JP2016121384A - Vapor deposition apparatus and vapor deposition method - Google Patents
Vapor deposition apparatus and vapor deposition method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016121384A JP2016121384A JP2014262880A JP2014262880A JP2016121384A JP 2016121384 A JP2016121384 A JP 2016121384A JP 2014262880 A JP2014262880 A JP 2014262880A JP 2014262880 A JP2014262880 A JP 2014262880A JP 2016121384 A JP2016121384 A JP 2016121384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- vaporized material
- light
- film thickness
- piping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 title claims abstract description 155
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 71
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 55
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 102
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 43
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 43
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 33
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 8
- 238000000424 optical density measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 38
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012844 infrared spectroscopy analysis Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本開示は、たとえば、有機EL(Electronic Luminescence)素子などの薄膜の製造において、気化した材料を基板に蒸着する、蒸着装置及び蒸着方法に関する。 The present disclosure relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method for vaporizing a vaporized material on a substrate in manufacturing a thin film such as an organic EL (Electro Luminescence) element.
蒸着装置は、チャンバー内に材料と基板とを配置し、材料を加熱し、材料を溶融させてから蒸発させるか、または材料を昇華させるかすることによって、気化した材料を基板の表面に堆積させ、材料を基板に蒸着する。 Vapor deposition equipment deposits vaporized material on the surface of a substrate by placing the material and the substrate in a chamber, heating the material, melting the material and then evaporating or sublimating the material. The material is deposited on the substrate.
近年、有機材料が用いられた、ディスプレイ、照明、太陽電池、及び半導体などの有機デバイスが、開発されている。有機材料が用いられたこれらの有機層の成膜は、一般的に、上述されたような蒸着装置を利用して行われる。蒸着装置における有機層などの膜厚制御は、効率などの観点から、所定の膜厚が得られるように高精度に行う必要がある。このような膜厚制御に利用される膜厚計測方法においては、水晶振動子が用いられることがある(たとえば、特許文献1参照。)。 In recent years, organic devices such as displays, lighting, solar cells, and semiconductors using organic materials have been developed. Film formation of these organic layers using organic materials is generally performed using a vapor deposition apparatus as described above. The film thickness control of the organic layer or the like in the vapor deposition apparatus needs to be performed with high accuracy so as to obtain a predetermined film thickness from the viewpoint of efficiency. In such a film thickness measurement method used for film thickness control, a crystal resonator may be used (see, for example, Patent Document 1).
そこで、図6を主として参照しながら、従来の、水晶振動子が用いられる膜厚計測方法について説明する。ここに、図6は、従来の、水晶振動子が用いられる蒸着装置の概略断面図である。真空チャンバー101は、真空ポンプ105で排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。真空チャンバー101の内部において、その上部には成膜が行われる基板104が配置されており、その下部には、坩堝107が基板104に対向するように配置されている。
Therefore, a conventional film thickness measurement method using a crystal resonator will be described with reference mainly to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional vapor deposition apparatus using a crystal resonator. The
そして、発熱体109に接続された電源などの発熱体制御部115を制御し、発熱体109を発熱させることによって、坩堝107を加熱することができる。さらに、真空チャンバー101内の上部において、たとえば、石英からなる水晶振動子(QCM、Quartz Crystal Microbalance)128が基板104に隣接するように配置されている。この結果、水晶振動子128にも薄膜が蒸着されることになる。
The
ここで、水晶振動子128に蒸着される薄膜の膜厚は、蒸着量に応じて減少する水晶振動子128の固有振動数の変化から間接的に取得される。このようにして取得された水晶振動子128に蒸着される薄膜の膜厚と、基板104に蒸着される薄膜の膜厚との間においては、一定の関係が存在する。
Here, the film thickness of the thin film deposited on the
このため、基板104に蒸着される薄膜の膜厚を、水晶振動子128の固有振動数の計測結果から得ることができる。
Therefore, the film thickness of the thin film deposited on the
そこで、水晶振動子128の固有振動数を計測することにより、基板104に蒸着される薄膜の膜厚を間接的に取得して、取得した薄膜の膜厚に基づいて、発熱体制御部115への指示信号を送る分析部113が設けられている。発熱体制御部115は、坩堝107の発熱体109の発熱温度を制御する。よって、分析部113から発熱体制御部115への指示信号に基づいて、坩堝107の発熱体109の発熱温度を発熱体制御部115で制御することができ、基板104に成膜される薄膜の膜厚が制御される。
Therefore, by measuring the natural frequency of the
もちろん、膜厚の計測に使用される対象物は、水晶振動子128でなくてもよく、水晶振動子128の代わりに、成膜が基板104の場合の条件とほぼ同じ条件で行われるダミー基板などであってもよい。
Of course, the object used for measuring the film thickness does not have to be the
次に、このような膜厚制御に利用される膜厚計測方法においては、気化した材料108の濃度が光学的検知手段を用いて光学的に検知されることもある(たとえば、特許文献2参照。)。
Next, in the film thickness measurement method used for such film thickness control, the concentration of the vaporized
そこで、図7を主として参照しながら、従来の、気化した材料108の濃度が光学的検知手段を用いて光学的に検知される膜厚計測方法について説明する。ここに、図7は、従来の、気化した材料108の濃度が光学的検知手段を用いて光学的に検知される蒸着装置の概略断面図である。真空チャンバー101は、真空ポンプ105で排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。真空チャンバー101の内部において、その上部には成膜が行われる基板104が配置されており、その下部には加熱された蒸着ヘッド150が基板104に対向するように配置されている。
Accordingly, a conventional film thickness measurement method in which the concentration of the vaporized
そして、蒸着ヘッド150は蒸着源107に接続されており、加熱された蒸着源107から気化した材料108が蒸着ヘッド150内を通過し、基板104に到達するようになっている。蒸着ヘッド150には、光127を通過させるための窓118、119が設置され、真空チャンバー101の両側面においても、光127を通過させるための窓116、117が設置されている。窓116、117、118、119を通過するように光源111及び検出器112が配置されている。光源111からの光127は、蒸着ヘッド150内の気化した材料108中を通って検出器112において受光される。発光時の光と受光時の光との比較から間接的に計測される気化した材料108の濃度と、基板104に蒸着される薄膜の膜厚との間においては、一定の関係が存在する。
The
このため、基板104に蒸着される薄膜の膜厚を、受光時の光の計測結果から得ることができる。
For this reason, the film thickness of the thin film deposited on the
