TWI433946B - 成膜裝置和成膜方法 - Google Patents

Description

成膜裝置和成膜方法

本發明涉及成膜裝置。

通常，當利用蒸鍍、濺射等在諸如基板一類的成膜標的物上形成薄膜時，為控制所要形成的薄膜的厚度，在成膜室內配置石英振盪器。當成膜室內配置有石英振盪器時，在形成薄膜時，形成薄膜的成膜材料既沉積於石英振盪器上，又沉積於成膜標的物上。這裏，當成膜材料沉積於石英振盪器上時，該石英振盪器的共振頻率依據沉積於其上的成膜材料的量發生變化。利用此現象，可獲知沉積於成膜標的物上的成膜材料的膜厚。明確地說，由共振頻率的變化量算出沉積在石英振盪器上的膜厚。利用預先決定的沉積在石英振盪器上的膜與沉積在成膜標的物上的膜之膜厚比，可獲知沉積在成膜標的物上的成膜材料的膜厚。

然而，隨著成膜材料沉積在石英振盪器上，共振頻率的變化量與沉積在成膜標的物上的膜厚值之間的關係偏離計算值。因此，難以長期精確地控制成膜標的物上的膜厚。

日本專利申請公開第2008-122200號揭露公開了一種使膜厚值誤差較小的方法，此膜厚值誤差對於控制成膜標的物上的膜厚成為問題。更具體的，在日本專利申請公開第2008-122200號中，採用這樣一種方法，除了傳統的測量用石英振盪器外，成膜室內還設有校正用石英振盪器。

順便一提的是，在通常的成膜步驟中，首先，把成膜標的物移入成膜室，然後在該成膜標的物上成膜。這裏，當在成膜標的物上成膜時，成膜材料沉積在測量用石英振盪器上，以控制該成膜標的物上的膜厚。成膜結束後，從成膜室取出成膜標的物，成膜步驟結束。然而，當成膜步驟重複多次時，成膜材料在每次執行成膜步驟時都沉積在測量用石英振盪器上，由此隨著成膜步驟重複，膜厚控制精確度降低。因此，採用校正用石英振盪器來實施校正步驟。

日本專利申請公開第2008-122200號揭露的成膜方法中，在成膜步驟之間即一成膜步驟結束後且下一成膜步驟開始前執行校正步驟。此校正步驟中，首先，把成膜材料沉積在校正用石英振盪器和測量用石英振盪器兩者上。然後，測量採用校正用石英振盪器決定的形成在成膜標的物上的薄膜的厚度(膜厚值P₀ )和採用測量用石英振盪器決定的形成在成膜標的物上的薄膜的厚度(膜厚值M₀ )，決定校正係數P₀ /M₀ 。然後，在校正步驟之後執行的成膜步驟中，藉由把採用測量用石英振盪器算出的成膜標的物的膜厚值M₁ 乘以預先決定的校正係數P₀ /M₀ ，從而精確地控制成膜標的物上的膜厚。

另一方面，日本專利申請公開第2004-091919號揭露了一種在成膜標的物的表面上形成厚度均一膜的裝置和方法。日本專利申請公開第2004-091919號揭露的薄膜形成裝置中，可移動的成膜源在固定的成膜標的物的下方以恆定的速度移動。藉由採用此薄膜形成裝置形成薄膜，即使成膜標的物具有較大的面積，也能夠在該成膜標的物上形成厚度均一膜。

另外，日本專利申請公開第2004-091919號揭露的薄膜形成裝置中，為監測從成膜源釋放出的成膜材料量，膜厚感測器被提供為固定在成膜源的等待位置的上方。膜厚感測器可檢測成膜材料的成膜速度，由此，當成膜速度到達預期水準時，成膜源移至成膜位置以在成膜標的物上成膜。

順便一提的是，日本專利申請公開第2004-091919號揭露的成膜裝置中，如上所述，當成膜源移動時，膜厚感測器固定在成膜源的等待位置的上方。由此可見，當成膜源移動時，不能監測從該成膜源釋放出的成膜材料量。因此，即使在成膜源移動時所釋放出的成膜材料量發生變動，也不能監測到此變動，由此，不能將所釋放出的成膜材料量修正為預期釋放量。另外，若不能立即修正所釋放出的成膜材料量，則所釋放出的實際成膜材料量會越來越偏離預期釋放量。結果，隨著重複在成膜標的物上形成成膜材料的膜的過程(成膜過程)，產生了不能在各成膜過程中使形成在該成膜標的物上的薄膜的厚度均一的問題。

另外，日本專利申請公開第2004-091919號揭露的成膜裝置中，即使在成膜源返回到等待位置時膜厚感測器檢測到所釋放出的成膜材料量異常，也需要花時間把釋放量修正為預期量，且在進行此修定時，成膜標的物滯留於成膜室內。結果，產生了生產力下降的問題。

另一方面，日本專利申請公開第2008-122200號揭露的成膜裝置中，除測量用石英振盪器以外，還提供校正用石英振盪器。另外，日本專利申請公開第2008-122200號揭露的成膜裝置中，在成膜過程之間實施校正過程。更具體的，採用校正用石英振盪器來實施用於校正測量用石英振盪器的誤差(採用測量用石英振盪器監測的成膜材料的薄膜厚度與形成在成膜標的物上的成膜材料的薄膜的厚度之間的誤差)的過程。藉由實施校正過程，形成在成膜標的物上的薄膜的厚度的控制精確度得以提高。

然而，當成膜源可移動且兩個石英振盪器(測量用石英振盪器和校正用石英振盪器)固定時，類似於日本專利申請公開第2004-091919號揭露的成膜裝置的情況，當成膜源移動時，不能監測從該成膜源釋放出的成膜材料量。因此，類似於日本專利申請公開第2004-091919號揭露的成膜裝置的情況，隨著重複在成膜標的物上形成成膜材料的膜的過程(成膜過程)，產生了不能在各成膜過程中使形成在該成膜標的物上的薄膜的厚度均一的問題。

本發明是為解決上述問題而實現的，本發明的目的是提供一種能夠在成膜標的物上精確地形成均一膜的成膜裝置。

依據本發明的第一態樣，提供一種成膜裝置，包括：蒸發源，用於加熱成膜材料以及用於釋放出該成膜材料的蒸氣；移動部，用於使該蒸發源相對於成膜標的物在預定成膜等待位置與預定成膜位置之間移動；測量用石英振盪器，用於測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量；以及校正用石英振盪器，用於校正利用該測量用石英振盪器測得的該成膜材料的量，其中，該測量用石英振盪器設在該移動部內，該校正用石英振盪器設在該移動部的該預定成膜等待位置的上方。

依據本發明的第二態樣，提供一種利用裝置的成膜方法，該裝置包括：蒸發源，用於釋放出成膜材料的蒸氣；移動部，用於使該蒸發源相對於成膜標的物在預定成膜等待位置與預定成膜位置之間移動；測量用石英振盪器，用於測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量；以及校正用石英振盪器，用於校正利用該測量用石英振盪器測得的該成膜材料的量，該成膜方法包括：在該蒸發源處於該成膜位置的移動期間，把該成膜材料沉積到該成膜標的物和該測量用石英振盪器上的成膜步驟；利用該測量用石英振盪器，測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量的步驟；當該蒸發源位於該預定成膜等待位置時，把該成膜材料沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器上的步驟；利用各石英振盪器，測量被沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器中每個上的該成膜材料的量的步驟；以及基於利用各石英振盪器所測得的成膜量的比，決定用於校正該測量用石英振盪器所測得的該成膜材料的成膜量的校正係數的步驟。

依據本發明，可提供能夠在成膜標的物上精確地形成均一膜的成膜裝置。

從以下參照附圖對示範實施例的說明中，本發明的其他特徵將變得明顯。

依據本發明的成膜裝置包括成膜源、測量用石英振盪器和校正用石英振盪器。

在依據本發明的成膜裝置中，當在成膜標的物上形成成膜材料的薄膜時，在成膜源內加熱該成膜材料以釋放出成膜材料的蒸氣。

在依據本發明的成膜裝置中，設置測量用石英振盪器用於測量形成在成膜標的物上的成膜材料的膜量(所形成薄膜的厚度)。

在依據本發明的成膜裝置中，設置校正用石英振盪器用於校正測量用石英振盪器。注意，校正用石英振盪器校正測量用石英振盪器的定時是任意的。

另外，在依據本發明的成膜裝置中，還設置用於在預定成膜等待位置與預定成膜位置之間相對於成膜標的物移動成膜源的移動部。移動部保持測量用石英振盪器，以維持其相對於成膜源的相對位置。

另一方面，當移動部位於成膜等待位置時，校正用石英振盪器設在該移動部的上方。

以下參照附圖說明依據本發明的成膜裝置，然而本發明不限於此。另外，在不脫離本發明的主旨的情況下可對本發明作適當的變更。

圖1A和1B是表示當成膜源位於成膜等待位置時獲得的依據本發明實施例的成膜裝置的示意圖，且圖1C和1D是表示當成膜源位於成膜位置時獲得的依據本發明此實施例的成膜裝置的示意圖。注意，圖1A、1C和1D是從前側(沿寬度方向)看的成膜裝置的示意剖視圖，圖1B是從左側(沿深度方向)看的成膜裝置沿圖1A的線1B-1B的示意剖視圖。

在圖1A至1D所示的成膜裝置1中，作為用於移動成膜源21的移動部的成膜源單元20和兩種石英振盪器(測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23)設在成膜室10內的預定位置。注意，兩個石英振盪器的所設置的位置在下面進行說明。

以下，說明圖1A至1D中所示的成膜裝置1的形成部件。注意，圖1A至1D所示的成膜裝置1用於例如製造有機電場發光(EL)元件。

圖1A至1D所示的成膜裝置1中，成膜室10與真空排氣系統(未表示)連接。真空排氣系統可以給成膜室10排氣，以使其內的壓力在1.0×10^-4 Pa至1.0×10^-6 Pa的範圍內。

圖1A至1D所示的成膜裝置1中，成膜源單元20可沿著設在成膜室10內的軌道24朝圖1A中所示的箭頭方向，更明確而言，是在成膜等待位置與成膜位置之間往復移動。這裏，成膜等待位置是當不在成膜標的物30上形成成膜材料的膜時成膜源單元20的位置。更明確而言，如圖1A所示，成膜等待位置是當成膜標的物30不處於從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達的位置時成膜源單元20的位置。另一方面，成膜位置是當在成膜標的物30上形成成膜材料的膜時成膜源單元20的位置。更明確而言，如圖1C和1D所示，成膜位置是當成膜標的物30處於從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達的位置時成膜源單元20的位置。

注意，本發明中，未具體限定成膜源單元20的形狀，但由從預定位置選擇性地釋放出成膜材料蒸氣的觀點來看，成膜源單元20較佳的是上部設有用於釋放出成膜材料蒸氣的開口部25的箱狀體。藉由使成膜源單元20為箱狀體，可利用開口部25的形狀來控制從該成膜源單元20釋放出的成膜材料蒸氣的行進方向和分佈。特別的，藉由控制開口部25的寬度，可以使成膜材料蒸氣的分佈和成膜效率令人滿意。開口部25的較佳寬度範圍在下面進行說明。

另外，本發明中，未具體限定成膜源單元20的尺寸。注意，可考慮到成膜源單元20與包括成膜室10在內的其他部件的平衡來適當地設定成膜源單元20的尺寸。

當成膜源單元20如圖1A所示沿著軌道24在成膜等待位置與成膜位置之間往復移動時，移動控制部(未表示)可設在該成膜源單元20內。特別的，若移動控制部可以以恆定的速度移動成膜源單元20，則可在成膜標的物30上均勻地形成成膜材料的膜，此為較佳者。

可考慮到成膜標的物30的尺寸和成膜材料蒸氣的分佈來適當地設定設在成膜源單元20內的成膜源21的形狀。例如圖1A和1B所示，成膜源21可以是沿成膜室10的寬度方向(沿成膜源單元的移動方向)的尺寸小於沿成膜室10的深度方向(沿水平面內與成膜源單元的移動方向相垂直的方向)的尺寸的長方體形，然而本發明不限於此。另外，成膜源單元20內可設置多個成膜源21。成膜材料(未表示)收容在設於成膜源單元20內的成膜源21中。藉由利用設在成膜源21內的加熱部(未表示)加熱成膜材料，可從成膜源21釋放出該成膜材料的蒸氣。

依據本發明，測量用石英振盪器22設在成膜源單元20內。這裏，測量用石英振盪器22固定在成膜源單元20內的預定位置，更具體的，固定在該測量用石英振盪器22不阻擋成膜材料蒸氣移向成膜標的物30的位置。因此，測量用石英振盪器22相對於成膜源21的相對位置始終保持在預定位置。換句話說，成膜源21和測量用石英振盪器22的相對位置始終固定。維持這樣成膜源21與測量用石英振盪器22之間的相對位置方式，對於利用測量用石英振盪器22監測從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的量是重要的。另外，藉由在成膜源單元20內設置測量用石英振盪器22，可始終監測從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的量。因此，即便在成膜源單元20移動時，也可依據利用測量用石英振盪器22所監測的值來調整成膜材料蒸氣的量，並可將從成膜源21釋放出的成膜材料的量控制為恆定。

順便一提的是，成膜材料沉積於測量用石英振盪器22上將改變該測量用石英振盪器22的共振頻率。圖2是表示圖1A至1D所示成膜裝置的控制系統的電路方塊圖。如圖2所示，利用膜厚測量設備41感測該測量用石英振盪器22的共振頻率的變化量。然後，從膜厚測量設備41輸出的電信號(與測量用石英振盪器22的共振頻率的變化量資訊有關的電信號)被發送給設在控制系統40內的溫度調節器(未表示)以控制成膜源21的加熱部，從而例如調整成膜材料的加熱溫度。這樣，從成膜源21釋放出的成膜材料的量被控制為恆定。

校正用石英振盪器23設在當成膜源單元20停止於成膜等待位置時該成膜源單元20的上方。更具體的，校正用石英振盪器23設在當成膜源單元20停止於成膜等待位置時從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣可到達的位置。這裏，當設置校正用石英振盪器23時，該校正用石英振盪器23較佳的是設在使該校正用石英振盪器23與成膜源21之間的距離(豎直方向的距離)等於成膜標的物30與成膜源之間的距離(豎直方向的距離)的位置。換句話說，使校正過程中成膜源21與校正用石英振盪器23之間的位置關係等於成膜過程中成膜源21與成膜標的物30之間的位置關係。這使得噴射到校正用石英振盪器23上的每單位面積的成膜材料量等於噴射到成膜標的物30上的每單位面積的成膜材料量，由此進一步提高校正精確度。

順便一提的是，成膜材料沉積於校正用石英振盪器23上將改變該校正用石英振盪器23的共振頻率。如圖2所示，利用膜厚測量設備42感測由於成膜材料沉積導致的該校正用石英振盪器23的共振頻率的變化量。然後，從膜厚測量設備42輸出的電信號(與校正用石英振盪器23的共振頻率的變化量資訊有關的電信號)被發送給控制系統40，接著又被發送給測量用石英振盪器22以校正該測量用石英振盪器22。

圖1A至1D所示的成膜裝置1中，感測器快門26設在校正用石英振盪器23附近。藉由設置感測器快門26，可以使成膜材料在預定的定時附著於各石英振盪器上，以及使該成膜材料在預定的定時被阻擋。

順便一提的是，藉由控制成膜源單元20的開口部25的尺寸和寬度，可控制從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達範圍。這裏，當成膜源單元20在成膜等待位置靜止不動時，校正用石英振盪器23設在從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達範圍內。藉由將校正用石英振盪器23設在蒸氣的該到達範圍內，即便成膜材料所釋放出蒸氣的量發生變化以及所釋放出蒸氣的分佈發生變化，噴射到成膜標的物30上的每單位面積的成膜材料與噴射到校正用石英振盪器23上的每單位面積的成膜材料的比例也保持相同。因此，可精確地檢測形成在成膜標的物30上的薄膜厚度的變化。結果，提高校正精確度。

這裏，當開口部25像在圖1A至1D所示的成膜裝置1內的成膜源單元20中那樣為細長矩形時，從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達範圍被如下限定。

具體的，在開口部25的短邊方向上(圖1A)，上述範圍是藉由成膜源21的中心和開口部25的左端部的直線與藉由成膜源21的中心與開口部25的右端部的直線之間的範圍，且由兩直線之間形成的角度27a限定。這裏，角度27a較佳的是在5°至60°的範圍內，更佳的是在15°至30°的範圍內。若角度27a小於5°，則成膜材料易於附著於開口部25上，具體的，附著於該開口部25的端部上，這會導致成膜效率降低。若角度27a大於60°，則從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的分佈變得過寬，擔心即便當成膜源單元20在成膜等待位置靜止不動時，部分成膜材料蒸氣也會附著於成膜標的物30上。

另一方面，在開口部25的長邊方向上，上述範圍是由圖1B的角度27b限定的範圍。

另外，圖1A至1D所示的成膜裝置1中，感測器快門26設在校正用石英振盪器23附近，但本發明不限於此。例如，可在測量用石英振盪器22附近額外設置另一感測器快門26。

圖1A至1D所示的成膜裝置1中，利用運送機構(未表示)把諸如基板一類的成膜標的物30移入成膜室10內以及從成膜室10取出。當把成膜標的物30移入成膜室10內時，採用支持部件(未表示)把該成膜標的物30支持在預定位置。

接著，說明採用依據本發明的成膜裝置的成膜方法的具體實例。

首先，作為成膜預備階段，執行以下預備步驟：測量每單位時間沉積在測量用石英振盪器22上的膜厚、每單位時間沉積在校正用石英振盪器23上的膜厚以及沉積在成膜標的物30上的膜厚，並基於測量值決定膜厚比。

在此預備步驟中，首先，利用運送機構(未表示)把成膜標的物30移入成膜室10內。然後，當利用測量用石英振盪器22在成膜等待位置測得的從成膜源21釋放出的成膜材料量達到預期水準時，成膜源單元20開始移動並在成膜標的物30上形成成膜材料的薄膜。當在預定移動條件下往復移動成膜源單元20預定次數後，使用運送機構(未表示)從成膜室10取出成膜標的物30。

這裏對於形成在己取出的成膜標的物30上的薄膜，採用光學式膜厚測量設備或者接觸式膜厚測量設備測量薄膜的厚度。測量值(膜厚值)被假定為t。另一方面，可由測量用石英振盪器22的共振頻率的變化量計算在成膜標的物30上形成成膜材料的膜時每單位時間沉積於測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度。這裏，每單位時間沉積於測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為M。於是，t相對於M的比(膜厚比)α被表示為α=t/M。

校正用石英振盪器23也測量每單位時間沉積的蒸氣量，並由校正用石英振盪器23的共振頻率的變化量計算每單位時間形成在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值)P。於是，t相對於P的比(膜厚比)β被決定為β=t/P。注意，在薄膜形成於校正用石英振盪器23上的同時，成膜材料的薄膜還形成於測量用石英振盪器22上。這裏形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為M'。於是，β可被表示為β=α×M'/P。

這裏，當採用校正用石英振盪器23測量蒸氣量時，較佳的是藉由例如採用感測器快門26來防止成膜材料過度地沉積在校正用石英振盪器23上。這會延長校正用石英振盪器23提供的膜厚測量精確度保持較高的時間。

在膜厚比α和β如上所述決定後，執行在成膜標的物30上形成成膜材料的膜的成膜步驟。

成膜步驟中，首先，把作為成膜標的物30的基板(例如，要用於製造有機EL顯示設備的包括TFT的基板)移入成膜室10內。然後，使成膜源單元20於預定條件下在成膜等待位置與成膜位置之間往復移動，在成膜標的物30上形成成膜材料的膜。成膜結束後，從成膜室10取出成膜標的物30。藉由重複成膜步驟，可以在多個成膜標的物30上形成成膜材料的膜。

圖3是表示形成在成膜標的物30上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。注意，在圖3所示的流程圖中，還包括表示校正步驟的流程圖。以下，還參照圖2的電路方塊圖進行說明。

首先，當不執行校正步驟時，在校正用石英振盪器23附近的感測器快門26關閉的同時，成膜材料沉積到測量用石英振盪器22上。這裏，與測量用石英振盪器22電連接的膜厚測量設備41測量該測量用石英振盪器22的共振頻率的變化量。由膜厚測量設備41測得的共振頻率的變化量，在該膜厚測量設備41內計算每單位時間沉積在測量用石英振盪器22上的膜的膜厚值M₀ '。然後，膜厚測量設備41把膜厚值M₀ '發送給設在與該膜厚測量設備41電連接的控制系統40內的溫度調節器(未表示)，並決定沉積在成膜標的物30上的薄膜的厚度即膜厚值t₀ (=α×M₀ ')。這裏，若t₀ 大於預期膜厚，電信號從膜厚測量設備41發送給設在控制系統40內的溫度調節器(未表示)，使該溫度調節器降低成膜源21的溫度。另一方面，若t₀ 小於預期膜厚，電信號從膜厚測量設備41發送給該溫度調節器，使該溫度調節器升高成膜源21的溫度。當t₀ 等於預期膜厚時，電信號從膜厚測量設備41發送給該溫度調節器，使該溫度調節器維持成膜源21的溫度。注意，如上所述，測量用石英振盪器22與成膜源21之間的相對位置關係始終不改變，因此即便在成膜源單元20正移動時，也可始終監測膜厚值M₀ '，並可始終控制成膜源21的溫度。因此，從成膜源21釋放出的成膜材料量可保持恆定。

然而，在成膜源21的操作過程中，成膜材料始終沉積到測量用石英振盪器22上，因此膜厚測量精確度逐漸降低。此情況下，執行下述校正步驟。

校正步驟中，校正用石英振盪器23附近的感測器快門26在成膜等待步驟期間即一成膜步驟與下一成膜步驟之間的任意定時開放。這裏，藉由使感測器快門26開放預定時間或更長，固定量的成膜材料沉積到校正用石英振盪器23上，由此可決定每單位時間形成在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值P₁ )。與此同時，可決定每單位時間形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值M₁ )。在膜厚值P₁ 和M₁ 決定後，感測器快門26關閉。這裏，形成在成膜標的物30上的薄膜的厚度(膜厚值)可使用膜厚值P₁ 決定為βP₁ ，或者使用膜厚值M₁ 決定為αM₁ 。

順便一提的是，校正用石英振盪器23僅用在當測量用石英振盪器22的測量誤差變大時於任意定時實施的校正過程中，由此，沉積到該校正用石英振盪器23上的成膜材料的膜量極少且厚度測量誤差小。另一方面，測量用石英振盪器22用於在蒸氣從成膜源21釋放出時始終監測蒸氣量，由此，大量成膜材料沉積到測量用石英振盪器22上且厚度測量誤差大。因此，不一定遵循βP₁ =αM₁ 。因此，膜厚值M₁ 被乘以修正係數(βP₁ /αM₁ )。接著，可使採用測量用石英振盪器22決定的膜厚值等於採用校正用石英振盪器23決定的誤差較小的膜厚值(βP₁ )，由此可僅以較小的誤差決定膜厚值。

校正步驟後，決定沉積在測量用石英振盪器22上的成膜材料的膜厚值M₁ '。然後，利用設在控制系統40內的溫度調節器(未表示)控制成膜源21的溫度，以使M₁ '乘以校正係數γ₁ (=(βP₁ )/(αM₁ ))和α獲得的值αγ₁ M₁ '為沉積在成膜標的物30上的預期膜厚值。

如上所述適當地執行校正步驟。在第n次校正步驟後執行的成膜步驟中，成膜材料沉積到測量用石英振盪器22上，並在膜厚測量設備41內決定每單位時間沉積的成膜材料的膜厚值M_n '。然後，利用設在控制系統40內的溫度調節器(未表示)控制成膜源21的溫度，使M_n '乘以校正係數(γ₁ ×γ₂ ×...×γ_n )和α獲得的值α×(γ₁ ×γ₂ ×...×γ_n )×M_n '為沉積在成膜標的物30上的預期膜厚值。

基於在成膜等待步驟當中執行校正步驟這個前提，校正步驟可在任意定時執行，然而校正步驟也可每當經過預定時間長度時執行，或者可每當成膜標的物(在其上成膜)的數量達到多於一個的預定數量時執行。另外，校正步驟也可在測量用石英振盪器22的共振頻率的衰減量達到恆定水準時執行，或者在測量用石英振盪器22的共振頻率達到某值時執行。

圖4是用於比較執行校正步驟時形成在成膜標的物30上的薄膜的厚度與不執行校正步驟時的厚度的圖表。由其可明白，如圖4所示，藉由適當地實施校正步驟，可以減小形成在成膜標的物30上的膜厚誤差。

如上所述，在依據本發明的成膜裝置中，例如圖1A至1D的成膜裝置1所示，藉由將成膜源21和測量用石英振盪器22設在成膜源單元20內的預定位置，從該成膜源21釋放出的成膜材料的量可保持恆定。這還能夠在成膜標的物30上形成均一的薄膜。另外，藉由在預定位置設置校正用石英振盪器23以對採用測量用石英振盪器22監測的成膜材料的薄膜厚度(膜厚值)進行校正，能夠實施膜厚精度高的成膜。

(實例) (實例1)

採用圖1A至1D所示的成膜裝置在基板上形成成膜材料的膜。

此例中，藉由使成膜源單元20以1000mm的輸送距離和5mm/s的輸送速度往復運動一次來成膜。基板(成膜標的物30)的尺寸為500mm(縱向)×400mm，且基板的厚度為0.5mm。

另外，此例中，調整成膜源21的加熱溫度，使形成在基板(成膜標的物30)上的成膜材料的薄膜的厚度為100nm。

另外，此例中，採用INFICON製造的具有金電極的6MHz石英振盪器作為測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23。

此實例中，成膜源21與基板(成膜標的物30)之間的距離為300mm，且當成膜源21處於成膜等待位置時獲得的成膜源21與校正用石英振盪器23之間的距離為300mm。

首先，執行成膜預備步驟。

此預備處理步驟中，首先，把用於測量膜厚的基板(成膜標的物30)移入成膜室10內。在確認從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣量已穩定在預期值後，開始以5mm/s的輸送速度移動成膜源單元20。

這裏，決定當成膜源單元20移入成膜區域時獲得的1分鐘期間形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值：M(nm))。然後，在預定成膜條件下成膜後，採用基板運送機構(未表示)從成膜室10取出基板(成膜標的物30)。接著，採用光學式膜厚測量設備或者接觸式膜厚測量設備測量形成在所取出基板(成膜標的物30)上的薄膜的厚度(膜厚值：t(nm))。於是，1分鐘期間沉積在基板上的膜厚值相對於1分鐘期間沉積在測量用石英振盪器22上的膜厚值的比α被表示為α=t/M。

接著，決定1分鐘期間形成在基板(成膜標的物30)上的薄膜的厚度(膜厚值)相對於1分鐘期間沉積在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值)的比。更具體的，在基板(成膜標的物30)上形成成膜材料的膜之後，成膜源單元20停止在成膜等待位置。在停止後經過十秒時，感測器快門26開放以使成膜材料的薄膜形成在校正用石英振盪器23上。然後，決定從感測器快門26開放後經過30秒的時點起至經過90秒的時點的1分鐘期間形成在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值：P(nm))。同時，此時間段期間(從感測器快門26開放後經過30秒的時點起至經過90秒的時點的1分鐘期間)，成膜材料的薄膜也形成在測量用石英振盪器22上。由此，決定此時間期間形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值：M'(nm))。這裏，1分鐘期間形成在基板(成膜標的物30)上的薄膜的厚度相對於1分鐘期間形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度的比被假定為β。於是，β可被表示為β=α×M'/P。當感測器快門26開放後經過91秒時，該感測器快門26關閉以阻止在校正用石英振盪器23上成膜。注意，在預備處理步驟中，M=M'，且膜厚值t(nm)滿足關係式t=αM=βP。

然後，步驟前進至成膜步驟。成膜步驟中，首先，把作為成膜標的物30的基板移入成膜室10內。在基板被移入後，成膜源單元20開始移動。在成膜源單元20的移動完成後，從成膜室10取出基板，且完成成膜步驟。

隨著成膜步驟被執行多次，膜沉積在測量用石英振盪器22上，由此，膜厚測量誤差逐漸變大。因而，執行下述校正步驟。

在第10次成膜處理後實施第1次校正處理。更具體的，在成膜源單元20從成膜位置到達成膜等待位置且該成膜源單元20停在成膜等待位置後經過十秒時，感測器快門26開放。然後，測量從感測器快門26開放後經過30秒的時點至經過90秒的時點形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度(膜厚值：M₁ (nm))和形成在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值：P₁ (nm))。於是，形成在基板(成膜標的物30)上的薄膜的厚度(膜厚值)為αM₁ (nm)或βP₁ (nm)。然而，由形成在測量用石英振盪器22上的薄膜的厚度決定的膜厚值αM₁ (nm)具有較大的誤差，而由形成在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度決定的膜厚值βP₁ (nm)具有較小的誤差。因此，不一定遵循αM₁ =βP₁ 。因而，決定校正係數γ₁ =(βP₁ )/(αM₁ )。在校正係數γ₁ 決定後的成膜過程中，調整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測量用石英振盪器22上的膜厚的膜厚值M₁ '乘以校正係數γ₁ 和膜厚比α獲得的值(α×γ₁ ×M₁ ')為沉積在基板上的預期膜厚100nm。

同時，在上述第1次校正處理當中，取出第10張基板並移入第11張基板。校正過程完成後立即開始在第11張基板上成膜。

如上所述，執行成膜步驟和校正步驟。在第10n次成膜步驟後執行的第n次校正步驟中，決定形成在各石英振盪器上的薄膜的厚度。更具體的，決定1分鐘期間形成在校正用石英振盪器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值：P_n (nm))和1分鐘期間形成在測量用石英振盪器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值：M_n (nm))。然後，校正係數γ_n 被決定為γ_n =(βP_n )/(αM_n )。在決定校正係數γ_n 後的成膜過程中，調整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測量用石英振盪器22上的成膜材料的膜的膜厚(膜厚值M_n ')乘以第1次至第n次校正步驟中決定的校正係數和膜厚比α獲得的值即α×(γ₁ ×γ₂ ×...×γ_n )×M_n '為100(nm)。注意，如上所述，在成膜源單元20的移動完成後改變成膜源21的加熱溫度。

由於此種成膜，很清楚能夠以精確的膜厚來執行成膜。

儘管已參照示範實施例對本發明進行了說明，但應理解的是本發明不限於所公開的示範實施例。以下請求項的範圍與最寬的解釋一致，以涵蓋所有的變型或等同的結構和功能。

1．．．成膜裝置

10．．．成膜室

20．．．成膜源單元

21．．．成膜源

22．．．測量用石英振盪器

23．．．校正用石英振盪器

24．．．軌道

25．．．開口部

26．．．溫度控制部(感測器快門)

27a．．．角度

27b．．．角度

30．．．成膜標的物

40．．．控制系統

41．．．膜厚測量設備

42．．．膜厚測量設備

圖1A和1B是表示當成膜源位於成膜等待位置時獲得的依據本發明實施例的成膜裝置的示意圖，且圖1C和1D是表示當成膜源位於成膜位置時獲得的依據本發明此實施例的成膜裝置的示意圖。

圖2是表示圖1A至1D所示成膜裝置的控制系統的電路方塊圖。

圖3是表示形成在成膜標的物上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。

圖4是用於比較實施校正過程時形成在成膜標的物上的薄膜的厚度與不實施校正過程時的厚度的圖表。

1．．．成膜裝置

10．．．成膜室

20．．．成膜源單元

21．．．成膜源

22．．．測量用石英振盪器

23．．．校正用石英振盪器

24．．．軌道

25．．．開口部

26．．．溫度控制部(感測器快門)

27a．．．角度

27b．．．角度

30．．．成膜標的物

Claims (2)

1. 一種成膜裝置，包括：蒸發源，用於加熱成膜材料以及用於釋放出該成膜材料的蒸氣；移動部，用於使該蒸發源相對於成膜標的物在預定成膜等待位置與預定成膜位置之間移動；測量用石英振盪器，用於測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量；以及校正用石英振盪器，用於校正利用該測量用石英振盪器所測得的該成膜材料的量，其中，該測量用石英振盪器設在該移動部內，且該校正用石英振盪器設在該移動部的該預定成膜等待位置的上方。
2. 一種利用裝置的成膜方法，該裝置包括：蒸發源，用於釋放出成膜材料的蒸氣；移動部，用於使該蒸發源相對於成膜標的物在預定成膜等待位置與預定成膜位置之間移動；測量用石英振盪器，用於測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量；以及校正用石英振盪器，用於校正利用該測量用石英振盪器所測得的該成膜材料的量，該成膜方法包括：在該蒸發源處於該成膜位置的移動期間，把該成膜材料沉積到該成膜標的物和該測量用石英振盪器上的成膜步驟；利用該測量用石英振盪器，測量形成在該成膜標的物上的該成膜材料的量的步驟；當該蒸發源位於該預定成膜等待位置時，把該成膜材料沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器上的步驟；利用各石英振盪器，測量被沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器中每個上的該成膜材料的量的步驟；以及基於利用各石英振盪器所測得的成膜量的比，決定用於校正該測量用石英振盪器所測得的該成膜材料的成膜量的校正係數的步驟。