TWI485281B - 成膜裝置 - Google Patents

Description

成膜裝置

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，又沉積於成膜對象物上。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。具體的，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對象物上的膜的膜厚比，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。

日本專利申請特開No. 2008-122200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。更具體地，在日本專利申請特開No. 2008-122200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。

日本專利申請特開No. 2008-122200公開的成膜方法中，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，日本專利申請特開No. 2004-091919公開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。日本專利申請特開No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，可移動的成膜源在固定的成膜標的物的下方以恒定的速度移動。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，日本專利申請特開No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，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。

然而，日本專利申請特開No. 2004-091919公開的薄膜形成裝置中，當採用石英振盪器作為膜厚感測器時，隨著成膜材料沉積到該石英振盪器上，共振頻率的變化量與所沉積膜的厚度值之間的關係偏離計算值。結果，不能長期精確地實施成膜。

另外，當採用日本專利申請特開No. 2008-122200公開的成膜方法時，測量用石英振盪器在實施成膜步驟的同時持續處於成膜源產生的輻射熱中，因此該測量用石英振盪器自身的溫度上升。另一方面，對於校正用石英振盪器，在實施成膜步驟時利用快門阻止膜沉積到該校正用石英振盪器上，因此成膜源產生的輻射熱同時也被阻擋，校正用石英振盪器的溫度幾乎不上升。然而，當校正用石英振盪器的快門在成膜步驟之後且實施校正步驟的同時開放時，該校正用石英振盪器處於成膜源產生的輻射熱中，該校正用石英振盪器自身的溫度上升。這裏，始終處於輻射熱中的測量用石英振盪器的溫度與間歇處於輻射熱中的校正用石英振盪器的溫度之間的差異變得非常大。

這裏，石英振盪器的共振頻率由於沉積到該石英振盪器上的膜而發生變化，但共振頻率也由於石英振盪器自身的溫度變化而發生變化。

因此，本發明的發明人測量並評估由成膜源產生的輻射熱導致的石英振盪器的共振頻率的變化程度。圖5是這樣一種裝置的示意圖，該裝置用於測量由於由成膜源產生的輻射熱導致的石英振盪器的共振頻率的變化量。圖5所示的裝置中，石英振盪器102位於成膜源101的正上方且與成膜源相距預定距離，快門103位於成膜源101與石英振盪器102之間。此實驗中，採用半徑50mm且高度150mm的圓筒形坩堝作為成膜源101以及採用INFICON製造的具有金電極的6MHz石英振盪器作為石英振盪器102來執行實驗。

實驗中，首先，把其內不具有成膜材料的成膜源加熱至300℃。然後快門130開放。測量並評估快門130開放後石英振盪器102的共振頻率的變化量。圖6是表示上述測量結果的圖表。圖6中，水平軸是成膜源的加熱時間，直立軸是石英振盪器的共振頻率和溫度。如圖6所示，當快門130開放且石英振盪器102開始被輻射熱加熱時，該石英振盪器102的溫度逐漸升高並在約兩分鐘後穩定。另一方面，石英振盪器102的共振頻率隨著該石英振盪器102的溫度上升而減小，並相應於溫度的穩定而穩定。

當考慮到上述試驗結果時，在日本專利申請特開No. 2008-122200公開的成膜方法中，測量用石英振盪器不僅在實施成膜步驟時而且在實施校正步驟時都持續處於成膜源產生的輻射熱中，因此溫度穩定且共振頻率不變化。然而，校正用石英振盪器僅在實施校正步驟的僅幾分鐘期間處於成膜源產生的輻射熱中，因此實施校正步驟時，校正用石英振盪器的溫度變化且其共振頻率相應地變化。結果，存在由於輻射熱導致的校正用石英振盪器的共振頻率的變化降低膜厚校正精確度的問題。

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，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和該校正用石英振盪器固定在該蒸發源的該預定成膜等待位置的上方。

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。

自以下參照附圖對示範實施例的說明，本發明的其他特徵將變得明顯。

現在將依據附圖詳細地說明本發明的優選實施例。

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以測量形成在成膜標的物上的成膜材料的膜量(形成在成膜標的物上的薄膜的厚度)。

在依據本發明的成膜裝置中，設置校正用石英振盪器用以校正測量用石英振盪器。注意，實施校正用石英振盪器校正測量用石英振盪器的校正步驟的定時是任意的。

依據本發明的成膜裝置具有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相對移動成膜源的移動部。

成膜裝置優選還具有使測量用石英振盪器的溫度和校正用石英振盪器的溫度基本相同的溫度控制部。注意，測量用石英振盪器的溫度和校正用石英振盪器的溫度之間存在一定程度的誤差。更具體地，“基本相同”指誤差為±0.5℃的設定溫度範圍。

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用於例如製造有機場致發光(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沿圖1A中所示的箭頭方向，更具體地，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。更具體地，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(成膜範圍)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。更具體地，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(成膜範圍)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優選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。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恒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，這是優選的。

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的寬度方向的尺寸小於沿成膜室10的深度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內可提供多個成膜源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。

圖1A至1D所示的成膜裝置1中，當成膜源單元20位於成膜等待位置時，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)設在該成膜源單元20的正上方。

優選的，測量用石英振盪器22位於當成膜源單元20處於成膜等待位置時該測量用石英振盪器22可監測從成膜源21釋放出的成膜材料量的位置。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框圖。如圖2所示，利用膜厚測量設備41檢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恒定。

如圖1A至1D所示，還優選的，校正用石英振盪器23位於當成膜源單元20處於成膜等待位置時該校正用石英振盪器23可監測從成膜源21釋放出的成膜材料量的位置。在校正步驟中，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。

注意，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，以及使該成膜材料的蒸氣可以在預定的定時被阻擋。感測器快門26阻擋成膜源21產生的且被校正用石英振盪器23接收的輻射熱，由此抑制在測量膜厚時該校正用石英振盪器23的溫度上升。

測量用石英振盪器22固定在成膜源單元20的成膜等待位置，從而僅當該成膜源單元20位於成膜等待位置時接收蒸發源產生的輻射熱，而當該成膜源單元20位於成膜位置時不接收蒸發源產生的輻射熱。因此，測量用石英振盪器22的溫度在成膜源單元20位於成膜等待位置時升高，而當該成膜源單元20移動至成膜位置時，測量用石英振盪器22的熱量經由用於支持該測量用石英振盪器22的部件消散，該測量用石英振盪器22的溫度下降至基本等於校正用石英振盪器23的溫度。因而，同測量用石英振盪器22與成膜源一起移動的構造相比，可使測量用石英振盪器22與校正用石英振盪器23之間的溫度差異較小。

另外，更優選的，盡可能使各石英振盪器(測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23)的接收熱量的環境一致。在此藉由使各石英振盪器的接收熱量的環境一致，可以使由於成膜源21產生的且各石英振盪器接收的輻射熱導致的各石英振盪器的溫度上升量彼此更接近。於是，可以使由於熱量導致的測量用石英振盪器22的共振頻率的變化和由於熱量導致的校正用石英振盪器23的共振頻率的變化一致，並可校正採用測量用石英振盪器22測得的膜厚值，由此能夠高精確度地控制膜厚。為使測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23的接收熱量的環境一致，優選的，測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23固定在各石英振盪器與成膜源21中心之間的距離彼此相等且由各石英振盪器和成膜源21中心形成的角度彼此相等的位置。例如圖1A和1B所示，測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23固定在成膜等待位置上方、各石英振盪器與成膜源21中心之間的距離彼此相等且由各石英振盪器和成膜源21中心形成的角度彼此相等的位置。

另外，考慮到石英振盪器的共振頻率的溫度相關性，更優選的，設置用於主動地使石英振盪器的溫度一致的溫度控制部。溫度控制部可以是例如設在校正用石英振盪器23附近的加熱部(未表示)或冷卻部(未表示)。類似的，加熱部(未表示)或冷卻部(未表示)也可設在測量用石英振盪器22附近。

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支援在預定位置。

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，當從成膜源21釋放出的成膜材料量到達預期水準時，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。

這裏對於形成在已取出的成膜標的物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。

類似於測量用石英振盪器22的情況，由校正用石英振盪器23的共振頻率的變化量算出的每單位時間沉積在校正用石英振盪器23上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為P。於是，t相對於P的比(膜厚比)β被決定為β=t/P。注意，β可被表示為β(=t/P)=α×M/P。

這裏，優選藉由在石英振盪器23附近設置感測器快門26來阻止成膜材料過度地沉積在校正用石英振盪器23上。這可延長校正用石英振盪器23提供的膜厚測量精度保持較高的時間。

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，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的電路框圖 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上的薄膜的厚度(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，圖1A至1D所示的成膜裝置1中，成膜源單元20的移動被建構成在確認從成膜源21釋放出的成膜材料量穩定在預期水準之後才開始。另外，在成膜源單元20於成膜區域內移動的過程中，成膜源21的溫度維持在固定水準。這可使成膜移動過程中從成膜源21釋放出的成膜材料量恒定。

然而，在成膜源21的操作過程中，每當成膜源單元20移動至成膜等待位置時成膜材料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。

關於校正步驟，校正用石英振盪器23附近的感測器快門26在成膜步驟中的預定定時開放。更具體地，藉由在成膜源21於成膜區域內移動的預定定時開放快門26以等待，校正步驟中測量用石英振盪器22與校正用石英振盪器23之間的溫度差異可被控制得較小。例如，藉由在緊鄰測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23進入蒸發源的成膜區域之前開放快門26，各石英振盪器從該蒸發源接收的輻射熱基本一致，並可使各石英振盪器的溫度基本相同。藉由使感測器快門26進一步地在成膜源21從成膜區域返回成膜等待區域後處於開放狀態預定長度的時間，固定量的成膜材料沉積到校正用石英振盪器23上。因而，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 )。在已經過用於決定膜厚值P₁ 和M₁ 的預定時間段後，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 ，也可以使用膜厚值M₁ 決定為αM₁ 。

順便一提的是，成膜材料僅在校正步驟中沉積到校正用石英振盪器23上，由此，所沉積的成膜材料的膜量極少且膜厚測量誤差小。另一方面，大量成膜材料沉積到測量用石英振盪器22上，由此膜厚測量誤差大。因此，不一定遵循βP₁ =αM₁ 。因此，算出校正係數(βP₁ /αM₁ )，並把校正步驟後採用測量用石英振盪器22決定的膜厚值乘以此校正係數。然後，對採用測量用石英振盪器22決定的膜厚值進行校正，使其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，在校正步驟後的成膜步驟中，可僅以較小的誤差決定膜厚值。由上，可認為校正步驟是用於計算校正係數(βP₁ /αM₁ )的步驟。

注意，如上所述，依據本發明的成膜裝置中，各石英振盪器(測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23)的溫度基本相同，因此在校正步驟中，不必考慮由於成膜源21產生的輻射熱導致的各石英振盪器之間的溫度差異來修正石英振盪器的共振頻率。

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預定水準時執行，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。

(例子) (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20mm/s的輸送速度往復運動一次來成膜。基板(成膜對象物30)的縱向長度為500mm。

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。

同時，此例中，成膜源21與基板(成膜標的物30)之間的距離為300mm，且成膜源21與石英振盪器(測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器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之後，成膜源單元20開始以20mm/s的輸送速度移動。然後，當成膜源20從成膜等待位置移至成膜位置時，開放感測器快門26。接著，從成膜源單元20完成預定移動且停在成膜等待位置後經過30秒的時間至經過90秒的時間，成膜材料的薄膜沉積到各石英振盪器(測量用石英振盪器22和校正用石英振盪器23)上。接著，決定沉積到測量用石英振盪器22上的成膜材料的薄膜的厚度M(nm)和沉積到校正用石英振盪器23上的成膜材料的薄膜的厚度P(nm)。然後，在成膜源單元20停在成膜等待位置後經過91秒的時間，關閉感測器快門26。

接著，採用運送機構(未表示)從成膜室10取出膜厚測量用基板(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膜厚。這決定了形成在此膜厚測量用基板上的薄膜的厚度(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，而1分鐘期間沉積在基板上的膜厚值相對於1分鐘期間沉積在校正用石英振盪器23上的膜厚值的比β被表示為β=t/P。因此，預備步驟中，基板的膜厚值t(nm)滿足關係式t=αM=βP。

然後，步驟前進至成膜步驟。在成膜步驟中，首先，作為成膜對象物30的基板被移入成膜室10內並被放置在預定位置。在基板被放置後，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，測量用石英振盪器22的膜厚測量誤差逐漸變大。因而，執行下述校正步驟。

在第20次成膜步驟當中執行第1次校正步驟。更具體地，在成膜源單元20從成膜等待位置起開始移動後經過50秒的時間，開放感測器快門26。然後，決定從成膜源單元20完成移動且停在成膜等待位置後經過30秒的時間至經過90秒的時間沉積在測量用石英振盪器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值：M₁ (nm))和沉積在校正用石英振盪器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值：P₁ (nm))。這裏，根據M₁ 和P₁ ，形成在基板上的成膜材料的膜厚(膜厚值)可決定為αM₁ (nm)或βP₁ (nm)。然而，膜厚值αM₁ (nm)具有較大的誤差，而膜厚值βP₁ (nm)具有較小的誤差。因此，不一定遵循βP₁ =αM₁ 。因而，決定校正係數γ₁ =(βP₁ )/(αM₁ )。在校正係數γ₁ 決定後的成膜步驟中，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。

然而，若在成膜源單元20的移動當中改變成膜源21的加熱溫度，則從該成膜源21噴射的成膜材料量會波動，或者所噴射的成膜材料量突然變化，以致形成在基板上的膜不均勻。因此，在成膜源單元20的移動完成後改變成膜源21的加熱溫度。這樣，從成膜源21噴射的成膜材料的波動在取出基板之後且移入下一基板之前結束，由此步驟可平穩地前進至下一成膜操作。

如上所述，執行成膜步驟和校正步驟。在第20n次成膜步驟當中執行的第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，決定校正係數γ_n 為γ_n =(βP_n )/(αM_n )。在決定校正係數γ_n 後的成膜步驟中，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。

作為此成膜的結果，顯然可執行成膜而不降低生產力、防止由於基板(成膜標的物30)滯留在成膜室10內導致的膜純度下降、且膜厚精確。

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)

30．．．成膜標的物

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框圖。

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是用於比較執行校正步驟時形成在成膜標的物上的薄膜的厚度與不執行校正步驟時的厚度的圖表。

圖5是用於測量由於成膜源產生的輻射熱導致的石英振盪器的共振頻率的變化量的裝置的示意圖。

圖6是表示採用圖5所示裝置實施的測量石英振盪器的共振頻率的變化量的結果的圖表。

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)

30．．．成膜標的物

Claims (5)

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測得的該成膜材料的量，其中，該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器固定在該蒸發源的該預定成膜等待位置的上方，和其中，該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器固定在從該蒸發源的中心至該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器的距離彼此相等，且由該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器與該蒸發源的中心形成的角度彼此相等的位置。
2. 根據申請專利範圍第1項的成膜裝置，還包括用於將該測量用石英振盪器的溫度和該校正用石英振盪器的溫度控制為實質相同的溫度控制部。
3. 根據申請專利範圍第1項的成膜裝置，還包括位於該校正用石英振盪器附近的快門。
4. 一種採用申請專利範圍第1項的成膜裝置在成膜標的物上形成包括成膜材料之膜的成膜方法，包括： 在該成膜位置將包括成膜材料的膜沉積到成膜標的物上的步驟；在該成膜等待位置將包括該成膜材料的膜沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器上達預定時間段的步驟；測量在該預定時間段內沉積到該校正用石英振盪器和該測量用石英振盪器中每個上的包括該成膜材料的膜的膜厚值的步驟；以及基於分別從該校正用石英振盪器和該測量用石英振盪器測得的膜厚值的比，決定用於校正該測量用石英振盪器的膜厚的校正係數的步驟。
5. 一種採用申請專利範圍第3項的成膜裝置在成膜標的物上形成包括成膜材料之膜的成膜方法，包括：在該成膜位置將包括該成膜材料的膜沉積到該成膜標的物上的步驟；在該蒸發源於該成膜位置移動期間的預定定時使該快門處於開放狀態的步驟；在該成膜等待位置將包括該成膜材料的膜沉積到該測量用石英振盪器和該校正用石英振盪器上達預定時間段的步驟；測量在該預定時間段內沉積到該校正用石英振盪器和該測量用石英振盪器中每個上的包括該成膜材料的膜的膜厚值的步驟；以及基於分別從該校正用石英振盪器和該測量用石英振盪 器測得的膜厚值的比，決定用於校正該測量用石英振盪器的膜厚的校正係數的步驟。