CN113463058A - 电子器件的制造方法、测定方法以及成膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的电子器件的制造方法、测定方法以及成膜装置能够更准确地测定在基板上形成的膜的厚度,由此,准确地控制在基板的元件区域形成的膜的厚度。具有:在具有形成电子器件的元件区域以及与元件区域不同的测定区域的基板的测定区域,形成对光进行反射的反射层的反射层形成工序;以至少在测定区域中与反射层重叠的方式,在元件区域及测定区域形成第1膜的第1成膜工序;通过从第1膜一侧向反射层及第1膜照射光,测定第1膜的厚度的测定工序;以及在测定工序之后,至少在元件区域形成第2膜的第2成膜工序。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件的制造方法、测定方法以及成膜装置。
背景技术
近年来,作为平板显示装置,有机EL显示装置(有机EL显示器)备受瞩目。有机EL显示装置是自发光显示器,响应速度、视场角、薄型化等的特性比液晶显示器优异,在监视器、电视、以智能手机为代表的各种移动终端等中代替已有的液晶面板显示器而逐渐普及。另外,其应用领域也扩展到汽车用显示器等。
构成有机EL显示装置的有机EL元件(有机发光元件、OLED:Organic LightEmitting Diode)具有在2个相对的电极(阴极电极、阳极电极)之间形成有具有作为引起发光的有机物层的发光层的功能层的基本构造。有机EL元件的功能层及电极层例如能够通过将构成各个层的材料在真空成膜装置内经由掩模在基板上成膜而制造。
有机EL元件通过在将基板向各成膜室依次输送的同时在基板的被处理面上依次形成电极及各种功能层而制造。专利文献1公开了在将多个集群型单元连结而成的构造的制造装置中,在各个单元设置多个成膜室和检查室,将在某个成膜室中成膜的基板输送到检查室来测定膜厚的结构。而且,公开了使用膜厚测定结果进行发光特性模拟,基于模拟结果,在相同的成膜室或其他成膜室进行色度修正层的成膜的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-322612号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,对于上述的专利文献1的检查室中的膜厚测定,关于形成要测定的膜的衬底的结构,没有关于优选怎样的结构的记载。另一方面,根据衬底的结构,有时无法高精度地测定膜厚。例如,在基板上直接形成测定对象的膜的情况下,在基板的光学特性复杂的情况或在多个基板之间光学性质存在偏差的情况等,有可能无法准确地评估膜厚。特别是在基板为透明体的情况下,由于透射率高,因此受光的光量和测定信号变小,从而对噪声敏感,有时无法进行准确的膜厚评估。测定的准确性、精度也取决于要测定的膜的材料、膜厚。特别是相对于具有吸收光谱复杂的构造的有机材料、较薄的膜厚,难以确保准确性,因此,需要选定适当的衬底材料。即使在进行衬底处理的情况下,若衬底的光学性质不稳定则难以实现具有再现性的膜厚评估。并且,用于衬底处理的设备增大,需要另设处理工艺。
实施例的目的在于提供一种电子器件的制造方法、测定方法以及成膜装置,能够更准确地测定在基板上形成的膜的厚度,由此,能够准确地控制在基板的元件区域形成的膜的厚度。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,实施例的电子器件的制造方法具有:在具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域的基板的所述测定区域,形成对光进行反射的反射层的反射层形成工序;以至少在所述测定区域中与所述反射层重叠的方式,在所述元件区域及所述测定区域形成第1膜的第1成膜工序;通过从所述第1膜一侧向所述反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及在所述测定工序之后,至少在所述元件区域形成第2膜的第2成膜工序。
另外,实施例的电子器件的制造方法具有:在具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域的基板的所述测定区域,形成金属层的金属层形成工序;以至少在所述测定区域中与所述金属层重叠的方式,在所述元件区域及所述测定区域形成第1膜的第1成膜工序;通过从所述第1膜一侧向所述金属层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及在所述测定工序之后,至少在所述元件区域形成第2膜的第2成膜工序。
另外,实施例的测定方法具有:准备基板的基板准备工序,所述基板具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域,并具有以至少在所述测定区域中与对光进行反射的反射层重叠的方式形成于所述元件区域及所述测定区域的第1膜;通过从所述第1膜一侧向所述反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及在所述测定工序之后,为了至少在所述元件区域形成第2膜而输送所述基板的输送工序。
另外,实施例的成膜装置具备:第1成膜部件,其在基板的形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域形成第1膜;测定部件,其通过从所述第1膜一侧向在所述测定区域中重叠地形成的对光进行反射的反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度;第2成膜部件,其至少在所述元件区域形成第2膜;以及输送部件,其将由所述测定部件进行了测定的所述基板向由所述第2成膜部件进行成膜的位置输送。
发明的效果
根据实施例,能够更准确地测定在基板上形成的膜的厚度,由此,能够准确地控制在基板的元件区域形成的膜的厚度。
附图说明
图1是示意性地表示电子器件制造装置的一部分结构的俯视图。
图2是示意性地表示设置于成膜室的真空蒸镀装置的结构的图。
图3是示意性地表示通路室的结构的剖视图。
图4是表示基板上的对准标记及膜厚测定用膜片的图。
图5是示意性地表示膜厚测定部的结构的框图。
图6是对准标记和膜厚测定用膜片的各种配置例的图。
图7是包括实施方式1的基板的膜厚测定区的示意性剖视图。
图8是包括实施方式2的基板的膜厚测定区的示意性剖视图。
图9是包括实施方式3的基板的膜厚测定区的示意性剖视图。
图10是包括实施方式4的基板的膜厚测定区的示意性剖视图。
图11是示意性地表示膜厚控制系统的结构的框图。
图12(a)是有机EL显示装置的整体图,图12(b)是表示1像素的截面构造的图,图12(c)是红色层的放大图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的优选的实施方式及实施例。但是,以下的实施方式及实施例仅是例示性地表示本发明的优选结构,本发明的范围并不限定于这些结构。另外,以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等只要没有特别特定的记载,就并非旨在将本发明的范围仅限定于此。
本发明能够应用于在向多个成膜室依次输送基板的同时使各种材料堆积于基板的表面而进行成膜的装置,能够优选地应用于通过真空蒸镀形成所期望的图案的薄膜(材料层)的装置。作为基板的材质,能够选择玻璃、高分子材料的膜、金属等任意的材料,基板例如也可以是在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺等的膜的基板。此外,在基板上形成多个层的情况下,也包括直至前一个工序为止已形成的层在内将其称为“基板”。另外,作为蒸镀材料,也可以选择有机材料、金属性材料(金属、金属氧化物等)等任意的材料。此外,除了以下的说明中说明的真空蒸镀装置之外,本发明也能够应用于具有溅射装置、CVD(ChemicalVapor Deposition)装置的成膜装置。具体而言,本发明的技术能够应用于有机电子器件(例如有机EL元件、薄膜太阳能电池、有机光电转换元件)、光学部件等的制造装置。特别是,通过使蒸镀材料蒸发并经由形成有与像素或子像素对应的开口图案的掩模蒸镀到基板上而形成有机EL元件、有机光电转换元件的有机电子器件的制造装置是本发明的优选的应用例之一。在这其中,有机EL元件的制造装置是本发明的特别优选的应用例之一。
<电子器件制造装置>
图1是示意性地表示电子器件制造装置的一部分结构的俯视图。
图1的电子器件制造装置例如用于智能手机用的有机EL显示装置的显示面板的制造。在智能手机用的显示面板的情况下,例如在对第4.5代的基板(约700mm×约900mm)、第6代的全尺寸(约1500mm×约1850mm)或半切尺寸(约1500mm×约925mm)的基板进行了用于形成有机EL元件的成膜之后,切取该基板而制作多个小尺寸的面板。
电子器件制造装置具有将多个集群型单元(以下也简称为“单元”)CU1~CU3经由连结室连结的构造。集群型单元是指在作为基板输送部件的基板输送机器人的周围配置有多个成膜室的结构的成膜单元。此外,单元的数量不限于3个,只要为2个以上即可。以后,在所有单元共通的说明以及不特定单元的说明中,如“CUx”这样使用以“x”代替数字进行表述的附图标记,在对个别单元的说明中,如“CU1”这样使用表述了数字的附图标记(对单元以外的结构标注的附图标记也同样)。图1示出了整个电子器件制造装置中的成膜装置的部分的一部分。在成膜装置的上游,例如可以设置基板的储备装置、加热装置、清洗等预处理装置等,在成膜装置的下游,例如可以设置密封装置、加工装置、已处理基板的储备装置等,这些整体一起构成了电子器件制造装置。
集群型单元CUx具有中央的输送室TRx、配置在输送室TRx的周围的多个成膜室EVx1~EVx4以及掩模室MSx1~MSx2。邻接的2个单元CUx与CUx+1之间由连结室CNx连接。集群型单元CUx内的各室TRx、EVx1~EVx4、MSx1~MSx2以及连结室CNx在空间上相连,其内部维持为真空或氮气等非活性气体环境。在本实施方式中,构成单元CUx及连结室CNx的各室与未图示的真空泵(真空排气部件)连接,能够分别独立地进行真空排气。各个室也称为“真空腔室”或简称为“腔室”。此外,在本说明书中“真空”是指充满比大气压低的压力的气体的状态。
在输送室TRx设置有作为输送基板S及掩模M的输送部件的输送机器人RRx。输送机器人RRx例如是具有在多关节臂安装有保持基板S及掩模M的机械手的构造的多关节机器人。在集群型单元CUx内,基板S保持基板S的被处理面(被成膜面)朝向重力方向下方的水平状态不变地由输送机器人RRx、后述的输送机器人RCx等输送部件输送。输送机器人RRx、输送机器人RCx所具有的机械手具有保持部,以便保持基板S的被处理面的周缘区域。输送机器人RRx进行上游侧的通路室PSx-1、成膜室EVx1~EVx4、下游侧的缓冲室BCx之间的基板S的输送。另外,输送机器人RRx进行掩模室MSx1与成膜室EVx1、EVx2之间的掩模M的输送以及掩模室MSx2与成膜室EVx3、EVx4之间的掩模M的输送。
掩模室MSx1~MSx2是设置有分别收纳成膜要使用的掩模M和已使用的掩模M的掩模储备装置的室。在掩模室MSx1储备有在成膜室EVx1、EVx3中使用的掩模M,在掩模室MSx2储备有在成膜室EVx2、EVx4中使用的掩模M。作为掩模M,优选利用形成有大量开口的金属掩模。
成膜室EVx1~EVx4是用于在基板S的表面上对材料层进行成膜的室。在此,成膜室EVx1和EVx3是具有相同功能的室(能够实施相同的成膜处理的室),同样地成膜室EVx2和EVx4也是具有相同功能的室。通过该结构,能够并行实施成膜室EVx1→EVx2这样的第1路径下的成膜处理和成膜室EVx3→EVx4这样的第2路径下的成膜处理。
连结室CNx将单元CUx和单元CUx+1连接,具有将由单元CUx进行了成膜的基板S向后段的单元CUx+1交接的功能。本实施方式的连结室CNx从上游侧起依次由缓冲室BCx、回旋室TCx以及通路室PSx构成。如后所述,这样的连结室CNx的结构是从提高成膜装置的生产率或提高可用性的观点出发优选的结构。但是,连结室CNx的结构不限于此,也可以仅由缓冲室BCx或通路室PSx构成连结室CNx。
缓冲室BCx是用于在单元CUx内的输送机器人RRx与连结室CNx内的输送机器人RCx之间进行基板S的交接的室。缓冲室BCx具有在单元CUx与后段的单元CUx+1之间存在处理速度的差异的情况下或者在由于下游侧的故障的影响而使基板S无法像通常那样流动的情况下等通过暂时收纳多个基板S来调整基板S的送入速度、送入时机的功能。通过将具有这样的功能的缓冲室BCx设置在连结室CNx内,能够实现高生产率,并且能够实现可应对各种层结构的层叠成膜的高灵活性。例如,在缓冲室BCx内设置有能够将多张基板S保持基板S的被处理面朝向重力方向下方的水平状态不变地进行收纳的多层构造的基板收纳架(也称为盒体)以及为了使送入或送出基板S的层与输送位置对齐而使基板收纳架升降的升降机构。
回旋室TCx是用于使基板S的朝向旋转180度的室。在回旋室TCx内设置有从缓冲室BCx向通路室PSx交接基板S的输送机器人RCx。在将基板S的上游侧的端部成为“后端”、将下游侧的端部称为“前端”的情况下,输送机器人RCx在支承着在缓冲室BCx接收到的基板S的状态下将其旋转180度并向通路室PSx移送,从而在缓冲室BCx内和通路室PSx内之间基板S的前端和后端调换。由此,向成膜室送入基板S时的朝向在上游侧的单元CUx和下游侧的单元CUx+1之间成为相同的朝向,因此,能够使相对于基板S的成膜的扫描方向、掩模M的朝向在各单元CUx中一致。通过采用这样的结构,能够使各单元CUx中向掩模室MSx1~MSx2设置掩模M的朝向一致,掩模M的管理得以简化,能够提高可用性。
通路室PSx是用于在连结室CNx内的输送机器人RCx与下游侧的单元CUx+1内的输送机器人RRx+1之间进行基板S的交接的室。在本实施方式中,在通路室PSx内,进行基板S的对准和在基板S上形成的膜的膜厚的测定。这样,通过将对准机构和膜厚测定部配置于相同的腔室,在实施了对准之后进行膜厚的测定,从而能够提高基板内的膜厚测定部位的位置精度。由此,能够在各基板中将基板内的膜厚测定部位保持为恒定,能够进行精度高的膜厚评估。
在成膜室EVx1~EVx4、掩模室MSx1~MSx2、输送室TRx、缓冲室BCx、回旋室TCx、通路室PSx之间,可以设置有能够开关的门(例如门阀或闸阀),也可以为始终开放的构造。
<真空蒸镀装置>
图2示意性地示出了设置于成膜室EVx1~EVx4的真空蒸镀装置200的结构。
真空蒸镀装置200具有保持掩模M的掩模保持件201、保持基板S的基板保持件202、蒸发源单元203、移动机构204、成膜率监视器205、成膜控制部206。掩模保持件201、基板保持件202、蒸发源单元203、移动机构204以及成膜率监视器205设置在真空腔室207内。真空蒸镀装置200还具有使掩模保持件201和基板保持件202中的至少一方移动来进行保持于掩模保持件201的掩模M与保持于基板保持件202的基板S的位置对齐(对准)的未图示的位置调整机构(对准机构)。
基板S使被处理面朝下地载置在保持为水平状态的掩模M的上表面。在掩模M的下方设置有蒸发源单元203。蒸发源单元203大致具备收纳成膜材料的容器(坩埚)、加热容器内的成膜材料的加热器等。另外,根据需要,也可以在蒸发源单元203设置用于提高加热效率的反射器、传热构件、挡板等。移动机构204是使蒸发源单元203与基板S的被处理面平行地移动(扫描)的部件。在本实施方式中使用1轴的移动机构204,但也可以使用2轴以上的移动机构。此外,在本实施方式中设为将基板S载置于掩模M的上表面,但只要是基板S和掩模M充分紧贴的结构,也可以不将基板S载置于掩模M的上表面。另外,在本实施方式中,使未图示的磁体接近基板S的与被处理面相反一侧的面,利用磁力吸引掩模M的掩模箔,提高掩模M与基板S的紧贴性。另外,在图2中,蒸发源单元203示出为1个,但也能够采用将多个蒸发源单元或容器排列配置,使它们作为一体移动的结构。根据这样的结构,能够在每个蒸发源单元或容器收纳不同的材料并使其蒸发,能够形成混合膜、层叠膜。
成膜率监视器205是用于监视在基板S上形成的薄膜的成膜速度的传感器。成膜率监视器205配置于基板S的被处理面的附近,且具有与蒸发源单元203一起移动的晶体振子,基于因成膜材料堆积于晶体振子的表面(被赋予质量)而导致的共振频率(固有振动频率)的变化量,推定每单位时间的成膜材料的附着量即成膜率(蒸镀率)[ ]。
成膜控制部206根据由成膜率监视器205得到的成膜率[]、由后述的第1膜厚测定部评估的膜厚值来调整成膜时间[s],从而将在基板S上形成的薄膜的膜厚控制成达到目标值。成膜时间的调整通过变更移动机构204对蒸发源单元203的扫描速度而进行。此外,在本实施方式中,通过成膜时间的调整(扫描速度的调整)而控制了膜厚,但也可以如以往的真空蒸镀装置中一般进行的那样,通过蒸发源单元203的加热器温度的调整、蒸发源单元203的挡板开度等来控制材料的蒸发量(喷出量)。另外,成膜控制部206也可以将成膜时间的调整和蒸发量的调整组合进行。即,成膜控制部206也可以控制为对蒸发源单元203的扫描速度、加热器温度以及挡板开度中的至少1个进行调整。
<通路室的对准机构>
图3是示意性地表示通路室PSx的结构的剖视图。图3对应于图1的A-A截面。
在通路室PSx设置有进行基板S的对准的对准机构。经过输送室TRx、回旋室TCx输送来的基板S具有因用于输送的机器人的位置精度等引起的位置偏差。在本实施方式中,通过设置于通路室PSx的对准机构,能够抑制该位置偏移。对准机构大致具有:设置于真空腔室300的内部的基板托盘301;用于在X轴方向、Y轴方向以及θ方向上驱动基板托盘301的XYθ驱动装置302;通过设置于真空腔室300的底面的窗口303对基板S(的对准标记304)进行拍摄的相机305;以及对准控制部306。
当回旋室TCx内的输送机器人RCx将基板S载置到基板托盘301上时,通过相机305对基板S的对准标记304进行拍摄。对准控制部306根据从相机305获取的图像来检测对准标记304的位置及倾斜,从而计算相对于基准位置的基板S的位置偏移量(ΔX、ΔY)及旋转偏移量(Δθ)。然后,对准控制部306对XYθ驱动装置302进行控制,对基板S的位置偏移及旋转偏移进行修正,从而进行基板S的对准。此外,也可以在通路室PSx内设置表示基准位置的基准标记。而且,也可以在通过相机305对基板S的对准标记304进行拍摄时,也对基准标记进行拍摄,从而获取相对于基准位置的基板S的位置偏移量及旋转偏移量。
在成膜室EVx1~EVx4中对基板S进行成膜时,需要将基板S与掩模M高精度地进行位置对齐。因此,在成膜室EVx1~EVx4中需要对基板S进行称为精对准的超高精度的定位。通过如本实施方式这样在通路室PSx内事先实施基板S的粗对准,能够使将基板S送入到后段的单元CUx+1的成膜室时的初始偏移量抑制得小,因此,能够缩短在成膜室内实施的精对准所需要的时间。另外,通过在膜厚测量之前预先实施(粗)对准,能够提高基板内的膜厚测定位置的位置精度。由此,能够在各基板中将基板内的膜厚测定部位保持为恒定,能够进行精度高的膜厚评估。
图4示出了基板S上的对准标记304的例子。在该例子中,在基板S的后端侧的2个角分别标记有对准标记304。但是,对准标记304的配置不限于此,例如,可以配置于前端侧的角,也可以配置于对角的2角或者所有4角,也可以不配置于角而配置于沿着边缘的位置。另外,对准标记304的数量也是任意的。或者,也可以对基板S的边缘、角进行检测来代替对基板S上的对准标记304进行检测。
<膜厚测定部>
如图3所示,在通路室PSx设置有测定在基板S上形成的膜的膜厚的膜厚测定部310。该通路室PSx相当于评估室。此外,在图3中,膜厚测定部310仅示出了1个,但也可以配置多个膜厚测定部。通过同时评估多个位置,能够得到基板面内的膜厚的偏差的信息,能够将在多个成膜室中成膜的多种膜集中地进行评估。
膜厚测定部310测定在设置于作为通路室PSx的上游侧的前段的单元CUx的成膜室EVx1~EVx4(第1成膜腔室)中成膜的基板S的测定区域形成的膜的膜厚。然后,基于在通路室PSx中测定的测定值,控制前段的单元CUx的成膜室EVx1~EVx4(第1成膜腔室)和作为通路室PSx的下游侧的位于后段的单元CUx+1的成膜室EVx1~EVx4(第2成膜室)中的至少任一方的单元的成膜室的成膜条件。
膜厚测定部310在本实施方式中可以设置于所有连结室的通路室PSx,但不需要设置于电子器件制造装置的所有连结室,也可以为仅设置于一部分连结室的通路室的结构。即,也可以仅在需要膜厚的高精度控制的部位设置膜厚测定部。位于通路室PSx的上游侧的第1成膜室不仅包括通路室PSx的正前方的单元CUx,还包括多个阶段前的单元CUx-1、CUx-2、···等的成膜室。另外,位于通路室PSx的下游侧的第2成膜室也不仅包括通路室PSx的正后方的单元CUx+1,还包括多个阶段后的单元CUx+2、CUx+3、···等的成膜室。
膜厚测定部310是以光学方式测定膜厚的传感器,在本实施方式中使用反射分光式的膜厚计。膜厚测定部310大致由膜厚评估单元311、传感器头312、将传感器头312和膜厚评估单元311连接的光纤313构成。传感器头312配置在真空腔室300内的基板托盘301的下方,经由安装于真空腔室300的底面的真空凸缘314与光纤313连接。传感器头312具有将经由光纤313引导的光的照射区设定为规定的区的功能,能够使用光纤及针孔、透镜等光学部件。
图5是膜厚测定部310的框图。膜厚评估单元311具有光源320、分光器321、测定控制部322。光源320是输出测定光(照明光)的器件,例如使用氘灯、氙灯、卤素灯。作为光的波长,能够使用200nm至1μm的范围。分光器321是对从传感器头312输入的反射光进行分光来进行光谱(每个波长的强度)的测定的器件,例如,由分光元件(光栅、棱镜等)和进行光电转换的检测器等构成。测定控制部322是进行光源320的控制以及基于反射光谱的膜厚运算等的器件。
从光源320输出的测定光经由光纤313被引导至传感器头312,从传感器头312投射到基板S。被基板S反射的光从传感器头312经由光纤313输入到分光器321。此时,被基板S上的薄膜的表面反射的光和被薄膜与其衬底层的界面反射的光相互干涉。这样受到由薄膜导致的干涉、吸收的影响,从而反射光谱受到光程长度差、即膜厚的影响。通过测定控制部322对反射光谱进行分析,从而能够测定薄膜的膜厚。上述的反射分光式的膜厚评估即使相对于几nm至几100nm的厚度的有机膜的评估,也能够在短时间内进行高精度的评估,因此是作为有机EL元件的有机层的评估而言优选的方法。在此,作为有机层的材料,可列举出αNPD:α-萘苯基联苯二胺(日文:α-ナフチルフェニルビフェニルジアミン)等空穴传输材料、Ir(ppy)3:铱-苯基嘧啶配合物(日文:イリジウム-フェニルピリミジン錯体)等发光材料、Alq3:三(8-羟基喹啉)铝(日文:トリス(8-キノリノラト)アルミニウム)、Liq:8-羟基喹啉锂(日文:8-ヒドロキシキノリノラト-リチウム)等电子传输材料等。并且,也能够应用于上述的有机材料的混合膜。
图4示出了形成在基板S上的膜厚测定用的薄膜的例子。在基板S上,在不与形成显示面板的元件区(元件区域)340重叠的其他区域(在图示的例子中为基板S的前端部)设置有膜厚测定区(测定区域)330。在各成膜室的成膜处理时,在元件区340进行成膜的同时,也并行地向膜厚测定区330内的预先决定的位置进行成膜,从而在膜厚测定区330内形成膜厚测定用的薄膜(以后称为测定用膜片(日文:パッチ)331。有时也称为测定用片或者评估用有机膜)。这通过在各成膜室中使用的掩模M预先形成用于测定用膜片331的开孔而能够容易地实现。
膜厚测定区330设定为能够形成多个测定用膜片331的面积,优选按成为膜厚的测定对象的层单位来改变测定用膜片331的形成位置。即,优选在想要测定由1个成膜室形成的膜(单一膜或多个膜层叠而成的层叠膜)的膜厚的情况下,在测定用膜片331的部分也仅形成由1个成膜室形成的膜(单一膜或层叠膜),在想要测定经过多个成膜室形成的层叠膜的膜厚的情况下,在同一部位的测定用膜片331的部分也形成与想要测定的层叠膜相同的层叠膜。通过这样按照成为测定对象的层而使测定用膜片331不同,能够实现单层的膜或者层叠膜的膜厚的准确测定。如上所述,在对准后进行膜厚测定的结构中,膜厚测定位置的精度高,因此,能够减小各个测定用膜片331,从而能够高密度地配置。由此,能够减少基板内的膜厚测定区330的面积,能够使在基板上形成的显示面板340更多。
对于膜厚测定区,不限于上述的基板S的前端,例如,如图6所示,能够配置在基板S的各种位置。
图6(A)是将对准标记304配置于基板S的前端和后端,将膜厚测定区330配置于没有元件区340的基板S的中央的例子。
图6(B)是将对准标记304配置于基板S的前端和后端,将膜厚测定区330设置于基板S的左右侧缘的例子。在图示例中,将膜厚测定区330交错地设置在左右的侧缘的前端侧和后端侧。
图6(C)是在基板S为圆形的情况下,在四边形状的元件区340的前端及后端与圆形的端缘之间设置有对准标记304,在左右侧边与圆形的端缘之间设置有膜厚测定区330。该膜厚测定区330形成为四边形状且纵横呈矩阵状地形成有测定用膜片331。
在本实施方式中,在基板S的膜厚测定区330形成有具有与形成于元件区340的电极层相同的层构造的衬底层。在本实施方式中,该衬底层是具有与电极层相同的层构造的层叠膜,在要形成形成于元件区340的电极层时通过相同的工艺图案化形成(在元件区340和膜厚测定区330同时形成的电极层也残留于膜厚测定区330)。在该膜厚测定区330形成有测定用膜片331(评估用有机膜)。即,评估用膜片331形成于膜厚测定区330,形成在具有与电极层相同的层构造的层叠膜图案(衬底层)的上部。在本实施方式中,膜厚测定区330的形成评估用膜片331的部分中,上述的衬底层露出,因此,在形成评估用膜片331时评估对象的膜直接层叠在衬底层之上。当向测定用膜片331照射测定光时,在测定用膜片331与衬底层的界面、表面,测定光发生反射。该反射光的光谱包含层间的干涉、吸收带来的影响。即,被测定用膜片331的表面反射的光和被与衬底层的界面反射的光相互干涉,因该干涉而在反射光谱产生结构。由于该光谱取决于膜厚,因此,能够通过对其进行分析来测定膜厚。在本实施方式的衬底层的结构中,由于具有高反射率的金属层,因此光反射量(受光量、测定信号)大,反射光谱也清晰,因此,噪声耐性高,膜厚的测定精度高。
在本实施方式的情况下,在形成膜厚测定区330的衬底层时,能够通过与形成于基板的元件区340的电极层相同的工艺形成衬底层(将由于形成于元件区340而成膜的电极层也残留于膜厚测定区330即可),因此,不需要特殊的工序,能够应用于各种基板。例如,能够应用于玻璃、高分子材料的膜、金属、在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺等的膜的基板等各种基板。
衬底层只要具备金属层即可,优选在金属层之上层叠有ITO(In2O3:Sn)、InZnO等导电性氧化物的构造。作为金属层,优选容易形成反射率高、平坦性优异的膜的材料,特别是优选银或银合金、铝或铝合金等以银或铝为主成分的层。作为银合金,能够使用Ag-Pd、Ag-Cu、Ag-Cu-Pd、Ag-Mg等合金。作为铝合金,能够使用Al-Si、Al-Nd等合金。
上述的导电性氧化物无论在真空中还是在大气中都显示出稳定的光学性质,因此是作为构成衬底层的材料而言优选的材料。在导电性氧化物之中,从能够在与形成于上部的有机膜之间保持稳定的界面状态的观点出发,优选以铟为主成分的氧化物。即,在本实施方式中,通过采用具有高反射率的金属层和光学性质的稳定性高的导电性氧化物的层叠构造作为衬底层,能够稳定且高精度地评估有机层的膜厚。
导电性氧化物的膜厚优选为5nm以上且200nm以下,更优选为5nm以上且30nm以下。金属层的厚度没有特别限定,但可以为10nm以上且200nm以下,优选为50nm以上且100nm以下。
导电性氧化物层和金属层可以是具有结晶性的层,也可以是非晶质的层,但从表面的平坦性的观点出发优选为非晶质的层。例如,非晶质的Ag-Pd-Cu合金膜、非晶质的ITO膜、非晶质的IZO膜是优选例。此外,在此所说的非晶质是指在使用了CUKα射线的X射线衍射中,不存在半光谱幅值为3度以下的峰。
另外,衬底层也可以形成在形成有聚酰亚胺层等的膜层的基板上、包含形成在基板上或基板上的聚酰亚胺层之上的薄膜晶体管(TFT)的层(TFT层)之上。此外,薄膜晶体管(TFT)作为用于驱动形成于元件区340的元件的驱动电路的开关发挥功能,在元件区340中电极层与薄膜晶体管电连接。另一方面,在膜厚测定区330的衬底层之下形成有薄膜晶体管的情况下,衬底层和薄膜晶体管可以电连接,但也可以不电连接。
作为在上述的衬底层之上形成的评估用有机膜的材料,可列举出以有机EL元件的空穴传输材料、电子传输材料、发光材料为首的保护层用的材料。在此,作为有机层的材料,可列举出αNPD:α-萘苯基联苯二胺(日文:α-ナフチルフェニルビフェニルジアミン)等空穴传输材料、Ir(ppy)3:铱-苯基嘧啶配合物(日文:イリジウム-フェニルピリミジン錯体)等发光材料、Alq3:三(8-羟基喹啉)铝(日文:トリス(8-キノリノラト)アルミニウム)、Liq:8-羟基喹啉锂(日文:8-ヒドロキシキノリノラト-リチウム)等电子传输材料等。并且,也能够应用于上述的有机材料的混合膜。这样的有机EL用的材料在紫外区域至可见光区域存在吸收带,因此,在上述的反射光谱中出现材料特有的峰状的构造,但相对于这样的材料,也能够通过使用本实施方式的衬底层而在反射分光法中进行高精度的膜厚评估。即,本实施方式的方法是相对于在波长250nm~700nm的范围具有吸收峰的材料而言特别有效地发挥功能的方法。另外,有机膜的膜厚为几nm至几100nm的厚度的范围。虽然比常用的反射分光法中使用的膜厚(几100nm~几10μm)薄,但在上述的层叠构造的衬底中,能够实现足够精度的膜厚评估。
以下,说明与基板结构和使用该基板结构时的膜厚评估相关的实施方式。
[实施方式1]
图7是实施方式1的基板的膜厚测定区的衬底结构的示意性剖视图。本实施方式1是在玻璃基板上制造有机EL元件的例子。
基板S1为玻璃,在膜厚测定区330形成有测定用的衬底层E1。衬底层通过与元件区的阳极电极E10相同的工艺制成并残留。该衬底层E1成为按照ITO层(掺杂有锡的酸化铟)E11、银(Ag)的金属层E12、ITO层E13的顺序层叠而成的层叠膜。ITO层E11和E13的厚度为10nm,金属层E12的厚度为80nm。将该基板投入上述的成膜装置,在衬底层E1之上形成有机层的测定用膜片331。在本实施例中使用Alq3形成有机层,其膜厚设为60nm。
衬底层E1的形成在预处理工序中,在向元件区340形成阳极电极E10的同时进行。在预处理工序中,虽然未特别图示,但在基板S1上按照ITO、Ag、ITO的顺序进行溅射成膜而形成层叠膜,利用公知的光致抗蚀剂形成图案之后,通过湿法蚀刻形成阳极电极E10的电极图案。在ITO的形成中,使用在In2O3中掺杂有5wt%的SnO2的靶材,利用DC溅射法进行成膜。这样,仅通过变更图案化掩模的图案,就能够不用追加新的工艺而在膜厚测定区330形成衬底层E1。
此外,在元件区340中,记载了与膜厚测定区330同样的有机层341,但这是示意性地记载,在阳极电极E10之上除了测定用膜片的有机层之外也包括其他有机层在内层叠有多层地形成。即,在成膜室中,在阳极电极E10之上通过多个成膜工序层叠出有机层。
由膜厚测定部310受光的反射光谱成为来自测定用膜片331的表面的反射光、来自测定用膜片331与ITO层E13的界面的反射光、来自ITO层E13与金属层E12的界面的反射光发生干涉而得到的光谱。
在该情况下,通过以下这样的评估方法获取有机层的膜厚值。
(i)评估相对于参照试样(与本试样相同结构的试样、无有机膜的试样等)的反射光谱RO。
(ii)制成相对于试样结构(有机/ITO/Ag膜)的反射光谱的模型。
(iii)对本试样测定反射光谱。
(iv)使用上述模型,以有机膜的膜厚为拟合参数,对测定的反射光谱数据进行拟合。
(v)得到膜厚值。
在(ii)中,例如,事先通过使用(i)的结果、文献值等而确定包含ITO层的膜厚及光学常数、作为金属层的Ag膜的膜厚及光学常数、测定对象的有机膜的光学常数的数学模型。
根据本实施方式1,在电极层E1具备以高反射率的银为主成分的金属层E12,因此,光反射量(受光量)大,反射光谱也清晰,因此,噪声耐性高,膜厚的测定精度高。特别是相对于Alq3膜,在反射光谱中,在紫外区域产生因吸收引起的特征性的结构,但通过使用本实施例的衬底层的结构而能够减小光谱数据中的噪声,因此,能够足够高精度地进行膜厚的测定。
与此相对,在玻璃基板之上直接形成了测定用膜片的情况下,测定光的大部分会发生透射,受光量小,对噪声敏感,可观察到测定的准确性低的倾向。
作为比较,在不使用ITO层而设为由Ag层的单层构成的衬底层的情况下,能够得到高反射率,因此可得到光反射量(受光量),但由于大气保存、图案化工艺等而使表面氧化的程度发生变动,因此,具有膜厚评估的偏差变大的倾向。另外,金属表面容易损伤,伤痕给光学评估带来的影响大,因此,光学的膜厚评估的稳定性稍微降低。
与此相对,如本实施方式1这样在Ag之上层叠有作为导电性氧化物的ITO的情况下,Ag的金属层E12的表面由作为氧化物的ITO保护,因此,不易受到大气中、图案化工艺中的氧化的影响。并且,对于作为导电性氧化物的ITO的表面,表面状态稳定,不易损伤。ITO是在可见光区域中透明的材料,因此即使发生损伤对光学评估的影响也小,因此,有利于得到噪声更少的反射光谱。
[实施方式2]
图8是实施方式2的基板的概略剖视图。实施方式2是在具有柔性的基板上制造有机EL面板(柔性OLED)的例子。
要成膜的基板S2由在涂覆有聚酰亚胺(PI)S22的玻璃基板S21之上形成有TFT阵列S23的构造构成。最终,通过配置于成膜装置的下游的后处理装置,将PI层S22从玻璃基板S21剥离,制造出PI层S22成为基板的柔性的有机EL器件。
在本实施方式2中,在基板S2的PI层S22上形成有作为驱动电路的TFT阵列S23。TFT阵列由如下构造构成:由多晶硅、非晶硅、氧化物构成的半导体层、栅极绝缘层、源电极、漏电极、栅电极、配线、保护膜、平坦化层等层叠而成。在该TFT阵列S23的上部通过图案化形成有Ag和ITO的层叠膜作为阳极电极E20,ITO表面露出。
在基板S2的膜厚测定区330具有衬底层E2。衬底层E2通过与阳极电极E20相同的工艺制成,成为按照Ag的金属层E21、ITO层E22的顺序层叠而成的2层的层叠膜。在该衬底层E2之上形成有机层的测定用膜片331。
该衬底层E2的形成在预处理工序中,在向基板S2的元件区340形成阳极电极E20的同时进行。在预处理工序中,在将玻璃基板S21、PI层S22及TFT阵列S23层叠而成的基板S2上按照Ag、ITO的顺序进行溅射成膜而形成层叠膜,利用公知的光致抗蚀剂形成图案之后,通过湿法蚀刻形成阳极电极E20和衬底层E2的图案。不用追加新的工艺,不用增加工序数,就能够在膜厚测定区330形成衬底层E2。将该基板投入上述的成膜装置,在衬底层E2之上形成有机层的测定用膜片331。在本实施例中使用Alq3,其膜厚设为50nm。
与实施方式1同样地,反射光谱成为来自测定用膜片331的表面的反射光、来自测定用膜片331与ITO层E22的界面的反射光、来自ITO层E22与金属层E21的界面的反射光发生干涉而得到的光谱,能够通过与实施方式1同样的步骤(i)~(v)来测量测定用膜片331的有机层的膜厚。
在衬底具有聚酰亚胺膜的情况下,根据聚酰亚胺的折射率、膜厚的偏差等,有时膜厚评估的精度会变低,但通过如本实施方式这样应用具有稳定的表面性的ITO和具有高反射率的Ag的层叠膜作为衬底膜,即使在具有聚酰亚胺等的树脂层的基板上,也能够高精度地评估膜厚。
[实施方式3]
图9是实施方式3的基板的示意性剖视图。本实施方式3是制造例如用于照明用途的有机EL的例子。
要成膜的基板S3是树脂基板。在该树脂制的基板S3的膜厚测定区330形成的衬底层E3成为按照InZnO层、由Ag-Pd-Cu构成的合金层、InZnO层的顺序层叠而成的3层的层叠膜。InZnO层使用在In2O3中掺杂有10wt%的ZnO的靶材,利用DC溅射法进行成膜。该衬底层E3是与形成于发光部的元件区340的阳极电极E30相同的层构造,是通过与阳极电极E30相同的工艺形成的层。衬底层E3的形成步骤参照实施方式1、2。在该膜厚测定区330的衬底层E3之上形成有机层的测定用膜片331。在本实施例中使用αNPD,其膜厚设为50nm。
与实施方式1同样地,反射光谱成为来自测定用膜片331的表面的反射光、来自测定用膜片331与InZnO层的界面的反射光、来自InZnO层与金属层的界面的反射光发生干涉而得到的光谱,能够通过与实施方式1同样的步骤(i)~(v)来测量测定用膜片331的有机层的膜厚。在本实施方式中,使用了由非晶质构成的InZnO膜和由Ag-Pd-Cu合金构成的衬底层,因此,与应用了结晶性的膜的情况相比表面及层界面的平坦性优异。由此光的漫反射少,因此,能够稳定地进行精度高的膜厚评估。另外,通过使用反射率高的Ag合金,可得到足够的测定光量,因此,能够实现噪声耐性高的评估。
[实施方式4]
图10是实施方式4的基板的示意性剖视图。本实施方式4是制造在Si基板上配置了有机EL元件的构造的器件的例子。
要成膜的基板S4在硅晶片S41之上形成有驱动电路S42,成为在该驱动电路S42之上形成有阳极电极层E40的结构。阳极电极层E40成为按照以铝为主成分的金属层E41、ITO层E42的顺序层叠而成的2层的层叠膜。
作为衬底残留于膜厚测定区330的衬底层E4是通过与阳极电极层E40相同的工序制成的层,成为按照以铝为主成分的金属层E41、ITO层E42的顺序层叠而成的2层的层叠膜。在该衬底层E4之上形成有机层的测定用膜片331。
该衬底层E4是与形成于发光部的元件区的阳极电极E40相同的层构造,在形成阳极电极E40时在膜厚测定区330上形成图案。衬底层E4的形成步骤参照实施方式1~3。在该膜厚测定区330的衬底层E4之上形成测定用膜片331。在本实施例中使用αNPD,其膜厚设为30nm。
与实施方式1同样地,测定用膜片331的膜厚测量时的反射光谱成为来自测定用膜片331的表面的反射光、来自测定用膜片331与ITO层E42的界面的反射光、来自ITO层E42与金属层E41的界面的反射光发生干涉而得到的光谱,能够通过与实施方式1同样的步骤(i)~(v)来测量测定用膜片331的膜厚。
根据以上实施方式1~4所述的方法,在玻璃基板、层叠有PI层的基板、进而层叠有TFT等驱动电路的基板等任何的基板中,都在膜厚测定区,通过与阳极电极形成工艺相同的工艺形成衬底层。因此,仅通过光掩模的变更就能够不需要特殊的工序、特殊的设备等而简单地形成膜厚测定用的衬底层。
<膜厚的高精度的控制>
各成膜室的真空蒸镀装置200如上所述利用成膜率监视器205将要成膜的膜的成膜率控制成达到目标的成膜率。但是,成膜率监视器205并不是直接测定在基板S上形成的膜的厚度,而只是利用配置在与基板S不同的位置的晶体振子来间接地测定成膜率。因此,由于材料向晶体振子的堆积量、晶体振子的温度等各种误差因素,有时堆积于成膜率监视器205的晶体振子的膜的膜厚与堆积于基板S的膜的膜厚不同、或者成膜率监视器205的测定值本身产生误差。由成膜率监视器205得到的在基板S上形成的膜的膜厚的测定误差产生膜厚的偏差,导致面板质量的降低、成品率降低,因此需要对策。
因此,在本实施方式中,通过膜厚测定部310直接测定形成在基板S上的薄膜的厚度,基于该测定结果来控制各成膜室的成膜条件,从而实现高精度的膜厚控制。此外,也可以在进行成膜条件的控制时,使用成膜率监视器205的值和膜厚测定部310的测定结果这双方。评估堆积于晶体振子的堆积量的成膜率监视器205和以光学方式评估基板S上的膜厚的膜厚测定部310的测定原理不同,因此,相对于干扰及环境、成膜状态的变动等的动作不同。因此,通过将这些测定原理不同的多个评估方法组合使用,能够进行可靠性更高的膜厚控制。
图11是示意性地表示膜厚控制系统的结构的框图。膜厚控制部350基于膜厚测定部310的测定结果而向各成膜室的成膜控制部206发送控制指令。成膜条件的控制的方法大致分为反馈控制和前馈控制。反馈控制是通过膜厚控制部350对比膜厚测定部310靠上游侧的成膜室的成膜条件进行控制而调整后续的基板Ss的膜厚的控制。前馈控制是通过膜厚控制部350对比膜厚测定部310靠下游侧的成膜室的成膜条件进行控制而调整由膜厚测定部310测定的基板S的膜厚的控制。膜厚控制部350可以仅实施反馈控制和前馈控制中的任一方,也可以实施双方的控制。另外,也可以按每个成膜室或每个单元使控制方法不同。成为控制对象的成膜条件例如是成膜时间、蒸发源单元203的扫描速度、蒸发源单元203的加热器温度、蒸发源单元203的挡板开度等。膜厚控制部350可以控制这些成膜条件中的任一个,也可以控制多个成膜条件。在本实施方式中进行扫描速度的控制。
<电子器件的制造方法>
下面,说明电子器件的制造方法的一例。以下,作为电子器件的例子而例示有机EL显示装置的结构及制造方法。
首先,对要制造的有机EL显示装置进行说明。图12(a)是有机EL显示装置50的整体图,图12(b)是表示1像素的截面构造的图,图12(c)是红色层的放大图。
如图12(a)所示,在有机EL显示装置50的显示区域51以矩阵状配置有多个具备多个发光元件的像素52。详细情况之后说明,但发光元件分别具有具备被一对电极夹着的有机层的构造。此外,在此所说的像素是指在显示区域51中能够进行所期望的颜色的显示的最小单位。在彩色有机EL显示装置的情况下,通过显示出互不相同的发光的第1发光元件52R、第2发光元件52G、第3发光元件52B的多个子像素的组合而构成像素52。像素52往往由红色(R)发光元件、绿色(G)发光元件以及蓝色(B)发光元件这3种子像素的组合构成,但并不限定于此。像素52只要包括至少1种子像素即可,优选包括2种以上的子像素,更优选包括3种以上的子像素。作为构成像素52的子像素,例如可以为红色(R)发光元件、绿色(G)发光元件、蓝色(B)发光元件以及黄色(Y)发光元件这4种子像素的组合,也可以为黄色(Y)发光元件、青色(C)发光元件以及品红(M)发光元件的组合。
图12(b)是图12(a)的A-B线的局部剖视示意图。像素52具有由在基板53上具备由ITO层和Ag层的层叠构造构成的第1电极(阳极)54、空穴传输层55、红色层56R·绿色层56G·蓝色层56B中的任一个、电子传输层57以及第2电极(阴极)58的有机EL元件构成的多个子像素。其中,空穴传输层55、红色层56R、绿色层56G、蓝色层56B、电子传输层57相当于有机层。红色层56R、绿色层56G、蓝色层56B分别形成为与发出红色、绿色、蓝色的发光元件(有时也表述为有机EL元件)对应的图案。另外,第1电极54按每个发光元件分离地形成。空穴传输层55、电子传输层57以及第2电极58可以遍及多个发光元件52R、52G、52B共通地形成,也可以按每个发光元件形成。即,也可以如图12(b)所示,空穴传输层55遍及多个子像素区域作为共通的层形成之后,红色层56R、绿色层56G、蓝色层56B按每个子像素区域分离地形成,进而在此之上电子传输层57和第2电极58遍及多个子像素区域作为共通的层形成。此外,为了防止接近的第1电极54之间的短路,在第1电极54之间设置有绝缘层59。并且,由于有机EL层会因水分、氧而劣化,因此,设置有用于保护有机EL元件不受水分、氧的影响的保护层60。
在图12(b)中,用一个层示出了空穴传输层55、电子传输层57,但也可以根据有机EL显示元件的构造,由具有空穴阻挡层、电子阻挡层的多个层形成。另外,也可以在第1电极54与空穴传输层55之间形成具有能带构造的空穴注入层,以能够使空穴从第1电极54顺利地向空穴传输层55注入。同样地,也可以在第2电极58与电子传输层57之间也形成电子注入层。
红色层56R、绿色层56G、蓝色层56B分别可以由单一的发光层形成,也可以通过层叠多个层而形成。图12(c)表示将红色层56R由2层形成的例子。例如,也可以使红色的发光层为上侧层56R2,使空穴传输层或电子阻挡层为下侧层56R1。或者,也可以使红色的发光层为下侧层56R1,使电子传输层或空穴阻挡层为上侧层56R2。通过这样在发光层的下侧或上侧设置层,调整发光层中的发光位置,调整光程长度,从而具有提高发光元件的色纯度的效果。此外,图12(c)示出了红色层56R的例子,但绿色层56G、蓝色层56B也可以采用同样的构造。另外,层叠数也可以为2层以上。并且,可以层叠如发光层和电子阻挡层这样不同的材料的层,也可以例如将发光层层叠2层以上等层叠相同材料的层。
下面,具体说明有机EL显示装置的制造方法的例子。在此,设想红色层56R由下侧层56R1和上侧层56R2这2层构成,绿色层56G和蓝色层56B由单一的发光层构成的情况。
首先,准备形成有用于驱动有机EL显示装置的电路(未图示)以及第1电极54的基板53。此外,基板53的材质没有特别限定,能够由玻璃、塑料、金属等构成。在本实施方式中,作为基板53,使用在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺的膜的基板。
在形成有第1电极54的基板53之上通过棒涂(日文:バーコート)、旋涂来涂覆丙烯酸或聚酰亚胺等的树脂层,利用光刻法以在形成有第1电极54的部分形成开口的方式将树脂层图案化而形成绝缘层59。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
将绝缘层59形成图案的基板53送入第1成膜室,将空穴传输层55作为共通的层形成在显示区域的第1电极54之上。空穴传输层55利用按照最终成为1个1个有机EL显示装置的面板部分的显示区域51形成有开口的掩模来进行成膜。此外,在第1成膜室中使用的掩模在与同基板53的形成显示面板340的区对应的部分不同的、与膜厚测定区330对应的部分也设置有开口。该开口形成在与膜厚测定区330对应的部分中的、与在其他成膜室中使用的掩模不同的位置。由此,能够在膜厚测定区330形成仅形成空穴传输层55的测定用膜片331。
接下来,将形成至空穴传输层55的基板53送入第2成膜室。进行基板53与掩模的对准,将基板载置在掩模之上,在基板53的配置发出红色的元件的部分(形成红色的子像素的区域)对下侧层56R1(例如空穴传输层或电子阻挡层)进行成膜。之后,将基板53送入第3成膜室,在下侧层56R1之上对上侧层56R2(例如红色的发光层)进行成膜。在此,在第2成膜室中使用的掩模是仅在成为有机EL显示装置的子像素的基板53上的多个区域中的、成为红色的子像素的多个区域形成有开口的高精细掩模。由此,红色层56R仅形成在成为基板53上的多个子像素的区域中的成为红色的子像素的区域。此外,在第2成膜室中使用的掩模在与同基板53的形成显示面板340的区对应的部分不同的、与膜厚测定区330对应的部分也设置有开口。在与膜厚测定区330对应的部分中的、与在其他成膜室中使用的掩模不同的位置形成有开口。由此,能够在膜厚测定区330形成仅形成红色层56R的测定用膜片331。
与发光层56R的成膜同样地,在第4成膜室中对绿色层56G进行成膜,然后在第5成膜室中对蓝色层56B进行成膜。在红色层56R、绿色层56G、蓝色层56B的成膜完成之后,在第6成膜室中在整个显示区域51对电子传输层57进行成膜。电子传输层57作为共通的层形成于3色的层56R、56G、56B。
将形成至电子传输层57的基板移动到第7成膜室,对第2电极58进行成膜。在本实施方式中,在第1成膜室~第7成膜室中通过真空蒸镀进行各层的成膜。但是,不限定于此,例如第7成膜室中的第2电极58的成膜也可以通过溅射进行成膜。之后,将形成至第2电极68的基板移动到密封装置并通过等离子CVD对保护层60进行成膜(密封工序),完成有机EL显示装置50。此外,在此设为通过CVD法形成保护层60,但并不限定于此,也可以通过ALD法、喷墨法形成。
从将绝缘层59形成图案的基板53送入成膜装置直到保护层60的成膜完成为止,若暴露于含有水分、氧的环境中,则由有机EL材料构成的发光层有可能因水分、氧而劣化。因此,成膜室之间的基板的送入送出在真空环境或非活性气体环境下进行。
<其他>
上述实施方式仅示出了本发明的具体例。本发明不限于上述实施方式的结构,能够采用各种变形例。例如,设置于电子器件制造装置的集群型单元的数量只要为2个以上,则可以为任意数量。另外,各集群型单元的结构也是任意的,成膜室的数量、掩模室的数量按照用途适当设定即可。在上述实施方式中,示出了能够进行成膜室EVx1→EVx2和成膜室EVx3→EVx4这2个路径的成膜处理的装置结构,但也可以为1个路径的结构,也可以为3个路径以上的结构。例如,在图1的结构中,也可以采用在1个成膜室内配置2个工作台,在一个工作台实施成膜处理的期间在另一个工作台放置掩模及基板的结构。由此,在图1的结构中能够实现4个路径,能够实现进一步的生产率的提高。在上述实施方式中在通路室内配置了膜厚测定部,但只要是在连结室内则可以在任何位置配置膜厚测定部。另外,也可以在连结室内设置膜厚测定用的室。膜厚测定部不需要设置于电子器件制造装置的所有连结室,也可以为仅设置于一部分连结室的结构。即,也可以仅在需要膜厚的高精度控制的部位设置膜厚测定部。
附图标记说明
EVx成膜室(第1成膜室),EVx+1成膜室(第2成膜室),PSx通路室(评估室),310膜厚测定部,350膜厚控制部,S基板,330膜厚测定区(测定区域),340元件区(元件区域)。
Claims (25)
1.一种电子器件的制造方法,其特征在于,所述电子器件的制造方法具有:
在具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域的基板的所述测定区域,形成对光进行反射的反射层的反射层形成工序;
以至少在所述测定区域中与所述反射层重叠的方式,在所述元件区域及所述测定区域形成第1膜的第1成膜工序;
通过从所述第1膜一侧向所述反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及
在所述测定工序之后,至少在所述元件区域形成第2膜的第2成膜工序。
2.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述电子器件的制造方法具有电极层形成工序,在所述电极层形成工序中,在所述反射层形成工序中在所述元件区域形成所述反射层时,并行地在所述元件区域形成包含与所述反射层相同的材料的所述电子器件的电极层。
3.根据权利要求2所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述电子器件的制造方法具有:
在所述元件区域形成晶体管的工序;以及
形成将所述晶体管和所述电极层连接的配线的工序。
4.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述第1膜是至少包括第1层和第2层的多层膜,
所述第1成膜工序包括:
形成所述第1层的第1层形成工序;以及
形成所述第2层的第2层形成工序。
5.根据权利要求4所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述测定区域包括第1膜片区域和与所述第1膜片区域不同的第2膜片区域,
在所述第1层形成工序中,所述第1层形成于所述第1膜片区域,且不形成于所述第2膜片区域,
在所述第2层形成工序中,所述第2层不形成于所述第1膜片区域,且形成于所述第2膜片区域,
所述测定工序包括第1层测定工序和第2层测定工序中的至少一方:
在所述第1层测定工序中,通过从所述第1层一侧向在所述第1膜片区域重叠地形成的所述反射层及所述第1层照射光,测定所述第1层的厚度;
在所述第2层测定工序中,通过从所述第2层一侧向在所述第2膜片区域重叠地形成的所述反射层及所述第2层照射光,测定所述第2层的厚度。
6.根据权利要求5所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
在同一成膜室进行所述第1层形成工序和所述第2层形成工序。
7.根据权利要求5所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
在第1成膜室进行所述第1层形成工序,
在与所述第1成膜室不同的第2成膜室进行所述第2层形成工序。
8.根据权利要求4所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
通过所述第1层形成工序和所述第2层形成工序,在所述测定区域中,所述第1层和所述第2层重叠地形成在所述反射层的一侧。
9.根据权利要求8所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
在同一成膜室进行所述第1层形成工序和所述第2层形成工序。
10.根据权利要求8所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
在第1成膜室进行所述第1层形成工序,
在与所述第1成膜室不同的第2成膜室进行所述第2层形成工序。
11.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述反射层包括金属层。
12.根据权利要求11所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述金属层包含银、银合金、铝以及铝合金中的任一个。
13.根据权利要求11所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述金属层的厚度为10nm以上且200nm以下。
14.根据权利要求11所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述反射层还包括导电性氧化物层。
15.根据权利要求14所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述导电性氧化物层包含ITO或InZnO。
16.根据权利要求14所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述导电性氧化物层的厚度为5nm以上且200nm以下。
17.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述反射层包括金属层和导电性氧化物层,
所述金属层和导电性氧化物层中的至少一方是非晶质。
18.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述反射层形成工序包括:
在所述基板上形成包含所述反射层的材料的材料层的工序;
在所述材料层之上形成抗蚀图案的工序;以及
将所述抗蚀图案作为掩模而对所述材料层进行蚀刻的工序。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述电子器件的制造方法具有控制工序,在所述控制工序中,基于通过所述测定工序得到的所述第1膜的厚度,控制所述第2成膜工序中的成膜条件。
20.一种电子器件的制造方法,其特征在于,所述电子器件的制造方法具有:
通过权利要求1~18中任一项所述的电子器件的制造方法,在第1基板上制造第1电子器件的第1器件制造工序;以及
在与第1基板不同的第2基板上制造第2电子器件的第2器件制造工序,
所述第2器件制造工序包括:
在进行了所述第1成膜工序的成膜室中,形成第3膜的第3成膜工序;以及
基于通过所述测定工序得到的所述第1膜的厚度,控制所述第3成膜工序中的成膜条件的控制工序。
21.根据权利要求1~18中任一项所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述基板包括玻璃层,或者包括玻璃层及聚酰亚胺层。
22.一种电子器件的制造方法,其特征在于,所述电子器件的制造方法具有:
在具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域的基板的所述测定区域,形成金属层的金属层形成工序;
以至少在所述测定区域中与所述金属层重叠的方式,在所述元件区域及所述测定区域形成第1膜的第1成膜工序;
通过从所述第1膜一侧向所述金属层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及
在所述测定工序之后,至少在所述元件区域形成第2膜的第2成膜工序。
23.根据权利要求22所述的电子器件的制造方法,其特征在于,
所述电子器件的制造方法具有电极层形成工序,在所述电极层形成工序中,在所述金属层形成工序中在所述元件区域形成所述金属层时,并行地在所述元件区域形成包含与所述金属层相同的材料的所述电子器件的电极层。
24.一种膜厚的测定方法,其特征在于,所述膜厚的测定方法具有:
准备基板的基板准备工序,所述基板具有形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域,并具有以至少在所述测定区域中与对光进行反射的反射层重叠的方式形成于所述元件区域及所述测定区域的第1膜;
通过从所述第1膜一侧向所述反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度的测定工序;以及
在所述测定工序之后,为了至少在所述元件区域形成第2膜而输送所述基板的输送工序。
25.一种成膜装置,其特征在于,所述成膜装置具备:
第1成膜部件,其在基板的形成电子器件的元件区域以及与所述元件区域不同的测定区域形成第1膜;
测定部件,其通过从所述第1膜一侧向在所述测定区域中重叠地形成的对光进行反射的反射层及所述第1膜照射光,测定所述第1膜的厚度;
第2成膜部件,其至少在所述元件区域形成第2膜;以及
输送部件,其将由所述测定部件进行了测定的所述基板向由所述第2成膜部件进行成膜的位置输送。
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