もちろん、上述された発光時の光と受光時の光との比較は、気化した材料108が蒸着ヘッド150内に存在する場合について行われる。しかしながら、同比較により基板104に蒸着される薄膜の膜厚を得るためには、気化した材料108が蒸着ヘッド150内に存在しない場合についての同様な計測結果も、予め用意しておき、前記薄膜膜厚取得時に利用される。
Of course, the comparison between the light during light emission and the light during light reception described above is performed when the vaporized
そこで、受光時の光を計測し、基板104に蒸着される薄膜の膜厚を間接的に取得して、蒸着源107への指示信号を送る分析部113が、設けられている。蒸発源107は、分析部113からの指示信号に基づいて蒸着源107を加熱して、蒸着源107からの材料の蒸発量等を制御することができ、基板104に成膜される薄膜の膜厚が制御される。
Therefore, an
しかしながら、上述された第一の従来の蒸着装置(図6参照)については、水晶振動子128の寿命はあまり長くはないので、水晶振動子128の頻繁な交換が行われないと、膜厚計測を高精度に行うことが困難である。
However, in the above-described first conventional vapor deposition apparatus (see FIG. 6), the life of the
次に、上述された第二の従来の蒸着装置(図7参照)については、水晶振動子128の交換のような頻繁なメンテナンスは不要である。しかしながら、本発明者は、上記第二の従来の蒸着装置において、材料108又は蒸着速度を変化させた際に、光の計測結果と基板の薄膜の膜厚との相関関係が変動することに気付いた。
Next, the second conventional vapor deposition apparatus (see FIG. 7) described above does not require frequent maintenance such as replacement of the
そして、本発明者は、材料又は蒸着速度を調整するために、蒸着源107又は気化した材料108が通過する蒸着源107と蒸着ヘッド150との間の配管部110の温度を変えると、配管部110の熱膨張により、配管部110中の気化した材料108の流れやすさが変動してしまうことが、その原因であると分析している。
Then, the present inventor changes the temperature of the
すなわち、気化した材料108は、蒸着源107から配管部110の中を通過するが、配管部110の温度が変わると、配管部110の熱膨張により、配管部110の距離が長くなる。配管部110が長くなると、気化した材料108が流れにくくなるため、蒸着ヘッド150での光の計測結果が変化しなくても、計測結果と基板の薄膜の膜厚との相関関係が変動してしまうことになる。そのため、光の計測結果を一定に保っても、目標とする薄膜の膜厚を得ることが困難である。
That is, the vaporized
本開示は、上述された従来の課題を考慮し、例えば、蒸着膜の膜厚計測をより高精度で行うことが可能な、蒸着装置及び蒸着方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present disclosure is to provide a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method that can perform film thickness measurement of a vapor deposition film with higher accuracy.
本開示に係る蒸着装置は、気化した材料を、チャンバーの内部に配置された基板の表面に蒸着させる蒸着装置であって、
前記材料を気化させる蒸着源と、
前記蒸着源に連結されて、前記蒸着源からの前記気化した材料を前記基板に供給する開口部を有するとともに、前記気化した材料に光を入射させ、前記気化した材料の中を通過させ、出射させるための窓を有する配管部と、
前記配管部内に配置され、前記蒸着源から前記配管部を流れる、気化した材料の流量を調整するバルブと、
前記配管部において前記バルブが配置された部分より前記開口部の付近の部分の温度が高くなるような温度勾配を前記配管部にもたせるように、前記蒸着源と前記バルブと前記配管部との加熱を制御する加熱制御部と、を備える。
A vapor deposition apparatus according to the present disclosure is a vapor deposition apparatus that vaporizes a vaporized material on a surface of a substrate disposed inside a chamber,
A vapor deposition source for vaporizing the material;
Connected to the vapor deposition source, and having an opening for supplying the vaporized material from the vapor deposition source to the substrate, allows light to enter the vaporized material, pass through the vaporized material, and emit light. A piping part having a window for causing
A valve that is arranged in the pipe part and flows through the pipe part from the vapor deposition source, and adjusts the flow rate of the vaporized material;
Heating of the vapor deposition source, the valve, and the piping portion so that the piping portion has a temperature gradient such that the temperature in the portion near the opening is higher than the portion where the valve is disposed in the piping portion. A heating control unit for controlling
本開示に係る前記態様によれば、例えば、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことが可能となる。 According to the above aspect of the present disclosure, for example, it is possible to perform film thickness measurement of a deposited film with higher accuracy.
以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態における蒸着装置及び蒸着方法について詳細に説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材又は装置については、同一の符号を付している。 Hereinafter, a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, substantially the same members or devices are denoted by the same reference numerals.
(第1実施形態)
初めに、図1A及び図1Bを主として参照しながら、第1実施形態の蒸着装置の構成について説明する。ここに、図1Aは、第1実施形態の蒸着装置の概略縦断面図である。図1Bは蒸着装置による蒸着方法のフローチャートである。
(First embodiment)
First, the configuration of the vapor deposition apparatus of the first embodiment will be described with reference mainly to FIGS. 1A and 1B. Here, FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view of the vapor deposition apparatus of the first embodiment. FIG. 1B is a flowchart of a vapor deposition method using a vapor deposition apparatus.
この蒸着装置は、気化した材料8を、真空チャンバー1の内部に配置された基板4の表面に蒸着させる蒸着装置である。具体的には、この蒸着装置は、真空チャンバー1と、配管部2と、蒸着源3と、コンダクタンスバルブ6と、光学的濃度計測装置100とを備えて構成されている。
This vapor deposition apparatus is a vapor deposition apparatus that vaporizes the vaporized
蒸着源3は、真空チャンバー1内で材料8を気化する。
The
コンダクタンスバルブ6は、気化した材料8の流量を調整する。
The
光学的濃度計測装置100は、配管部2に光を入射させ、配管部2内で気化した材料8の中を通過して配管部2から出射した光を受光して、気化した材料8の濃度を光学的に計測する。
The optical
配管部2は、蒸着源3から、気化した材料8をコンダクタンスバルブ6を介して真空チャンバー1内に供給するとともに、その上端に、配管部2で光学的濃度計測装置100を通過した、気化した材料8を基板4に吹き付ける開口部20を備える。
The
光学的濃度計測装置100は、コンダクタンスバルブ6と開口部20の間の配管部2に配置されている。配管部2は、複数箇所にて温度設定ができるようになっており、コンダクタンスバルブ6側より開口部20側の温度が高くなるような温度勾配がつけられている。温度勾配の一例としては、材料又は配管長等により温度勾配も変化するが、200〜500℃の設定に対して、50℃以下の温度勾配とする。また、複数個所にわたって温度勾配をつける場合は、各箇所での温度勾配を均等にしてもよい。
The optical
この蒸着装置によれば、上述のように、配管部2にコンダクタンスバルブ6側より開口部20側の温度が高くなるような温度勾配がつけられているので、温度勾配を変化させることで配管部2の気体の流れやすさを調整でき、気化した材料8の濃度の計測値と基板の薄膜の膜厚との相関関係を補正でき、高精度な膜厚制御ができる。ここで、気化した材料8の濃度の計測値と基板の薄膜の膜厚との相関関係を補正するとき、例えば後述する分析部13において、予め、配管部2の温度設定毎に、相関関係がリニアになるような温度勾配を取得しておき、それを用いることで、温度設定を変えても、相関関係を維持することができる。このように補正すれば、補正された相関関係から、高精度に所望の膜厚を取得することができる。
According to this vapor deposition apparatus, as described above, the
以下に、この蒸着装置を構成する構成部材について詳しく説明する。 Below, the structural member which comprises this vapor deposition apparatus is demonstrated in detail.
<真空チャンバー>
真空チャンバー1は、縦断面が逆凸形状に構成され、その上部において、真空ポンプ5で排気することによって、真空状態への減圧を行うことができる。
<Vacuum chamber>
The
真空チャンバー1の内部において、その上部の端部には、成膜が行われる成膜面を下側にしたガラス又はシリコンなどの基板4が配置される。
Inside the
<蒸着源>
真空チャンバー1の下部内には、材料8を、蒸発又は昇華により気化させる坩堝7を内蔵した蒸着源3が配置されている。坩堝7には、材料8が保持されて充填される。坩堝7によって材料8が気化される。
<Deposition source>
In the lower part of the
材料8は、任意の蒸着材料であるが、たとえば、有機エレクトロルミネッセンス材料などの有機材料、又は、無機材料である。
The
<配管部>
蒸着源3の上部には、蒸発させた材料8をチャンバー1内の中央部へ輸送する円筒状の配管部2が設置されている。配管部2の上端には、気化した材料8を基板4に吹き付ける開口部20が設けられている。開口部20は、チャンバー1内の中央部付近に位置している。配管部2は、気化した材料8を蒸着源3から開口部20、すなわち、チャンバー1内の中央部へ輸送する。さらに、配管部2の側部において、光を入射させるとともに出射させるために対向する一対の透過窓18、19が設けられており、光学的濃度計測が可能になっている。
<Piping section>
At the upper part of the
真空チャンバー1の下部の側部において、配管部2の透過窓18、19と同じ高さには、光27を入射させるとともに出射させるために対向する一対の透過窓16、17が設けられている。
On the side of the lower part of the
<コンダクタンスバルブ>
配管部2において、蒸着源3から供給され、開口部20まで案内する、気化した材料8の流量を調整するコンダクタンスバルブ6が設けられている。コンダクタンスバルブ6の開度は、真空チャンバー1外に配置されたコンダクタンスバルブ開度制御部14で制御されている。
<Conductance valve>
In the
<発熱体>
蒸着源3及び配管部2において、その外側に、加熱装置の一例としての発熱体91、92、93、94が設けられている。発熱体91は、蒸着源3の底面及び側面に配置されている。発熱体92は、コンダクタンスバルブ6が内部に配置されている配管部2の部分の外側の側面に配置されている。発熱体93は、配管部2の透過窓18の周囲及び透過窓19の周囲のそれぞれ外側の側面に配置されている。発熱体94は、配管部2の開口部20の近傍の上端部の外側の側面に配置されている。
<Heating element>
In the
そして、発熱体91、92、93、94には、図示しない加熱用電源と加熱制御部の一例しての発熱体制御部15とが接続され、発熱体制御部15で加熱用電源からの電圧印加を制御しつつ発熱体91、92、93、94を発熱させることによって、坩堝7のみならず、配管部2及びコンダクタンスバルブ6及び蒸着源3の壁を加熱することができる。
The
なお、各発熱体91、92、93、94は、それぞれ独立的に制御できるようになっている。
Each
<光学的濃度計測装置>
光学的濃度計測装置100は、真空チャンバー1外に配置された光源11と、真空チャンバー1外に配置された検出器12と、真空チャンバー1外に配置されかつ検出器12で受光された光27を分析する分析部(演算部)13とを有する。
<Optical density measuring device>
The optical
光源11としては、赤外域、可視光域、又は紫外領域の半導体レーザ又はランプ、キセノンランプなどの白色ランプ、重水素ランプ、ホロカソードランプ、又は、波長可変の色素レーザなど、蒸着材料の吸収波長領域に合わせた光源を用いれば良い。
As the
分析部13は、発熱体制御部15及びコンダクタンスバルブ開度制御部14と電気的に接続されている。検出器12で受光された光47は、分析部13にて分析されて、必要に応じて、発熱体制御部15又はコンダクタンスバルブ開度制御部14に対する指示信号が生成される。発熱体制御部15は、分析部13からの指示信号に基づいて、坩堝7の発熱体91、92、93、94の発熱温度をそれぞれ制御することができる。コンダクタンスバルブ開度制御部14は、分析部13からの指示信号に基づいて、コンダクタンスバルブ6の開度を制御することができる。
The
光源11からの光27は、気化した材料8の流れの方向に垂直な方向(図1Aでは左右方向)に沿って、チャンバー1の透過窓16を通過し、配管部2の透過窓18に入射する。そして、光27は、配管部2内の気化した材料8中を横切り、反対側の配管部2の透過窓19から配管部2外に出射され、チャンバー1の透過窓17を通過してチャンバー1外に出射し、検出器12で受光される。
また、光27は、透過窓19の代わりもしくは透過窓16を通過した後にミラーを用いて、多重反射させてもよい。
The light 27 may be subjected to multiple reflection using a mirror instead of the
また、光27は、気化した材料8の流れの方向に対して、いかなる方向に入射及び出射させてもよい。
Further, the light 27 may be incident and output in any direction with respect to the flow direction of the vaporized
光学的濃度計測装置100は、光源11からの光27を、チャンバー1及び配管部2内に順に入射させて、気化した材料8中を通過させる。そして、気体分子の光吸収、発光、及び散乱などによって変化した光27を、配管部2及びチャンバー1内から順に出射させて、検出器12で受光し、受光した光27を分析部13で分析する。上述のように、配管部2が、チャンバー1の空間に対して、配管部2の材料の流れに垂直な方向の断面積が小さい場合には、気化した材料8は、配管部2の中では濃度の減少が小さい。そこで、配管部2内の、気化した材料8の気体分子の濃度を、光学的濃度計測装置100で高感度かつ高精度に計測することができる。
The optical
分析部13での分析手法は、たとえば、分光分析、光吸収分析、又は、発光分析を用いることができる。
As an analysis method in the
光学的濃度計測装置100での分光分析手法は、たとえば、紫外可視分光分析、蛍光分光分析、赤外分光分析、又は、ラマン分光分析を用いることができる。
As a spectroscopic analysis method in the optical
次に、図1Bを参照しながら、第1実施形態の蒸着装置の動作について説明するとともに、本開示の蒸着方法の一実施の形態についても説明する(後述する他の実施形態についても同様である。)。 Next, referring to FIG. 1B, the operation of the vapor deposition apparatus of the first embodiment will be described, and an embodiment of the vapor deposition method of the present disclosure will also be described (the same applies to other embodiments described later). .)
(ステップS1) まず、蒸着源3の坩堝7に、蒸着する材料8を充填してセットするとともに、真空チャンバー1内で、基板4を蒸着源3の上方にセットする。
(Step S <b> 1) First, the
(ステップS2) 次に、真空ポンプ5を作動させて、真空チャンバー1内が真空状態になるように減圧を行い、発熱体制御部15の制御で、配管部2とコンダクタンスバルブ6との発熱体92、93、94を発熱させ、配管部2の壁及び透過窓18、19を、後述する温度勾配の下に加熱制御して、所定の温度に加熱する。
(Step S2) Next, the
(ステップS3) 発熱体制御部15の制御の下に、発熱体91で蒸着源3及び坩堝7が加熱されると、材料8は、溶融し、蒸発または昇華して気化する。
(Step S3) When the
(ステップS4) 気化した材料8は、圧力勾配のために圧力の低い真空チャンバー1に向かって配管部2内を蒸着源3から開口部20に向けて飛翔する。気化した材料8が、配管部2の開口部20に到達すると、開口部20から真空チャンバー1の中央部及び上部内に拡散し、基板4の表面に到達する。
(Step S4) The vaporized
(ステップS5) 気化した材料8を、このように基板4の表面に到達させて堆積させることによって、基板4の表面に蒸着を行なうことができる。この蒸着処理の間、基本的には、材料8の気化する量(材料8の濃度)が常に一定になるようにコンダクタンスバルブ6で開度を調整し、所定の時間、基板4の表面への成膜を行う。
(Step S <b> 5) The vaporized
(ステップS6) 材料8によって吸収される波長を含む光27を、光源11から、真空チャンバー1の透過窓16と配管部2の透過窓18とを通過して、配管部2の中の気化した材料8に入射させる。その後、気化した材料8中を通過して、気化した材料8から出射した光を、配管部2の透過窓19とチャンバー1の透過窓17とを通過して、チャンバー1外の検出器12で受光する。検出器12で受光した光から、気化した材料8の濃度を、分析部13で光学的に計測する。気化した材料8での吸光による光27の減衰量は、気化した材料8の濃度に応じて変化するので、光27の減衰量を分析部13で計測することによって、気化した材料8の濃度の計測値を分析部13で間接的に計測することができる。
(Step S6) The light 27 including the wavelength absorbed by the
(ステップS7) 分析部13で間接的に計測して得られた気化した材料8の濃度の計測値に基づき、予め取得していた、気化した材料8の濃度の計測値と基板4の薄膜の膜厚との相関関係を基に、分析部13で基板4の薄膜の膜厚を取得する。このとき、例えば、所定時間毎に、所定時間だけ濃度の計測処理を行って、計測した複数の計測値の平均値を算出し、平均値を基に、分析部13で、基板4の薄膜の膜厚を取得するようにしてもよい。
(Step S7) Based on the measured value of the concentration of the vaporized
(ステップS8) 取得した基板4の薄膜の膜厚が所望の膜厚か否かを、分析部13で判断する。取得した基板4の薄膜の膜厚が所望の膜厚であると分析部13で判断すれば、コンダクタンスバルブ6を閉めるか、もしくは、基板側のシャッター等(図示せず)を閉じて、一連の処理を終了する。一方、取得した基板4の薄膜の膜厚が所望の膜厚未満であると分析部13で判断すれば、ステップS9に進む。
(Step S8) The
(ステップS9) 次に、蒸着処理中に材料8の気化する量が減少してくると、基板4に対して一定量の蒸着量を保つために、調整処理が必要となる。そこで、前記分析部13で光学的に計測した計測値を用いて、コンダクタンスバルブ6の開度をコンダクタンスバルブ開度制御部14で調整する。又は、コンダクタンスバルブ6の開度調整では対応できなくなった場合(例えば、バルブ開度が70%以上になった場合など)には、発熱体制御部15の制御により、発熱体91で蒸着源3の温度を上昇させて、所望の光学モニタにかかる計測値が得られるようにする。又は、前記分析部13で光学的に計測した前記計測値を用いて、発熱体制御部15の制御により、発熱体91、92、93、94で、蒸着源3及びコンダクタンスバルブ6及び配管部2の温度を上昇させるか、あるいは下降させる。ここでは、後者の温度調整について説明する。まず、温度調整が必要か否かを分析部13で判断する。具体的には、分析部13で計測した材料8の濃度の計測値が調整開始用閾値以下であるか否かを分析部13で判断する。もし、濃度の計測値が調整開始用閾値以下ではないと分析部13で判断するならば、ステップS6に戻り、そのままの状態で蒸着処理を続けて、ステップS6で濃度計測処理を所定時間毎に所定の時間にわたって行う。一方、ステップS9で、濃度の計測値が調整開始用閾値以下であると分析部13で判断するならば、材料8の気化する量が減少し過ぎていることになり、ステップS10で、温度調整処理を行う。
(Step S9) Next, when the amount of the
(ステップS10) 温度調整処理においては、例えば、少なくとも蒸着源3の温度を上昇させるか、又は、蒸着源3及びコンダクタンスバルブ6及び配管部2の温度を上昇させると、配管部2が熱膨張し、配管部2が長くなり、配管部2中を通過する、気化した材料8は、配管部2中を流れにくくなる。すると、配管部2で計測した濃度が一定でも、基板4上での膜厚が小さくなってしまい、目標とする膜厚を得ることができない。そこで、発熱体制御部15の制御により、発熱体91、92、93、94を発熱させて、配管部2のコンダクタンスバルブ6から開口部20に向かって、温度が高くなるような温度勾配を設けておく(下記のT94>T93≧T92)。このように制御すると、配管部2内の気化した材料8は、温度勾配による上昇気流で、流れにくさの影響を小さくでき、目標とする膜厚を得ることができる。温度勾配の傾斜度合い等については、前記計測値に基づいて取得した膜厚と、目標とする膜厚との差異を考慮して、前記分析部13で決定して、分析部13から指示信号を発熱体制御部15に送ればよい。また、発熱体制御部15の制御により、発熱体91、92、93、94を介して、配管部2の温度が高くなる程、温度勾配が大きくなるように変えることで、配管部2内の気化した材料8の流れやすさの変動を抑制でき、前記分析部13で計測した濃度の計測値と基板4上の薄膜の膜厚との相関関係を、常に一定に保つことができる。
(Step S10) In the temperature adjustment process, for example, when at least the temperature of the
発熱体91、92、93、94の設定温度をそれぞれ、T91、T92、T93、T94とすると、例えば、設定温度の温度勾配は、以下の式にて設定される。
Assuming that the set temperatures of the
T94>T93≧T92≧T91
なお、気化した材料8の濃度の計測値と基板4の薄膜の膜厚との相関関係を補正するとき、又は、蒸着源3の温度変更に伴い、配管部2の温度調整を行って温度勾配を変更するとき(言い換えれば、蒸着源3の温度毎に配管部2の温度勾配を変えるとき)、以下のような補正を行う。すなわち、例えば分析部13において、予め、配管部2の温度設定毎に、相関関係がリニアになるような温度勾配を取得しておき、それを用いることで、温度設定を変えても、相関関係を維持することができるようにすることが好ましい。このように、設定温度が高い程、温度勾配を大きくすれば、基板膜厚と光学的濃度計測装置による計測値との相関関係がリニアにできるので、高精度な膜厚制御が可能になる。
T94> T93 ≧ T92 ≧ T91
In addition, when correcting the correlation between the measured value of the concentration of the vaporized
この蒸着方法によれば、前記したコンダクタンスバルブ6の開度調整又は発熱体制御部15による温度調整により、材料8の残量が低下したために蒸着源3及びコンダクタンスバルブ6及び配管部2の温度を上昇させても、光学的に計測した計測値と基板4の薄膜の膜厚との相関関係が変動しないので、所望の膜厚での成膜を高精度に行うことができる。
According to this vapor deposition method, the temperature of the
また、本開示の調整は、配管部2の内径が小さく、かつ、距離が長くなる程、有効である。
The adjustment of the present disclosure is more effective as the inner diameter of the
もちろん、第1実施形態では、材料8の残量変動に依存する温度変更であるが、蒸着源3及び配管部2の温度を変更させる他の例としては、長期停止もしくは材料交換等のメンテナンス後の装置立上げ等、種々の具体例が考えられる。
Of course, in the first embodiment, the temperature change depends on the remaining amount of the
また、分析部13、コンダクタンスバルブ開度制御部14、及び発熱体制御部15を含む装置は、本開示の成膜条件制御装置の一例である。
An apparatus including the
また、複数の材料を同時に成膜する場合、それぞれの材料に対して、光学的濃度計測装置を備えかつそれぞれの材料に対応する蒸着源を設けることで、それぞれの蒸着源で複数材料が混合される前に測定できるため、個別材料の気体分子の濃度、従って、蒸着膜の膜厚計測を高感度かつ高精度に計測することができる。 In addition, when a plurality of materials are simultaneously formed, each material is provided with an optical concentration measuring device and a vapor deposition source corresponding to each material is provided, so that a plurality of materials are mixed in each vapor deposition source. Therefore, it is possible to measure the concentration of the gas molecules of the individual material, and hence the film thickness of the deposited film, with high sensitivity and high accuracy.
また、基板4が移動、回転、もしくは蒸着源3及び配管部2が移動、もしくは回転してもよい。
Further, the
また、基板4、蒸着源3、及び配管部2の配置、配管部2の開口の形状、及び真空チャンバー1内の構成は、本開示の構成の一例である。
Further, the arrangement of the
(第2実施形態)
次に、図2を主として参照しながら、第2実施形態の蒸着装置の構成及び動作について説明する。ここに、図2は、第2実施形態の蒸着装置の概略断面図である。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同じ装置又は部材については、同一の符号を付して図示している。
(Second Embodiment)
Next, the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the second embodiment will be described with reference mainly to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the vapor deposition apparatus of the second embodiment. In the second embodiment, the same devices or members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第2実施形態の蒸着装置の構成及び動作は、上述された第1実施形態の蒸着装置の構成及び動作と類似している。 The configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the second embodiment are similar to the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the first embodiment described above.
ただし、第2実施形態においては、配管部2が直線形状でなく、屈曲箇所がある。詳しくは、配管部2は、蒸着源3を一端部に有する横方向部2aと、横方向部2aに一端が連結されてL字状に屈曲している屈曲部2bと、屈曲部2bの他端に連結された上下方向部2cとを有して、全体としてL字の形状に形成している。よって、蒸着源3から気化した材料8の流れが、配管部2の横方向部2a内に入り、開き状態のコンダクタンスバルブ6を経て、横方向部2a内をその軸方向である横方向に流れ、屈曲部2bでL字状に曲げられる。その後、蒸着源3から気化した材料8の流れは、上下方向部2cに案内され、上下方向部2cの軸方向である上下方向に流れ、上下方向部2cの上端の開口部20から基板4の平面に対して飛翔するように案内されている。
However, in 2nd Embodiment, the piping
この第2実施形態では、後述するような温度勾配を設けるための発熱体91〜96は、以下のように構成されている。
In the second embodiment, the
発熱体91Bは、蒸着源3の底面及び側面に配置されている。発熱体92Bは、コンダクタンスバルブ6が内部に配置されている配管部2の横方向部2aの上流側の部分の外側の側面に配置されている。発熱体93Bは、配管部2の横方向部2aの透過窓18の周囲及び透過窓19の周囲のそれぞれ外側の側面に配置されている。発熱体94Bは、配管部2の横方向部2aの下流側の部分から屈曲部2bにかけての部分の外側の側面に配置されている。発熱体95は、配管部2の屈曲部2bから上下方向部2cの上流側の部分の外側の側面に配置されている。発熱体96は、配管部2の上下方向部2cの下流側の部分でかつ開口部20を含む部分の外側の側面に配置されている。
The
ここで、第1実施形態の発熱体92、93、94と同様の構成の発熱体92B、93B、94Bの設定温度をそれぞれ、T92B、T93B、T94Bとし、第1実施形態の発熱体92〜94と同様の構成の発熱体である発熱体95、96の設定温度をそれぞれ、T95、T96とする。すると、例えば、これらの設定温度の温度勾配は、以下の式にて設定される。
Here, the set temperatures of the
T96>T94B>T95>T93B≧T92B≧T91B
このような構成によれば、気化した材料8は、配管部2の内部を通過する際に、上下方向部2c内の場合は、上流よりも下流の方が温度が高くなるような温度勾配(T96>T95)を設けることで、上昇気流となる。しかしながら、上下方向部2c以外の部分では上昇気流が起こりにくい。そのため、配管部2で上下方向部2cの下部(上流側)の設定温度T95よりも、上下方向部2c以外の例えば横方向部2aから屈曲部2bでの設定温度T94Bが大きくなるような温度勾配(T94B>T95)を設けることで、配管部2内の気化した材料8の流れやすさを高精度に制御でき、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことができて、所望の膜厚での成膜をより高精度に行うことができる。
T96>T94B>T95> T93B ≧ T92B ≧ T91B
According to such a configuration, when the vaporized
なお、第2実施形態では、屈曲部2bは1箇所であるが、これに限られる、任意の数の屈曲部を有するなど、種々の具体例が考えられる。
In the second embodiment, the number of the
(第3実施形態)
次に、図3を主として参照しながら、第3実施形態の蒸着装置の構成及び動作について説明する。ここに、図3は、第3実施形態の気化した材料8の流れの方向に垂直な断面に関する配管部2の概略断面図である。なお、第3実施形態において、第1及び第2実施形態と同じ部材又は装置については、同一の符号を付して図示している。
(Third embodiment)
Next, the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the third embodiment will be described with reference mainly to FIG. Here, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
第3実施形態の蒸着装置の構成及び動作は、上述された第1実施形態の蒸着装置の構成及び動作と類似している。 The configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the third embodiment are similar to the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the first embodiment described above.
ただし、第3実施形態においては、気化した材料8が吸収する光27に加えて、気化した材料8が吸収しない光37を照射させるための光源31及び受光する検出部32が設置されている。また、光27と光37とを混合するためのビームスプリッター33、及び、光27と光37とを分離するためのビームスプリッター34が設置されている。例えば、材料8がトリスアルミニウム(Alq3)の場合、材料8が吸収する光27は波長400nmの光であり、材料8が吸収しない光37は波長500nmの光とする。ただし、これらの波長以外の、材料8が吸収する波長を有する光及び材料8が吸収しない波長を有する光であってもよい。
However, in the third embodiment, in addition to the light 27 absorbed by the vaporized
配管部2が加熱される等により配管部2が歪むと、窓18、19の光に対する傾斜角度が変化する。すると、光27の進路が変動し、検出器12への入射位置が変わってしまい、濃度が変化していないにも関わらず、計測値が変動してしまう。
When the
そこで、気化した材料8が吸収する光27に加えて入射した、気化した材料8が吸収しない光37を用いることで、配管部2の加熱による窓18、19又は配管部2の歪みを検出できる。検出方法は種々考えられるが、例えば、気化した材料8が吸収しない光37の検出器32での検出位置の変動を測定し、あらかじめ取得しておいた配管部2の温度勾配と光37の検出器32での検出位置との相関関係を用いて、配管部2の温度勾配を調整し、常に検出器32での検出位置が一定になるように制御する。また、気化した材料8が吸収しない光37をリファレンスとして用いて、気化した材料8が吸収しない光37の(強度の)計測値が変動した場合に、後述する水晶振動子28等の膜厚モニタにより、計測値と基板の薄膜の膜厚との相関関係を再取得し、補正するか、もしくは配管部2の温度勾配を調整し、制御する。ここで、相関関係を再取得し、補正する例としては、以下のような場合である。例えば、予め基板膜厚と計測値との相関関係を取得しておくが、長期間使用していると配管劣化及び膨張等により変形し、相関関係が変わってくる。このため、成膜する基板4ではなく、水晶振動子28等の膜厚モニタを用いて、設定温度毎に計測値との相関関係がリニアになるような温度勾配を再取得し、補正のため、その再取得した温度勾配を用いる。
Therefore, in addition to the light 27 absorbed by the vaporized
以上の方法により、光27にて計測した計測値を補正することで、さらに、高精度な膜厚制御を行うことができる。 By correcting the measurement value measured with the light 27 by the above method, the film thickness can be controlled with higher accuracy.
もちろん、第3実施形態の光学システムは、一例であり、種々の具体例が考えられる。 Of course, the optical system of the third embodiment is an example, and various specific examples are conceivable.
(第4実施形態)
次に、図4を主として参照しながら、第4実施形態の蒸着装置の構成及び動作について説明する。ここに、図4は、第4実施形態の蒸着装置の概略断面図である。なお、第4実施形態において、第1〜第3実施形態と同じ部材又は装置については、同一の符号を付して図示している。
(Fourth embodiment)
Next, the configuration and operation of the vapor deposition apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference mainly to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the vapor deposition apparatus of the fourth embodiment. In addition, in 4th Embodiment, about the same member or apparatus as 1st-3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and illustrated.
第4実施形態の蒸着装置の構成及び動作は、上述された第1実施形態の蒸着装置の構成及び動作と類似している。 The configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the fourth embodiment are similar to the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the first embodiment described above.
ただし、第4実施形態においては、光学的濃度計測装置100に加えて、配管部2の、気化した材料8の流れ方向の下流である配管部2の開口部20近傍に、光学的濃度計測装置200が設置されている。光学的濃度計測装置200は、光源41と、検出器42とを有し、光源41から出射されて検出器42で受光された光47は、分析部13にて分析される。光学的濃度計測装置200の配管部2においては、光47を入射させるとともに出射させるための透過窓45、46が設けられており、真空チャンバー1の同じ高さには、透過窓43、44が設けられている。よって、光源41から出射された光47は、真空チャンバー1の透過窓43を通過してチャンバー1内に入り、配管部2の透過窓45を通過して配管部2内に入る。配管部2内に入った光47は、配管部2内の、気化した材料8中を通過して、配管部2の透過窓46を通過して配管部2外に出射し、チャンバー1の透過窓44を通過してチャンバー1外に出射し、検出器42で受光される。
However, in the fourth embodiment, in addition to the optical
このように、配管部2の上流側に光学的濃度計測装置100を配置し、下流側に光学的濃度計測装置200を配置することにより、気化した材料8の濃度を上流と下流の2箇所で計測することができ、配管部2の温度勾配の設定をより高精度に制御でき、安定した膜厚制御を行うことができる。ここで、配管部2の温度勾配の設定をより高精度に制御する例としては、同じ時刻での2つの光学的濃度計測装置100,200の計測値の差が同じになるように、温度勾配の設定を制御すればよい。
In this way, by arranging the optical
なお、光学的濃度計測装置は、2箇所に限らず、3箇所以上の複数個所に設定されていてもよい。 The optical density measuring device is not limited to two locations, and may be set at a plurality of three or more locations.
また、光学的濃度計測装置は、蒸着源3から基板4間の任意の異なる位置にそれぞれ設定されていてもよい。
Further, the optical density measuring device may be set at any different position between the
(第5実施形態)
次に、図5を主として参照しながら、第5実施形態の蒸着装置の構成及び動作について説明する。ここに、図5は、第5実施形態の蒸着装置の概略断面図である。なお、第5実施形態において、第1〜第4実施形態と同じ部材又は装置については、同一の符号を付して図示している。
(Fifth embodiment)
Next, the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the fifth embodiment will be described with reference mainly to FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vapor deposition apparatus of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the same members or devices as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals.
第5実施形態の蒸着装置の構成及び動作は、上述された第1実施形態の蒸着装置の構成及び動作と類似している。 The configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the fifth embodiment are similar to the configuration and operation of the vapor deposition apparatus of the first embodiment described above.
第1実施形態と異なる点は、第5実施形態においては、図5のように真空チャンバー1内に水晶振動子28及び水晶振動子28の前にシャッター29が配置されており、シャッター29を開放することで水晶振動子28に、気化した材料8を基板4と同様に蒸着させることができることである。
The difference from the first embodiment is that, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, the
上述のように、気化した材料8が、水晶振動子28に蒸着される薄膜の膜厚と、基板4に蒸着される薄膜の膜厚との間においては、一定の関係が存在する。水晶振動子28に蒸着される薄膜の膜厚は、水晶振動子28の固有振動数の変化から間接的に取得される。具体的には、水晶振動子28の固有振動数は、水晶振動子28に蒸着される薄膜の蒸着量に応じて減少する。このため、シャッター29の開放前後の水晶振動子28の固有振動数の計測結果から、基板4に蒸着される薄膜の膜厚を分析部13で算出することができる。つまり、水晶振動子28を膜厚計測装置の一例として用いることができる。
As described above, there is a certain relationship between the film thickness of the vaporized
これによって、光学的濃度計測装置100と同時に、水晶振動子28を利用して、基板4に蒸着される薄膜の膜厚の取得が分析部13で行えるようになっている。また、水晶振動子28で測定された結果は、分析部13にて処理されるようになっている。
As a result, the
具体的には、光学的濃度計測装置100の計測処理と同時に、所定の時間間隔毎に水晶振動子28のシャッター29を所定時間だけ開けて、水晶振動子28の膜厚計測装置で前記所定の時間にわたって膜厚の計測を行う。次いで、光学的濃度計測装置100で計測した計測値に基づいて取得した膜厚と、水晶振動子28で計測した計測値とを分析部13で比較し、両者の差が閾値を越えている(誤差範囲を越えている)と分析部13で判断するときには、光学的濃度計測装置100で計測した計測値に代えて水晶振動子28で計測した計測値を分析部13で使用する。このようにすることで、光学的濃度計測装置100の計測値を膜厚計測装置の計測値で補正することができる。
Specifically, simultaneously with the measurement processing of the optical
このように構成すれば、蒸着源3内の材料、コンダクタンスバルブ6の開度、又は、配管部2の温度を変更した際のみ、水晶振動子28のシャッター29を開け、光学的濃度計測装置100と同時に膜厚を計測することで、光学的濃度計測装置100の計測値を補正することができ、より高精度な膜厚制御が可能になる。
With this configuration, the
なお、膜厚の計測に使用される対象物は、水晶振動子28でなくてもよく、水晶振動子28の代わりに、成膜が基板の場合の条件とほぼ同じ条件で行われるダミー基板などであってもよい。
Note that the target used for film thickness measurement need not be the
また、膜厚計測器は、真空チャンバー1内の気化した材料8が到達する箇所であれば、どこに設置してもよい。
Further, the film thickness measuring device may be installed anywhere as long as the vaporized
また、蒸着源3又は配管部2の一部に開口を設け、そこから漏れた気化した材料8を用いて、膜厚計測を行っても良い。
Moreover, an opening may be provided in a part of the
上述された第1〜第5実施形態におけるが如く制御された配管部2の温度勾配により、計測された濃度と基板4での薄膜の膜厚との相関関係を常に一定に制御することで、所望の膜厚での成膜を高精度に行うことができる。
By controlling the correlation between the measured concentration and the film thickness of the thin film on the
そして、メンテンスフリーかつ長寿命な蒸着装置の構成によって、高歩留りかつ低コストな高効率デバイスの生産を実現することができる。 The production of a maintenance-free and long-life vapor deposition apparatus makes it possible to produce a high-efficiency device with a high yield and low cost.
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably. In addition, combinations of the embodiments, combinations of the examples, or combinations of the embodiments and examples are possible, and combinations of features in different embodiments or examples are also possible.
本開示における蒸着装置及び蒸着方法は、たとえば、蒸着膜の膜厚計測をより高精度に行うことが可能であり、有機EL素子などの薄膜の製造において気化した材料で基板に対する蒸着を行う、蒸着装置及び蒸着方法に利用するために有用である。 The vapor deposition apparatus and the vapor deposition method in the present disclosure are capable of, for example, measuring a film thickness of a vapor deposition film with higher accuracy, and performing vapor deposition on a substrate with a material vaporized in manufacturing a thin film such as an organic EL element. It is useful for use in an apparatus and a vapor deposition method.
1 真空チャンバー(チャンバー)
2 配管部
2a 横方向部
2b 屈曲部
2c 上下方向部
3 蒸着源
4 基板
5 真空ポンプ(真空排気機構)
6 コンダクタンスバルブ
7 坩堝
8 材料
91、91B、92、92B、93、93B、94、94B、95、96 発熱体
10 断熱材
11、31、41 光源
12、32、42 検出器
13 分析部
14 コンダクタンスバルブ開度制御部
15 発熱体制御部
16、17、18、19、43、44、45、46 透過窓
27、37、47 光
28 水晶振動子
29 シャッター
33、34 ビームスプリッター
50 蒸着ヘッド
100、200 光学的濃度計測装置
1 Vacuum chamber (chamber)
2 Piping
6
Claims (13)
前記材料を気化させる蒸着源と、
前記蒸着源に連結されて、前記蒸着源からの前記気化した材料を前記基板に供給する開口部を有するとともに、前記気化した材料に光を入射させ、前記気化した材料の中を通過させ、出射させるための窓を有する配管部と、
前記配管部内に配置され、前記蒸着源から前記配管部を流れる、気化した材料の流量を調整するバルブと、
前記配管部において前記バルブが配置された部分より前記開口部の付近の部分の温度が高くなるような温度勾配を前記配管部にもたせるように、前記蒸着源と前記バルブと前記配管部との加熱を制御する加熱制御部と、を備える、蒸着装置。 A vapor deposition apparatus for vaporizing a vaporized material on a surface of a substrate disposed inside a chamber,
A vapor deposition source for vaporizing the material;
Connected to the vapor deposition source, and having an opening for supplying the vaporized material from the vapor deposition source to the substrate, allows light to enter the vaporized material, pass through the vaporized material, and emit light. A piping part having a window for causing
A valve that is arranged in the pipe part and flows through the pipe part from the vapor deposition source, and adjusts the flow rate of the vaporized material;
Heating of the vapor deposition source, the valve, and the piping portion so that the piping portion has a temperature gradient such that the temperature in the portion near the opening is higher than the portion where the valve is disposed in the piping portion. And a heating control unit that controls the vapor deposition apparatus.
前記加熱制御部は、前記上下方向部の上流側の温度よりも、前記横方向部の下流側の温度が高くなるような温度勾配を前記配管部にもたせるように加熱制御する、請求項1に記載の蒸着装置。 The piping part includes a lateral part having the vapor deposition source at an end part, a bent part having one end connected to the lateral part, and a vertical part connected to the other end of the bent part. And
2. The heating control unit according to claim 1, wherein the heating control unit controls the heating so that the piping unit has a temperature gradient such that the temperature on the downstream side of the lateral direction portion is higher than the temperature on the upstream side of the vertical direction portion. The vapor deposition apparatus of description.
前記気化した材料に入射させる前記光は、前記気化した材料が吸収する波長の光と、前記気化した材料が吸収しない波長の光との2つの光である、請求項1又は2に記載の蒸着装置。 In the pipe portion, the light is incident on the vaporized material, passes through the vaporized material, receives light emitted from the vaporized material, and optically controls the concentration of the vaporized material. Equipped with an optical density measuring device
3. The vapor deposition according to claim 1, wherein the light incident on the vaporized material is two lights of light having a wavelength that is absorbed by the vaporized material and light having a wavelength that is not absorbed by the vaporized material. apparatus.
蒸着源を加熱して、加熱された前記蒸着源内の前記材料を気化させるとともに、前記蒸着源に連結された配管部の上流側の部分内に配置されたバルブで、前記蒸着源から前記配管部内を流れる、前記気化した材料の流量を調整しつつ、前記配管部の前記上流側の部分の温度よりも、前記配管部の下流側の端部の開口部の部分の温度が高くなるような温度勾配をもたせるように前記配管部を発熱体で加熱して、前記気化した材料を、前記蒸着源から前記配管部に供給し、前記配管部内を通過させて前記配管部の前記開口部から前記チャンバーの内部に供給し、
前記配管部の内部を通過する前記気化した材料中に、光を入射させ、前記気化した材料から出射した光を受光して、受光した前記光から、前記気化した材料の濃度を光学的濃度計測装置で光学的に計測し、
前記計測した前記材料の濃度に基づいて、前記気化した材料の流量を前記バルブで調整すると共に、前記気化した材料によって形成される薄膜の膜厚を前記光学的濃度計測装置で取得し、
前記気化した材料を、前記チャンバーの内部に配置された前記基板の表面に蒸着する、
蒸着方法。 A vapor deposition method in which vaporized material is vapor-deposited on the surface of a substrate disposed inside a chamber,
A vapor deposition source is heated to vaporize the material in the heated vapor deposition source, and a valve disposed in a portion upstream of the piping connected to the vapor deposition source. The temperature at which the temperature of the opening part at the downstream end of the pipe part becomes higher than the temperature of the upstream part of the pipe part while adjusting the flow rate of the vaporized material flowing through The piping unit is heated with a heating element so as to have a gradient, and the vaporized material is supplied from the vapor deposition source to the piping unit, and is passed through the piping unit from the opening of the piping unit to the chamber. Supply to the inside of
Light is incident on the vaporized material passing through the inside of the pipe part, light emitted from the vaporized material is received, and the concentration of the vaporized material is optically measured from the received light. Optically measured by the instrument,
Based on the measured concentration of the material, the flow rate of the vaporized material is adjusted by the valve, and the film thickness of the thin film formed by the vaporized material is acquired by the optical concentration measurement device,
Depositing the vaporized material on a surface of the substrate disposed within the chamber;
Deposition method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014262880A JP6372781B2 (en) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014262880A JP6372781B2 (en) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016121384A true JP2016121384A (en) | 2016-07-07 |
JP6372781B2 JP6372781B2 (en) | 2018-08-15 |
Family
ID=56326619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014262880A Expired - Fee Related JP6372781B2 (en) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6372781B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046780A (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Tokyo Electron Ltd | Vapor deposition processing device and vapor deposition processing method |
WO2012046672A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-12 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition apparatus and deposition material supply method |
JP2014210960A (en) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | パナソニック株式会社 | Vapor deposition device and vapor deposition method |
JP2014234529A (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | パナソニック株式会社 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
-
2014
- 2014-12-25 JP JP2014262880A patent/JP6372781B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046780A (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Tokyo Electron Ltd | Vapor deposition processing device and vapor deposition processing method |
WO2012046672A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-12 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition apparatus and deposition material supply method |
JP2014210960A (en) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | パナソニック株式会社 | Vapor deposition device and vapor deposition method |
JP2014234529A (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | パナソニック株式会社 | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6372781B2 (en) | 2018-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6140681B2 (en) | Evaporation system with measuring unit | |
JP7069380B2 (en) | Laser generation Droplet generator for plasma light sources | |
WO2012026483A1 (en) | Vapor deposition processing device and vapor deposition processing method | |
JP2011256427A (en) | Method for evaporating/sublimating evaporation material in vacuum deposition apparatus and crucible device for vacuum deposition | |
KR20070115705A (en) | Organic evaporator, coating installation, and method for use thereof | |
JP2008081778A (en) | Vapor deposition apparatus, device for controlling vapor deposition apparatus, method for controlling vapor deposition apparatus, and method for operating vapor deposition apparatus | |
JP5936394B2 (en) | Vapor deposition equipment | |
JP2008190037A (en) | Source gas feeding device | |
JP4840150B2 (en) | Vacuum deposition equipment | |
JP2005281858A (en) | Deposition thickness measurement method, material layer deposition method, deposition thickness measurement device, and material layer deposition apparatus | |
JP2005281859A (en) | Deposition thickness measurement method, material layer deposition method, deposition thickness measurement device, and material layer deposition apparatus | |
JP2009120924A (en) | Film forming device and method for forming thin film | |
JP2006176831A (en) | Vapor deposition system | |
JP6372781B2 (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method | |
KR102628236B1 (en) | sensor system | |
KR102315185B1 (en) | Apparatus and mehtod for measuring a deposition rate | |
JP6464448B2 (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method | |
JP6418388B2 (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method | |
US8575521B2 (en) | Monitoring witness structures for temperature control in RTP systems | |
JPWO2012124650A1 (en) | Vacuum deposition equipment | |
JP2016222974A (en) | Vacuum deposition apparatus | |
JP2000294372A (en) | Formation of organic material film, manufacture of organic el element and device therefor | |
JP6207319B2 (en) | Vacuum deposition equipment | |
TWI729274B (en) | Film forming device and film forming method | |
JP6150070B2 (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170630 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180619 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180706 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6372781 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |