CN106232858A - 成膜装置、有机膜的膜厚测量方法以及有机膜用膜厚传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能进行有机膜的成膜速率控制和高精度膜厚测量的成膜装置、有机膜的膜厚测量方法和有机膜用膜厚传感器。成膜装置(10)具有真空腔室(11)、有机材料源(12)、基板架(13)、膜厚传感器(14)和测量单元(17)。有机材料源(12)配置于真空腔室(11)的内部，能放出有机材料粒子。基板架(13)被构成为使其与有机材料源(12)相向配置且可保持基板(W)。膜厚传感器(14)配置在真空腔室(11)的内部且具有石英晶体谐振器，该石英晶体谐振器具有4MHz以下的基本频率。测量单元(17)根据所述石英晶体谐振器的谐振频率的变化来测量在基板架(13)上的基板(W)上沉积的有机膜的膜厚。

Description

成膜装置、有机膜的膜厚测量方法以及有机膜用膜厚传感器

技术领域

本发明涉及一种具有膜厚传感器的成膜装置、有机膜的膜厚测量方法以及有机膜用膜厚传感器。

背景技术

现有技术中，在真空蒸镀装置等成膜装置中，为了测量在基板上成膜的膜的厚度和成膜速度而使用称为石英晶体微天平(QCM：Quartz Crystal Microbalance)方法的技术。该方法是利用了配置在腔室内的石英晶体谐振器(quartz-crystal：石英晶体谐振器/又称石英晶体/俗称晶振)的谐振频率的如下特性：即该谐振频率由于蒸镀物的沉积带来的质量增加而减少。因此，可通过测量石英晶体谐振器的谐振频率的变化来测量膜厚和成膜速度。

近年来，在有机EL(Electro-Luminescence)元件的制造领域，广泛使用真空蒸镀法进行有机层的成膜。例如，在有机EL显示器等中，由于像素间的有机层膜厚的偏差会对图像质量产生较大影响，因此，需要进行高精度的膜厚控制。

另一方面，对于这种膜厚传感器而言，随着镀膜量的增加，石英晶体谐振器的谐振频率逐步降低，当达到规定的频率时，频率的变动大到已经无法进行稳定的膜厚测量的程度。因此，当谐振频率降低了规定值以上时，则判断为石英晶体谐振器达到使用寿命而实施更换。为了易于进行该更换，例如在专利文献1中记载有一种传感器头，该传感器头构成为：使其保持具有5MHz谐振频率的多个石英晶体谐振器板，并且可分别切换所使用的各石英晶体谐振器板。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2003-139505号

【发明要解决的技术问题】

然而，石英晶体谐振器对于有机膜附着的谐振特性，相比对于金属膜或金属化合物膜附着的谐振特性明显退化，因此，存在无法进行稳定的成膜速率控制及膜厚控制的问题。另外，石英晶体谐振器的使用寿命较短而需要频繁更换石英晶体谐振器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可高精度地进行有机膜的成膜速率控制和膜厚测量的的成膜装置、有机膜的膜厚测量方法和有机膜用膜厚传感器。

【用于解决问题的技术方案】

本发明的一个方式的成膜装置具有真空腔室、有机材料源、基板架、膜厚传感器和测量单元。所述有机材料源配置于所述真空腔室的内部，可放出有机材料粒子。所述基板架构成为：使其与所述有机材料源相向配置且可保持基板。所述膜厚传感器配置在所述真空腔室的内部，并且具有石英晶体谐振器，该石英晶体谐振器具有4MHz以下的基本频率(基频)。所述测量单元根据所述石英晶体谐振器的谐振频率的变化，来测量在所述基板架上的基板上沉积的有机膜的膜厚。

在所述成膜装置中，从有机材料源放出的有机材料粒子沉积在基板架上的基板的表面，并且沉积在膜厚传感器的石英晶体谐振器的表面。石英晶体谐振器的谐振频率随着有机材料粒子的沉积量增加而减少。测量单元根据石英晶体谐振器上的谐振频率的变化，测量在基板上形成的有机膜的膜厚。

在此，在所述成膜装置中，膜厚传感器的石英晶体谐振器由具有4MHz以下的基本频率的石英晶体谐振器构成。因此，与具有5MHz以上的基本频率的石英晶体谐振器相比较，能够将基于有机膜附着的等效电阻和半值频率宽度的增加量控制在较低程度，确保长期稳定的共振振动。据此，可高精度地测量有机膜的膜厚和成膜速率。

所述石英晶体谐振器的典型结构是，由AT切割石英晶体谐振器或者SC切割石英晶体谐振器构成。

优选所述测量单元具有振荡电路、基准信号生成电路、混频电路、计数器和控制器。

所述振荡电路使所述石英晶体谐振器振荡。所述基准信号生成电路生成基准频率的信号。所述混频电路将从所述振荡电路输出的信号和所述基准频率的信号混合。所述计数器测量由所述混频电路生成的信号中低频分量的信号的频率。所述控制器根据由所述计数器测量的频率和所述基准频率之差，来算出所述振荡电路的振荡频率。

据此，即使在使用4MHz以下的相对较低的振荡频率的石英晶体谐振器时，也能够维持高频率分辨率。

本发明一个方式的膜厚测量方法包括使从有机材料源放出的有机材料粒子在基板上沉积。

使所述有机材料粒子沉积于以4MHz以下的谐振频率振动的石英晶体谐振器上。

根据所述石英晶体谐振器的谐振频率的变化，来测量沉积于所述基板上的所述有机材料粒子的膜厚。

据此，能够高精度地测量有机膜的膜厚和成膜速率。

本发明一个方式的有机膜用膜厚传感器具有石英晶体谐振器，所述石英晶体谐振器具有4MHz以下的基本频率。

据此，可高精度地测量有机膜的膜厚和成膜速率。

【发明的效果】

如上所述，根据本发明，能够进行高精度的有机膜的成膜速率控制和膜厚测量。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的成膜装置的概略剖视图。

图2是所述成膜装置的膜厚传感器的概略结构图。

图3是所述膜厚传感器的石英晶体谐振器的主视图。

图4是所述膜厚传感器的石英晶体谐振器的后视图。

图5是表示基本频率不同的多个石英晶体谐振器的各等效电阻的一个实验结果。

图6是表示基本频率不同的多个石英晶体谐振器的各半值频率宽度的一个实验结果。

图7是使用基本频率5MHz的石英晶体谐振器来测量有机膜(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))的成膜速率时的一个实验结果。

图8是使用基本频率4MHz的石英晶体谐振器来测量有机膜(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))的成膜速率时的一个实验结果。

图9是表示基本频率不同的多个石英晶体谐振器的各温度特性的一个实验结果。

图10是表示基本频率不同的多个石英晶体谐振器的各热冲击特性的一个实验结果。

图11是表示所述成膜装置的测量单元的结构的框图。

图12是每隔5分钟依次切换12个石英晶体谐振器而测量成膜速率的一个实验结果。

图13是标绘出图12的各石英晶体谐振器的平均速率的偏差的图。

图14是表示对基本频率5MHz的石英晶体谐振器而言，比较将成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.27μm的12个石英晶体谐振器(样本1)依次切换时的测量速率的偏差和将所述表面粗糙度(Ra)为0.02μm的12个石英晶体谐振器(样本2)依次切换时的测量速率的偏差的图。

图15是表示对基本频率4MHz的石英晶体谐振器而言，将成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.02μm的12个石英晶体谐振器(样本3)依次切换时的测量速率的偏差的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[成膜装置]

图1是表示本发明一个实施方式的成膜装置的概略剖视图。本实施方式的成膜装置构成为：使其作为用于有机膜成膜的真空蒸镀装置。

本实施方式的成膜装置10具有：真空腔室11；有机材料源12，其配置在真空腔室11的内部；基板架13，其与有机材料源12相向配置；和膜厚传感器14，其配置在真空腔室11的内部。

真空腔室11构成为：使其与真空排气系统15连接，且内部可排气至规定的减压氛围(气体环境)且保持该氛围。

有机材料源12为可放出有机材料粒子的结构。在本实施方式中，有机材料源12构成将有机材料加热蒸发且放出有机材料粒子的蒸发源。蒸发源的种类没有特别的限定，可适用电阻加热式、感应加热式、电子束加热式等各种方式。

基板架13被构成为：能朝向有机材料源12来保持半导体晶片或玻璃基板等成膜对象即基板W。

膜厚传感器14内置有具有规定基本频率(固有振动频率)的石英晶体谐振器，并且如后述那样构成传感器头，该传感器头用于测量沉积于基板W的有机膜的膜厚和成膜速率。膜厚传感器14配置在真空腔室11的内部，位于与有机材料源12相向的位置。典型的结构是，膜厚传感器14配置在基板架13的附近。

膜厚传感器14向测量单元17供给其输出。测量单元17根据石英晶体谐振器的谐振频率的变化，测量所述膜厚和成膜速率，并且控制有机材料源12使该成膜速率为规定值。QCM的吸附所致的频率变化和质量载荷的关系使用由以下的公式(1)表示的Sauerbrey公式。

【数学公式1】

${\mathrm{\ΔF}}_s=\frac{2{{\mathrm{Nf}}_0}^2}{{({\mathrm{\ρ}}_Q\·{\mathrm{\μ}}_Q)}^{1/2}}\frac{\mathrm{\Δ}m}{A}...\left(1\right)$

在公式(1)中，ΔFs表示频率变化量、Δm表示质量变化量、f₀表示基本频率、ρ_Q表示石英晶体谐振器的密度、μ_Q表示石英晶体谐振器的剪应力、A表示电极面积、N表示常数。

成膜装置10还具有遮挡门16。遮挡门16被配置在有机材料源12和基板架13之间，且构成为：使其可敞开或遮挡从有机材料源12至基板架13和膜厚传感器14的有机材料粒子的射入路径。

遮挡门16的开闭由未图示的控制单元控制。典型的结构是，在蒸镀开始时，遮挡门16关闭(堵塞)，直至有机材料源12中有机材料粒子的放出稳定为止。并且，在有机材料粒子的放出已稳定时，遮挡门16被敞开。据此，来自有机材料源12的有机材料粒子到达基板架13上的基板W，基板W的成膜处理开始。同时，来自有机材料源12的有机材料粒子到达膜厚传感器14，而监视沉积在基板W上的有机膜的膜厚和其成膜速率。

[膜厚传感器]

接着，对膜厚传感器14进行详细说明。

图2是膜厚传感器14的概略结构图。如图2所示，膜厚传感器14具有振荡器20和壳体140，该壳体140收装振荡器20，且该振荡器20可振动。振荡器20以其表面21与有机材料源12相向的方式被收装于壳体140。

图3和图4分别是振荡器20的主视图和后视图。

振荡器20由圆盘状的压电晶体构成，在本实施方式中，使用温度特性相对优良的AT切割石英晶体谐振器(切割角θ＝35°15′±20′)。除此以外，振荡器20也可使用温度特性比AT切割优良的SC切割石英晶体谐振器(切割角θ＝33°30′±11′、 )。

在振荡器20的表面21和背面22分别形成有规定形状的电极膜31、32。电极膜31、32如图3和图4中由网点部分表示的那样，形成为互不相同的形状，但电极膜31、32的形状不局限于图示的例子。电极膜31、32分别由金、银等金属膜形成。

通过向电极膜31、32施加高频电压，使振荡器20以厚度切变振动模式振荡。在本实施方式中，振荡器20使用基本频率(固有振动频率)为4MHz的石英晶体谐振器。据此，如后述那样，可长期保持稳定的振荡动作，因此，能够高精度测量膜厚和成膜速率。

振荡器20的基本频率不局限于4MHz，也可适用以4MHz以下的任意频率(例如3.25MHz、2.5MHz等)作为基本频率的石英晶体谐振器。

在此，石英晶体谐振器的振动特性可通过等效电阻和Q值进行评估。即，能够得到等效电阻越小越容易振动，Q值越高越稳定的共振振动。

本发明人分别准备基本频率为3.25MHz、4MHz、5MHz和6MHz的AT切割石英晶体谐振器的样本，并分别测量各样本在一侧表面附着厚度为60μm的有机膜(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))时的等效电阻(R1)和Q值。在测量中使用了网络分析器(network analyzer)。在图5和图6中表示该结果。

图5和图6分别表示各石英晶体谐振器样本的等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)。在此，半值频率宽度(FW)是指振幅的峰值频率(f₀)中比峰值低3dB(分贝)的点的频率全宽(Δf)，Q值由f₀/Δf表示。

如图5和图6所示，随着石英晶体谐振器的基本频率变高，等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)均增加。例如，基本频率为5MHz时的等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)分别为约3.5kΩ和约4kHz，基本频率为4MHz时的等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)分别为约2kΩ和800Hz。等效电阻(R1)越增加，石英晶体谐振器振动越困难，半值频率宽度(FW)越增加，石英晶体谐振器的Q值越减少。因此，所述的等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)越小，对有机膜的成膜越有利。

在本实施方式中，振荡器20采用基本频率为4MHz以下的石英晶体谐振器，因此，与具有5MHz以上的基本频率的石英晶体谐振器相比较，等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)均低，据此，能够实现稳定的共振振动。

例如，图7是使用基本频率5MHz的石英晶体谐振器测量有机膜(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))的成膜速率时的一个实验结果。如图7所示可知，对于该石英晶体谐振器而言，从大概100分钟后开始速率开始大幅度变动。

与此相对，图8是使用基本频率4MHz的石英晶体谐振器测量所述有机膜的成膜速率时的一个实验结果。如图8所示，对于该石英晶体谐振器而言，基本上没有速率的变动，能够长时间持续保持稳定的谐振状态。

这样，石英晶体谐振器根据基本频率的不同而速率稳定性不同，这与所述的等效电阻(R1)和半值频率宽度(FW)的大小具有较强的相关性，尤其是，可认定在基本频率为5MHz时与基本频率为4MHz时速率稳定性明显不同。

如上所述，通过使石英晶体谐振器的基本振动数为4MHz以下，与基本振动数为5MHz以上的石英晶体谐振器相比较，能够延长作为膜厚传感器的石英晶体谐振器的寿命，并且，能够稳定地测量有机膜的膜厚和成膜速率。据此，例如，在有机EL显示器的制造工序等中，可高精度地进行有机层的膜厚控制和成膜速率控制。

尤其是，有机膜的成膜与无机膜的成膜相比较，等效电阻和半值频率宽度的值明显较大。举例说明，在基本频率为5MHz的石英晶体谐振器上附着厚度为60μm的金属铝膜时的等效电阻(R1)为1.2kΩ，半值频率宽度为500Hz。由此可知，在有机膜成膜时，为了确保稳定的共振振动而希望石英晶体谐振器的基本频率低。

在此，考虑到有机膜不是金属膜那样的刚体，而是粘弹性膜，故半值频率宽度(FW)可由以下的公式(2)表示。

【数学公式2】

${\mathrm{\ΔF}}_W=-\frac{F_0}{{\mathrm{\πZ}}_q}\left(\frac{G^{\′\′}{\mathrm{\ω}}^3{{\mathrm{\ρ}}_f}^2{h_f}^3}{3|G{|}^2}\right)...\left(2\right)$

在公式(2)中，ΔFw表示半值频率宽度(FW)的半值，G表示有机膜的复数弹性系数(MPa)，G″表示有机膜的损耗弹性系数(动态损耗)(MPa)，ω表示角频率，h_f表示沉积的有机膜的厚度(nm)，ρ_f表示沉积的有机膜的密度(g/cm²)，F₀表示基本频率(Hz)，Z_q表示石英晶体谐振器的剪切模式声阻抗(gm/sec/cm²)。

由公式(2)可知，半值频率宽度(FW)与频率的约4次方(F₀×ω³)成正比。另一方面，由FW＝R1/2πL或者可知，等效电阻(R1)与频率的约2次方成正比。其结果是与图5和图6的结果非常吻合。

并且，降低石英晶体谐振器的基本频率，不仅可得到稳定的共振振动，而且已确认还能够有效改善温度特性和热冲击特性。

图9是表示所述各石英晶体谐振器的样本在一侧表面沉积厚度为60μm的有机膜(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))时的温度特性。在此，温度特性是指石英晶体谐振器的振荡频率的温度依存特性。

另一方面，图10表示所述各石英晶体谐振器的热冲击特性，且表示的是沉积所述厚度的所述有机膜时和没有沉积时的两种情况下的热冲击特性。在此，热冲击特性是指例如如遮挡门16(图1)敞开等时那样，石英晶体谐振器瞬间承受辐射热时的频率特性。

如图9和图10所示，与基本频率为5MHz以上的石英晶体谐振器相比较，基本频率为4MHz以下的石英晶体谐振器的温度变化和对热冲击的频率变化非常小。因此，根据本实施方式，能够不受腔室内温度变化以及伴随着遮挡门开闭的热辐射的影响，而进行稳定的膜厚测量或者成膜速率控制。另外，由于不需要综合考虑到石英晶体谐振器温度特性的复杂的温度补偿运算、在遮挡门敞开时中止运算直至石英晶体谐振器的频率稳定为止等这样的控制，因此能够实现测量单元17的控制简单化。

[测量单元]

接着，对测量单元17进行说明。

图11是表示测量单元17结构的一个例子的概略框图。测量单元17具有振荡电路41、测量电路42和控制器43。

振荡电路41使膜厚传感器14的振荡器20(石英晶体谐振器)振荡。测量电路42用于测量从振荡电路41输出的振荡器20的谐振频率。控制器43根据测量电路42的输出来算出振荡器20的谐振频率，并且据此算出有机材料粒子在基板W上的成膜速率和沉积于基板W的有机膜的膜厚。控制器43进一步控制有机材料源12以使成膜速率达到规定值。

测量电路42具有混频电路51、低通滤波器52、低频率计数器53、高频率计数器54和基准信号生成电路55。从振荡电路41输出的信号被输入高频率计数器54，首先测量振荡电路41的振荡频率的大致值。

由高频率计数器54测量到的振荡电路41的振荡频率的大致值被输出到控制器43。控制器43以与测量到的大致值接近的频率的基准频率来使基准信号生成电路55振荡。以该基准频率振荡的频率信号和从振荡电路41输出的信号被输入混频电路51。

混频电路51将输入的2个种类的信号混合，并且经由低通滤波器52输出到低频率计数器53。在此，当从振荡电路41输入的信号为cos((ω+α)t)，从基准信号生成电路输入的信号为cos(ωt)时，在混频电路51内生成由cos(ωt)·cos((ω+α)t)这一公式表示的交流信号。该公式为cos(ωt)和cos((ω+α)t)乘积的形式，该公式所示的交流信号等于由cos((2·ω+α)t)表示的高频分量信号与由cos(αt)表示的低频分量信号的和。

由混频电路51生成的信号被输入低通滤波器52，高频分量信号cos((2·ω+α)t)被除去，仅低频分量信号cos(αt)被输入低频率计数器53。即，在低频率计数器53输入作为振荡电路41的信号cos((ω+α)t)与基准信号生成电路55的信号cos(ωt)之差的、频率为绝对值|α|的低频分量信号。

低频率计数器53测量该低频分量信号的频率，并将该测量值向控制器43输出。控制器43根据由低频率计数器53测量到的频率与由基准信号生成电路55的输出信号的频率，算出振荡电路41输出的信号的频率。具体而言，在基准信号生成电路55的输出信号的频率比振荡电路41的输出信号的频率小的情况下，在振荡电路41的输出信号上加上(作加法)低频分量信号的频率，在相反的情况下，从振荡电路41的输出信号减去(作减法)低频分量信号的频率。

例如，当通过高频率计数器54对振荡电路41的振荡频率的测量值超出4MHz，使基准信号生成电路55以4MHz的频率振荡时，基准信号生成电路55的振荡频率比振荡电路41的实际振荡频率低。因此，为了求得振荡电路41的实际振荡频率，可将由低频率计数器53求得的低频分量信号的频率|α|与基准信号生成电路55的设定频率4MHz相加。若低频分量的频率|α|为10kHz，则振荡电路41的正确的振荡频率为4.01MHz。

低频率计数器53的分辨率具有上限，但可以为了测量所述差值的频率|α|而设定该分辨率，因此，与以相同的分辨率来测量振荡电路41的振荡频率的情况相比，能够进行正确的频率测量。

另外，基准信号生成电路55的振荡频率通过控制器43控制，由于能够以使差值的频率|α|比规定值小的方式设定该振荡频率，因此，能够有效利用低频率计数器53的分辨率。所求得的频率的值被存储于控制器43。

如上所述，根据本实施方式，通过使用所述结构的测量单元17，即使在使用4MHz以下的相对较低的振荡频率的石英晶体谐振器时，也能够保持较高的频率分辨率。据此，可确保与具有5MHz以上基本频率的石英晶体谐振器同等以上的膜厚测量精度。

[石英晶体谐振器的表面粗糙度]

如上所述，在利用QCM技术的膜厚传感器中，随着镀膜量的增加，石英晶体谐振器的谐振频率逐步降低，当达到规定的频率时，频率的变动会大到已经无法进行稳定的膜厚测量的程度。因此，当谐振频率降低了规定值以上时，判断为石英晶体谐振器已达到使用寿命而实施更换。为了易于进行该更换，具有代表性的是使用传感器头，该传感器头被构成为：使其保持多个石英晶体谐振器且可分别切换各石英晶体谐振器。

另外，金属膜及氧化膜的蒸镀中使用的膜厚传感器，一般使用用#1000左右的粒子研磨成膜面而成的石英晶体谐振器(表面粗糙度(Ra)为大约0.27μm)。这样做的目的在于，能够实现在加工上容易，和金属膜及氧化膜在成膜面上较厚沉积时不容易剥离。

因此，在对有机膜的膜厚传感器使用这种石英晶体谐振器的情况下，每当切换石英晶体谐振器时，有时成膜速率的测量值会较大地变动。例如图12是使用12连的传感器头、每隔5分钟依次切换12个石英晶体谐振器来测量成膜速率的一个实验结果，其中，纵轴表示测量速率，横轴表示时间[分]。另外，图13是以标绘出(plot)所述各石英晶体谐振器的平均速率偏差的图，其中，纵轴表示相对于即将切换前的石英晶体谐振器的平均速率的偏差[％]，横轴表示石英晶体谐振器的No.(编号)。

另外，在成膜速率的测量中，使用参照图11说明的测量单元17，石英晶体谐振器(振荡器20)使用基本频率5MHz的石英晶体谐振器。

如图12所示，测量速率在石英晶体谐振器切换前和切换后有±5～10％左右的变化。另外，如图13所示，各石英晶体谐振器的速率的偏差不是恒定的，这样，稳定地测量成膜速率存在困难。

本发明人着眼于上述现象起因于沉积于石英晶体谐振器的成膜面的有机膜的膜质受到石英晶体谐振器板的电极的粗糙度的影响，发现成膜面的表面粗糙度越小，该有机膜越能够均匀地附着在石英晶体谐振器板上，而降低测量速率的偏差。因此，本发明人通过使石英晶体谐振器的成膜面的表面以成为镜面的方式平滑化，来抑制石英晶体谐振器切换前后的测量速率的偏差。

图14是表示对基本频率5MHz的石英晶体谐振器而言，比较成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.27μm的12个石英晶体谐振器(以下称为样本1)依次切换时的测量速率的偏差和将所述表面粗糙度(Ra)为0.02μm的12个石英晶体谐振器(以下称为样本2)依次切换时的测量速率的偏差。

另外，作为电极膜31、32(参照图3、4)，在样本1、2的各表面分别形成厚度为0.25μm的金薄膜。电极膜31、32的表面粗糙度(Ra)与石英晶体谐振器的表面粗糙度(Ra)同等。

如图14所示，由于与样本1相比较，样本2测量速率的偏差较小，因此，根据样本2能够稳定且高精度地测量成膜速率。

石英晶体谐振器的基本频率越低，测量速率的偏差越小。图15是表示对基本频率4MHz的石英晶体谐振器而言，将成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.02μm的12个石英晶体谐振器(以下称为样本3)依次切换时的测量速率的偏差与为样本2时进行比较。

如上所述，石英晶体谐振器的成膜面越接近镜面，石英晶体谐振器的基本频率越低，能够使测量速率的偏差越小，据此，可稳定且高精度地测量成膜速率。

石英晶体谐振器的成膜面的表面粗糙度(Ra)例如为0.2μm以下，更优选为0.1μm以下。据此，可高精度地测量有机膜的成膜速率。另外，石英晶体谐振器的成膜面成为镜面(例如0.1μm以下)时，其基本频率可以为5MHz以下，但也可如上述那样为4MHz以下。

以上是对本发明的实施方式进行的说明，但本发明不限定于所述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

例如，在以上的实施方式中，作为有机膜，是以Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)为例进行的说明，但有机膜不局限于此，合成树脂薄膜等其他有机材料的成膜也可适用本发明。

另外，在以上的实施方式中，作为成膜装置，是以真空蒸镀装置为例进行的说明，但不局限于此，溅射装置等其他成膜装置也可适用于本发明。在为溅射装置时，有机材料源由包含用有机材料构成的靶材的溅射阴极构成。

【附图标记说明】

10…成膜装置

11…真空腔室

12…有机材料源

13…基板架

14…膜厚传感器

16…遮挡门

17…测量单元

20…振荡器

41…振荡电路

42…测量电路

43…控制器

W…基板

Claims (8)

1.一种成膜装置，其特征在于，具有：

真空腔室；

有机材料源，其配置于所述真空腔室的内部，且能放出有机材料粒子；

基板架，其与所述有机材料源相向配置，且被构成为能保持基板；

膜厚传感器，其配置在所述真空腔室的内部，且具有石英晶体谐振器，该石英晶体谐振器具有4MHz以下的基本频率；和

测量单元，其根据所述石英晶体谐振器的谐振频率的变化，来测量在所述基板架上的基板上沉积的有机膜的膜厚。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述石英晶体谐振器为AT切割石英晶体谐振器或者为SC切割石英晶体谐振器。

3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，

所述测量单元具有：

振荡电路，其使所述石英晶体谐振器振荡；

基准信号生成电路，其生成基准频率的信号；

混频电路，其将从所述振荡电路输出的信号和所述基准频率的信号混合；

计数器，其测量由所述混频电路生成的信号中低频分量的信号频率；和

控制器，其根据由所述计数器测量到的频率与所述基准频率之差，来算出所述振荡电路的振荡频率。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的成膜装置，其特征在于，

还具有遮挡门，该遮挡门被构成为：能遮挡从所述有机材料源向所述基板架和所述石英晶体谐振器放出的所述有机材料粒子。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的成膜装置，其特征在于，

所述石英晶体谐振器具有沉积所述有机膜的成膜面，所述成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.1μm以下。

6.一种有机膜的膜厚测量方法，其特征在于，

使从有机材料源放出的有机材料粒子在基板上沉积，

使所述有机材料粒子沉积在以4MHz以下的谐振频率振动的石英晶体谐振器上，

根据所述石英晶体谐振器的谐振频率的变化，来测量沉积在所述基板上的所述有机材料粒子的膜厚。

7.一种有机膜用膜厚传感器，其搭载于有机材料的成膜装置，其特征在于，

具有石英晶体谐振器，该石英晶体谐振器具有4MHz以下的基本频率。

8.根据权利要求7所述的有机膜用膜厚传感器，其特征在于，

所述石英晶体谐振器具有沉积有机膜的成膜面，所述成膜面的表面粗糙度(Ra)为0.1μm以下。