JP2022188811A - 成膜装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着状態の検知精度を高めることを可能とする成膜装置を提供する。【解決手段】蒸着材料を収容する坩堝を有する蒸発源１００と、前記坩堝の傍らに設けられ、飛散する蒸着材料を検知するパーティクルセンサ２００と、を備えることで、クラスター化した蒸着材料やスプラッシュにより飛び出た蒸着材料を的確に検知することが可能となり、蒸着状態の検知精度を高めることができる。【選択図】図１

Description

基板上に薄膜を形成する成膜装置及び電子デバイスの製造方法に関する。

真空蒸着を行う成膜装置においては、蒸着材料を収容する坩堝を有する蒸発源を備えている。蒸発源においては、坩堝を加熱して蒸着材料を蒸発又は昇華させることによって、基板上に当該材料を蒸着し薄膜を形成するように構成されている。特許文献１は、このような成膜装置において、蒸着源の直上で蒸着粒子のクラスターを検出するパーティクルセンサを設けることを開示している。

特開２００８－３０３４３０号公報

上述のような成膜装置においては、蒸発源の状態すなわち蒸着状態が成膜工程の管理に影響すると考えられる。本願発明者が、より一層の均一で安定した成膜工程管理の向上を目指して引用文献１の技術を検討したところ、蒸着状態をより正確に判断するための改良の余地があることを見出した。特に、突沸により液体状又は固体状の状態で坩堝から飛び出た蒸着材料が基板に直接付着してしまうことを抑制するための遮蔽部材が設けられる構成においては、蒸着状態の悪化を検知する精度が低下し易い。そのため、このような構成において、検知精度を高めるという課題はより顕著である。

このように、従来技術においては、蒸着状態の検知精度が低いという課題があった。

本発明の一側面に係る成膜装置は、
蒸着材料を収容する坩堝を有する蒸発源と、
前記坩堝の傍らに設けられ、飛散する蒸着材料を検知する検知手段と、を備えることを特徴とする。

いくつかの実施形態によれば、蒸着状態を高い精度で検知することができる。

実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。 実施形態に係る蒸発源とパーティクルセンサの模式的断面図である。 実施例１に係る成膜装置の概略構成図である。 実施例１に係る成膜装置の制御フロー図である。 実施例２に係る成膜装置の概略構成図である。 実施例２に係る成膜装置の制御フロー図である。 実施例３に係る成膜装置の概略構成図である。 実施例３に係る成膜装置の制御フロー図である。 実施例４に係る成膜装置の概略構成図である。 実施例４に係る成膜装置の制御フロー図である。 実施例５に係る有機ＥＬ表示装置の説明図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施形態）
図１及び図２を参照して、本実施形態に係る成膜装置について説明する。本実施形態に係る成膜装置は、蒸着材料を用いて基板上に薄膜を形成する真空蒸着装置である。図１は本実施形態に係る成膜装置の概略構成図であり、各種構成について簡略的に示している。図２は本実施形態に係る成膜装置に備えられる蒸発源とパーティクルセンサの模式的断面図である。

成膜装置１は、真空ポンプ２０によって、内部が真空に近い状態（減圧雰囲気）となるように構成されるチャンバ（成膜室）１０と、チャンバ１０の内部に配置される蒸発源１００とを備えている。蒸発源１００は、基板Ｓに蒸着させる物質の材料（蒸着材料）を加熱させることで、当該材料を蒸発又は昇華させる役割を担っている。この蒸発源１００によって蒸発又は昇華された物質が、チャンバ１０の内部に設置された基板Ｓの成膜面（蒸発源１００側の表面）に付着されることで、基板Ｓに薄膜が形成される。基板Ｓの成膜面側には、形成する薄膜の形状に合わせた開口部が形成されたマスクＭが配されており、基板ＳとマスクＭが位置決めされた状態で蒸着処理がなされる。

基板Ｓと蒸発源１００の間には、開閉可能なシャッタを配して、これの開閉により基板Ｓへの蒸着材料の付着有無を制御することができる。より具体的には、メインシャッタ５０の他、複数の蒸発源１００が設けられる場合には、必要に応じて、個々の蒸発源１００にそれぞれ配されるソースシャッタ６０を設けることができる。メインシャッタ５０は、複数の遮蔽板５１と、これら複数の遮蔽板５１を駆動する駆動源５２と、複数の遮蔽板５１を開閉させるための機構などにより構成される。一般的には、メインシャッタ５０は複数の箇所に配されて、これらを同時に制御することで、基板Ｓの全面を覆うように閉じたり、全面を開放するように開いたりすることによって、基板Ｓへの蒸着材料の付着の有無を制御することができる。また、ソースシャッタ６０は、モータなどの駆動源６１と、駆動源６１により正逆回転する回転軸６２と、回転軸６２によって移動する遮蔽板６３とを備えている。このように構成されるソースシャッタ６０を複数の蒸発源１００に対してそれぞれ設ける構成を採用すれば、所望の蒸発源１００によってのみ蒸着処理を行うように制御することができる。

ここで、基板Ｓに形成する薄膜の膜厚を均一化するためには、分子レベルの蒸着材料を基板Ｓに蒸着させることが好ましい。そのためには、蒸発源１００の状態、ないしは、蒸発源１００の動作の状態、（以下、蒸着状態と呼ぶ）を安定的に維持するとよい。これを妨げる要因としては、クラスター化した蒸着材料が飛散することと、スプラッシュが発生することが主な原因として考えられる。なお、スプラッシュ現象とは、突沸などによって、蒸着材料が蒸発又は昇華することなく、液体状又は固体状の状態で蒸発源１００の外に飛び出す現象である。クラスター化した蒸着材料は、主として上方に向かって飛散するため、基板Ｓに付着する可能性がある。また、スプラッシュにより飛び出した蒸着材料は、主として重力によって放物線軌道を描くように落下する。スプラッシュの発生頻度が高くなる、つまり、蒸着状態が不安定になると、均一で安定した成膜工程管理が困難になる。上記のように、クラスター化した蒸着材料と、スプラッシュにより飛び出た蒸着材料では、飛散の仕方が異なっている。特に、後者については、従来方式の検知方法で検知するのは難しいと考えられる。そこで、本実施形態では、２種類の検知手段を設ける構成を採用
している。以下、この点について説明する。

チャンバ１０の内部には、基板Ｓに形成される薄膜の膜厚を形成するための第１の検知手段としての膜厚センサ３０と、飛散する蒸着材料を検知するための第２の検知手段としてのパーティクルセンサ２００とが設けられている。膜厚センサ３０は、水晶振動子を用いた膜厚計を好適に用いることができる。この場合、水晶振動子に付着した材料の膜厚が検知されることで、基板Ｓに形成された薄膜の膜厚や成膜レート（膜厚の時間変化率）を認識することができる。また、膜厚センサ３０により検知される膜厚や成膜レートの変化が正常か否かによって、蒸着状態が適正か否かを判断することもできる。例えば、成膜レートを継続的に検知し、所定の値から５％以上の乖離を示した際に、蒸着状態が異常であると判断することが挙げられる。ここで、５％という値は、一例であり、この値に限らずに任意の値を設定することができる。他にも、成膜レート値が所定値から乖離した回数が予め定めた回数以上になった際に異常と判断することや、成膜レートが所定の時間以上にわたり継続して所定値から乖離した場合に異常と判断することも可能である。

パーティクルセンサ２００は、一般的には、粒径及び粒子数を検知することで不純物などのパーティクルを検出するために用いられる。このパーティクルセンサ２００によって、飛散する蒸着材料、特に、クラスター化して落下する蒸着材料や液体状又は固体状になって落下する蒸着材料についても検知することができる。これにより、蒸着状態が適正か否かを判断することができる。パーティクルセンサ２００としては、レーザ光散乱方式や光遮蔽方式のパーティクルセンサを使用することができる。このようなパーティクルセンサ２００によって、２００ｎｍ程度から１００μｍ程度のサイズのパーティクルの数とサイズを検出することができる。

例えば、１μｍ以上のサイズのパーティクル数を継続的に検知し、１分間に３個以上のパーティクル数が検知された際に、蒸着状態が異常であると判断することが挙げられる。ここで１μｍというサイズ値や、１分間に３個以上という基準は、一例であり、この値に限られずに任意の値を設定することができる。サイズと数から総合的に判断する基準を用いても良い。

更に、成膜装置１は、蒸発源１００の動作を制御する制御手段としての制御装置４０を備えている。本実施形態に係る制御装置４０においては、蒸発源１００の動作制御を判断するパラメータとして、膜厚センサ３０の検知結果と、パーティクルセンサ２００の検知結果を用いている。

なお、本実施形態に係る制御装置４０は、蒸発源１００だけでなく、真空ポンプ２０や基板搬送機構や、シャッタ機構など、成膜装置１全体の動作を制御するように構成されている。各種装置の制御を行うための制御装置自体の構成については、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。一般的に、制御装置は、入力データに基づいて演算処理などを行って各種命令を行うためのＣＰＵと、入力データを一時的に記憶するＲＡＭや予めプログラムを記憶させるためのＲＯＭなどの記憶手段とを備えている。なお、図１の点線に示すように、制御装置４０と各種部材は有線により接続することで、データをやり取りしてもよいし、無線によってデータを送受信するようにしてもよい。

蒸発源１００は、蒸着材料ｍを収容する坩堝１１０と、坩堝１１０を加熱する加熱装置１１３と、坩堝１１０の周囲への放熱を抑制し、かつ、効率的に坩堝１１０を加熱するためのリフレクタ１１５とを備えている。坩堝１１０は、坩堝本体である容器１１１と、容器１１１の開口部に備えられ、材料の放出方向（蒸着方向）を制限する部材としてキャップ１１２が設けられている。このキャップ１１２としては、蒸発又は昇華された蒸着材料を基板Ｓに向けて蒸発源１００から通過させるための複数の貫通孔１１２ａが設けられた
構造が挙げられる。このような構造では、キャップ１１２が遮蔽部材としての機能を有し、材料が直接的に坩堝内から基板Ｓに到達することを妨げる。また、キャップ１１２は、坩堝１１０（容器１１１）に収容される蒸着材料ｍと成膜される基板Ｓとの間に配され、基板Ｓにおける成膜面上の任意の点と、坩堝１１０に収容される蒸着材料ｍの表面上の任意の点とを結ぶ仮想直線の全てを遮るように構成されることが好ましい。このような構成を採用することで、収容された蒸着材料ｍの表面から、突沸によって液体状又は固体状の状態で一部の蒸着材料が飛び出たとしても、そのような蒸着材料が基板Ｓに直接付着することを抑制することができる。なお、図２に示すように、中央に開口部を有するノズル１１２Ｘを設けることで、坩堝１１０の中央から蒸発又は昇華した蒸着材料が放出されるように構成することもできる。このノズル１１２Ｘを設けるか否かは任意である。

本発明においては、坩堝１１０から放出され、飛散する蒸着材料を検知するためのパーティクルセンサ２００は、坩堝１１０の傍らに設けられている。すなわち、パーティクルセンサ２００は、坩堝１１０からスプラッシュにより飛び出た蒸着材料が飛散する領域を検知範囲に含むように配されている。換言すれば、パーティクルセンサ２００は、坩堝からスプラッシュにより飛び出た蒸着材料を検知する位置に設けられている。ここで、スプラッシュにより飛び出た蒸着材料が飛散する領域については、蒸発源１００を構成する各種部材の寸法形状、加熱温度、蒸着材料ｍの種類などによって、その範囲が異なる。従って、これらの諸条件に応じて、適時、実験観測を行うことによって、スプラッシュにより飛び出た蒸着材料が飛散する領域（範囲）を規定することができる。

そして、パーティクルセンサ２００は、その検知部分２１０が鉛直方向上向きとなるように配されることが好ましい。また、この検知部分２１０は、坩堝１１０における蒸着材料の放出口よりも鉛直方向下方に少なくとも一部が配されている。坩堝１１０における蒸着材料の放出口と検知部分２１０との水平距離ｄ（ノズル１１２Ｘが設けられた場合にはｄ１）は、０ｃｍより大きく７０ｃｍ以下に設定するとよく、０ｃｍより大きく５０ｃｍ以下にすると、より好適である。

これは、各種蒸発源および金属材料を用いて行った蒸着実験において、スプラッシュにより飛び出た蒸着材料が蒸発源の周囲７０ｃｍ以内に認められ、５０ｃｍ以内では顕著に認められたことによるものである。

このようなパーティクルセンサ２００の配置を採用することで、坩堝１１０から放出された後に落下する蒸着材料を効果的に検知することが可能である。また、このような配置が後述の制御方法を用いて成膜プロセスを制御する際に、有効である。

また、パーティクルセンサ２００と坩堝１１０との間には坩堝１１０からの熱を遮るリフレクタ２２０が配されている。本実施形態に係るリフレクタ２２０は、パーティクルセンサ２００の周囲を取り囲むように筒状の部材により構成されている。なお、パーティクルセンサ２００の耐熱性によっては、リフレクタ２２０を設けなくてもよいし、周囲を取り囲むのではなく、平板状のリフレクタを坩堝１１０との間に設ける構成を採用してもよい。

＜本実施形態に係る成膜装置の優れた点＞
本実施形態に係る成膜装置１によれば、坩堝１１０の傍らに設けられたパーティクルセンサ２００によって、飛散する蒸着材料を検知する構成が採用されている。クラスター化した蒸着材料やスプラッシュにより飛び出た蒸着材料は、放出口から出て直ぐに落下するものも多い。従って、放出口の上方で検知する場合に比べて、蒸着状態の検知精度を高めることができる。

本実施形態は、特に、坩堝１１０に遮蔽機能を有したキャップ１１２が設けられる場合に有効である。キャップによって、突沸により発生した液体状又は固体状の蒸着材料が基板Ｓに向かって飛散することが抑制される場合であっても、本実施形態の構成を採用することで、蒸着状態が不安定であることを的確に検知することができる。なお、パーティクルセンサ２００の検知部分２１０の配置、及び坩堝１１０における蒸着材料の放出口と検知部分２１０との位置関係を上記の通り構成することで、クラスター化して落下する蒸着材料や、液体状又は固体状の状態となって落下する蒸着材料をより的確に検知することができる。

また、本実施形態においては、制御装置４０が、膜厚センサ３０の検知結果と、パーティクルセンサ２００の両方の検知結果に基づいて、成膜装置の動作を制御する構成を採用している。従って、蒸着状態の検知精度を高めることができ、蒸着状態に応じた適切な制御を行うことができる。

なお、本実施形態における蒸着材料については特に限定されない。本実施形態に係る成膜装置１は、蒸着材料が金属材料の場合に、その効果が特に発揮される。特に、蒸着材料がマグネシウム（Ｍｇ）やイッテルビウム（Ｙｂ）のように、蒸着時に昇華性を示す金属材料の場合には、クラスター化などでサイズの大きいパーティクルが発生し易いため、本発明が有効に機能する。また、ＡｇやＹｂなどの重金属材料は、パーティクルセンサに検知される粒子の重量が比較的重いことに起因して、上述のセンサ配置構成による検知が有効に機能すると考えられる。

以下、蒸発源のより具体的な構成と、その際のパーティクルセンサ２００の配置関係と、蒸発源の制御手順の具体的な例について、いくつか説明する。

（実施例１）
図３及び図４を参照して、実施例１に係る成膜装置について説明する。図３は実施例１に係る成膜装置の概略構成図であり、同図（ａ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す平面図であり、同図（ｂ）は成膜装置の要部の模式的断面図（同図（ａ）中のＶ１－Ｖ１断面に相当）であり、同図（ｃ）はソースシャッタの動作説明図である。また、図４は実施例１に係る成膜装置の制御フロー図である。

＜成膜装置の構成＞
本実施例に係る成膜装置１において、チャンバ１０、真空ポンプ２０、膜厚センサ３０、基板Ｓ及びマスクＭについては、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係る蒸発源アセンブリ１００Ａは、複数の蒸発源１００と、複数の蒸発源１００を回転させる回転台１２０と、回転台１２０を回転させるモータなどの駆動源１３０とを備えている。以上のように構成される蒸発源アセンブリ１００Ａは、ポイントソースリボルバタイプと呼ばれることもある。蒸発源アセンブリ１００Ａにおいては、複数の蒸発源１００のうちの一つの蒸発源１００により蒸着処理がなされる。すなわち、この蒸発源に搭載された坩堝１１０が加熱されることで、収容された蒸着材料が蒸発又は昇華して坩堝１１０から放出され、基板Ｓの表面に薄膜が形成される。なお、図３においては、各種部材の構成を分かり易くするため、蒸発源１００については、主要構成である坩堝１１０についてのみ簡略的に示している。

このタイプの蒸発源アセンブリ１００Ａにおいては、蒸着処理が進み、蒸発源１１０に収容された蒸着材料が不足するタイミングで、駆動源１３０により回転台１２０が回転し、次の蒸発源１００によって、蒸着処理が継続されるように構成されている。図３中の矢
印は回転台１２０の回転方向を示し、図中、Ｐ１に示す位置に配された蒸発源１００により蒸着処理がなされる。また、図中、Ｐ２は、位置Ｐ１に配された蒸発源１００による蒸着処理が終了した後に、蒸着処理を行う蒸発源１００の待機位置を示している。この位置Ｐ２に配された蒸発源１００は、位置Ｐ１に配された蒸発源１００の蒸着処理が終了する前に予め加熱されることで、回転台１２０による回転動作後、早期に蒸着処理が行えるように構成されている。

以上のように蒸着処理を行う蒸発源１００を切り替える動作は、セルチェンジと呼ばれる。回転台１２０には、一般的に奇数個の蒸発源１００が配される。蒸着処理が行われる蒸発源１００と、その次に蒸着処理を行うために待機する蒸発源１００との間には別の蒸発源１００が配される。これは、蒸着処理が行われる蒸発源１００と、その次に蒸着処理を行うために待機する蒸発源１００との間で熱的な干渉を抑制するためである。回転台１２０に載置される蒸発源１００の個数をＮとすると、ｎ＝［Ｎ－１］回のセルチェンジによって、全ての蒸発源１００による蒸着処理を行うことができる。

セルチェンジを行うタイミングは、膜厚センサで検知された積算膜厚が所定の膜厚に到達したタイミングや、蒸着プロセスを行った時間などに基づいて設定することができる。

本実施例においては、膜厚センサは、各蒸発源アセンブリに対して一つずつ配備される。すなわち、チャンバ内に２つの膜厚センサ（図３では省略している）を有している。

そして、複数の蒸発源１００の鉛直方向上方には、蒸着処理が行われる蒸発源１００の坩堝１１０によってのみ、蒸発又は昇華した蒸着材料が放出されるように、この坩堝１１０に対向する位置に開口部１４１が形成されたカバー１４０が設けられている（図３（ｂ）参照）。なお、図３（ａ）においては、説明の便宜上、カバー１４０等は省略している。

本実施例においては、上記実施形態で示したメインシャッタ（図３では省略している）の他に、２つの蒸発源アセンブリ１００Ａに対応して、それぞれ１か所ずつ計２か所にソースシャッタ６０が設けられている。これらのシャッタの開閉により、材料の基板Ｓへの到達をオンオフ制御することができる。すなわち、シャッタの開閉により、蒸着処理の実行と非実行を切り替えることができる。なお、ソースシャッタ６０においては、回転軸６２の正逆回転によって移動する遮蔽板６３によって、カバー１４０の開口部１４１を閉じたり開いたりすることで、所望の蒸発源アセンブリ１００Ａによる蒸着処理の実行と非実行を切り替えることができる。図３（ｃ）においては、鉛直方向上方から見て、左側が開口部１４１が閉じられた状態を示し、右側が開口部１４１が開いた状態を示している。

本実施例においては、図３（ａ）（ｂ）において左側の蒸発源アセンブリ１００Ａ内の坩堝には材料としてＡｇが充填され、右側の蒸発源アセンブリ１００ＡにはＭｇが充填されている。このような構成により、ＡｇとＭｇの混合膜や積層膜を成膜することが可能である。

また、本実施例に係る成膜装置１は、上記のように構成される蒸発源アセンブリ１００Ａが、チャンバ１０内に２つ並べて設けられている。そして、２つの蒸発源アセンブリ１００Ａの間の中央の位置に一つのパーティクルセンサ２００が配されている。パーティクルセンサ２００の検知部分２１０の配置、及び蒸着処理が行われる２つの坩堝１１０における蒸着材料の各放出口と検知部分２１０との位置関係については、上記実施形態で説明した通りである。

本実施例では、坩堝の放出口と検知部分２１０の間の水平距離は４００ｍｍであり、検
出部分２１０は放出口より１５０ｍｍ低い位置にある。

＜蒸発源の制御手順＞
成膜装置１において、蒸発源１００の加熱がなされ、膜厚センサ３０で検出される成膜レートが所定の値に安定した後に成膜処理が開始される（ＳＴＡＳ）。制御装置４０からの命令により、基板の搬入、基板ＳとマスクＭの位置決め、基板回転がなされ、シャッタを開くことにより蒸着処理が実行される。この際、各々の蒸発源アセンブリ１００Ａにおいて、位置Ｐ１に配された蒸発源１００による蒸着処理が実行される（ＳＴＡ１）。基板に所定の膜厚の成膜がなされた後には、基板の搬出と次の基板の搬入がなされ、次々に基板を交換して成膜が実行される。この蒸着処理の実行中は、膜厚センサ３０からの検知信号とパーティクルセンサ２００からの検知信号が制御装置４０に送られ続ける。制御装置４０においては、膜厚センサ３０による検知結果が異常か否か（ＳＴＡ２）、及び、パーティクルセンサ２００による検知結果が異常か否か（ＳＴＡ３）を判断する。制御装置４０は、両者とも正常（異常ではない）と判断した場合には、膜厚センサ３０によって得られる積算膜厚がｔに達したか否かを判断する（ＳＴＡ４）。積算膜厚は、蒸発源の加熱開始時（使用開始時）から評価時までの期間において、膜厚センサ３０で検出された膜厚のトータル量であり、使用した材料の量に略比例するものである。ｔは、蒸発源１００の坩堝１１０に収容される蒸着材料ｍの量に基づいて設定される。積算膜厚がｔに達すると、坩堝１１０に収容される蒸着材料ｍの残量が不十分になったと判断される。各センサによる検知結果がいずれも正常で、かつ積算膜厚がｔに達しない限り、蒸着処理が実行され成膜基板が生産され続ける。なお、積算膜厚ｔの値は、セルチェンジの度に、対応する坩堝１１０に収容される蒸着材料ｍの量に応じて再設定される。

ステップＳＴＡ４において、積算膜厚がｔに達したと判断された場合には、セルチェンジ回数がｎに達したか否かが制御装置４０により判断される（ＳＴＡ５）。本実施例においては、７つの蒸発源１００を有するため、ｎ＝７－１＝６である。セルチェンジ回数がｎに達していない場合には、セルチェンジが行われ（ＳＴＡ６）、位置Ｐ２に待機していた蒸発源１００が位置Ｐ１に移動して、蒸着処理が続行される（ＳＴＡ１）。ステップＳＴＡ５において、セルチェンジ回数がｎに達したと判断された場合には、全ての蒸発源１００による蒸着処理が済んだことになり、蒸着処理は終了する（ＳＴＡＥ）。その後は、蒸発源の加熱を停止して降温後に、チャンバ１０の内部は大気圧に戻されて、全ての蒸発源１００の坩堝１１０に対して、洗浄や蒸着材料ｍを補充するなど、各種のメンテナンスが行われる。

そして、ステップＳＴＡ２において、膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常である（異常ではない）と判断された場合には（ＳＴＡ７）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じることで蒸着処理を停止させる（ＳＴＡ８）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第１の期間ｉ１に達したか否かを判断する（ＳＴＡ９）。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常の状態が継続される限り、ステップＳＴＡ２，ステップＳＴＡ７，ステップＳＴＡ８，ステップＳＴＡ９が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第１の期間ｉ１に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３）には、ステップＳＴＡ４を経た後に、蒸着処理が再開される（ＳＴＡ１）。

蒸着処理が停止されてから第１の期間ｉ１に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合には、制御装置４０はセルチェンジ回数がｎに達したか否かを判断する（ＳＴＡ５）。この判断に応じて、上記の通り、セルチェンジが行われて（ＳＴＡ６）、蒸着処理が続行されるか、または、蒸着処理が終了する（ＳＴＡ
Ｅ）。

また、ステップＳＴＡ２において、膜厚センサ３０による検知結果が正常である（異常ではない）と判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については異常であると判断された場合にも（ＳＴＡ３）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま蒸着処理を停止させる（ＳＴＡ８）。その後の手順は、上記と同様である。ただし、膜厚センサ３０による検知結果が正常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については異常の状態が継続される限り、ステップＳＴＡ２，ステップＳＴＡ３，ステップＳＴＡ８，ステップＳＴＡ９が繰り返される点については上記と異なる。

そして、ステップＳＴＡ２において、膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果についても異常であると判断された場合には（ＳＴＡ７）、制御装置４０は、セルチェンジ回数がｎに達したか否かを判断する（ＳＴＡ５）。この判断に応じて、上記の通り、セルチェンジが行われて（ＳＴＡ６）、蒸着処理が続行されるか、または、蒸着処理が終了する（ＳＴＡＥ）。

期間ｉ１としては、装置構成や材料に依存するが、数１０秒から数１０分の範囲において設定することができる。

以上のように、本実施例においては、膜厚センサ３０とパーティクルセンサ２００のうちのいずれか一方の検知結果についてのみ異常であると判断された場合には、各センサによる検知動作が継続されたまま蒸着処理が停止される。そして、所定期間（第１の期間）内に両者の検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。これは、パーティクルセンサ２００の検知結果のみ異常と判断される場合には、その原因は、蒸発源１００以外、例えば、駆動機構などに起因する可能性が高いからである。また、膜厚センサ３０の検知結果のみ異常と判断される場合には、何らかのノイズが原因であるか軽度の突沸が原因である可能性が高く、回復する可能性が高いからである。

これに対して、膜厚センサ３０とパーティクルセンサ２００の両者の検知結果について異常であると判断された場合には、蒸着処理を行っていた蒸発源１００（位置Ｐ１に配された坩堝１１０）による蒸着処理を終了させる制御がなされる。このような場合には、蒸発源１００の坩堝内に異常の原因がある可能性が高く、仮に、蒸着処理を再開しても、異常な状態が再発する可能性が高いからである。そして、このような場合でも、セルチェンジが行われて蒸着処理が継続されるため、成膜装置としての生産性を維持することができる。

図４に記したフローにおいて、ＳＴＡ２とＳＴＡ３とＳＴＡ７は時系列的に記されているが、同時刻の検知結果を用いて判断してもよい。蒸着状態の異常判断において、両センサで同時刻の判断を用いる方が好ましい。

本実施例の装置構成では、パーティクルセンサを適切な位置に配置することで、少ないパーティクルセンサの数（蒸発源の数よりも少ない）にもかかわらず、蒸着状態を高い精度で検知することができる。また、パーティクルセンサと膜厚センサの両方を用いて成膜プロセスの制御を行うため、良品率や歩留まりが高い成膜装置とすることができる。特に、連続生産時に、装置の停止時間が短い成膜装置とすることができる。本実施例では、パーティクルセンサの検知結果に基づいて、制御装置４０が蒸発源１００の制御を行っている。しかし、パーティクルセンサ２００の検知結果の利用方法は、このような手段に限られない。例えば、１つの変形例としては、パーティクルセンサ２００が異常を検知した場合には、その時に成膜中の基板を不良品とし、以後の処理を行わない、あるいは、廃棄する。この場合、制御装置４０は、パーティクルセンサ２００の検知結果にかかわらず、所
定の制御を継続する。このような構成によっても、不要な工程を省略したり、検査をせずに不良品を判定したりできるため、良品率や歩留まりが高い成膜装置とすることができる。

（実施例２）
図５及び図６を参照して、実施例２に係る成膜装置について説明する。図５は実施例２に係る成膜装置の概略構成図であり、同図（ａ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す平面図であり、同図（ｂ）は成膜装置の要部の模式的断面図（同図（ａ）中のＶ２－Ｖ２断面に相当）である。また、図６は実施例２に係る成膜装置の制御フロー図である。

＜成膜装置の構成＞
本実施例に係る成膜装置１において、チャンバ１０、真空ポンプ２０、膜厚センサ３０、基板Ｓ及びマスクＭについては、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係る蒸発源１００の構成自体については、上記実施形態で説明した通りである。本実施例に係る成膜装置１においては、チャンバ１０内において、３つの蒸発源１００が、上方から見て正三角形の頂点となる位置にそれぞれ設けられている。そして、この正三角形の中心となる位置に一つのパーティクルセンサ２００が配されている。膜厚センサはそれぞれの蒸発源１００に対して一つずつ配されるため、３つの膜厚センサ（図５では省略している）を有する。パーティクルセンサ２００の検知部分２１０の配置、及び３つの坩堝１１０における蒸着材料の各放出口と検知部分２１０との位置関係については、上記実施形態で説明した通りである。本実施例では、坩堝の放出口と検知部分２１０の間の水平距離は５００ｍｍであり、検出部分２１０は放出口より１００ｍｍ低い位置にある。

本実施例においては、基板Ｓの成膜面に対向して、基板Ｓの下方にメインシャッタ（図５では省略している）を配している。このメインシャッタの開閉により、全ての蒸発源１００からの基板Ｓへの蒸着処理に対して、実行（着膜）と非実行（非着膜）を切り替えることができる。

本実施例においては、すべての蒸発源１００にはＬｉＦ（フッ化リチウム）が充填されている。３つの蒸発源１００からの同時蒸着が可能なこのような構成により、ＬｉＦ膜を高速成膜することが可能である。

＜蒸発源の制御手順＞
成膜装置１において、蒸発源１００の加熱がなされ、膜厚センサ３０で検出される成膜レートが所定の値に安定した後に成膜処理が開始される（ＳＴＢＳ）。制御装置４０からの命令により、基板の搬入、基板ＳとマスクＭの位置決め、基板回転がなされ、メインシャッタを開くことにより蒸着処理が実行される（ＳＴＢ１）。基板に所定の膜厚の成膜がなされた後には、基板の搬出と次の基板の搬入がなされ、次々に基板を交換して成膜が実行される。

蒸着処理の実行中は、膜厚センサ３０からの検知信号とパーティクルセンサ２００からの検知信号が制御装置４０に送られ続ける。制御装置４０においては、膜厚センサ３０による検知結果が異常か否か（ＳＴＢ２）、及び、パーティクルセンサ２００による検知結果が異常か否か（ＳＴＢ３）を判断する。制御装置４０は、両者とも正常（異常ではない）と判断した場合には、膜厚センサ３０によって得られる積算膜厚がｔに達したか否かを判断する（ＳＴＢ４）。積算膜厚ｔについては、実施例１で説明した通りである。各セン
サによる検知結果がいずれも正常で、かつ積算膜厚がｔに達しない限り、蒸着処理が実行され続ける。

ステップＳＴＢ４において、積算膜厚がｔに達したと判断された場合には、蒸着処理は終了する（ＳＴＢＥ）。その後は、蒸発源１００の加熱を停止して降温後に、チャンバ１０の内部は大気圧に戻されて、全ての蒸発源１００の坩堝１１０に対して、洗浄や蒸着材料ｍを補充するなど、各種のメンテナンスが行われる。

そして、ステップＳＴＢ２において、少なくとも一つの膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常である（異常ではない）と判断された場合には（ＳＴＢ５）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じることで蒸着処理を停止させる（ＳＴＢ６）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第１の期間ｉ１に達したか否かを判断する（ＳＴＢ７）。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常の状態が継続される限り、ステップＳＴＢ２，ステップＳＴＢ５，ステップＳＴＢ６，ステップＳＴＢ７が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第１の期間ｉ１に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＢ２，ＳＴＢ３）には、ステップＳＴＢ４を経た後に、蒸着処理が再開される（ＳＴＢ１）。

蒸着処理が停止されてから第１の期間ｉ１に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合には、蒸着処理は終了する（ＳＴＢＥ）。

また、ステップＳＴＢ２において、膜厚センサ３０による検知結果が正常である（異常ではない）と判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については異常であると判断された場合にも（ＳＴＢ３）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じることで蒸着処理を停止させる（ＳＴＢ６）。その後の手順は、上記と同様である。ただし、膜厚センサ３０による検知結果が正常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については異常の状態が継続される限り、ステップＳＴＢ２，ステップＳＴＢ３，ステップＳＴＢ６，ステップＳＴＢ７が繰り返される点については上記と異なる。

そして、ステップＳＴＢ２において、少なくとも一つの膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果についても異常であると判断された場合には（ＳＴＢ５）、制御装置４０は、両者について異常と検知された回数が予め定められたＸを超えたか否かについて判断する（ＳＴＢ８）。なお、この異常検知回数に関しては、両者により異常と検知された総数としてもよいし、一定期間内に両者により異常と検知された回数としてもよい。

異常検知回数がＸに達していない場合には、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じて蒸着処理を停止させる（ＳＴＢ９）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第２の期間ｉ２に達したか否かを判断する（ＳＴＢ１０）。この第２の期間ｉ２は、第１の期間ｉ１よりも長い期間（ｉ２＞ｉ１）に設定される。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果についても異常な状態が継続される限り、ステップＳＴＢ２，ステップＳＴＢ５，ステップＳＴＢ６，ステップＳＴＢ８,ステップＳ
ＴＢ９，ステップＢ１０が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第２の期間ｉ２に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＢ２，ＳＴＢ３）には、ステップＳＴＢ４を経た後に、蒸着処理が再開される（ＳＴＢ１）。

ステップＳＴＢ８において異常検知回数がＸに達したと判断された場合、及び、蒸着処理が停止されてから第２の期間ｉ２に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合（ＳＴＢ１０）には、蒸着処理は終了する（ＳＴＢＥ）。

以上のように、本実施例においては、膜厚センサ３０とパーティクルセンサ２００のうちのいずれか一方の検知結果についてのみ異常であると判断された場合には、各センサによる検知動作が継続されたまま、短期間（第１の期間ｉ１）の間、蒸着処理が停止される。そして、この短期間（第１の期間ｉ１）内に両者の検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。この理由は、上記実施例１で説明した通りである。

これに対して、膜厚センサ３０とパーティクルセンサ２００の両者の検知結果について異常であると判断された場合には、長期間（第２の期間ｉ２）の間、蒸着処理が停止される。そして、この長期間（第２の期間ｉ２）内に両者の検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。また、異常検知回数の頻度が高くなると、蒸着処理は終了する。このような場合には、蒸発源１００の坩堝内に異常の原因がある可能性が高く、仮に、蒸着処理を再開しても、異常な状態が再発する可能性が高いからである。

第１の期間ｉ１としては、たとえば数１０秒から数１０分の間の時間を設定することができる。第２の期間ｉ２としては、たとえば数分から１時間程度の時間を設定することができる。

本実施例の装置構成では、パーティクルセンサを適切な位置に配置することで、少ないパーティクルセンサの数（蒸発源の数よりも少ない）にもかかわらず、蒸着状態を高い精度で検知することができる。また、パーティクルセンサと膜厚センサの両方を用いて成膜プロセスの制御を行うため、良品率や歩留まりが高い成膜装置とすることができる。なお、本実施例においても、パーティクルセンサの検知結果を蒸発源の制御に用いる構成のみには限定されない。

（実施例３）
図７及び図８を参照して、実施例３に係る成膜装置について説明する。図７は実施例３に係る成膜装置の概略構成図であり、同図（ａ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す平面図であり、同図（ｂ）は成膜装置の要部の模式的断面図（同図（ａ）中のＶ３－Ｖ３断面に相当）である。また、図８は実施例３に係る成膜装置の制御フロー図である。

＜成膜装置の構成＞
本実施例に係る成膜装置１において、チャンバ１０、真空ポンプ２０、膜厚センサ３０、基板Ｓ及びマスクＭについては、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係る蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２は、上記実施例１で説明したポイントソースリボルバタイプの蒸発源アセンブリである。蒸発源アセンブリ１００Ｂ１については回転台１２０に載置される蒸発源１００（坩堝１１０）の個数が５つであり、蒸発源１００Ｂ２については、実施例１と同様に、回転台１２０に載置される蒸発源１００の個数は７つである。ポイントソースリボルバタイプの蒸発源の構成や動作については実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係る成膜装置１は、２つの蒸発源アセンブリ１００Ｂ１と４つの蒸発源アセ
ンブリＢ２が、チャンバ１０内に設けられている。そして、各々の蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２において、回転台１２０の中央にパーティクルセンサ２００がそれぞれ配されている。すなわち、チャンバ内に６つのパーティクルセンサを有している。

各々の蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２において、パーティクルセンサ２００の検知部分２１０の配置、及びそれぞれの坩堝１１０における蒸着材料の各放出口と検知部分２１０との位置関係については、上記実施形態で説明した通りである。本実施例では、坩堝の放出口と検知部分２１０の間の水平距離は２５０ｍｍであり、検出部分２１０は放出口より５０ｍｍ低い位置にある。

以上のように構成される成膜装置１においては、パーティクルセンサ２００の検知結果が異常であると判断された場合には、どの蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２において検知結果が異常であると判断されたかを特定することができる。

本実施例においては、上記実施形態で示したメインシャッタ（図７では省略している）の他に、６つの蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２に対応して、それぞれ１か所ずつ計６か所にソースシャッタ６０が設けられている。これらのシャッタの開閉により、材料の基板Ｓへの到達と非到達を切り替え制御することができる。すなわち、シャッタの開閉により、基板への蒸着処理の実行と非実行を切り替えることができる。

本実施例においては、膜厚センサは、各蒸発源アセンブリに対して一つずつ配備される。すなわち、チャンバ内に６つの膜厚センサ（図７では省略している）を有している。

本実施例においては、一つの蒸発源アセンブリ１００Ｂ１（図７において右側）の坩堝には材料としてＭｇが充填され、もう一つの蒸発源アセンブリ１００Ｂ１（左側）にはＹｂが充填される。また、４つの蒸発源アセンブリ１００Ｂ２にはＡｇが充填される。このような装置構成により、ＡｇとＭｇとＹｂの混合膜や積層膜を成膜することが可能である。

＜蒸発源の制御手順＞
成膜装置１において、蒸発源１００の加熱がなされ、それぞれの膜厚センサ３０で検出される成膜レートが所定の値に安定した後に成膜処理が開始される（ＳＴＣＳ）。制御装置４０からの命令により、基板の搬入、基板ＳとマスクＭの位置決め、基板回転がなされ、シャッタを開くことにより蒸着処理が実行される。この際、各々の蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２において、位置Ｐ１に配された蒸発源１００による蒸着処理が実行される（ＳＴＣ１）。基板に所定の膜厚の成膜がなされた後には、基板の搬出と次の基板の搬入がなされ、次々に基板を交換して成膜が実行される。

蒸着処理の実行中は、全ての膜厚センサ３０からの検知信号と全てのパーティクルセンサ２００からの検知信号が制御装置４０に送られ続ける。制御装置４０においては、全ての膜厚センサ３０による検知結果が異常か否か（ＳＴＣ２）、及び、全てのパーティクルセンサ２００について検知結果が異常か否か（ＳＴＣ３）を判断する。制御装置４０は、いずれも正常（異常ではない）と判断した場合には、膜厚センサ３０によって得られる積算膜厚がｔに達したか否かを判断する（ＳＴＣ４）。積算膜厚ｔについては、実施例１で説明した通りである。各センサによる検知結果がいずれも正常で、かつ積算膜厚がｔに達しない限り、蒸着処理が実行され続ける。

ステップＳＴＣ４において、積算膜厚がｔに達したと判断された場合には、セルチェンジ回数がｎに達したか否かが制御装置４０により判断される（ＳＴＣ５）。なお、蒸発源アセンブリ１００Ｂ１の場合はｎ＝４であり、蒸発源１００Ｂ２の場合はｎ＝６である。
セルチェンジ回数がｎに達していない場合には、セルチェンジが行われ（ＳＴＣ６）、位置Ｐ２に待機していた坩堝１１０が位置Ｐ１に移動して、蒸着処理が続行される（ＳＴＣ１）。ステップＳＴＣ５において、セルチェンジ回数がｎに達したと判断された場合には、蒸着処理は終了する（ＳＴＣＥ）。その後は、蒸発源１００の加熱を停止して降温後に、チャンバ１０の内部は大気圧に戻されて、全ての蒸発源１００の坩堝１１０に対して、洗浄や蒸着材料ｍを補充するなど、各種のメンテナンスが行われる。

そして、ステップＳＴＣ２において、少なくとも一つの膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常である（異常ではない）と判断された場合には（ＳＴＣ７）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じて、蒸着処理を停止させる（ＳＴＣ８）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第３の期間ｉ３に達したか否かを判断する（ＳＴＣ９）。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常の状態が継続される限り、ステップＳＴＣ２，ステップＳＴＣ７，ステップＳＴＣ８，ステップＳＴＣ９が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第３の期間ｉ３に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＣ２，ＳＴＣ３）には、ステップＳＴＣ４を経た後にメインシャッタを開き、蒸着処理が再開される（ＳＴＣ１）。

蒸着処理が停止されてから第３の期間ｉ３に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合には、制御装置４０は、膜厚センサ３０が異常であると判断された蒸発源アセンブリにおいて、セルチェンジ回数がｎに達したか否かを判断する（ＳＴＣ５）。この判断に応じて、上記の通り、セルチェンジが行われて（ＳＴＣ６）、蒸着処理が続行されるか、または、蒸着処理が終了する（ＳＴＣＥ）。

また、ステップＳＴＣ２において、全ての膜厚センサ３０による検知結果が正常である（異常ではない）と判断され、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果について異常であると判断された場合にも（ＳＴＣ３）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、メインシャッタを閉じることで蒸着処理を停止させる（ＳＴＣ８）。その後の手順は、上記と同様である。ただし、全ての膜厚センサ３０による検知結果が正常で、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果については異常の状態が継続される限り、ステップＳＴＣ２，ステップＳＴＣ３，ステップＳＴＣ８，ステップＳＴＣ９が繰り返される点については上記と異なる。

蒸着処理が停止されてから第３の期間ｉ３に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合には、制御装置４０は、パーティクルセンサが異常であると判断された蒸発源アセンブリにおいて、セルチェンジ回数がｎに達したか否かを判断する（ＳＴＣ５）。この判断に応じて、上記の通り、セルチェンジが行われて（ＳＴＣ６）、蒸着処理が続行されるか、または、蒸着処理が終了する（ＳＴＣＥ）。

そして、ステップＳＴＣ２において、少なくとも一つの膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果についても異常であると判断された場合には（ＳＴＣ７）、制御装置４０は、単数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であるのか、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であるのかを判断する（ＳＴＣ１０）。単数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断した場合には、制御装置４０は、異常であると判断された蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２について、セルチェンジ回数がｎに達したか否かを判断する（ＳＴＣ５）。この判断に応じて、上記の通り、セルチェンジが行われて（ＳＴＣ６）、蒸着処理が続行されるか、または、蒸着処理が終了する（ＳＴＣＥ）。

ステップＳＴＣ１０において、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断した場合には、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたままソースシャッタとメインシャッタを閉じることで蒸着処理を停止させる（ＳＴＣ１１）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第４の期間ｉ４に達したか否かを判断する（ＳＴＣ１２）。この第４の期間ｉ４は、第３の期間ｉ３よりも長い期間（ｉ４＞ｉ３）に設定される。なお、少なくとも一つの膜厚センサ３０による検知結果が異常で、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果についても異常な状態が継続される限り、ステップＳＴＣ２，ステップＳＴＣ７，ステップＳＴＣ１０，ステップＳＴＣ１１,ステップＳＴＣ１２が繰り返される。この繰り返しループの中の
ＳＴＣ７においてパーティクルセンサの異常判断をする際には、判断を行う蒸発源に対応したソースシャッタのみを開いて、センサ情報を検知し、判断を行う。

蒸着処理が停止されてから第４の期間ｉ４に達する前に、全てのセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＣ２，ＳＴＣ３）には、ステップＳＴＣ４を経た後にソースシャッタとメインシャッタが開き、蒸着処理が再開される（ＳＴＣ１）。

蒸着処理が停止されてから第４の期間ｉ４に達する前に、全てのセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合（ＳＴＣ１２）には、蒸着処理は終了する（ＳＴＣＥ）。

第３の期間ｉ３としては、たとえば数１０秒から数１０分の間の時間を設定することができる。第４の期間ｉ４としては、たとえば数分から１時間程度の時間を設定することができる。

以上のように、本実施例においては、全ての膜厚センサ３０の検知結果が正常で、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断された場合、及び、少なくとも一つの膜厚センサ３０の検知結果が異常で、全てのパーティクルセンサ２００による検知結果が正常な場合には、各センサによる検知動作が継続されたまま、短期間（第３の期間ｉ３）の間、蒸着処理が停止される。そして、この短期間（第３の期間ｉ３）内に全ての検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。この理由は、上記実施例１で説明した通りである。

そして、少なくとも一つの膜厚センサ３０と複数のパーティクルセンサ２００の検知結果について異常であると判断された場合には、長期間（第４の期間）の間、蒸着処理が停止される。そして、この長期間（第４の期間）内に全ての検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。そうでない場合には、蒸着処理は終了する。

更に、少なくとも一つの膜厚センサ３０と単一のパーティクルセンサ２００の検知結果について異常であると判断された場合には、異常であると判断された蒸発源アセンブリ１００Ｂ１，Ｂ２において、蒸着処理を行っていた坩堝１１０（位置Ｐ１に配された坩堝１１０）による蒸着処理を終了させる制御がなされる。この理由は、上記実施例１で説明した通りである。そして、このような場合でも、セルチェンジが行われて蒸着処理が継続されるため、成膜装置としての生産性を維持することができる。

本実施例の多数の蒸発源を搭載した装置構成では、パーティクルセンサを蒸発源アセンブリの中央の位置に配置することで、装置の小型化を実現している。また、多くの蒸発源を用いているにもかかわらず、少ないパーティクルセンサの数（蒸発源の数よりも少ない）で、蒸着状態を高い精度で検知することができる。また、パーティクルセンサと膜厚センサの両方を用いて成膜プロセスの制御を行うため、良品率や歩留まりが高い成膜装置と
することができる。特に、連続生産時に、装置の停止時間が短い成膜装置とすることができる。なお、本実施例においても、パーティクルセンサの検知結果を蒸発源の制御に用いる構成のみには限定されない。

（実施例４）
図９及び図１０を参照して、実施例４に係る成膜装置について説明する。図９は実施例４に係る成膜装置の概略構成図であり、同図（ａ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す平面図であり、同図（ｂ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す正面図（同図（ａ）中のＶ３方向に見た図）であり、同図（ｃ）は成膜装置内における蒸発源とパーティクルセンサを示す側面図（同図（ａ）中のＶ４方向に見た図）である。また、図１０は実施例４に係る成膜装置の制御フロー図である。

＜成膜装置の構成＞
本実施例に係る成膜装置１において、チャンバ１０、真空ポンプ２０、膜厚センサ３０、基板Ｓ及びマスクＭについては、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係る蒸発源１００Ｃはリニア蒸発源である。蒸発源１００Ｃはケース１５０の内部に坩堝１１０が設けられている。図示の例では、一つの坩堝１１０が設けられる場合を示しているが、一つのケース内に複数の坩堝を設ける構成を採用することもできる。そして、ケース１５０の上部には、坩堝１１０内で蒸発又は昇華された物質を放出するための複数のノズル１５１が設けられている。本実施例の場合、坩堝における蒸着材料の放出口はノズル１５１の先端に相当する。また、ケース１５０自体に加熱装置やリフレクタを設けることもできる。更に、本実施例の場合、ケース１５０自体に上記の実施形態で説明したキャップ１１２としての機能を兼ね備えさせることができる。

そして、本実施例では、２か所にパーティクルセンサ２００が配されている。ただし、パーティクルセンサ２００については、ノズル１５１の個数などに応じて３か所以上設けることもできる。パーティクルセンサ２００の検知部分２１０の配置については、上記実施形態で説明した通りである。また、ノズル１５１の先端（坩堝１１０における蒸着材料の放出口）と、このノズル１５１に最も近い位置に配された検知部分２１０との位置関係については、上記実施形態で説明した通りである。本実施例では、坩堝の放出口と検知部分２１０の間の水平距離（複数のノズル１５１の中で検知部分２１０から最も近いノズル１５１の放出口についての水平距離）は３００ｍｍであり、検出部分２１０は放出口より２００ｍｍ低い位置にある。

本実施例では、リニア蒸発源の端部の上方に、一つの膜厚センサ３０が配されている。蒸発源１００Ｃとパーティクルセンサ２００と膜厚センサ３０を、一緒に、基板の成膜面と平行方向に走査移動することで、基板全面にわたっての成膜がなされる。必要であれば、蒸発源が水平方向に複数回の往復移動をすることが可能である。また、基板への成膜を行わない際には、基板には蒸着物が成膜されない位置（退避位置）に、移動することができるようになっている。

より具体的には、駆動装置７０によって、蒸発源１００Ｃとパーティクルセンサ２００と膜厚センサ３０が一体的に往復移動するように構成されている。駆動装置７０は、一対のレール７１と、一対のレール７１に沿って往復移動可能に構成された台座７２と、モータなどの駆動源７３と、駆動源７３によって回転するボールねじ７４とを備えている。台座７２には、ボールねじ７４が挿通される挿通孔７２ａが設けられており、この挿通孔７２ａの内周面にナットが形成されると共に、ボールねじ７４とナットとの間に無限循環するように構成される複数のボールが設けられている。以上の構成により、駆動源７３によ
ってボールねじ７４が正逆回転することで、台座７２が一対のレール７１に沿って往復移動する。この台座７２に、蒸発源１００Ｃとパーティクルセンサ２００と膜厚センサ３０が固定されている。なお、本実施例においては、ボールねじ機構によって、蒸発源１００Ｃ等を往復移動させる場合の構成を示したが、蒸発源１００Ｃ等を往復移動させる構成については、ラックアンドピニオン方式など、各種公知技術を採用することができる。

本実施例の場合には、蒸発源１００Ｃから放出される蒸着材料が基板Ｓに達しない位置（退避位置）まで蒸発源１００Ｃを移動させることができるため、上記実施形態で示した各種シャッタを設ける必要はない。

＜蒸発源の制御手順＞
成膜装置１において、退避位置において蒸発源１００Ｃの加熱がなされ、膜厚センサ３０で検出される成膜レートが所定の値に安定した後に、成膜処理が開始される（ＳＴＡＳ）。制御装置４０からの命令により、基板の搬入、基板ＳとマスクＭの位置決めがなされた後で、リニア蒸発源が移動することで基板への蒸着処理が実行される（ＳＴＣ１）。移動の際には、リニア蒸発源とともに膜厚センサ３０とパーティクルセンサ２００も移動する。蒸着処理の実行中は、膜厚センサ３０からの検知信号と全てのパーティクルセンサ２００からの検知信号が制御装置４０に送られ続ける。制御装置４０においては、膜厚センサ３０による検知結果が異常か否か（ＳＴＤ２）、及び、全てのパーティクルセンサ２００による検知結果が異常か否か（ＳＴＤ３）を判断する。制御装置４０は、いずれも正常（異常ではない）と判断した場合には、膜厚センサ３０によって得られる積算膜厚がｔに達したか否かを判断する（ＳＴＤ４）。積算膜厚ｔについては、実施例１で説明した通りである。各センサによる検知結果がいずれも正常で、かつ積算膜厚がｔに達しない限り、蒸着処理が実行され続ける。

ステップＳＴＤ４において、積算膜厚がｔに達したと判断された場合には、蒸着処理は終了する（ＳＴＤＥ）。その後は、蒸発源１００Ｃの加熱を停止して降温後に、チャンバ１０の内部は大気圧に戻されて、坩堝１１０に対して蒸着材料ｍを補充するなど、各種のメンテナンスが行われる。

そして、ステップＳＴＤ２において、膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常である（異常ではない）と判断された場合には（ＳＴＤ５）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま、蒸発源を待機位置へ移動させ、基板への蒸着処理を停止させる（ＳＴＤ７）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第３の期間ｉ３に達したか否かを判断する（ＳＴＤ８）。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果については正常の状態が継続される限り、ステップＳＴＤ２，ステップＳＴＤ５，ステップＳＴＤ７，ステップＳＴＤ８が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第３の期間ｉ３に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＤ２，ＳＴＤ３）には、ステップＳＴＤ４を経た後に、蒸着処理が再開される（ＳＴＤ１）。

蒸着処理が停止されてから第３の期間ｉ３に達する前に、両者のセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合には、蒸着処理は終了する（ＳＴＤＥ）。

また、ステップＳＴＤ２において、膜厚センサ３０による検知結果が正常である（異常ではない）と判断され、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果について異常であると判断された場合にも（ＳＴＤ３）、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま蒸発源を待機位置へ移動させ、基板への蒸着処理を停止させる（ＳＴＤ７）。その後の手順は、上記と同様である。ただし、膜厚センサ３０による検知結果が正
常で、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果については異常の状態が継続される限り、ステップＳＴＤ２，ステップＳＴＤ３，ステップＳＴＤ７，ステップＳＴＤ８が繰り返される点については上記と異なる。

そして、ステップＳＴＤ２において、膜厚センサ３０による検知結果が異常であると判断され、パーティクルセンサ２００による検知結果についても異常であると判断された場合には（ＳＴＤ５）、制御装置４０は、単数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であるのか、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であるのかを判断する（ＳＴＤ６）。

単数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断した場合には、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま蒸発源を待機位置へ移動させ、基板への蒸着処理を停止させる（ＳＴＤ７）。その後の手順は、上記と同様である。ただし、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、単数のパーティクルセンサ２００による検知結果については異常の状態が継続される限り、ステップＳＴＤ２，ステップＳＴＤ５，ステップＳＴＤ６，ステップＳＴＤ７,ステップＳＴＤ８が繰り返される点については上
記と異なる。

ステップＳＴＤ６において、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断した場合には、制御装置４０は、各センサによる検知動作を継続させたまま蒸発源を待機位置へ移動させ、基板への蒸着処理を停止させる（ＳＴＤ９）。その後、制御装置４０は、蒸着処理を停止してからの経過期間が予め定められた第４の期間ｉ４に達したか否かを判断する（ＳＴＤ１０）。この第４の期間ｉ４は、第３の期間ｉ３よりも長い期間（ｉ４＞ｉ３）に設定される。なお、膜厚センサ３０による検知結果が異常で、複数のパーティクルセンサ２００による検知結果についても異常な状態が継続される限り、ステップＳＴＤ２，ステップＳＴＤ５，ステップＳＴＤ６，ステップＳＴＤ９,ステップＳ
ＴＤ１０が繰り返される。蒸着処理が停止されてから第４の期間ｉ４に達する前に、全てのセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断された場合（ＳＴＤ２，ＳＴＤ３）には、ステップＳＴＤ４を経た後に、蒸着処理が再開される（ＳＴＤ１）。

蒸着処理が停止されてから第４の期間ｉ４に達する前に、全てのセンサからの検知結果がいずれも正常であると判断されない場合（ＳＴＤ１０）には、蒸着処理は終了する（ＳＴＤＥ）。

第３の期間ｉ３としては、たとえば数１０秒から数１０分の間の時間を設定することができる。第４の期間ｉ４としては、たとえば数分から１時間程度の時間を設定することができる。

以上のように、本実施例においては、膜厚センサ３０の検知結果が正常で、一つ以上のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常であると判断された場合、及び、膜厚センサ３０の検知結果が異常で、パーティクルセンサ２００による検知結果が正常又は単数のパーティクルセンサ２００による検知結果が異常な場合には、各センサによる検知動作が継続されたまま、短期間（第３の期間ｉ３）の間、蒸着処理が停止される。そして、この短期間（第３の期間ｉ３）内に全ての検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。この理由は、上記実施例１で説明した通りである。

これに対して、膜厚センサ３０と複数のパーティクルセンサ２００の検知結果について異常であると判断された場合には、長期間（第４の期間）の間、蒸着処理が停止される。そして、この長期間（第４の期間）内に全ての検知結果が正常であると判断された場合には、蒸着処理が再開される。そうでない場合には、蒸着処理は終了する。

本実施例の装置構成では、パーティクルセンサを適切な位置に配置し、蒸発源と膜厚センサを一緒に走査移動する構成とすることで、蒸着状態を高い精度で検知することができる。また、パーティクルセンサと膜厚センサの両方を用いて成膜プロセスの制御を行うため、良品率や歩留まりが高い成膜装置とすることができる。なお、本実施例においても、パーティクルセンサの検知結果を蒸発源の制御に用いる構成のみには限定されない。

（実施例５）
＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施例３および４に係る成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成を示し、有機ＥＬ表示装置の製造方法を例示する。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１１（ａ）は有機ＥＬ表示装置８００の全体図、図１１（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図１１（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置８００の表示領域８０１には、発光素子を複数備える画素８０２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域８０１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例に係る有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子８０２Ｒ、第２発光素子８０２Ｇ、第３発光素子８０２Ｂの組み合わせにより画素８０２が構成されている。画素８０２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組み合わせで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＳ－Ｓ線における部分断面模式図である。画素８０２は、複数の発光素子からなり、各発光素子は、基板８０３上に、第１電極（陽極）８０４と、正孔輸送層８０５と、発光層８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂのいずれかと、電子輸送層８０７と、第２電極（陰極）８０８と、を有している。これらのうち、正孔輸送層８０５、発光層８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂ、電子輸送層８０７が有機層に当たる。また、本実施例では、発光層８０６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層８０６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層８０６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。

また、第１電極８０４は、発光素子毎に分離して形成されている。正孔輸送層８０５と電子輸送層８０７と第２電極８０８は、複数の発光素子８０２Ｒ、８０２Ｇ、８０２Ｂで共通に形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極８０４と第２電極８０８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極８０４間に絶縁層８０９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層８１０が設けられている。

図１１（ａ）では正孔輸送層８０５や電子輸送層８０７は一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によっては、正孔ブロック層や電子ブロック層を備える複数の層で形成されてもよい。また、第１電極８０４と正孔輸送層８０５との間には第１電極８０４から正孔輸送層８０５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第２電極８０８と電子輸送層８０７の間にも電子注入層が形成することもできる。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１電極８０４が形成された基板８０３を準備する。

第１電極８０４が形成された基板８０３の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極８０４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層８０９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。

絶縁層８０９がパターニングされた基板８０３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、基板支持台及び静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層８０５を、表示領域の第１電極８０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層８０５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層８０５は表示領域８０１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。

次に、正孔輸送層８０５までが形成された基板８０３を第２の有機材料成膜装置に搬入し、基板支持台及び静電チャックで保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板８０３の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層８０６Ｒを成膜する。

発光層８０６Ｒの成膜と同様に、第３の有機材料成膜装置により緑色を発する発光層８０６Ｇを成膜し、さらに第４の有機材料成膜装置により青色を発する発光層８０６Ｂを成膜する。発光層８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域８０１の全体に電子輸送層８０７を成膜する。電子輸送層８０７は、３色の発光層８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂに共通の層として形成される。

第１から第４の有機材料成膜装置には、実施例４に記した構成の成膜装置および成膜方法を適用している。

電子輸送層８０７まで形成された基板を金属蒸着材料成膜装置に移動させて第２電極８０８を成膜する。金属蒸着材料成膜装置には、実施例３に記した構成の成膜装置および成膜方法を適用している。

その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層８１０を成膜して、有機ＥＬ表示装置８００が完成する。

絶縁層８０９がパターニングされた基板８０３を成膜装置に搬入してから保護層８１０の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本実施例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。

本実施例の装置構成では、パーティクルセンサを適切な位置に配置することで、蒸着状態を高い精度で検知することができる。また、パーティクルセンサと水晶振動子の両方を用いて成膜プロセスの制御を行うため、良品率や歩留まりが高い成膜装置とすることができる。特に、有機ＥＬ表示装置の連続生産時に、装置の停止時間が短い製造装置とすることができる。

１…成膜装置 １０…チャンバ ２０…真空ポンプ ３０…膜厚センサ ４０…制御装置 １００Ａ，１００Ｂ１，Ｂ２…蒸発源アセンブリ １００，１００Ｃ…蒸発源 １１０…坩堝 １１１…容器 １１２…キャップ １１２ａ…貫通孔 １１３…加熱装置 １１５…リフレクタ １２０…回転台 １３０…駆動源 １４０…カバー １４１…開口部
１５０…ケース １５１…ノズル ２００…パーティクルセンサ ２１０… 検知部分
２２０…リフレクタ

Claims (17)

1. 蒸着材料を収容する坩堝を有する蒸発源と、
   前記坩堝の傍らに設けられ、飛散する蒸着材料を検知する検知手段と、を備える
   ことを特徴とする成膜装置。
2. 前記検知手段の検知範囲が、前記坩堝から放出される液体状または固体状の蒸着材料の飛散する領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 蒸着材料を収容する坩堝を有する蒸発源と、
   パーティクルを検知する検知手段と、を備え、
   前記検知手段の検知範囲が、前記坩堝から放出される液体状または固体状の蒸着材料の飛散する領域を含むことを特徴とする成膜装置。
4. 前記液体状または固体状の蒸着材料は、スプラッシュ現象により前記坩堝から放出されることを特徴とする請求項２または３に記載の成膜装置。
5. 前記検知手段による検知結果に基づいて前記蒸発源の動作を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の成膜装置。
6. 前記検知手段における検知部分の少なくとも一部は、前記坩堝における蒸着材料の放出口よりも鉛直方向下方に配されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の成膜装置。
7. 前記坩堝における蒸着材料の放出口と、前記検知手段における検知部分との水平距離が０ｃｍより大きく７０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の成膜装置。
8. 前記坩堝における蒸着材料の放出口と、前記検知手段における検知部分との水平距離が０ｃｍより大きく５０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の成膜装置。
9. 複数の前記蒸発源と、回転することによって複数の前記蒸発源の位置を変更する回転台と、
   を備えることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の成膜装置。
10. 前記検知手段は前記回転台の中央に配されることを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
11. 前記検知手段による検知結果に基づいて、前記回転台を回転させて蒸着処理を行う蒸発源を切り替えることを特徴とする請求項９または１０に記載の成膜装置。
12. 前記蒸発源は、坩堝内に収容される蒸着材料と成膜される基板との間に配される遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一つに記載の成膜装置。
13. 前記基板における成膜面上の任意の点と、前記坩堝に収容される蒸着材料の表面上の任意の点とを結ぶ仮想直線の全てを遮るように前記遮蔽部材が配されていることを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。
14. 前記検知手段は、前記検知手段における検知部分が鉛直方向上向きとなるように配され
    ることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一つに記載の成膜装置。
15. 前記検知手段と前記蒸発源との間には前記蒸発源からの熱を遮るリフレクタが配されることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一つに記載の成膜装置。
16. 前記蒸着材料は金属であることを特徴とする請求項１～１５のいずれか一つに記載の成膜装置。
17. 請求項１～１６のいずれか一つに記載の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
    前記蒸発源を用いて基板に成膜を行う工程と、
    前記検知手段を用いて蒸着材料を検知する工程と、を備える
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

Images