JP5340299B2 - 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP5340299B2
JP5340299B2 JP2010531812A JP2010531812A JP5340299B2 JP 5340299 B2 JP5340299 B2 JP 5340299B2 JP 2010531812 A JP2010531812 A JP 2010531812A JP 2010531812 A JP2010531812 A JP 2010531812A JP 5340299 B2 JP5340299 B2 JP 5340299B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier gas
vapor deposition
film
rate
pipe
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010531812A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010038631A1 (ja
Inventor
浩之 生田
知彦 江面
豊弘 鎌田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2010531812A priority Critical patent/JP5340299B2/ja
Publication of JPWO2010038631A1 publication Critical patent/JPWO2010038631A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5340299B2 publication Critical patent/JP5340299B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12Organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/544Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement in the gas phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体に関し、特に、キャリアガスの流量調整による蒸着装置の成膜速度の制御に関する。
フラットパネルディスプレイなどの電子機器を製造する際、所定の成膜材料を気化させ、気化された成膜分子を被処理体に付着させることにより、被処理体を成膜する蒸着技術が用いられている。蒸着技術を用いて機器を製造する際、被処理体への成膜速度(D/R:Deposition Rate)を精度良く制御することは、良質な膜を被処理体に均一に形成することにより製品の性能を高めるために非常に重要である。このため、従来から、基板の近傍に膜厚センサを配設し、膜厚センサによって検出された結果に基づいて、成膜速度が一定になるように蒸着源の温度を調整する方法が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。
特開2005−325425号公報
しかしながら、複数の蒸着源にて異なる種類の成膜材料を気化させ、各成膜材料の気化分子を混合させながら処理容器まで搬送し、処理容器内にて被処理体に成膜処理を施す場合、次のような問題が生じる。つまり、被処理体の近傍に取り付けられた膜厚センサでは、混合後の成膜材料の成膜速度を検出することはできるものの、各蒸着源の成膜材料の蒸発速度を個別に確認することはできない。
これに対して、各蒸着源の蒸発速度を検出する際、各蒸着源の成膜材料の搬送経路にバルブを挿入し、材料の蒸発速度を検出する蒸着源以外の蒸着源のバルブを閉めることにより、蒸着源毎に材料の成膜速度を検出する方法も考えられる。しかしながら、材料の蒸発速度を検出する蒸着源以外の蒸着源のバルブを閉めると、単一の成膜材料の蒸発速度を検出することができるものの、材料を搬送する搬送経路内の圧力が、バルブを閉じた蒸着源内の蒸気圧(分圧)分だけ共蒸着中の搬送経路内の圧力より低くなる。これでは、検出された単一の成膜材料の蒸発速度は、共蒸着中の真の蒸発速度と異なってしまい、共蒸着中の真の蒸発速度を測ることにはならない。
一方、蒸着源毎に膜厚センサを取り付ければ、各蒸着源の成膜材料の蒸発速度を個別に確認することができる。しかし、この方法では、蒸着源の個数だけ膜厚センサが必要になりコストが高くなるばかりでなく、通常時及びメンテナンス時の制御の負担が増える。また、膜厚センサを蒸着源の個数分取り付けたことにより物理的なスペースを取られてしまう。
上記問題を解消するために、本発明は、複数の蒸着源にそれぞれ収納された各成膜材料の蒸発速度及び被処理体への成膜速度を精度よく制御する蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体を提供する。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある形態によれば、材料容器とキャリアガス導入管とを有し、前記材料容器に収納された成膜材料を気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送させる複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源のそれぞれに連結され、各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送させる連結管と、前記連結管に連結され、第2のキャリアガスを前記連結管に直接導入するバイパス管と、前記連結管に連結された吹き出し機構を内蔵し、前記第1及び第2のキャリアガスを用いて搬送させた成膜材料の気化分子を前記吹き出し機構から吹き出させて内部にて被処理体を成膜する処理容器と、前記複数の蒸着源と前記連結管との間にそれぞれ設けられ、前記複数の蒸着源と前記連結管とを結ぶ搬送経路を開閉する複数の開閉機構と、前記複数の開閉機構による前記搬送経路の開閉により、前記複数の蒸着源から前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスの流量を調整する制御装置と、を備え、前記制御装置は、各成膜材料に対する成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示した記憶部と、前記処理容器内に取り付けられた膜厚センサからの出力信号に基づき、被処理体の成膜速度を求める成膜速度演算部と、前記記憶部に示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を用いて、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度が目標とする成膜速度に近づくように蒸着源毎に第1のキャリアガスの流量を調整する第1のキャリアガス調整部と、前記第1のキャリアガス調整部の調整により前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスの流量を調整する第2のキャリアガス調整部と、を有し、前記第2のキャリアガス調整部は、前記連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないように前記バイパス管に導入する第2のキャリアガスの流量を調整する、蒸着装置が提供される。
ここで、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象(すなわち、昇華)も含んでいる。
これによれば、たとえば、被処理体近傍に設けられたQCM(Quartz Crystal Microbalance)などの膜厚センサから出力された信号に基づき、被処理体への成膜速度が検出される。その際、各蒸着源から導入される第1のキャリアガスの流量が変動しても、これに応じてバイパス管から導入される第2のキャリアガスの流量を変えることにより、第1及び第2のキャリアガスの総流量を一定にすることができる。
蒸着源毎の材料の蒸発速度(気化速度)は、各蒸着源に導入する第1のキャリアガスの流量により調整することができる。このようにして、第1のキャリアガスの流量調整により被処理体上の膜に含有される各成膜材料の混合比率を精度よく制御することができ、良質な膜を形成できる。
一方、上記各成膜材料の混合比率を制御するために第1のキャリアガスの流量を変動させると、第1のキャリアガスにより材料の気化分子を搬送する連結管内の圧力が変動する。しかしながら、本発明の構成によれば、前述したように、バイパス管から導入される第2のキャリアガスの流量を変えることにより、第1及び第2のキャリアガスの総流量を一定にすることができる。この結果、連結管内の圧力を一定にすることができる。これにより、成膜速度を一定に保つことができる。つまり、本発明の構成によれば、第1のキャリアガスの調整により膜内の成膜材料の混合比率を正確に制御し、これにより、良好な特性を有する膜を成膜するとともに、第2のキャリアガスの調整により吹き出し機構までの搬送経路内の圧力を一定に保ち、これにより、被処理体の成膜速度を一定に保つことができる。
なお、キャリアガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの不活性ガスが好ましい。また、上述した蒸着装置では、有機EL成膜材料または有機金属成膜材料を成膜材料として蒸着により被処理体に有機EL膜または有機金属膜を形成してもよい。
前記バイパス管は、前記複数の蒸着源が前記連結管と連結する位置より前記吹き出し機構から離れた位置にて前記連結管と連結されていてもよい。
前記第1のキャリアガス調整部は、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする各蒸着源の成膜速度との差分が所定の閾値より小さい場合、目標とする各蒸着源の成膜速度に近づくように蒸着源毎に第1のキャリアガスの流量を調整してもよい。
前記成膜速度演算部により求められた各蒸着源の成膜速度と目標とする各蒸着源の成膜速度との差分が所定の閾値以上である場合、目標とする各蒸着源の成膜速度に近づくように蒸着源毎の温度を調整する温度調整部をさらに有していてもよい。
また、前記課題を解決するために、本発明の他の形態によれば、材料容器とキャリアガス導入管とを有する複数の蒸着源にて前記材料容器に収納された成膜材料をそれぞれ気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送するステップと、前記複数の蒸着源のそれぞれに連結された連結管に各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送するステップと、前記連結管に連結されたバイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを直接導入するステップと、前記連結管に連結された吹き出し機構から、前記第1及び第2のキャリアガスを用いて搬送させた成膜材料の気化分子を吹き出させて処理容器内部にて被処理体を成膜するステップと、前記複数の蒸着源と前記連結管との間にそれぞれ設けられた複数の開閉機構により、前記複数の蒸着源と前記連結管とを結ぶ搬送経路を開閉するステップと、を含み、前記バイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを直接導入するステップは、前記開閉機構による前記搬送経路の開閉により、前記複数の蒸着源から前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスを前記連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないようにその流量を調整しながら前記連結管に導入する、蒸着方法が提供される。
また、前記課題を解決するために、本発明の他の形態によれば、材料容器とキャリアガス導入管とを有する複数の蒸着源にて前記材料容器に収納された成膜材料を気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送する処理と、前記複数の蒸着源のそれぞれに連結された連結管に各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送する処理と、前記連結管に連結されたバイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを、当該連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないように直接導入する処理と、前記第1及び第2のキャリアガスを用いて成膜材料の気化分子を前記連結管に連結された吹き出し機構まで搬送し、前記吹き出し機構から吹き出させて処理容器内部にて被処理体を成膜する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体が提供される。
以上説明したように、本発明によれば、複数の蒸着源にそれぞれ収納された各成膜材料の蒸発速度及び被処理体の成膜速度を精度良く制御することができる。
本発明の一実施形態にかかる6層連続成膜システムを模式した斜視図である。 同実施形態にかかる6層連続成膜処理により積層された膜構造図である。 図1のA−A断面図である。 蒸着源ユニットの温度と成膜速度との相関関係の一例を示した図である。 キャリアガスの流量と成膜速度との相関関係の一例を示した図である。 同実施形態にかかる制御装置の機能構成図である。 同実施形態にかかる蒸発速度確認処理を示したフローチャートである。 同実施形態にかかる成膜速度制御処理を示したフローチャートである。 同実施形態にかかる蒸発速度確認時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 同実施形態にかかる蒸発速度確認時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 バイパス管がない場合の蒸発速度確認時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 バイパス管がない場合の蒸発速度確認時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 同実施形態にかかる成膜速度制御時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 同実施形態にかかる成膜速度制御時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 バイパス管がない場合の成膜速度制御時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 バイパス管がない場合の成膜速度制御時のバルブの開閉及びガス流量の状態を示した図である。 各蒸発速度と成膜速度との関係を示した図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。また、本明細書中1mTorrは(10−3×101325/760)Pa、1sccmは(10−6/60)m/secとする。
<第1の実施の形態>
まず、本発明の第1の実施の形態にかかる6層連続成膜システムについて、図1を参照しながら説明する。
[6層連続成膜システム]
図1は、本実施形態に係る蒸着装置の斜視図を模式的に示した図である。蒸着装置10は、有機膜を6層連続して成膜することが可能な装置である。蒸着装置10は、矩形状の処理容器Chに内蔵されている。蒸着装置10は、処理容器Chの内部に6×各3個の蒸着源ユニット100、6×各3個の水冷ジャケット150、6×各1個の連結管200、6×各4個のバルブ300、6×各1個のバイパス管310、6×各1個の吹き出し機構400、7つの隔壁500を有している。処理容器Chの内部は、図示しない排気装置により所望の真空度に保持されている。以下では、隔壁500にて仕切られた3個の蒸着源ユニット100、3個の水冷ジャケット150、連結管200、4個のバルブ300、バイパス管310および吹き出し機構400を、以下、蒸着機構600ともいう。
