(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-24
(45)【発行日】2023-08-01
(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20230725BHJP
H01L 21/203 20060101ALI20230725BHJP
H01L 21/285 20060101ALI20230725BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 U
H01L21/203 Z
H01L21/285 P
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019154381
(22)【出願日】2019-08-27
(65)【公開番号】P2021031739
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-06-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】110003339
【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100104215
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100196575
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 満
(74)【代理人】
【識別番号】100168181
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 哲平
(74)【代理人】
【識別番号】100144211
【弁理士】
【氏名又は名称】日比野 幸信
(72)【発明者】
【氏名】中尾 裕利
(72)【発明者】
【氏名】関根 元気
【審査官】▲高▼橋 真由
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０７７５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１１５５０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５９６８５８７（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８
Ｈ０１Ｌ ２１／２０３
Ｈ０１Ｌ ２１／２８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸着材料を収容する蒸発容器を有し、前記蒸発容器から対象物に向けて前記蒸着材料を噴出する成膜源と、前記成膜源から噴出する前記蒸着材料の蒸着速度を検知する検知センサと、
前記蒸発容器に収容された前記蒸着材料を加熱する加熱装置と、
前記蒸発容器の構造、前記蒸着材料の種類及び量、及び前記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、前記蒸着速度と前記加熱装置の加熱電力との関係が格納された記憶装置と、
前記蒸着材料の前記対象物への蒸着を進行させる際、蒸着開始から蒸着終了までフィードフォワード制御によって前記加熱電力を制御し、
前記フィードフォワード制御においては、前記記憶装置から前記関係を取得し、前記関係から、蒸着時間を複数に分割し、前記蒸着時間が分割された複数の分割点のそれぞれにおける前記加熱電力を互いに直線状に結んだデータに基づき、前記蒸着経過時間に応じて、前記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で前記加熱装置を作動する制御を行い、
前記蒸着経過時間において、前記目的値と前記検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合には帰還制御を利用し、
前記帰還制御においては、前記偏差を零に漸近させる補償演算結果を前記目的値に対応した前記加熱電力の１５％以内で前記加熱電力に加算して前記加熱装置を制御する制御装置と
を具備する成膜装置。
【請求項2】
請求項１に記載された成膜装置であって、前記制御装置は、
前記蒸着経過時間において定期的に前記帰還制御で用いられる伝達関数の設定値を変更して、前記加熱装置を制御する
成膜装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載された成膜装置であって、前記制御装置は、
前記蒸着材料を前記対象物に形成する際に、定期的に前記帰還制御を停止して前記加熱装置を制御する
成膜装置。
【請求項4】
蒸着材料を蒸発容器に収容し、前記蒸着材料を加熱装置により加熱し、前記蒸発容器から対象物に向けて前記蒸着材料を噴出させて前記対象物に前記蒸着材料を堆積する成膜方法において、前記蒸着材料の前記対象物への蒸着を進行させる際、蒸着開始から蒸着終了までフィードフォワード制御によって前記加熱電力を制御し、
前記フィードフォワード制御においては、蒸発容器の構造、蒸着材料の種類及び量、及び前記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、前記蒸着材料の蒸着速度と加熱装置の加熱電力との関係を取得し、前記関係から、蒸着時間を複数に分割し、前記蒸着時間が分割された複数の分割点のそれぞれにおける前記加熱電力を互いに直線状に結んだデータに基づき、前記蒸着経過時間に応じて、前記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で前記加熱装置を作動する制御を行い、
前記蒸着経過時間において、前記目的値と検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合には帰還制御を利用し、
前記帰還制御においては、前記偏差を零に漸近させる補償演算結果を前記目的値に対応した前記加熱電力の１５％以内で前記加熱電力に加算して前記加熱装置を制御する
を具備する成膜方法。
【請求項5】
請求項４に記載された成膜方法であって、前記関係を前記蒸着材料を前記対象物に蒸着する際に即時的に取得する
成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【0002】
真空中で基板に形成される膜の蒸着速度を制御する方法の１つに、膜厚モニタを使用する方法がある。例えば、真空容器内で基板の近傍に水晶振動子型の膜厚モニタを設置し、膜厚モニタで検知した値から帰還制御を行って所望の蒸着速度を得る方法である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－１１１９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、成膜装置に帰還制御を乱す急峻な外的要因が発生した場合、帰還制御が外的要因に追従できず、安定した蒸着速度が得られなくなる場合がある。
【0005】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、蒸着速度をより安定して制御できる、成膜速度及び成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、成膜源と、検知センサと、加熱装置と、記憶装置と、制御装置とを具備する。
上記成膜源は、蒸着材料を収容する蒸発容器を有し、上記蒸発容器から対象物に向けて上記蒸着材料を噴出する。
上記検知センサは、上記成膜源から噴出する上記蒸着材料の蒸着速度を検知する。
上記加熱装置は、上記蒸発容器に収容された上記蒸着材料を加熱する。
上記記憶装置は、上記蒸発容器の構造、上記蒸着材料の種類及び量、及び上記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、上記蒸着速度と上記加熱装置の加熱電力との関係を格納する。
上記制御装置は、上記蒸着材料の上記対象物への蒸着を進行させる際、上記記憶装置から上記関係を取得し、上記蒸着経過時間に応じて、上記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で上記加熱装置を作動する制御を行い、上記目的値と上記検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合、上記偏差を零に漸近させる補償演算結果を上記加熱電力に加算して上記加熱装置を制御する。
上記成膜源は、蒸着材料を収容する蒸発容器を有し、上記蒸発容器から対象物に向けて上記蒸着材料を噴出する。
上記検知センサは、上記成膜源から噴出する上記蒸着材料の蒸着速度を検知する。
上記加熱装置は、上記蒸発容器に収容された上記蒸着材料を加熱する。
上記記憶装置は、上記蒸発容器の構造、上記蒸着材料の種類及び量、及び上記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、上記蒸着速度と上記加熱装置の加熱電力との関係を格納する。
上記制御装置は、上記蒸着材料の上記対象物への蒸着を進行させる際、上記記憶装置から上記関係を取得し、上記蒸着経過時間に応じて、上記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で上記加熱装置を作動する制御を行い、上記目的値と上記検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合、上記偏差を零に漸近させる補償演算結果を上記加熱電力に加算して上記加熱装置を制御する。
【0007】
このような成膜装置によれば、成膜装置に急峻な外的要因が発生したとしても、蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で加熱装置が作動され、その制御が補償演算によって補正されるため、蒸着速度が安定して制御される。
【0008】
上記の成膜装置においては、上記制御装置は、上記蒸着材料の蒸着時間を複数に分割し、上記蒸着時間が分割された複数の分割点のそれぞれにおける上記加熱電力を互いに直線状に結んだデータに基づいて上記加熱装置を制御してもよい。
【0009】
このような成膜装置によれば、上記直線状に結んだデータに基づいて加熱装置を制御されるため、蒸着速度が安定して制御される。
【0010】
上記の成膜装置においては、上記制御装置は、上記蒸着経過時間において定期的に上記帰還制御で用いられる伝達関数の設定値を変更して、上記加熱装置を制御してもよい。
【0011】
このような成膜装置によれば、蒸着中、定期的に帰還制御で用いられる伝達関数の設定値を変更されるため、蒸着速度が安定して制御される。
【0012】
上記の成膜装置においては、上記制御装置は、上記蒸着材料を上記対象物に形成する際に、定期的に上記帰還制御を停止して上記加熱装置を制御してもよい。
成膜装置。
成膜装置。
【0013】
このような成膜装置によれば、蒸着中、定期的に帰還制御を停止されて加熱装置が制御されるため、蒸着速度が安定して制御される。
【0014】
本発明の一形態に係る成膜装置は、蒸着材料を蒸発容器に収容し、上記蒸着材料を加熱装置により加熱し、上記蒸発容器から対象物に向けて上記蒸着材料を噴出させて上記対象物に上記蒸着材料を堆積する成膜方法である。
上記の成膜方法では、蒸発容器の構造、蒸着材料の種類及び量、及び上記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、上記蒸着材料の蒸着速度と加熱装置の加熱電力との関係が取得される。
上記蒸着材料の上記対象物への蒸着を進行させる際、上記蒸着経過時間に応じて、上記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で上記加熱装置を作動する制御を行い、上記目的値と検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合、上記偏差を零に漸近させる補償演算結果を上記加熱電力に加算して上記加熱装置が制御される。
上記の成膜方法では、蒸発容器の構造、蒸着材料の種類及び量、及び上記蒸着材料の蒸着経過時間に応じた、上記蒸着材料の蒸着速度と加熱装置の加熱電力との関係が取得される。
上記蒸着材料の上記対象物への蒸着を進行させる際、上記蒸着経過時間に応じて、上記蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で上記加熱装置を作動する制御を行い、上記目的値と検知センサが検知した蒸着速度とに偏差が生じた場合、上記偏差を零に漸近させる補償演算結果を上記加熱電力に加算して上記加熱装置が制御される。
【0015】
このような成膜方法によれば、成膜装置に急峻な外的要因が発生したとしても、蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で加熱装置が作動され、その制御が補償演算によって補正されるため、蒸着速度が安定して制御される。
【0016】
上記の成膜方法においては、上記関係を上記蒸着材料を上記対象物に蒸着する際に即時的に取得してもよい。
【0017】
このような成膜方法によれば、上記の関係が蒸着材料を対象物に蒸着する際に即時的に取得されるために、生産性が向上する。
【発明の効果】
【0018】
以上述べたように、本発明によれば、蒸着速度をより安定して制御できる、成膜速度及び成膜方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図（ａ）及び図（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。図（ｃ）は、本実施形態に係る成膜装置に設置された膜厚センサの概略的斜視図である。
【図2】図（ａ）は、本実施形態に係る成膜装置のブロック図である。図（ｂ）は、本実施形態に係るフィードフォワード制御の一例を示すグラフ図である。
【図3】図（ａ）は、比較例に係る蒸着経過時間と蒸着速度との関係を示すグラフ図である。図（ｂ）は、本実施形態に係る蒸着経過時間と蒸着速度との関係を示すグラフ図である。
【図4】制御方法の変形例に係るブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
【0021】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。図１（ｃ）は、本実施形態に係る成膜装置に設置された膜厚センサの概略的斜視図である。図１（ａ）が正面図とした場合、図１（ｂ）は、側面図に相当する。
【0022】
成膜装置１は、真空容器１０と、成膜源２０と、加熱装置３０と、検知センサ４０と、温度センサ５０と、制御装置６０と、記憶装置６１と、基板搬送機構９２とを具備する。
【0023】
真空容器１０は、減圧状態が維持することが可能な容器である。真空容器１０には、真空容器１０内のガスを排気する排気系が設けられる。また、真空容器１０には、真空容器１０外から真空容器１０内にガスを供給することが可能なガス供給機構が設けられてもよい。真空容器１０をＸ－Ｙ平面で切断したときの形状は、例えば、矩形状である。
【0024】
成膜源２０は、真空容器１０内に設けられている。成膜源２０は、例えば、真空容器１０内の底部または底部近傍に設けられている。成膜源２０は、複数の蒸発容器２０ｓを有する。複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれは、基板９０が移動する方向に対して交差する方向（例えば、直交する方向）に並ぶ。成膜源２０は、いわゆるリニアソース型の蒸着源である。複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれは、蒸着材料２０ｍを収容する。蒸発容器２０ｓからは、蒸着の対象物である基板９０に向けて蒸着材料２０ｍが噴出する。
【0025】
基板搬送機構９２は、成膜源２０上に設けられる。基板搬送機構９２は、基板９０が基板ホルダ９１によって保持された状態で、基板９０及び基板ホルダ９１を真空容器１０内で搬送する。基板搬送機構９２には、基板９０側に図示しないロール機構が設けられる。例えば、基板搬送機構９２は、基板９０及び基板ホルダ９１を複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれが並ぶ方向に対して直交する方向に搬送する。
【0026】
基板搬送機構９２の設置により、成膜装置１では、Ｘ軸方向における基板９０と成膜源２０との相対位置が変化しながら、基板９０に蒸着材料２０ｍが蒸着される。例えば、真空容器１０内で固定された成膜源２０の上方をＸ軸方向に基板９０が移動しながら基板９０に蒸着材料２０ｍが蒸着される。
【0027】
加熱装置３０は、複数の蒸発容器２０ｓの周りに設けられる。加熱装置３０は、蒸発容器２０ｓに収容された蒸着材料２０ｍを蒸発容器２０ｓを介して加熱する。加熱装置３０は、例えば、誘導加熱式または抵抗加熱式の加熱装置である。複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれが加熱されると、複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれから、基板９０に向けて蒸着材料２０ｍが蒸発する。
【0028】
複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれから蒸着材料２０ｍが蒸発すると、成膜対象面９０ｄに蒸発した蒸着材料２０ｍが付着して、基板９０に所望の厚みの薄膜が形成される。また、基板９０を一定速度で移動しながら、成膜対象面９０ｄへの蒸着を行うことにより、成膜対象面９０ｄには均一な厚みの薄膜が形成される。
【0029】
蒸着材料２０ｍは、一例として、有機ＥＬ素子の発光層、キャリア輸送層を構成する有機材料である。蒸着材料２０ｍは、有機材料とは限らず、無機材料、金属等でもよい。
【0030】
検知センサ４０は、いわゆる膜厚センサである。検知センサ４０は、蒸着材料２０ｍが基板９０に到達するのを妨げないように配置される。検知センサ４０は、成膜源２０から噴出する蒸着材料２０ｍの蒸着速度（ｎｍ／ｓ）を検知する。検知センサ４０は、基板９０の近傍に配置され、基板９０に形成される膜の厚み、蒸着速度を間接的に測定する。検知センサ４０が検知した値は、制御装置６０に出力される。
【0031】
検知センサ４０の詳細の一例を説明する。
【0032】
図１（ｃ）に、検知センサ４０の一例を示す。検知センサ４０は、本体４１ｂと、複数の水晶振動子４１ｃと、回転式のシャッタ４１ｓを有する。検知センサ４０は、例えば、１２個の水晶振動子４１ｃを含むマルチセンサである。水晶振動子４１ｃに蒸着材料２０ｍが体積すると、水晶振動子４１ｃの共振周波数ｆ０が変化する。
【0033】
この変化分を時間で微分することにより、水晶振動子４１ｃに堆積する蒸着材料２０ｍの蒸着速度が測定される。また、水晶振動子４１ｃのツーリング係数（Ｔ Ｆａｃｔｏｒ）は、適宜調整され、水晶振動子４１ｃが検知する蒸着速度をもって、基板９０に堆積する蒸着材料２０ｍの蒸着速度が間接的に求められる。
【0034】
シャッタ４１ｓには、複数の水晶振動子４１ｃのいずれかが露出する開口４１ｈが設けられている。シャッタ４１ｓの回転により、検知センサ４０から任意の水晶振動子４１ｃが露出、選択される。検知センサ４０では、選択された任意の水晶振動子４１ｃによって、それぞれの水晶振動子４１ｃに形成される蒸着材料２０ｍの蒸着速度が検知可能になっている。
【0035】
温度センサ５０は、複数の蒸発容器２０ｓのそれぞれに設置されている。温度センサ５０としては、典型的には、熱電対が用いられる。温度センサ５０は、制御装置６０に接続されている。
【0036】
制御装置６０は、フィードフォワード制御、または、検知センサ４０の測定結果に基づくフィードバック制御によって、加熱装置３０に供給される加熱電力（例えば、交流電圧）を調整する。これにより、成膜源２０が所望の温度に調整され、蒸着材料２０ｍの蒸発量が所望の蒸発量に制御される。
【0037】
記憶装置６１には、蒸発容器２０ｓの構造、蒸着材料２０ｍの種類及び量、及び蒸着材料２０ｍの蒸着経過時間に応じた、蒸着材料２０ｍの蒸着速度と、加熱装置３０の加熱電力との関係が格納されている。記憶装置６１は、制御装置６０から独立させず、制御装置６０内に組み込まれてもよい。蒸着材料２０ｍの基板９０への蒸着を進行させる際、制御装置６０は、記憶装置６１に格納された上記の関係を利用する。
【0038】
成膜装置１の動作を説明する。
【0039】
【0040】
ここで、図２（ａ）中のＳＶ ｒａｔｅは、蒸着速度の目的値（設定値）であり、ＭＶ ｒａｔｅは、蒸着速度の制御値であり、ＰＶ ｒａｔｅは、蒸着速度の測定値である。Ｐ１～Ｐ３は、これら値の合流点または分岐点を示す。図２（ｂ）において、横軸は、蒸着経過時間（ｈ）であり、左縦軸は、加熱装置３０の加熱電力（Ｗ）であり、右縦軸は、蒸着速度の目的値（ｎｍ／ｓ）である。
【0041】
制御装置６０は、蒸着経過時間に応じて、フィードフォワード制御により、蒸着速度の目的値に対応した加熱電力で加熱装置３０を制御する。
【0042】
例えば、図２（ａ）に示すように、蒸着速度の設定値（ＳＶ ｒａｔｅ）が制御装置６０に入力されると、蒸着中には、設定値（ＳＶ ｒａｔｅ）に対応した加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）で加熱装置３０が加熱される。例えば、設定値（ＳＶ ｒａｔｅ）は、点Ｐ１からＰＩＤ制御を迂回し、目的値に対応した加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）に変換され、この目的値に対応した加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）が点Ｐ２に行き着いて、逐次、この加熱電力で加熱装置３０が加熱される。
【0043】
次に、フィードフォワード制御の中身について説明する。図２（ｂ）には、制御装置６０が行うフィードフォワード制御の具体例が示されている。
【0044】
例えば、蒸着中、常時、目的とする蒸着速度（図２（ｂ）破線）を得るには、蒸着経過時間とともに、加熱電力を徐々に上昇させる必要がある。これは、蒸着経過時間とともに蒸着材料２０ｍの蒸発面が徐々に下がり、加熱装置３０から蒸着材料２０ｍの蒸発面に到達する熱伝動パスが蒸着経過時間とともに長くなることに起因する。
【0045】
但し、蒸着材料２０ｍの種類毎に蒸着時間内の連続した時刻における加熱電力の適性値（目的値に対応した加熱電力）を記憶装置６１に格納しておくことは、データ容量の膨大化をもたらす。特に、蒸着材料２０ｍの種類に限らず、蒸着材料２０ｍの量、蒸発容器２０ｓの構成等のファクタをも考慮すると、そのデータ量はさらに膨大になる。
【0046】
そこで、本実施形態では、制御装置６０が蒸着時間を複数に分割し、蒸着時間が分割された複数の分割点のそれぞれにおける加熱電力の適性値を記憶装置６１から取得する。複数の分割点のそれぞれにおける加熱電力の適性値は、既に記憶装置６１に格納されている。そして、制御装置６０は、これらの加熱電力を互いに直線状に結び、この折線状に結んだ折線データに基づいて加熱装置３０を制御する（折線変換近似）。なお、各分割点は、蒸着時間の時刻にも対応している。
【0047】
例えば、図２（ｂ）では、一例として、蒸着経過時間が８分割されている。そして、８分割された複数の分割点ｔ１～ｔ９のそれぞれにおける加熱電力の適性値が互いに直線で結ばれている。例えば、各分割点における加熱電力は、蒸着経過が進むにつれ増加し、隣り合う分割点の加熱電力が直線で結ばれている。
【0048】
複数の分割点ｔ１～ｔ９のそれぞれを結ぶ折線は、蒸着開始直後では緩やかに上昇し、蒸着の途中では、蒸着開始直後よりもやや急激に上昇し、蒸着終了間際においては、上昇が飽和する３次関数のような近似線になっている。例えば、隣り合う分割点を結ぶ線の勾配は、最初の分割点ｔ１から、分割点ｔ１～ｔ９の中間点であるｔ５までは、徐々に増加し、中間点から最終点であるｔ９までは、徐々に減少している。
【0049】
なお、複数の分割点ｔ１～ｔ９のそれぞれを結ぶ折線は、蒸着材料２０ｍの種類及び量、蒸発容器２０ｓの構造等によっては、３次関数のような軌跡とならず、１次関数のように増加する場合もあり、２次関数のように増加する場合がある。また、分割点の数は、９点に限らず、１０点以上でもよく、８点以下でもよい。これらは、蒸着材料２０ｍの種類及び量、蒸発容器２０ｓの構造等によって適宜変更される。
【0050】
制御装置６０は、この連続した折線データに則り、蒸着進行中にフィードフォワード制御で加熱装置３０を作動する。例えば、制御装置６０は、ｔ１～ｔ２の間は、ｔ１～ｔ２の間に示されたリニアに増加する加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）、ｔ２～ｔ３の間は、ｔ２～ｔ３の間に示されたリニアに増加する加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）、ｔ３～ｔ４の間は、ｔ３～ｔ４の間に示されたリニアに増加する加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）、・・・・、ｔ８～ｔ９の間は、ｔ８～ｔ９の間に示されたリニアに増加する加熱電力（ＭＶ ｒａｔｅ）で加熱装置３０を制御する。
【0051】
このような制御によれば、成膜装置１の制御を乱す急峻な外的要因が発生し、蒸着中、検知センサ４０にＦａｋｅ信号が重畳したとしても（点Ｐ３）、急峻な外的要因の影響に先立って、上記折線データに基づくフィードフォワード制御で加熱装置３０が制御されるため、蒸着速度の制御値（ＭＶ ｒａｔｅ）が急峻な外的要因の影響を受けにくく、蒸着中、安定した蒸着速度の制御値で加熱装置３０が加熱される。これにより、蒸着中には、安定した蒸発量で蒸着材料２０ｍが蒸発することになる。なお、急峻な外的要因とは、典型的には電気的ノイズがあげられる。
【0052】
但し、折線変換近似による線と、近似された３次関数とには、若干の誤差があり、目的値と、検知センサ４０が検知した蒸着速度とに微小な偏差が生じる場合がある。また、蒸発容器２０ｓの噴出口には、時間経過とともに予期せぬ蒸着材料２０ｍの付着が起きる可能性がある。
【0053】
このような場合、制御装置６０は、フィードバック制御によって、この偏差を零に漸近させる補償演算を行い、補償演算結果をフィードフォワード制御で行う加熱電力に加算して加熱装置３０を制御する。
【0054】
例えば、図２（ａ）に示すように、検知センサ４０が検知した蒸着速度と蒸着速度の目的値とに偏差が生じた場合、制御装置６０は、例えば、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御によって、偏差を零に漸近させる制御を行う。この場合、フィードフォワード制御をＰＩＤ制御よりも優先させるため、制御装置６０においては、ＰＩＤ制御により補正される加熱電力値（Ｗ）がフィードフォワード制御による加熱電力値の１５％以内に設定されている。そして、制御装置６０は、折線データから得た加熱電力に補償演算結果を加算した加熱電力を加熱装置３０に与える真の制御値とする。図２（ａ）では、それらの加算点が点Ｐ２で示されている。
【0055】
このような成膜装置１によれば、フィードフォワード制御で生じる蒸着速度の誤差がＰＩＤ制御で補正されて、蒸着中の蒸着速度がさらに安定する。なお、ＰＩＤ制御に代えて、Ｐ制御またはＰＩ制御にすることもできる。
【0056】
図３（ａ）は、比較例に係る蒸着経過時間と蒸着速度との関係を示すグラフ図である。図３（ｂ）は、本実施形態に係る蒸着経過時間と蒸着速度との関係を示すグラフ図である。横軸は、成膜装置１を駆動した時間（秒）であり、縦軸は、蒸着速度の規格値（n.u.）である。蒸着開始からの横軸の時間が蒸着経過時間に対応している。蒸着開始前の時間は、成膜装置のアイドル時間に相当する。蒸着速度の目的値は、縦軸の「１」に設定している。
【0057】
図３（ａ）に示す比較例では、図２（ａ）に示すフィードフォワード制御が略されている。すなわち、比較例では、フィードバック制御のみにより蒸着速度を制御している。このような場合、Ｆａｋｅ信号が検知センサ４０に重畳して、ＰＩＤ制御がＦａｋｅ信号に追従できなくなると、Ｆａｋｅ信号が発する時間帯では蒸着速度の制御値が「１」から逸れ、乱れが生じている。これにより、加熱電力に乱れが生じる。
【0058】
一方、図３（ｂ）に示す本実施形態では、図２（ａ）に示すフィードフォワード制御とフィードバック制御とを合わせて蒸着速度を制御している。これにより、Ｆａｋｅ信号が検知センサ４０に重畳したしても、蒸着時間内では、常時、蒸着速度の制御値が「１」と略重なり、加熱電力が安定する。これにより、常時、蒸発容器２０ｓから蒸発する蒸着材料２０ｍの蒸発量が安定する。
【0059】
（変形例１）
【0060】
図４は、制御方法の変形例に係るブロック図である。
【0061】
制御装置６０は、蒸着経過時間内で定期的に帰還制御に用いられる伝達関数の設定値を変更することもできる。例えば、図４に示すように、蒸着経過時間及び蒸着材料２０ｍの種類は、フィードフォワード制御の折線変換に反映されることに加え、蒸着経過時間のステップ数、ステップ時間にも反映される（ステップ時間制御）。
【0062】
例えば、蒸着経過時間は、蒸着経過時間及び蒸着材料２０ｍの種類に応じて、適宜、複数の時間に分割される。そして、蒸着中には、ステップ時間毎に、帰還制御で用いられる伝達関数の設定値が適宜変更される。例えば、ＰＩＤ制御の伝達関数Ｃにおける、比例ゲイン（Ｋｐ）、積分ゲイン（Ｋｉ）、及び微分ゲイン（Ｋｄ）の少なくともいずれかがステップ時間毎に適宜変更される。
【0063】
また、ステップ時間は、複数の分割点ｔ１～ｔ９に対応させてもよく、複数の分割点ｔ１～ｔ９のいずれかで帰還制御で用いられる伝達関数の設定値が適宜変更されてもよい。
【0064】
このような方法によれば、フィードフォワード制御がＰＩＤ制御により、さらに精度よく補正されて、蒸着中の蒸着速度がさらに安定する。
【0065】
（変形例２）
【0066】
制御装置６０は、蒸着材料２０ｍを基板９０に形成する際に、定期的に帰還制御を停止して加熱装置３０を制御することもできる。例えば、検知センサ４０において、シャッタ４１ｓが回転する際には、水晶振動子４１ｃがシャッタ４１ｓにより遮蔽される。この際、検知センサ４０が検知する蒸着速度が「０」となると、ＰＩＤ制御が過剰に反応し、制御値に急峻なオーバーシュートを引き起こす可能性がある。変形例２では、ＰＩＤ制御の過剰な反応を抑制するために、蒸着中、定期的に帰還制御が停止される。
【0067】
（変形例３）
【0068】
記憶装置６１に格納された関係は、蒸着材料２０ｍが基板９０に蒸着される際に即時的に取得してもよい。例えば、新規の蒸着材料２０ｍを基板９０に蒸着する際、新規の蒸着材料２０ｍに特性が近似する記憶装置６１に情報が格納された蒸着材料２０ｍのデータを基本とし、検知センサ４０が検知した蒸着速度と蒸着速度の目的値とに偏差が生じた場合には、ＰＩＤ制御によって補正された折線データが新規の蒸着材料２０ｍにおけるフィードフォアード制御のデータとして記憶装置６１に格納される。
【0069】
このような方法によれば、新規の蒸着材料２０ｍにおける加熱電力の適性値を事前に取得する実験、シミュレーション等を行う手間が省け、生産性が向上する。
【0070】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。本実施形態では、成膜装置１のみならず、成膜装置１を用いた成膜方法も提供される。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
【符号の説明】
【0071】
１…成膜装置
１０…真空容器
２０…成膜源
２０ｓ…蒸発容器
２０ｍ…蒸着材料
３０…加熱装置
４０…検知センサ
４１ｂ…本体
４１ｃ…水晶振動子
４１ｓ…シャッタ
４１ｈ…開口
５０…温度センサ
６０…制御装置
６１…記憶装置
９０…基板
９０ｄ…成膜対象面
９１…基板ホルダ
９２…基板搬送機構
１０…真空容器
２０…成膜源
２０ｓ…蒸発容器
２０ｍ…蒸着材料
３０…加熱装置
４０…検知センサ
４１ｂ…本体
４１ｃ…水晶振動子
４１ｓ…シャッタ
４１ｈ…開口
５０…温度センサ
６０…制御装置
６１…記憶装置
９０…基板
９０ｄ…成膜対象面
９１…基板ホルダ
９２…基板搬送機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】