩器上，又沉積于成膜對象物上。這里，當成膜材料沉積于石英振蕩器上時，該石英振蕩器的共振頻率依據(jù)沉積于其上的成膜材料的量發(fā)生變化。利用此現(xiàn)象，可獲知沉積于成膜對象物上的成膜材料的膜厚。具體的，由共振頻率的變化量算出沉積在石英振蕩器上的膜厚。利用預(yù)先確定的沉積在石英振蕩器上的膜與沉積在成膜對象物上的膜的膜厚比，可獲知沉積在成膜對象物上的成膜材料的膜厚。然而，隨著成膜材料沉積在石英振蕩器上，共振頻率的變化量與沉積在成膜對象物上的膜厚值之間的關(guān)系偏離計算值。因此，難以長期精確地控制成膜對象物上的膜厚。日本專利申請?zhí)亻_No. 2008-122200公開了一種使膜厚值誤差較小的方法，此膜厚值誤差對于控制成膜對象物上的膜厚成為問題。更具體地，在日本專利申請?zhí)亻_ No. 2008-122200中，采用這樣一種方法，除了傳統(tǒng)的測量用石英振蕩器外，成膜室內(nèi)還設(shè)有校正用石英振蕩器。順便一提的是，在通常的成膜步驟中，首先，把成膜對象物移入成膜室，然后在該成膜對象物上成膜。這里，當在成膜對象物上成膜時，成膜材料沉積在測量用石英振蕩器上，以控制該成膜對象物上的膜厚。成膜結(jié)束后，從成膜室取出成膜對象物，成膜步驟結(jié)束。 然而，當成膜步驟重復(fù)多次時，成膜材料在每次執(zhí)行成膜步驟時都沉積在測量用石英振蕩器上，由此隨著成膜步驟重復(fù)，膜厚控制精度降低。因此，采用校正用石英振蕩器來實施校正步驟。日本專利申請?zhí)亻_No. 2008-122200公開的成膜方法中，在成膜步驟之間即一成膜步驟結(jié)束后且下一成膜步驟開始前執(zhí)行校正步驟。此校正步驟中，首先，把成膜材料沉積在校正用石英振蕩器和測量用石英振蕩器兩者上。然后，測量采用校正用石英振蕩器確定的形成在成膜對象物上的薄膜的厚度(膜厚值Ptl)和采用測量用石英振蕩器確定的形成在成膜對象物上的薄膜的厚度(膜厚值Mtl),確定校正系數(shù)&/%。然后，在校正步驟之后執(zhí)行的成膜步驟中，通過把采用測量用石英振蕩器算出的成膜對象物的膜厚值M1乘以預(yù)先確定的校正系數(shù)PcZMci,從而精確地控制成膜對象物上的膜厚。另一方面，日本專利申請?zhí)亻_No. 2004-091919公開了一種在成膜對象物的表面上形成厚度均一膜的裝置和方法。日本專利申請?zhí)亻_No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，可移動的成膜源在固定的成膜對象物的下方以恒定的速度移動。通過采用此薄膜形成裝置形成薄膜，即使成膜對象物具有較大的面積，也能夠在該成膜對象物上形成厚度均一膜。另外，日本專利申請?zhí)亻_No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，為監(jiān)測從成膜
3源釋放出的成膜材料量，膜厚傳感器被提供為固定在成膜源的待機位置的上方。膜厚傳感器可檢測成膜材料的成膜速度，由此，當成膜速度到達預(yù)期水平時，成膜源移至成膜位置以在成膜對象物上成膜。然而，日本專利申請?zhí)亻_No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，當采用石英振蕩器作為膜厚傳感器時，隨著成膜材料沉積到該石英振蕩器上，共振頻率的變化量與所沉積膜的厚度值之間的關(guān)系偏離計算值。結(jié)果，不能長期精確地實施成膜。另外，當采用日本專利申請?zhí)亻_No. 2008-122200公開的成膜方法時，測量用石英振蕩器在實施成膜步驟的同時持續(xù)處于成膜源產(chǎn)生的輻射熱中，因此該測量用石英振蕩器自身的溫度上升。另一方面，對于校正用石英振蕩器，在實施成膜步驟時利用閘門阻止膜沉積到該校正用石英振蕩器上，因此成膜源產(chǎn)生的輻射熱同時也被阻擋，校正用石英振蕩器的溫度幾乎不上升。然而，當校正用石英振蕩器的閘門在成膜步驟之后且實施校正步驟的同時開放時，該校正用石英振蕩器處于成膜源產(chǎn)生的輻射熱中，該校正用石英振蕩器自身的溫度上升。這里，始終處于輻射熱中的測量用石英振蕩器的溫度與間歇處于輻射熱中的校正用石英振蕩器的溫度之間的差異變得非常大。這里，石英振蕩器的共振頻率由于沉積到該石英振蕩器上的膜而發(fā)生變化，但共振頻率也由于石英振蕩器自身的溫度變化而發(fā)生變化。因此，本發(fā)明的發(fā)明人測量并評估由成膜源產(chǎn)生的輻射熱導(dǎo)致的石英振蕩器的共振頻率的變化程度。圖5是這樣一種裝置的示意圖，該裝置用于測量由于由成膜源產(chǎn)生的輻射熱導(dǎo)致的石英振蕩器的共振頻率的變化量。圖5所示的裝置中，石英振蕩器102位于成膜源101的正上方且與成膜源相距預(yù)定距離，閘門103位于成膜源101與石英振蕩器102之間。此實驗中，采用半徑50mm且高度150mm的圓筒形坩堝作為成膜源101以及采用INFIC0N 制造的具有金電極的6MHz石英振蕩器作為石英振蕩器102來執(zhí)行實驗。實驗中，首先，把其內(nèi)不具有成膜材料的成膜源加熱至300°C。然后閘門130開放。 測量并評估閘門130開放后石英振蕩器102的共振頻率的變化量。圖6是表示上述測量結(jié)果的圖表。圖6中，水平軸是成膜源的加熱時間，豎直軸是石英振蕩器的共振頻率和溫度。 如圖6所示，當閘門130開放且石英振蕩器102開始被輻射熱加熱時，該石英振蕩器102的溫度逐漸升高并在約兩分鐘后穩(wěn)定。另一方面，石英振蕩器102的共振頻率隨著該石英振蕩器102的溫度上升而減小，并響應(yīng)于溫度的穩(wěn)定而穩(wěn)定。當考慮到上述試驗結(jié)果時，在日本專利申請?zhí)亻_No. 2008-122200公開的成膜方法中，測量用石英振蕩器不僅在實施成膜步驟時而且在實施校正步驟時都持續(xù)處于成膜源產(chǎn)生的輻射熱中，因此溫度穩(wěn)定且共振頻率不變化。然而，校正用石英振蕩器僅在實施校正步驟的僅幾分鐘期間處于成膜源產(chǎn)生的輻射熱中，因此實施校正步驟時，校正用石英振蕩器的溫度變化且其共振頻率相應(yīng)地變化。結(jié)果，存在由于輻射熱導(dǎo)致的校正用石英振蕩器的共振頻率的變化降低膜厚校正精度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而實現(xiàn)的，本發(fā)明的目的是提供一種能夠在成膜對象物上精確地形成均一膜的成膜裝置。依據(jù)本發(fā)明，提供一種成膜裝置，包括蒸發(fā)源，用于加熱成膜材料以及用于釋放出所述成膜材料的蒸氣；移動部，用于使所述蒸發(fā)源相對于成膜對象物在預(yù)定成膜待機位置與預(yù)定成膜位置之間移動；測量用石英振蕩器，用于測量形成在所述成膜對象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測量用石英振蕩器測得的所述成膜材料的量，其中，所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器固定在所述蒸發(fā)源的所述預(yù)定成膜待機位置的上方。依據(jù)本發(fā)明，可提供能夠在成膜對象物上精確地形成均一膜的成膜裝置。自以下參照附圖對示范實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖IA和IB是表示當成膜源位于成膜待機位置時獲得的依據(jù)本發(fā)明實施例的成膜裝置的示意圖，且圖IC和ID是表示當成膜源位于成膜位置時獲得的依據(jù)本發(fā)明此實施例的成膜裝置的示意圖。圖2是表示圖IA至ID所示成膜裝置的控制系統(tǒng)的電路框圖。圖3是表示形成在成膜對象物上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。圖4是用于比較執(zhí)行校正步驟時形成在成膜對象物上的薄膜的厚度與不執(zhí)行校正步驟時的厚度的圖表。圖5是用于測量由于成膜源產(chǎn)生的輻射熱導(dǎo)致的石英振蕩器的共振頻率的變化量的裝置的示意圖。圖6是表示采用圖5所示裝置實施的測量石英振蕩器的共振頻率的變化量的結(jié)果的圖表。
具體實施例方式現(xiàn)在將依據(jù)附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置包括成膜源、測量用石英振蕩器和校正用石英振蕩器。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，當在成膜對象物上形成成膜材料的薄膜時，在成膜源內(nèi)加熱該成膜材料以釋放出成膜材料的蒸氣。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，設(shè)置測量用石英振蕩器用以測量形成在成膜對象物上的成膜材料的膜量(形成在成膜對象物上的薄膜的厚度)。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，設(shè)置校正用石英振蕩器用以校正測量用石英振蕩器。注意，實施校正用石英振蕩器校正測量用石英振蕩器的校正步驟的定時是任意的。依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置具有用于在預(yù)定成膜待機位置與預(yù)定成膜位置之間相對于成膜對象物相對移動成膜源的移動部。成膜裝置優(yōu)選還具有使測量用石英振蕩器的溫度和校正用石英振蕩器的溫度基本相同的溫度控制部。注意，測量用石英振蕩器的溫度和校正用石英振蕩器的溫度之間存在一定程度的誤差。更具體地，“基本相同”指誤差為士0.5°C的設(shè)定溫度范圍。以下參照

依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置，然而本發(fā)明不限于此。另外，在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下可對本發(fā)明作適當?shù)淖兏DIA和IB是表示當成膜源位于成膜待機位置時獲得的依據(jù)本發(fā)明實施例的成膜裝置的示意圖，且圖IC和ID是表示當成膜源位于成膜位置時獲得的依據(jù)本發(fā)明此實施例的成膜裝置的示意圖。注意，圖1A、1C和ID是從前側(cè)(沿寬度方向)看的成膜裝置的示意剖視圖，圖IB是從左側(cè)(沿深度方向)看的成膜裝置沿圖IA的線1B-1B的示意剖視圖。在圖IA至ID所示的成膜裝置1中，作為用于移動成膜源21的移動部的成膜源單元20和兩種石英振蕩器(測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23)設(shè)在成膜室10 內(nèi)的預(yù)定位置。注意，兩個石英振蕩器的所設(shè)置的位置在下面進行說明。以下，說明圖IA至ID中所示的成膜裝置1的形成部件。注意，圖IA至ID所示的成膜裝置1用于例如制造有機場致發(fā)光(EL)元件。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，成膜室10與真空排氣系統(tǒng)(未表示)連接。真空排氣系統(tǒng)可以給成膜室10排氣，以使其內(nèi)的壓力在1. 0X10_4I^至1.0X 10_6Pa的范圍內(nèi)。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，成膜源單元20可沿著設(shè)在成膜室10內(nèi)的軌道 M沿圖IA中所示的箭頭方向，更具體地，在成膜待機位置與成膜位置之間往復(fù)移動。這里， 成膜待機位置是當不在成膜對象物30上形成成膜材料的膜時成膜源單元20的位置。更具體地，如圖IA所示，成膜待機位置是當成膜對象物30不處于從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達的位置(成膜范圍)時成膜源單元20的位置。另一方面，成膜位置是當在成膜對象物30上形成成膜材料的膜時成膜源單元20的位置。更具體地，如圖IC和ID所示，成膜位置是當成膜對象物30處于從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達的位置 (成膜范圍)時成膜源單元20的位置。注意，本發(fā)明中，未具體限定成膜源單元20的形狀，但由從預(yù)定位置選擇性地釋放出成膜材料蒸氣的觀點來看，成膜源單元20優(yōu)選是上部設(shè)有用于釋放出成膜材料蒸氣的開口部25的箱狀體。通過使成膜源單元20為箱狀體，可利用開口部25的形狀來控制從該成膜源單元20釋放出的成膜材料蒸氣的行進方向和分布。另外，本發(fā)明中，未具體限定成膜源單元20的尺寸。注意，可考慮到成膜源單元20與包括成膜室10在內(nèi)的其它部件的平衡來適當?shù)卦O(shè)定成膜源單元20的尺寸。當成膜源單元20如圖IA所示沿著軌道M在成膜待機位置與成膜位置之間往復(fù)移動時，移動控制部(未表示)可設(shè)在該成膜源單元20內(nèi)。特別的，若移動控制部可以以恒定的速度移動成膜源單元20，則可在成膜對象物30上均勻地形成成膜材料的膜，這是優(yōu)選的。可考慮到成膜對象物30的尺寸和成膜材料蒸氣的分布來適當?shù)卦O(shè)定設(shè)在成膜源單元20內(nèi)的成膜源21的形狀。例如圖IA和IB所示，成膜源21可以是沿成膜室10的寬度方向的尺寸小于沿成膜室10的深度方向的尺寸的長方體形，然而本發(fā)明不限于此。另外， 成膜源單元20內(nèi)可提供多個成膜源21。成膜材料(未表示)收容在設(shè)于成膜源單元20內(nèi)的成膜源21中。通過利用設(shè)在成膜源21內(nèi)的加熱部(未表示)加熱成膜材料，可從成膜源21釋放出該成膜材料的蒸氣。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，當成膜源單元20位于成膜待機位置時，兩種石英振蕩器(測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23)設(shè)在該成膜源單元20的正上方。優(yōu)選的，測量用石英振蕩器22位于當成膜源單元20處于成膜待機位置時該測量用石英振蕩器22可監(jiān)測從成膜源21釋放出的成膜材料量的位置。成膜材料沉積于測量用石英振蕩器22上將改變該測量用石英振蕩器22的共振頻率。圖2是表示圖IA至ID所示
6成膜裝置的控制系統(tǒng)的電路框圖。如圖2所示，利用膜厚測量設(shè)備41檢測該測量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量。然后，從膜厚測量設(shè)備41輸出的電信號(與測量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量信息有關(guān)的電信號)被發(fā)送給設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)以控制成膜源21的加熱部，從而例如調(diào)整成膜材料的加熱溫度。這樣，從成膜源21釋放出的成膜材料的量被控制為恒定。如圖IA至ID所示，還優(yōu)選的，校正用石英振蕩器23位于當成膜源單元20處于成膜待機位置時該校正用石英振蕩器23可監(jiān)測從成膜源21釋放出的成膜材料量的位置。在校正步驟中，成膜材料沉積于校正用石英振蕩器23上將改變該校正用石英振蕩器23的共振頻率。如圖2所示，利用膜厚測量設(shè)備42感測由于成膜材料沉積導(dǎo)致的該校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化量。然后，從膜厚測量設(shè)備42輸出的電信號(與校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化量信息有關(guān)的電信號)被發(fā)送給控制系統(tǒng)40，接著又被發(fā)送給測量用石英振蕩器22以校正該測量用石英振蕩器22。注意，圖IA至ID所示的成膜裝置1中，傳感器閘門沈設(shè)在校正用石英振蕩器23 附近。通過設(shè)置傳感器間門沈，可以使成膜材料在預(yù)定的定時附著于各石英振蕩器上，以及使該成膜材料的蒸氣可以在預(yù)定的定時被阻擋。傳感器間門26阻擋成膜源21產(chǎn)生的且被校正用石英振蕩器23接收的輻射熱，由此抑制在測量膜厚時該校正用石英振蕩器23的溫度上升。測量用石英振蕩器22固定在成膜源單元20的成膜待機位置，從而僅當該成膜源單元20位于成膜待機位置時接收蒸發(fā)源產(chǎn)生的輻射熱，而當該成膜源單元20位于成膜位置時不接收蒸發(fā)源產(chǎn)生的輻射熱。因此，測量用石英振蕩器22的溫度在成膜源單元20位于成膜待機位置時升高，而當該成膜源單元20移動至成膜位置時，測量用石英振蕩器22的熱量經(jīng)由用于支持該測量用石英振蕩器22的部件消散，該測量用石英振蕩器22的溫度下降至基本等于校正用石英振蕩器23的溫度。因而，同測量用石英振蕩器22與成膜源一起移動的構(gòu)造相比，可使測量用石英振蕩器22與校正用石英振蕩器23之間的溫度差異較小。另外，更優(yōu)選的，盡可能使各石英振蕩器(測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23)的接收熱量的環(huán)境一致。在此通過使各石英振蕩器的接收熱量的環(huán)境一致，可以使由于成膜源21產(chǎn)生的且各石英振蕩器接收的輻射熱導(dǎo)致的各石英振蕩器的溫度上升量彼此更接近。于是，可以使由于熱量導(dǎo)致的測量用石英振蕩器22的共振頻率的變化和由于熱量導(dǎo)致的校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化一致，并可校正采用測量用石英振蕩器22測得的膜厚值，由此能夠高精度地控制膜厚。為使測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23的接收熱量的環(huán)境一致，優(yōu)選的，測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23 固定在各石英振蕩器與成膜源21中心之間的距離彼此相等且由各石英振蕩器和成膜源21 中心形成的角度彼此相等的位置。例如圖IA和IB所示，測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23固定在成膜待機位置上方、各石英振蕩器與成膜源21中心之間的距離彼此相等且由各石英振蕩器和成膜源21中心形成的角度彼此相等的位置。另外，考慮到石英振蕩器的共振頻率的溫度相關(guān)性，更優(yōu)選的，設(shè)置用于主動地使石英振蕩器的溫度一致的溫度控制部。溫度控制部可以是例如設(shè)在校正用石英振蕩器23 附近的加熱部(未表示)或冷卻部(未表示)。類似的，加熱部(未表示)或冷卻部(未表示)也可設(shè)在測量用石英振蕩器22附近。
圖IA至ID所示的成膜裝置1中，利用運送機構(gòu)(未表示)把諸如基片一類的成膜對象物30移入成膜室10內(nèi)以及從成膜室10取出。當把成膜對象物30移入成膜室10 內(nèi)時，采用支持部件(未表示)把該成膜對象物30支持在預(yù)定位置。接著，說明采用依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置的成膜方法的具體例。首先，作為成膜預(yù)備階段，執(zhí)行以下預(yù)備步驟測量每單位時間沉積在測量用石英振蕩器22上的膜厚、每單位時間沉積在校正用石英振蕩器23上的膜厚以及沉積在成膜對象物30上的膜厚，并基于測量值確定膜厚比。在此預(yù)備步驟中，首先，利用運送機構(gòu)(未表示)把成膜對象物30移入成膜室10 內(nèi)。然后，當從成膜源21釋放出的成膜材料量到達預(yù)期水平時，成膜源單元20開始移動并在成膜對象物30上形成成膜材料的薄膜。當在預(yù)定移動條件下往復(fù)移動成膜源單元20預(yù)定次數(shù)后，使用運送機構(gòu)(未表示)從成膜室10取出成膜對象物30。這里對于形成在已取出的成膜對象物30上的薄膜，采用光學(xué)式膜厚測量設(shè)備或者接觸式膜厚測量設(shè)備測量薄膜的厚度。測量值(膜厚值)被假定為t。另一方面，可由測量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量計算在成膜對象物30上形成成膜材料的膜時每單位時間沉積于測量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度。這里，每單位時間沉積于測量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為M。于是，t相對于M的比(膜厚比)α被表示為α = t/M。類似于測量用石英振蕩器22的情況，由校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化量算出的每單位時間沉積在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為P。 于是，t相對于P的比(膜厚比)β被確定為β = t/P。注意，β可被表示為β ( = t/P) =α ΧΜ/Ρ。這里，優(yōu)選通過在石英振蕩器23附近設(shè)置傳感器間門沈來阻止成膜材料過度地沉積在校正用石英振蕩器23上。這可延長校正用石英振蕩器23提供的膜厚測量精度保持較高的時間。在膜厚比α和β如上所述確定后，執(zhí)行在成膜對象物30上形成成膜材料的膜的成膜步驟。成膜步驟中，首先，把作為成膜對象物30的基片移入成膜室10內(nèi)。然后，使成膜源單元20于預(yù)定條件下在成膜待機位置與成膜位置之間往復(fù)移動，在成膜對象物30上形成成膜材料的膜。成膜結(jié)束后，從成膜室10取出成膜對象物30。通過重復(fù)成膜步驟，在多個成膜對象物30上形成成膜材料的膜。圖3是表示形成在成膜對象物30上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。注意， 在圖3所示的流程圖中，還包括表示校正步驟的流程圖。以下，還參照圖2的電路框圖進行說明。首先，當不執(zhí)行校正步驟時，在校正用石英振蕩器23附近的傳感器閘門沈關(guān)閉的同時，成膜材料沉積到測量用石英振蕩器22上。這里，與測量用石英振蕩器22電連接的膜厚測量設(shè)備41測量該測量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量。由膜厚測量設(shè)備41測得的共振頻率的變化量，在該膜厚測量設(shè)備41內(nèi)計算每單位時間沉積在測量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值Mc/ )。然后，膜厚測量設(shè)備41把膜厚值M/發(fā)送給設(shè)在與該膜厚測量設(shè)備41電連接的控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)，并確定沉積在成膜對象物30上的薄膜的厚度即膜厚值、(=α XM0')。這里，若、大于預(yù)期膜厚，電信號從膜厚測量設(shè)備41發(fā)送給設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)，使該溫度調(diào)節(jié)器降低成膜源21的溫度。另一方面，若、小于預(yù)期膜厚，電信號從膜厚測量設(shè)備41發(fā)送給該溫度調(diào)節(jié)器，使該溫度調(diào)節(jié)器升高成膜源21的溫度。當、等于預(yù)期膜厚時，電信號從膜厚測量設(shè)備41發(fā)送給該溫度調(diào)節(jié)器，使該溫度調(diào)節(jié)器維持成膜源21的溫度。注意，圖IA至 ID所示的成膜裝置1中，成膜源單元20的移動被構(gòu)造成在確認從成膜源21釋放出的成膜材料量穩(wěn)定在預(yù)期水平之后才開始。另外，在成膜源單元20于成膜區(qū)域內(nèi)移動的過程中， 成膜源21的溫度維持在固定水平。這可使成膜移動過程中從成膜源21釋放出的成膜材料量恒定。然而，在成膜源21的操作過程中，每當成膜源單元20移動至成膜待機位置時成膜材料沉積到測量用石英振蕩器22上，因此膜厚測量精度逐漸降低。此情況下，執(zhí)行下述校正步驟。關(guān)于校正步驟，校正用石英振蕩器23附近的傳感器閘門沈在成膜步驟中的預(yù)定定時開放。更具體地，通過在成膜源21于成膜區(qū)域內(nèi)移動的預(yù)定定時開放閘門沈以待機， 校正步驟中測量用石英振蕩器22與校正用石英振蕩器23之間的溫度差異可被控制得較小。例如，通過在緊鄰測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23進入蒸發(fā)源的成膜區(qū)域之前開放閘門26，各石英振蕩器從該蒸發(fā)源接收的輻射熱基本一致，并可使各石英振蕩器的溫度基本相同。通過使傳感器間門26進一步地在成膜源21從成膜區(qū)域返回成膜待機區(qū)域后處于開放狀態(tài)預(yù)定長度的時間，固定量的成膜材料沉積到校正用石英振蕩器23上。 因而，可確定每單位時間形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值？》。與此同時，可確定每單位時間形成在測量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值禮)。在已經(jīng)過用于確定膜厚值P1和M1的預(yù)定時間段后，傳感器閘門沈關(guān)閉。這里，形成在成膜對象物30上的薄膜的厚度(膜厚值)可使用膜厚值P1確定為β P1，也可以使用膜厚值M1確定為 CtM115順便一提的是，成膜材料僅在校正步驟中沉積到校正用石英振蕩器23上，由此， 所沉積的成膜材料的膜量極少且膜厚測量誤差小。另一方面，大量成膜材料沉積到測量用石英振蕩器22上，由此膜厚測量誤差大。因此，不一定遵循^P1= α Mp因此，算出校正系數(shù)(β P1/ α M1)，并把校正步驟后采用測量用石英振蕩器22確定的膜厚值乘以此校正系數(shù)。 然后，對采用測量用石英振蕩器22確定的膜厚值進行校正，使其等于采用校正用石英振蕩器23確定的誤差較小的膜厚值(β P1),由此，在校正步驟后的成膜步驟中，可僅以較小的誤差確定膜厚值。由上，可認為校正步驟是用于計算校正系數(shù)(β P1/α M1)的步驟。注意，如上所述，依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，各石英振蕩器(測量用石英振蕩器22 和校正用石英振蕩器23)的溫度基本相同，因此在校正步驟中，不必考慮由于成膜源21產(chǎn)生的輻射熱導(dǎo)致的各石英振蕩器之間的溫度差異來修正石英振蕩器的共振頻率。校正步驟后，確定沉積在測量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜厚值M1'。然后， 利用設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)控制成膜源21的溫度，以使M1'乘以校正系數(shù)Yl(= ^P1V(CiM1))和α獲得的值α Y1M1'為沉積在成膜對象物30上的預(yù)期膜厚值。如上所述適當?shù)貓?zhí)行校正步驟。在第η次校正步驟后執(zhí)行的成膜步驟中，成膜材料沉積到測量用石英振蕩器22上，并在膜厚測量設(shè)備41內(nèi)確定每單位時間沉積的成膜材料的膜厚值Mn'。然后，利用設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)控制成膜源 21的溫度，使Mn'乘以校正系數(shù)(Y1X Y2X…X Yn)和α獲得的值α X (Y1X Y2X… X Yn) XMn'為沉積在成膜對象物30上的預(yù)期膜厚值?；谠诔赡げ襟E當中執(zhí)行校正步驟這個前提，校正步驟可在任意定時執(zhí)行，然而校正步驟也可每當經(jīng)過預(yù)定時間長度時執(zhí)行，或者可每當成膜對象物(在其上成膜)的數(shù)量達到多于一個的預(yù)定數(shù)量時執(zhí)行。另外，校正步驟也可在測量用石英振蕩器22的共振頻率的衰減量達到預(yù)定水平時執(zhí)行，或者在測量用石英振蕩器22的共振頻率達到某值時執(zhí)行。圖4是用于比較執(zhí)行校正步驟時形成在成膜對象物30上的薄膜的厚度與不執(zhí)行校正步驟時的厚度的圖表。由其可明白，如圖4所示，通過適當?shù)貙嵤┬Ｕ襟E，可以減小形成在成膜對象物30上的膜厚誤差。(例子)(例1)采用圖IA至ID所示的成膜裝置在基片上形成成膜材料的膜。此例中，通過使成膜源單元20以IOOOmm的輸送距離和20mm/s的輸送速度往復(fù)運動一次來成膜?；?成膜對象物30)的縱向長度為500mm。另外，此例中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使形成在基片(成膜對象物30)上的成膜材料的薄膜的厚度為lOOnm。另外，此例中，采用INFIC0N制造的具有金電極的6MHz石英振蕩器作為測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23。同時，此例中，成膜源21與基片(成膜對象物30)之間的距離為300mm，且成膜源 21與石英振蕩器(測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23)之間的距離為300mm。首先，執(zhí)行成膜預(yù)備步驟。此預(yù)備步驟中，首先，把用于測量膜厚的基片(成膜對象物30)移入成膜室10內(nèi)。 在確認從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣量已穩(wěn)定在預(yù)期值之后，成膜源單元20開始以20mm/s的輸送速度移動。然后，當成膜源20從成膜待機位置移至成膜位置時，開放傳感器閘門26。接著，從成膜源單元20完成預(yù)定移動且停在成膜待機位置后經(jīng)過30秒的時點至經(jīng)過90秒的時點，成膜材料的薄膜沉積到各石英振蕩器(測量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器2 上。接著，確定沉積到測量用石英振蕩器22上的成膜材料的薄膜的厚度 M(nm)和沉積到校正用石英振蕩器23上的成膜材料的薄膜的厚度P(nm)。然后，在成膜源單元20停在成膜待機位置后經(jīng)過91秒的時點，關(guān)閉傳感器間門26。接著，采用運送機構(gòu)(未表示)從成膜室10取出膜厚測量用基片(成膜對象物 30)，接著采用光學(xué)式膜厚測量設(shè)備或者接觸式膜厚測量設(shè)備測量膜厚。這確定了形成在此膜厚測量用基片上的薄膜的厚度(膜厚值t(nm))。于是，1分鐘期間沉積在基片上的膜厚值相對于1分鐘期間沉積在測量用石英振蕩器22上的膜厚值的比α被表示為α = t/M, 而1分鐘期間沉積在基片上的膜厚值相對于1分鐘期間沉積在校正用石英振蕩器23上的膜厚值的比β被表示為β = t/P。因此，預(yù)備步驟中，基片的膜厚值t(nm)滿足關(guān)系式t =αΜ = βΡ。
然后，步驟前進至成膜步驟。在成膜步驟中，首先，作為成膜對象物30的基片被移入成膜室10內(nèi)并被放置在預(yù)定位置。在基片被放置后，成膜源單元20開始移動。在成膜源單元20的移動完成后，從成膜室10取出基片，且完成成膜步驟。隨著成膜步驟被執(zhí)行多次，膜沉積在測量用石英振蕩器22上，由此，測量用石英振蕩器22的膜厚測量誤差逐漸變大。因而，執(zhí)行下述校正步驟。在第20次成膜步驟當中執(zhí)行第1次校正步驟。更具體地，在成膜源單元20從成膜待機位置起開始移動后經(jīng)過50秒的時點，開放傳感器間門26。然后，確定從成膜源單元 20完成移動且停在成膜待機位置后經(jīng)過30秒的時點至經(jīng)過90秒的時點沉積在測量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值=M1(Iim))和沉積在校正用石英振蕩器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值fjnm))。這里，根據(jù)M1和P1，形成在基片上的成膜材料的膜厚 (膜厚值)可確定為QM1(Iim)或β P1Oimh然而，膜厚值CiM1(Iim)具有較大的誤差，而膜厚值^P1(Mi)具有較小的誤差。因此，不一定遵循^P1 = α Mp因而，確定校正系數(shù)Y1 = (βΡ1)/(αΜ1)0在校正系數(shù)Y1確定后的成膜步驟中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測量用石英振蕩器22上的膜的膜厚值M1'乘以校正系數(shù)、和膜厚比α獲得的值(α X YlXM/ )為沉積在基片上的預(yù)期膜厚lOOnm。然而，若在成膜源單元20的移動當中改變成膜源21的加熱溫度，則從該成膜源 21噴射的成膜材料量會波動，或者所噴射的成膜材料量突然變化，以致形成在基片上的膜不均勻。因此，在成膜源單元20的移動完成后改變成膜源21的加熱溫度。這樣，從成膜源 21噴射的成膜材料的波動在取出基片之后且移入下一基片之前結(jié)束，由此步驟可平穩(wěn)地前進至下一成膜操作。如上所述，執(zhí)行成膜步驟和校正步驟。在第20η次成膜步驟當中執(zhí)行的第η次校正步驟中，確定形成在各石英振蕩器上的薄膜的厚度。更具體的，確定1分鐘期間形成在校正用石英振蕩器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值Pn(nm))和1分鐘期間形成在測量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值:Mn(nm))。然后，確定校正系數(shù)Yn為Yn = (β Pn) / ( α Mn)。在確定校正系數(shù)Y η后的成膜步驟中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜的膜厚(膜厚值Mn')乘以第1次至第 η次校正步驟中確定的校正系數(shù)和膜厚比α獲得的值即α X(YlX Υ2Χ…X Υη)ΧΜη' 為100 (nm)。注意，如上所述，在成膜源單元20的移動完成后改變成膜源21的加熱溫度。作為此成膜的結(jié)果，顯然可執(zhí)行成膜而不降低生產(chǎn)力、防止由于基片(成膜對象物30)滯留在成膜室10內(nèi)導(dǎo)致的膜純度下降、且膜厚精確。盡管已參照示范實施例對本發(fā)明進行了說明，但應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于所公開的示范實施例。以下權(quán)利要求書的范圍與最寬的解釋一致，以涵蓋所有的變型或等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置，包括蒸發(fā)源，用于加熱成膜材料以及用于釋放出所述成膜材料的蒸氣； 移動部，用于使所述蒸發(fā)源相對于成膜對象物在預(yù)定成膜待機位置與預(yù)定成膜位置之間移動；測量用石英振蕩器，用于測量形成在所述成膜對象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測量用石英振蕩器測得的所述成膜材料的量， 其中，所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器固定在所述蒸發(fā)源的所述預(yù)定成膜待機位置的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器固定在從所述蒸發(fā)源的中心至所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器的距離彼此相等且由所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器與所述蒸發(fā)源的中心形成的角度彼此相等的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，還包括用于將所述測量用石英振蕩器的溫度和所述校正用石英振蕩器的溫度控制為基本相同的溫度控制部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，還包括位于所述校正用石英振蕩器附近的閘門。
5.一種采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置在成膜對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將包括成膜材料的膜沉積到成膜對象物上的步驟； 在所述成膜待機位置將包括所述成膜材料的膜沉積到所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器上預(yù)定時間段的步驟；測量在所述預(yù)定時間段內(nèi)沉積到所述校正用石英振蕩器和所述測量用石英振蕩器中每個上的包括所述成膜材料的膜的膜厚值的步驟；以及基于分別從所述校正用石英振蕩器和所述測量用石英振蕩器測得的膜厚值的比，確定用于校正所述測量用石英振蕩器的膜厚的校正系數(shù)的步驟。
6.一種采用根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜裝置在成膜對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將包括所述成膜材料的膜沉積到所述成膜對象物上的步驟； 在所述蒸發(fā)源于所述成膜位置移動期間的預(yù)定定時使所述間門處于開放狀態(tài)的步驟；在所述成膜待機位置將包括所述成膜材料的膜沉積到所述測量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器上預(yù)定時間段的步驟；測量在所述預(yù)定時間段內(nèi)沉積到所述校正用石英振蕩器和所述測量用石英振蕩器中每個上的包括所述成膜材料的膜的膜厚值的步驟；以及基于分別從所述校正用石英振蕩器和所述測量用石英振蕩器測得的膜厚值的比，確定用于校正所述測量用石英振蕩器的膜厚的校正系數(shù)的步驟。
全文摘要
提供一種可在成膜對象物上精確地形成均一膜的成膜裝置。成膜裝置(1)包括成膜源(21)、測量用石英振蕩器(22)和校正用石英振蕩器(23)。當在成膜對象物(30)上形成成膜材料的薄膜時，在成膜源(21)內(nèi)加熱成膜材料以釋放出該成膜材料的蒸氣。測量用石英振蕩器(22)測量形成在成膜對象物(30)上的成膜材料量(形成在其上的薄膜厚度)，而校正用石英振蕩器(23)校正測量用石英振蕩器(22)。成膜裝置(1)中，還提供用于相對于成膜對象物在預(yù)定成膜待機位置與預(yù)定成膜位置之間移動成膜源(21)的移動部(成膜源單元(20))，以及用于控制測量用石英振蕩器(22)和校正用石英振蕩器(23)的溫度至基本相同的溫度控制部(傳感器閘門(26))。
文檔編號C23C14/24GK102465262SQ201110339499
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者中川善之, 中野真吾, 福田直人 申請人:佳能株式會社