各蒸着源ユニット100は、筒状の水冷ジャケット150に非接触に挿入されている。水冷ジャケット150は、各蒸着源ユニット100を冷却する。蒸着機構600に含まれる3つの蒸着源ユニット100は、外形および内部構造がすべて同一であり、その内部には成膜材料がそれぞれ納められている。連結管200は、長手方向(z方向)の一端にて蒸着装置10の底壁に固定され、他端にて吹き出し機構400を支持した状態で互いに平行して等間隔に配置されている。各連結管200は、3個の蒸着源ユニット100及びバイパス管310に連結されている。蒸着源ユニット100及びバイパス管310と連結管200との連結部分には、バルブ300がそれぞれ装着されている。かかる構成により、各蒸着源ユニット100にて気化された成膜分子は、各連結管200を通って各吹き出し機構400の上部中央に設けられた開口Opからそれぞれ吹き出されるようになっている。
隔壁500は、各蒸着機構600をそれぞれ仕切るように設けられていて、隣り合う開口Opから吹き出される成膜分子同士が互いに混入することを防止するようになっている。基板Gは、各吹き出し機構400のわずか上空を図示しないスライド可能載置台に載置されながら移動し、吹き出し機構400から吹き出した成膜材料の気化分子により成膜処理される。
以上に説明した蒸着装置10を用いて6層連続成膜処理を実行した結果を図2に示す。これによれば、基板Gが、蒸着装置10の各吹き出し機構400の上方をある速度で進行することにより、基板GのITO上に順に、第1層のホール注入層、第2層のホール輸送層、第3層の青発光層、第4層の緑発光層、第5層の赤発光層、第6層の電子輸送層が形成される。このうち、第3層〜第5層の青発光層、緑発光層、赤発光層がホールと電子の再結合により発光する発光層である。また、有機層上のメタル層(電子注入層、陰極)は、スパッタ装置にてスパッタリングにより成膜される。
[蒸着機構600]
つぎに、図1のA−A断面である図3を参照しながら、蒸着機構600及びその周辺機器について説明する。各蒸着源ユニット100は、材料投入器110及び外部ケース120を有している。外部ケース120はボトル形状であって、その右側端部の開口から材料投入器110を挿入するようになっている。材料投入器110を外部ケース120に装着することにより外部ケース120の内部が密閉される。プロセス中、外部ケース120の内部は所定の真空度に保たれる。
材料投入器110は、成膜材料を収納する材料容器110aとキャリアガスを導入するキャリアガス導入管110bとを有している。各蒸着源ユニット100の端部は、各蒸着源ユニットに対しそれぞれ設けられたマスフローコントローラ450aを介してガス供給源440に接続されている。ガス供給源440から出力されたキャリアガス(たとえば、アルゴンガス)は、マスフローコントローラ450aの開度によりその流量を調整しながら各蒸着源ユニット100に供給される。外部ケース120の周縁部には、ヒータ130が巻かれている。蒸着源ユニット100は、ヒータ130の加熱により材料容器110aに収納された成膜材料を気化させる。気化された成膜材料は、キャリアガス導入管110bから導入されたキャリアガスにより基板側に向かって搬送される。なお、蒸着源ユニット100は、材料容器に収納された成膜材料を気化させ、キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより成膜材料の気化分子を搬送させる蒸着源の一例である。
3つの蒸着源ユニット100及びバイパス管310は、連結管200に並行して連結される。各蒸着源ユニット100と連結管200との間にはバルブ300が設けられている。バルブ300は、蒸着源ユニット100と連結管200とを結ぶ搬送経路を開閉する開閉機構の一例である。
連結管200の先端側には、吹き出し機構400が装着されている。各蒸着源ユニット100から出力された成膜材料の気化分子は、第1のキャリアガスにより連結管200まで運ばれ、第1及び第2のキャリアガスを用いて連結管200の内部を上方に向けて搬送され、吹き出し機構400の上部開口Opから吹き出させる。これにより、処理容器Chの内部にて基板Gに所望の成膜が施される。バイパス管310は、複数の蒸着源ユニット100が連結管200と連結する位置より吹き出し機構400から離れた位置にて連結管200と連結されている。これにより、第2のキャリアガスは連結管200の奥側から導入されるので、材料の気化分子及び第1のキャリアガスを吹き出し側に押し上げながら、良好な状態で搬送できる。
バイパス管310は、マスフローコントローラ450bを介してガス供給源440に接続されている。ガス供給源440から出力されたキャリアガスは、マスフローコントローラ450bの開度によりその流量を調整しながらバイパス管310に供給される。3つの蒸着源ユニット100に導入されるキャリアガスは第1のキャリアガスに相当し、バイパス管310に導入されるキャリアガスは第2のキャリアガスに相当する。第1及び第2のキャリアガスとしては、アルゴンガスの他、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの不活性ガスが好ましい。
基板Gの近傍には、QCM410(Quartz Crystal Microbalance:水晶振動子)が設けられている。QCM410は、膜厚センサの一例として、吹き出し機構400の上部開口Opから吹き出された成膜分子の成膜速度(D/R)を検出する。以下に、QCMの原理について簡単に説明する。
水晶振動子表面に物質を付着させ、水晶振動体寸法、弾性率、密度等を等価的に変化させた場合、振動子の圧電気性質により以下の式で表される電気的共振周波数fの変化が起こる。
f=1/2t(√C/ρ) t:水晶片の厚み C:弾性定数 ρ:密度
この現象を利用し、水晶振動子の共振周波数の変化量により極めて微量な付着物を定量的に測定する。このように設計された水晶振動子の総称がQCMである。上式に示したように、周波数の変化は、付着物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まるものと考えられ、この結果、周波数の変化を付着物の重量に換算することができる。
このような原理を利用して、QCM410は、水晶振動子に付着した膜厚(成膜速度)を検出するために周波数信号ftを出力するようになっている。制御装置700は、QCM410に接続されていて、QCM410から出力された周波数信号ftを入力し、周波数の変化を付着物の重量に換算することにより、成膜速度を算出する。
制御装置700は、算出された成膜速度に応じて成膜速度を制御するための信号を温調器430やガス供給源440に出力する。制御装置700は、ROM700a、RAM700b、CPU700c、入出力インタフェースI/F700d及びバス700eを有している。ROM700aには、CPU700cにて実行される基本的なプログラムや、異常時に起動するプログラム等が記録されている。RAM700bには、膜厚を制御するための各種プログラム(後述する成膜速度確認処理プログラムや成膜速度制御処理プログラム)やデータが蓄積されている。たとえば、RAM700bには、図4の温度と成膜速度との相関関係を示したデータや図5のキャリアガスの流量と成膜速度との相関関係を示したデータが予め格納されている。なお、ROM700aおよびRAM700bは、記憶装置の一例であり、EEPROM、光ディスク、光磁気ディスクなどの記憶装置であってもよい。
CPU700cは、ROM700aやRAM700bに格納されたデータやプログラムを用いて、QCM410から出力された周波数信号ftから各蒸着源ユニット100のヒータ130に印加する電圧をそれぞれ求め、制御信号として温調器430に送信する。温調器430は、制御信号に基づきヒータ130にそれぞれ必要な電圧を印加する。この結果、材料容器110aが所望の温度に制御されることにより、成膜材料の蒸発速度(気化速度)が制御される。
また、CPU700cは、QCM410から出力された周波数信号ftから各蒸着源ユニット100に導入する第1のキャリアガスの流量及びバイパス管310に導入する第2のキャリアガスの流量をそれぞれ求め、制御信号としてガス供給源440及びマスフローコントローラ450a、450bに送信する。ガス供給源440は、制御信号に基づきアルゴンガスを供給し、マスフローコントローラ450a、450bは、制御信号に基づき開度を調整する。これにより、所望のタイミングに各蒸着源ユニット100に所望の流量の第1のキャリアガスが導入されるとともに、所望のタイミングにバイパス管310に所望の流量の第2のキャリアガスが導入される。
バス700eは、ROM700a、RAM700b、CPU700c、入出力インタフェースI/F700dの各デバイス間でデータをやりとりする経路である。入出力インタフェースI/F700dは、図示しないキーボード等からデータを入力し、必要なデータを図示しないディスプレイやスピーカ等に出力するようになっている。また、入出力インタフェースI/F700dは、ネットワークを介して接続されている機器との間でデータを送受信するようになっている。後述する成膜速度制御処理プログラム及び蒸発速度確認処理プログラムは、予め記憶媒体に格納されていてもよく、ネットワークを介して入手するようにしてもよい。
[成膜速度の制御]
蒸着装置10を用いて基板上に良質な膜を形成するためには、成膜速度を精度良く制御することが非常に重要である。このため、従来から、温度制御によりヒータを加熱し、これにより成膜速度を制御する方法が用いられている。
しかしながら、温度調整による成膜速度の制御では、ヒータを加熱してから実際に蒸着源ユニット100が所望の温度になるまでに数十秒以上かかり応答性が悪い。このような温度制御に対する応答性の悪さは、良質な膜を基板Gに均一に形成する妨げとなる。そこで、発明者は、成膜速度の大きな変動に対しては温度で制御し、成膜速度の小さな変動に対してはキャリアガスで制御する方法を用いて成膜速度を制御することを考案した。
発明者は、蒸着源ユニット100の温度(1/K)と成膜速度D/R(nm/s)との関係を実験により求めた。発明者は、同一蒸着機構600中のいずれかの蒸着源ユニット100の材料容器110aに有機材料aを収納し、他のいずれかの蒸着源ユニット100の材料容器110aに有機材料bを収納し、各蒸着源ユニット100の温度を増減させたときの成膜速度D/Rを測定した。このとき、材料aの蒸着源ユニット100に導入したキャリアガスの流量は0.5sccm、材料bの蒸着源ユニット100に導入したキャリアガスの流量は1.0sccmであった。その結果として、発明者は、図4の蒸着源ユニットの温度と成膜速度との相関関係を示したデータを取得し、そのデータをRAM700bに格納した。
次に、発明者は、蒸着源ユニット100に導入されるアルゴンガス(第1のキャリアガス)の流量と成膜速度D/R(a.u.)との関係を実験により求めた。発明者は、同一蒸着機構600中の1つ目の蒸着源ユニット100の材料容器110aに有機材料aを収納し、2つ目の蒸着源ユニット100の材料容器110aに有機材料bを収納し、各蒸着源ユニット100に導入するアルゴンガスを増減させたときの成膜速度D/Rを測定した。このとき、材料aの蒸着源ユニット100及び材料bの蒸着源ユニット100に導入したそれぞれのキャリアガスの総流量はいずれも1.5sccmに固定した。また、材料aを収納した蒸着源ユニット100の温度は248℃、材料bを収納した蒸着源ユニット100の温度は244℃であった。その結果として、発明者は、図5のキャリアガス増加流量と成膜速度との相関関係を示したデータを取得し、そのデータをRAM700bに格納した。
本実施形態では、これらのデータを用いて、成膜速度の大きな変動に対しては温度により制御し、成膜速度の小さな変動に対してはキャリアガスの流量により制御する。その具体的動作については、制御装置700の機能構成を説明した後に説明する。なお、図4及び図5には2つ蒸着源ユニットに収められた2種類の成膜材料についての相関関係が示されているので、成膜材料の蒸発速度を制御できるのは、2つの蒸着源ユニットに収められた2種類の成膜材料に限られる。ただし、前もって3つの蒸着源ユニットに収められた3種類の成膜材料についての相関関係を示すデータを取得していれば、3つの蒸着源ユニットの各成膜材料の蒸発速度を制御できる。
[制御装置の機能構成]
図6に示したように、制御装置700は、記憶部710、入力部720、成膜速度演算部730、膜厚制御切替部740、温度調整部750、第1のキャリアガス調整部760、第2のキャリアガス調整部770及び出力部780の各ブロックにて示される機能を有している。
記憶部710には、蒸着源ユニットの温度と成膜速度との相関関係を示した図4のデータ,キャリアガスの流量と成膜速度との相関関係を示した図5のデータが記憶されている。記憶部710には、予め定められた閾値Thが記憶されている。閾値Thは、成膜速度を温度制御するか又はガス流量制御するかを判定する際に使われる。記憶部710は、実際はROM700aやRAM700b等の記憶領域である。
入力部720は、QCM410から出力された周波数信号ftを所定時間毎に入力する。成膜速度演算部730は、入力部720により入力された周波数信号ftに基づき、基板Gの成膜速度を算出し、算出された成膜速度と目標とする成膜速度との差分を求める。
膜厚制御切替部740は、成膜速度演算部730にて求められた成膜速度の差分の絶対値が閾値Thより大きい場合、温度制御により成膜速度を制御する。温度制御によりある程度定常状態になって前記差分が閾値Th以下になったら、膜厚制御切替部740は、キャリアガスの流量制御により成膜速度を制御するように成膜速度の制御方法を切り替える。
温度調整部750は、たとえば、記憶部710に記憶された成膜速度と温度との関係を示すデータを用いて、算出した各蒸着源ユニットの成膜速度が目標とする各蒸着源ユニットの成膜速度に近づくように蒸着源ユニット毎の温度を調整する。
第1のキャリアガス調整部760は、たとえば、記憶部710に記憶された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示すデータを用いて、算出した各蒸着源ユニットの成膜速度が目標とする各蒸着源ユニットの成膜速度に近づくように蒸着源ユニット毎に第1のキャリアガスの流量を調整する。
第2のキャリアガス調整部770は、第1のキャリアガス調整部760の調整により連結管200に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて第2のキャリアガスの流量を調整する。具体的には、複数のバルブ300の開閉を変更することにより、第1のキャリアガスが変動した場合、第2のキャリアガス調整部770は、第1のキャリアガスの変動量に応じて第2のキャリアガスの流量を調整する。たとえば、第2のキャリアガス調整部770は、連結管200を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないようにバイパス管310に導入する第2のキャリアガスの流量を調整する。
出力部780は、温度にて成膜速度を制御する場合、ヒータ130に印可する電圧を調整するように温調器430に制御信号を出力する。出力部780は、キャリアガスの流量にて成膜速度を制御する場合、キャリアガスの流量を所望の流量に調整するようにマスフローコントローラ450a、450b及びガス供給源440に制御信号を出力する。なお、以上に説明した制御装置700の各機能は、実際には、たとえば、CPU700cがこれらの機能を実現する処理手順を記述したプログラムを実行することにより達成される。
[制御装置の動作]
つぎに、制御装置700の動作について、図7および図8を参照しながら説明する。図7は、蒸着源ユニット毎に収納された各材料の蒸発速度を確認する処理を示したフローチャートである。図8は、キャリアガスの流量または蒸着源ユニットの温度を制御することにより成膜速度を制御する処理を示したフローチャートである。
図7の蒸発速度確認処理は、たとえば、朝、晩の一日2回だけ起動されたり、蒸着源ユニット内の成膜材料の交換時に起動されたり、蒸着源ユニット自体の交換時に起動されたり、基板を2,3枚処理する毎又は基板を1枚処理する毎に起動されたりと、前もって定められた所定時間に実行される。これは、蒸着装置10にて製品を成膜する前に各材料の蒸発速度が安定しているかを確認したり、使用後の各材料の蒸発速度の変動を確認するために必要である。特に、材料を投入した直後は、材料が不均一になっていて材料の収納状態に偏りができやすい。この場合、蒸発速度が一定になりにくい。そのような場合に各材料の蒸発速度を確認する蒸発速度確認処理が実行される。一方、図8の成膜速度制御処理は、プロセス前後及びプロセス中に所定時間毎に実行される。
蒸発速度確認処理を実行するに当たって、ここでは、図9Aに示したように、3つの蒸着源ユニット100のうち、蒸着源ユニットAには材料aが収められ、蒸着源ユニットBには材料bが収められ、蒸着源ユニットCには材料は収められていないとする。
[蒸発速度確認処理]
まず、図7に示した蒸発速度確認処理について説明する。蒸発速度確認処理は、ステップS700から処理が開始され、ステップS705にて、各蒸着源ユニットのバルブ300の開閉が制御される。たとえば、蒸着源ユニット100内の成膜材料の蒸発速度を順番に確認する際、図9Aに示したように、まず、蒸着源ユニットAに収められた材料aの蒸発速度を確認するために、蒸着源ユニットA及びバイパス管310のバルブ300を開け、蒸着源ユニットB、Cのバルブ300を閉める。
次に、ステップS710に進み、バルブを閉じた各蒸着源ユニットへの第1のキャリアガスの導入を停止する。図9Aでは、蒸着源ユニットAに0.5sccmの第1のキャリアガスが導入され、蒸着源ユニットB,Cへはガスは導入されていない。次に、ステップS715に進み、連結管200に導入されるキャリアガスの総流量が変わらないように、バイパス管310から導入する第2のキャリアガスの流量を調整する。共蒸着中(製品プロセス中)、キャリアガスの総流量が2.0sccmであるとすると、図9Aでは、バイパス管310に1.5sccmの第2のキャリアガスが導入される。
ついで、ステップS720に進み、成膜速度演算部730は、QCM410の出力から成膜速度を求める。これによれば、キャリアガスの総流量2.0sccmは共蒸着中の流量から変動していない。よって、連結管200の内部の圧力は、共蒸着中のときの圧力と変わっていない。このため、検出された単一の成膜材料の蒸発速度は、共蒸着中の真の蒸発速度と同じになる。この結果、蒸着源ユニットAの材料aに対する共蒸着中の真の蒸発速度を測ることができる。
次に、ステップS725に進んで、すべての蒸着源ユニットの材料について成膜速度が確認されたかが判定される。ここでは、蒸着源ユニットB、Cについて確認していないので、ステップS705に戻り、ステップS705〜S725の処理を繰り返す。
ステップS705では、蒸着源ユニットBに収められた材料bの蒸発速度を確認するために、図9Bに示したように、蒸着源ユニットB及びバイパス管310のバルブ300を開け、蒸着源ユニットA、Cのバルブ300を閉める。この状態で、ステップS710に進み、蒸着源ユニットBに、たとえば、0.6sccmの第1のキャリアガスを導入し、蒸着源ユニットA、Cへの第1のキャリアガスの導入を停止すると、第1のキャリアガスの流量が変動する。そこで、ステップS715にて、総流量が変動しないように第2のキャリアガスの流量を1.4sccmに調整する。
これによれば、キャリアガスの総流量は共蒸着中の流量から変動していないので、ステップS720にて演算された成膜速度は、材料bに対する共蒸着中の真の蒸発速度と同じになる。以上のステップS705〜S725の蒸発速度確認処理を蒸着源ユニットCに対しても行うことにより、すべての蒸着源ユニットの単一材料の蒸発速度を確認した後、ステップS795に進んで本処理を終了する。
図10A及び図10Bに示したように、バイパス管が存在しない場合、材料の蒸発速度を検出する蒸着源ユニット以外の蒸着源ユニットのバルブ300を閉めると、キャリアガスの総流量が変動するため、連結管内の圧力が変動する。これでは、検出された単一の成膜材料の蒸発速度は、共蒸着中の真の蒸発速度と異なってしまう。
しかしながら、本実施形態では、上述したように、バイパス管310が設けられ、バイパス管310から第2のキャリアガスを流すことにより、キャリアガスの総流量を一定にすることができる。このため、QCMを蒸着源ユニット毎に設けなくても、バルブ300の開閉及び第2のキャリアガスの流量調整により蒸着源ユニット毎に共蒸着中の真の蒸発速度を測ることができる。
たとえば、図13に示したQCM410の測定結果によれば、A材料を収めた蒸着源ユニットBのバルブ300のみを開いた場合のA材料の蒸発速度の測定値は1.555nm/sであった。同様にして、B材料を収めた蒸着源ユニットCのバルブ300のみを開いた場合のB材料の蒸発速度の測定値は0.112nm/sであった。さらに、全てのバルブを開けた場合のA+B材料の気化分子を混合して成膜したときの基板の成膜速度は、1.673nm/sであった。これにより、A材料とB材料が予定通りの混合比で混合されていること、及び測定対象材料側のバルブのみを開いて行った各材料の蒸発速度の合計値と全てのバルブを開いて行った全体の成膜速度の値とがほぼ同一値になっていることが確認できる。よって、以上に説明した蒸発速度確認処理を実行して、各蒸着減ユニットの蒸発速度を目標とする速度に制御しておくことにより、次に説明する成膜速度制御処理にて基板の成膜速度を目標とする成膜速度に精度よく制御することができる。
[成膜速度制御処理]
つぎに、図8に示した成膜速度制御処理について説明する。図11Aに示したように、この時点では、蒸着源ユニットA、蒸着源ユニットB及びバイパス管310のバルブ300は開き、蒸着源ユニットCのバルブ300は閉じている。また、蒸着源ユニットAには、キャリアガスとして0.6sccmのアルゴンガスが導入され、蒸着源ユニットBには0.5sccm、バイパス管310には0.9sccmのアルゴンガスが導入されている。これにより、キャリアガスの総流量は、2.0sccmになっている。
成膜速度制御処理は、図8のステップS800から処理が開始され、ステップS805に進むと、成膜速度演算部730は、成膜速度DRpを演算し、ステップS810にて演算した成膜速度DRpと目標となる成膜速度DRrとの差分の絶対値|DRp−DRr|を求める。
つぎに、ステップS815にて、膜厚制御切替部740は、成膜速度の差分(変化量)の絶対値が閾値Thより大きいか否かを判定する。蒸着源ユニット内部の状態が安定していいないため、成膜速度の差分の絶対値が、閾値Thより大きい場合、ステップS820に進み、温度調整部750は、図4に示した成膜速度と温度との相関関係に基づき、現時点での成膜速度を目標とする成膜速度に近づけるために必要な温度の調整量を求める。温度調整部750は、求められた温度の調整量に対応してヒータに印加する電圧を算出する。出力部780は、算出された電圧をヒータ130に印加することを指示する制御信号を温調器430に出力し、S805に戻り、ステップS805〜S815の処理を繰り返す。
蒸着源ユニット内部の状態が安定してくると、S815にて成膜速度の現実値と目標値との差分の絶対値が閾値Th以下になる。この場合にはステップS825に進み、第1のキャリアガス調整部760は、図5に示したキャリアガスと温度との相関関係に基づき、現時点での成膜速度を目標とする成膜速度に近づけるために必要な、各蒸着源ユニットに導入する第1のキャリアガスの調整量を求める。
成膜速度演算部730により算出された成膜速度DRpを予め定められた材料の混合比率で分けた値は、現在の各材料の蒸発速度に等しいと予測できる。そこで、第1のキャリアガス調整部760は、成膜速度DRpを予め定められた材料の混合比率で分けた値をA材料の蒸発速度及びB材料の蒸発速度として算出する。第1のキャリアガス調整部760は、図5のガス流量と成膜速度との相関関係を示したデータに基づき、算出された各材料a,bの蒸発速度と目標とする各材料a,bの成膜速度との差分を算出して、材料aを収めた蒸着源ユニットAに導入する第1のキャリアガスの流量を求めるとともに、材料bを収めた蒸着源ユニットBに導入する第1のキャリアガスの流量を求める。
いま、図5の相関関係データを用いて各蒸着源ユニットに導入する第1のキャリアガスの流量を求めると、算出された材料aの成膜速度DRp(a)が約1.1(a.u.)、目標となる材料aの成膜速度DRr(a)が約1.2(a.u.)の場合、今回の成膜速度と目標とする成膜速度との差分に対するキャリアガス流量は、0.2(sccm)である。そこで、第1のキャリアガス調整部760は、ステップS725にて材料aが収められた蒸着源ユニットに導入される第1のキャリアガスの流量を0.2(sccm)だけ増加させるための制御信号を生成し、出力部780はその制御信号を出力する。
同様に、算出した材料bの成膜速度DRp(b)が約1.0(a.u.)、目標となる材料bの成膜速度DRr(b)が約1.1(a.u.)の場合、今回の成膜速度と目標とする成膜速度との差分に対するキャリアガス流量は、0.1(sccm)である。そこで、第1のキャリアガス調整部760は、ステップS825にて材料bが収められた蒸着源ユニットに導入される第1のキャリアガスの流量を0.1sccmだけ増加させるための制御信号を生成し、出力部780はその制御信号を出力する。これにより、図11Bに示したように、各蒸着源ユニットA,Bに導入されるキャリアガスを0.8sccm、0.6sccmに変更することにより、各成膜材料a,bの蒸発速度を目標値に近づける。これにより、基板上の膜に含有される各成膜材料の混合比率を精度よく制御することができ、良質な膜を形成できる。
つぎに、ステップS830にて、第2のキャリアガス調整部770は、各蒸着源ユニットに導入された第1のキャリアガスの流量が変動したかを判定する。第1のキャリアガスが変動していない場合、直ちにステップS895に進んで本処理を終了する。第1のキャリアガスが変動している場合、ステップS835に進んで、第2のキャリアガス調整部770は、第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないように第2のキャリアガスの流量を算出し、ステップS895に進んで本処理を終了する。
たとえば、上記例では、第1のキャリアガスは、図11Aに示したように、1.1sccmだけ導入される状態から図11Bに示したように、1.4sccmだけ導入される状態に変動している。このため、第2のキャリアガス調整部770は、第1及び第2のキャリアガスの総流量2.0sccmが変わらないように、第1のキャリアガスの増加流量分、第2のキャリアガスの流量を0.6sccmに減らす。
図12A及び図12Bに示したように、バイパス管310が設けられていない場合、第1のキャリアガスの流量を調整することにより、各成膜材料a,bの蒸発速度を目標値に近づけることによって基板上の膜に含有される各成膜材料の混合比率の精度を向上させるように制御すると、各蒸着源ユニット内の圧力が変化するため(図12Aの蒸着源ユニットAの圧力Pa≠図12Bの蒸着源ユニットAの圧力Pa’、蒸着源ユニットBの圧力Pb≠蒸着源ユニットBの圧力Pb’)、調整前の連結管内の圧力Pが調整後の連結管内の圧力Pと異なってしまう。この結果、調整前の成膜速度DRと調整後の成膜速度DRが一定でなくなり、膜の不均一が生じる。
一方、本実施形態では、バイパス管310が設けられていて、第1のキャリアガスの流量調整に合わせて第2のキャリアガスの流量を調整することにより、第1及び第2のキャリアガスの総流量を一定に維持することができる。これにより、本実施形態では、調整前の連結管内の圧力Pと調整後の連結管内の圧力Pとを一定にすることができる。この結果、調整前の成膜速度DRと調整後の成膜速度DRとを一定にすることができ、膜の均一性を保つことができる。これにより、製品の性能を高めることができる。
すなわち、本実施形態によれば、第1のキャリアガスの調整により膜を構成する複数の成膜材料の混合比率を正確に制御し、これにより、基板上に良質な膜を成膜するとともに、第2のキャリアガスの調整により吹き出し機構までの搬送経路内の圧力を一定に保ち、これにより、基板の成膜速度を一定に保つことができる。
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、蒸着装置の実施形態を蒸着方法の実施形態とすることができる。
また、上記各部の動作を、各部の処理と置き換えることにより、蒸着方法の実施形態を、蒸着方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの実施形態およびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
たとえば、上記実施形態にかかる蒸着装置10では、成膜材料にパウダー状(固体)の有機EL材料を用いて、基板G上に有機EL多層成膜処理を施した。しかし、本発明にかかる蒸着装置は、たとえば、成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を500〜700℃に加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させるMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属気相成長法)に用いることもできる。
10 蒸着装置
100 蒸着源ユニット
200 連結管
300 バルブ
310 バイパス管
400 吹き出し機構
410 QCM
430 温調器
440 ガス供給源
450a、450b マスフローコントローラ
600 蒸着機構
700 制御装置
710 記憶部
720 入力部
730 成膜速度演算部
740 膜厚制御切替部
750 温度調整部
760 第1のキャリアガス調整部
770 第2のキャリアガス調整部
780 出力部

Claims (7)

  1. 材料容器とキャリアガス導入管とを有し、前記材料容器に収納された成膜材料を気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送させる複数の蒸着源と、
    前記複数の蒸着源のそれぞれに連結され、各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送させる連結管と、
    前記連結管に連結され、第2のキャリアガスを前記連結管に直接導入するバイパス管と、
    前記連結管に連結された吹き出し機構を内蔵し、前記第1及び第2のキャリアガスを用いて搬送させた成膜材料の気化分子を前記吹き出し機構から吹き出させて内部にて被処理体を成膜する処理容器と、
    前記複数の蒸着源と前記連結管との間にそれぞれ設けられ、前記複数の蒸着源と前記連結管とを結ぶ搬送経路を開閉する複数の開閉機構と、
    前記複数の開閉機構による前記搬送経路の開閉により、前記複数の蒸着源から前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスの流量を調整する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    各成膜材料に対する成膜速度とキャリアガスの流量との関係を示した記憶部と、
    前記処理容器内に取り付けられた膜厚センサからの出力信号に基づき、被処理体の成膜速度を求める成膜速度演算部と、
    前記記憶部に示された成膜速度とキャリアガスの流量との関係を用いて、前記成膜速度演算部により求められた成膜速度が目標とする成膜速度に近づくように蒸着源毎に第1のキャリアガスの流量を調整する第1のキャリアガス調整部と、
    前記第1のキャリアガス調整部の調整により前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスの流量を調整する第2のキャリアガス調整部と、を有し、
    前記第2のキャリアガス調整部は、
    前記連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないように前記バイパス管に導入する第2のキャリアガスの流量を調整する、蒸着装置。
  2. 前記バイパス管は、前記複数の蒸着源が前記連結管と連結する位置より前記吹き出し機構から離れた位置にて前記連結管と連結されている請求項1に記載された蒸着装置。
  3. 前記第1のキャリアガス調整部は、
    前記成膜速度演算部により求められた成膜速度と目標とする各蒸着源の成膜速度との差分が所定の閾値より小さい場合、目標とする各蒸着源の成膜速度に近づくように蒸着源毎に第1のキャリアガスの流量を調整する請求項1又は2に記載された蒸着装置。
  4. 前記成膜速度演算部により求められた各蒸着源の成膜速度と目標とする各蒸着源の成膜速度との差分が所定の閾値以上である場合、目標とする各蒸着源の成膜速度に近づくように蒸着源毎の温度を調整する温度調整部をさらに備える請求項1〜3のいずれかに記載された蒸着装置。
  5. 有機EL成膜材料または有機金属成膜材料を成膜材料として被処理体に有機EL膜または有機金属膜を形成する請求項1〜4のいずれかに記載された蒸着装置。
  6. 材料容器とキャリアガス導入管とを有する複数の蒸着源にて前記材料容器に収納された成膜材料をそれぞれ気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送するステップと、
    前記複数の蒸着源のそれぞれに連結された連結管に各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送するステップと、
    前記連結管に連結されたバイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを直接導入するステップと、
    前記連結管に連結された吹き出し機構から、前記第1及び第2のキャリアガスを用いて搬送させた成膜材料の気化分子を吹き出させて処理容器内部にて被処理体を成膜するステップと、
    前記複数の蒸着源と前記連結管との間にそれぞれ設けられた複数の開閉機構により、前記複数の蒸着源と前記連結管とを結ぶ搬送経路を開閉するステップと、を含み、
    前記バイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを直接導入するステップは、
    前記開閉機構による前記搬送経路の開閉により、前記複数の蒸着源から前記連結管に導入される第1のキャリアガスの変動に応じて前記第2のキャリアガスを前記連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないようにその流量を調整しながら前記連結管に導入する、蒸着方法。
  7. 材料容器とキャリアガス導入管とを有する複数の蒸着源にて前記材料容器に収納された成膜材料を気化させ、前記キャリアガス導入管から導入された第1のキャリアガスにより前記成膜材料の気化分子を搬送する処理と、
    前記複数の蒸着源のそれぞれに連結された連結管に各蒸着源を搬送した成膜材料の気化分子を搬送する処理と、
    前記連結管に連結されたバイパス管から前記連結管に第2のキャリアガスを、当該連結管を搬送される第1及び第2のキャリアガスの総流量が変わらないように直接導入する処理と、
    前記第1及び第2のキャリアガスを用いて成膜材料の気化分子を前記連結管に連結された吹き出し機構まで搬送し、前記吹き出し機構から吹き出させて処理容器内部にて被処理体を成膜する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
JP2010531812A 2008-09-30 2009-09-18 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体 Expired - Fee Related JP5340299B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010531812A JP5340299B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-18 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008253731 2008-09-30
JP2008253731 2008-09-30
PCT/JP2009/066332 WO2010038631A1 (ja) 2008-09-30 2009-09-18 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体
JP2010531812A JP5340299B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-18 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010038631A1 JPWO2010038631A1 (ja) 2012-03-01
JP5340299B2 true JP5340299B2 (ja) 2013-11-13

Family

ID=42073398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010531812A Expired - Fee Related JP5340299B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-18 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110183069A1 (ja)
JP (1) JP5340299B2 (ja)
KR (1) KR101226518B1 (ja)
CN (1) CN102171377A (ja)
DE (1) DE112009002374T5 (ja)
TW (1) TWI429772B (ja)
WO (1) WO2010038631A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5179739B2 (ja) * 2006-09-27 2013-04-10 東京エレクトロン株式会社 蒸着装置、蒸着装置の制御装置、蒸着装置の制御方法および蒸着装置の使用方法
TW201209219A (en) * 2010-08-16 2012-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Coating apparatus and coating method
WO2013024769A1 (ja) * 2011-08-12 2013-02-21 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
DE102011084996A1 (de) * 2011-10-21 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum Beschichten eines Substrats
US10818564B2 (en) * 2016-03-11 2020-10-27 Applied Materials, Inc. Wafer processing tool having a micro sensor
DE102017112668A1 (de) * 2017-06-08 2018-12-13 Aixtron Se Verfahren zum Abscheiden von OLEDs
US20210147975A1 (en) * 2018-04-18 2021-05-20 Applied Materials, Inc. Evaporation source for deposition of evaporated material on a substrate, deposition apparatus, method for measuring a vapor pressure of evaporated material, and method for determining an evaporation rate of an evaporated material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007070679A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Tohoku Univ 成膜装置、成膜装置系、成膜方法、及び電子機器または有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2008088489A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Tokyo Electron Ltd 蒸着装置
JP2008189951A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Tokyo Electron Ltd 蒸着装置、蒸着方法および蒸着装置の製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819167A (en) * 1987-04-20 1989-04-04 Applied Materials, Inc. System and method for detecting the center of an integrated circuit wafer
US5319118A (en) * 1991-10-17 1994-06-07 Air Products And Chemicals, Inc. Volatile barium precursor and use of precursor in OMCVD process
US20050070126A1 (en) * 2003-04-21 2005-03-31 Yoshihide Senzaki System and method for forming multi-component dielectric films
JP2005110760A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Mitsubishi Electric Corp 抗酸化剤放出装置および抗酸化剤放出方法
JP4522141B2 (ja) 2004-05-17 2010-08-11 株式会社アルバック 有機蒸着方法及び有機蒸着装置
JP2006176831A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Tokyo Electron Ltd 蒸着装置
JP4911555B2 (ja) * 2005-04-07 2012-04-04 国立大学法人東北大学 成膜装置および成膜方法
JP4412258B2 (ja) * 2005-08-25 2010-02-10 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP4728926B2 (ja) 2006-10-16 2011-07-20 新日本製鐵株式会社 重ね抵抗スポット溶接方法
WO2008111398A1 (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Tokyo Electron Limited 蒸着装置の制御装置および蒸着装置の制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007070679A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Tohoku Univ 成膜装置、成膜装置系、成膜方法、及び電子機器または有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2008088489A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Tokyo Electron Ltd 蒸着装置
JP2008189951A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Tokyo Electron Ltd 蒸着装置、蒸着方法および蒸着装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI429772B (zh) 2014-03-11
KR20110047254A (ko) 2011-05-06
US20110183069A1 (en) 2011-07-28
KR101226518B1 (ko) 2013-01-25
TW201026865A (en) 2010-07-16
CN102171377A (zh) 2011-08-31
JPWO2010038631A1 (ja) 2012-03-01
DE112009002374T5 (de) 2012-11-29
WO2010038631A1 (ja) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5340299B2 (ja) 蒸着装置、蒸着方法およびプログラムを記憶した記憶媒体
JP5179739B2 (ja) 蒸着装置、蒸着装置の制御装置、蒸着装置の制御方法および蒸着装置の使用方法
JP5190446B2 (ja) 蒸着装置および蒸着装置の制御方法
US10844484B2 (en) Apparatus for dispensing a vapor phase reactant to a reaction chamber and related methods
US20090304906A1 (en) Evaporating apparatus, apparatus for controlling evaporating apparatus, method for controlling evaporating apparatus, method for using evaporating apparatus and method for manufacturing blowing port
US10267768B2 (en) Device and method for determining the concentration of a vapor by means of an oscillating body sensor
JP5301736B2 (ja) 成膜装置及び成膜材料供給方法
JP5306993B2 (ja) 蒸着源ユニット、蒸着装置および蒸着源ユニットの温度調整装置
KR102062224B1 (ko) 증착장치
JP6116290B2 (ja) 蒸着装置および蒸着方法
KR20230045590A (ko) 버블러 (bubbler) 를 사용한 농도 제어
JP4551465B2 (ja) 蒸着源、成膜装置および成膜方法
JP4847496B2 (ja) 蒸着源ユニット、蒸着方法、蒸着源ユニットの制御装置および成膜装置
JP5180469B2 (ja) 真空蒸着装置
WO2003104520A1 (ja) 有機薄膜の形成方法
JP2004247113A (ja) 有機電界発光素子の製造装置及び有機電界発光素子の製造方法
US20240133033A1 (en) Reactant delivery system and reactor system including same
US20150114291A1 (en) Film formation device
JP2011009380A (ja) 成膜装置
JP2009052086A (ja) 成膜装置
JP2017179411A (ja) 薄膜形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130619

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: 20130730

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130806

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5340299

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees