JP5388980B2 - 蒸着フラックス測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空蒸着による成膜等において、成膜レート等を制御するために利用される、蒸着フラックスの測定装置に関する。

真空蒸着等による成膜において、蒸発源から、成膜される基板に向かう蒸着フラックス（成膜材料の蒸気（成膜材料の蒸発粒子）を原子吸光法によって測定することにより、成膜レート等を制御することが知られている。

この蒸着フラックス（以下、フラックスとする）の測定方法は、例えば、特許文献１に示されるように、フラックスを測定する成膜材料に応じた波長の測定光を照射するホロカソードランプ等の光源と、測定光の光量を測定する受光器とを用い、光源から照射された測定光を、基板の近傍においてフラックスを通過させて、フラックスを通過した測定光を受光器によって測定するものである。
フラックスを通過した測定光の光量は、フラックス中の測定成分（被測定粒子）の量に応じて、吸収されて低下する。従って、フラックスを通過した測定光の光量を測定することにより、基板に向かって飛翔する成膜材料の量を測定することができ、例えば、これに応じて、蒸発源における加熱等を制御することで、成膜レート等を管理できる。

このようなフラックスの測定において、基板表面に平行な平面でフラックスの分布を測定する場合には、所定方向の複数点でフラックスを測定する必要が有る。例えば、ｘ−ｙ平面におけるｘ方向のフラックス分布を測定する場合には、ｙ方向にフラックスを通過する測定を、ｘ方向の複数点で行う必要が有る。

特許文献１に示されるような、固定された基板（所定位置に保持される基板）に成膜を行う際であれば、この測定方法でｘ方向およびｙ方向共に、フラックス分布を測定することができる。
しかしながら、長尺な基板を搬送しつつ成膜を行うロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行う場合など、基板を所定方向に搬送しつつ成膜を行う場合には、この測定方法で、搬送方向と直交する方向のフラックス分布を測定することが困難である。特に、基板の搬送方向に配列された複数の成膜室において、複数段の成膜を行う場合には、この測定方法で、搬送方向と直交する方向のフラックス分布を測定することは、難しい。

特開２００１−１０８６１５号公報

周知のように、ロール・ツー・ロールによる成膜は、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールを用い、供給ロールから送り出した基板を成膜室に搬送し、成膜室において長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済の長尺な基板を、再度、ロール状に巻回するものである。

ここで、基板の幅方向（ｘ方向）のフラックス分布を測定する場合には、基板の搬送方向（ｙ方向）にフラックスを通過する測定を、幅方向の複数点で行う必要が有る。ところが、ロール・ツー・ロールによる成膜では、往々にして、成膜室が搬送方向に長くなってしまう。この際には、幅方向のフラックス分布を測定するためには、成膜室内に、ホロカソードランプ等の光源や受光器を配置する必要がある。
しかしながら、成膜室内に光源や受光器を配置すると、当然、フラックス（成膜材料蒸気）によって光源等が汚染されてしまい、次第に、正確な測定ができなくなる。

成膜室の搬送方向の長さが短ければ、成膜室外に、搬送方向に対向して光源や受光器を配置することができる。しかしながら、この場合でも、基板の搬送方向に複数の成膜室を配置して、複数段の成膜を行う場合には、結局、隣の成膜室内に光源等を配置する結果となり、やはり、正確な測定を行うことができない。
また、このような問題点は、ロール・ツー・ロールによる成膜のみならず、シート状の基板を搬送しつつ成膜を行う場合でも同様である。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ロール・ツー・ロールを利用する真空蒸着などにおける成膜を行う際に、ホロカソードランプ等の光源と受光器とを成膜室外に配置して、原子吸光法を用いる蒸着フラックスの測定によって、基板の搬送方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）の蒸着フラックスの分布を測定することができる蒸着フラックスの測定装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の蒸着フラックス測定装置は、基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、前記蒸着フラックスを測定するための測定光が、予め設定された蒸着フラックスの測定領域を前記ｘ方向に通過するように配置された、前記測定光の光源、および、前記蒸着フラックスの測定領域を通過した測定光の光量を測定する受光器と、前記蒸着フラックスの測定領域を通過する測定光の光路より下に配置される、前記蒸着フラックスを遮蔽する遮蔽板と、前記測定光の光路と前記遮蔽板とを相対的に移動することにより、前記遮蔽板によって遮蔽されない蒸着フラックスに対する、前記測定光のｘ方向の通過位置を変更する移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置を提供する。

このような本発明の蒸着フラックス測定装置において、前記遮蔽板が、前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｘ方向に対して傾斜する端部を有するのが好ましい。
この際において、前記移動手段は、前記遮蔽板の傾斜端部の上部を通過するように、前記測定光の光路を前記ｙ方向および前記ｙ方向と逆方向の少なくとも１方向に移動するのが好ましく、また、前記移動手段は、前記遮蔽板の傾斜端部が前記測定光の光路の下部を通過するように、前記遮蔽板を前記ｙ方向および前記ｙ方向と逆方向の少なくとも１方向に移動するのが好ましい。

また、前記移動手段は、前記測定光の光路の前記ｘ方向に対する角度を所定の中心点を軸に変えて、前記遮蔽板の端部と前記測定光の光路との交点を前記ｘ方向に変更するように、前記光源および受光器を動かすのが好ましく、この際において、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクが、前記遮蔽板を兼ねるのが好ましい。

また、前記遮蔽板が、前記測定光の光路の下方に配置される板状物であり、前記移動手段が、この板状物を前記測定光の光路に沿って移動させるものであるのが好ましい。

また、前記基板への成膜が、長尺な基板を長手方向とｙ方向とを一致させて搬送しつつ蒸着を行うものであるのが好ましく、また、前記光源および受光器が、成膜室の前記ｘ方向の外部に配置されるのが好ましい。
さらに、前記光源および受光器と、前記遮蔽板との組み合わせを、前記ｙ方向に離間して２つ有するのが好ましく、この際において、１つの光源からの測定光の光路をミラーによって切り換えることにより、前記ｙ方向の上下流に配置される受光器に測定光を入射させるのが好ましい。

このような本発明によれば、基板をｙ方向に搬送しつつ成膜を行う際に、蒸着フラックス測定用の遮蔽板を用い、この遮蔽板と測定光の光路とを相対的に移動することにより、蒸着フラックスに対する測定光のｘ方向（ｙ方向と直交する方向）の通過位置を変更し、これによりｘ方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
そのため、本発明の蒸着フラックス測定装置によれば、ロール・ツー・ロールによる成膜装置などにおいて、ｘ方向のフラックス分布を適正に把握して、成膜を制御することができ、適正な成膜を、安定して行うことが可能になる。また、光源と受光器とを成膜室の外部に配置できるので、成膜材料に起因する光源等の汚染も防止できる。

本発明の蒸着フラックス測定装置の一例を利用する成膜装置を概念的に示す図である。 本発明の蒸着フラックス測定装置の一例を概念的に示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は、変形例の上面図である。 図２に示す蒸着フラックス測定装置の作用を説明するための概念図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、本発明の蒸着フラックス測定装置の別の例を概念的に示す図である。 本発明の蒸着フラックス測定装置の別の例を概念的に示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、本発明の蒸着フラックス測定装置の別の例を概念的に示す図である。 本発明の蒸着フラックス測定装置の別の例を概念的に示す図である。 本発明の蒸着フラックス測定装置の別の例を概念的に示す図である。

以下、本発明の蒸着フラックス測定装置について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明の蒸着フラックス測定装置の一例を利用する成膜装置の一例を、概念的に示す。
図１に示す成膜装置１０は、長尺な基板Ｚ（ウエブ状の基板Ｚ）をロール状に巻回してなる基板ロール１２から基板を送り出して、長手方向に搬送しつつ真空蒸着によって成膜を行い、成膜済みの基板Ｚを、再度、巻取り軸１４に巻き取ってロール状にする、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜装置である。
図示例において、成膜装置１０は、真空チャンバ１６内に形成される、供給室１８と、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの３つの成膜室を有する成膜ゾーン２０と、巻取り室２４とを有して構成される。

供給室１８は、基板ロール１２から基板Ｚを送り出して、成膜ゾーン２０（第１成膜室２０ａ）に搬送する室で、回転軸２６と、ガイドローラ２８ａ〜２８ｃと、真空排気手段３０とを有して構成される。
基板ロール１２は、回転軸２６に装填される。基板ロール１２が装填された回転軸２６は、時計周りに回転することにより、基板ロール１２に巻回された基板Ｚを長手方向（図中ｙ方向）に送り出す。
ガイドローラ２８ａ〜２８ｃは、公知のガイドローラで、駆動ローラでも従動ローラでもよい。この点に関しては、後述する各ガイドローラも、全て同様である。

真空排気手段３０は、供給室１８内を所定の圧力（真空度）に減圧するものである。
真空排気手段３０には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する真空排気手段４２および５６も、同様である。

基板ロール１２から送り出された基板Ｚは、ｙ方向（長手方向）に搬送され、ガイドロール２８ａ〜２８ｃに案内されて、供給室１８と成膜ゾーン２０（第１成膜室２０ａ）とを分離する隔壁３４に形成された搬入口３４ａから、成膜ゾーン２０に搬送される。

成膜ゾーン２０は、基板Ｚの表面に真空蒸着によって成膜を行うものであり、基板Ｚの搬送方向に配列して、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの３つの成膜室を有している。
第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃは、基本的に、同じ構成を有するものであり、蒸発源３６と、ガイドローラ３８と、マスク４０ａおよび４０ｂと、真空排気手段４２とを有する。なお、最下流の第３成膜室２０ｃのみ、最下流位置にガイドローラ４６を有している。
また、各成膜室同士は、基板Ｚの搬入口４８ａを有する隔壁４８によって隔離される。

さらに、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃには、真空蒸着による蒸着フラックスを原子吸光法によって測定する、本発明の蒸着フラックス測定装置７０が配置されている。
図１には、各成膜室の構成を明確に示すために、蒸着フラックス測定装置７０を構成する遮蔽板７６のみを記している。蒸着フラックス測定装置に関しては、後に詳述する。

第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃは、ｙ方向に搬送される基板Ｚの表面に、真空蒸着によって成膜を行うものである。
図示例において、各成膜室は、多元同時蒸着を行うことができる成膜室で、４つの蒸発源（蒸着源）３６が、基板Ｚの搬送方向に配列されている。
蒸発源３６は、真空蒸着に用いられる公知の蒸発源（蒸着源／ルツボ）である。また、蒸発源３６の加熱は、抵抗加熱、電子線加熱、誘導加熱等、真空蒸着で利用されている公知の各種の方法で行えばよい。
さらに、図示は省略するが、各成膜室には、蒸着源を閉塞するシャッタ、基板Ｚの温度調節手段等、公知の真空蒸着装置が有する各種の部材が、必要に応じて配置されている。

ここで、蒸発源３６は、一例として、基板Ｚの搬送方向（基板Ｚの長手方向）であるｙ方向と直交するｘ方向（基板Ｚの幅方向）に延在する長尺な矩形であり、ｘ方向に分割された各領域で、加熱を制御できるように構成される。
この蒸発源３６の加熱は、例えば、後述する蒸着フラックス測定装置７０による蒸着フラックスの測定結果に応じて制御される。

マスク４０ａおよび４０ｂは、基板Ｚの搬送方向（ｙ方向）の成膜領域を規制する、公知のマスクである。
図示例においては、マスク４０ａが基板Ｚの搬送方向の上流側の成膜領域を、マスク４０ｂが同下流側の成膜領域を、それぞれ、規制する。両マスクは、搬送方向と直交する方向（ｘ方向）には、成膜室内のほぼ全域を覆うサイズを有している。
また、上流側のマスク４０ａには、本発明の蒸着フラックス測定装置７０を構成する遮蔽板７６が固定されている。遮蔽板７６に関しては、後に詳述する。

真空排気手段４２は、成膜室内を、実施する真空蒸着に対応する圧力に排気する真空排気手段である。

図示例の成膜装置１０において、成膜ゾーン２０において、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの各成膜室で成膜する膜は、同じものでも、異なるものでもよい。また、成膜ゾーン２０では、３つの成膜室を全て使用して成膜して成膜を行っても、１室もしくは２室のみを使用して成膜を行ってもよい。
さらに、各成膜室では、必ずしも全ての蒸発源３６を使用する必要はない。

例えば、成膜ゾーン２０（成膜装置１０）において、多元同時蒸着の３段階法によってＣＩＧＳ膜を成膜する場合には、第１成膜室２０ａでは、３つの蒸発源３６に、それぞれ、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅを充填し、第２成膜室２０ｂでは、２つの蒸発源３６に、それぞれ、ＣｕおよびＳｅを充填し、さらに、第３成膜室２０ｃでは、３つの蒸発源３６に、それぞれ、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅを充填する。
その上で、基板Ｚを搬送しつつ第１成膜室２０でインジウム、ガリウム、およびセレンを同時蒸着し、次に、第２成膜室２０ｂで銅およびセレンをを同時蒸着し、さらに、第３成膜室２０ｃでインジウム、ガリウム、およびセレンを同時蒸着することにより、基板ＺにＣＩＧＳを成膜する。

供給室１８から第１成膜室２０ａに搬送された基板Ｚは、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂ、第３成膜室２０ｃと、順次、搬送されて、１以上の成膜室において真空蒸着による成膜を行われ、ガイドローラ４６によって案内されて、成膜ゾーン２０（第３成膜室２０ｃ）と巻取り室２４とを分離する隔壁５０に形成された搬入口５０ａから、巻取り室２４に搬送される。

巻取り室２４は、成膜ゾーン２０において成膜された基板Ｚを、巻取り軸１４に巻き取って、再度、ロール状にするものである。
図示例において、巻取り室２４は、前述の巻取り軸１４と、４つのガイドローラ５４ａ〜５４ｄと、巻取り室２４を所定の圧力に排気する真空排気手段５６とを有する。
巻取り室２４に搬送された成膜済の基板Ｚは、ガイドローラ５４ａ〜５４ｄに、順次、案内されて所定の搬送経路で搬送され、巻取り軸１４に巻き取られて、再度、ロール状にされる。

前述のように、図示例の成膜装置１０において、成膜ゾーン２０の第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂ、および、第３成膜室２０ｃには、本発明の蒸着フラックス測定装置が配置さている。
図２に、その一例を概念的に示す。図２において、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。なお、図２（Ｂ）は、図１と同方向から見た図である。

図２に示す蒸着フラックス測定装置７０（以下、測定装置７０とする）は、原子吸光法によって、各成膜室での真空蒸着による蒸着フラックス（成膜材料の蒸気（成膜材料の蒸発粒子）の測定を行うものであり、光源７２と、受光器７４と、遮蔽板７６と、光源７２および受光器７４を移動する移動手段（図示省略）とを有する。
本発明の測定装置７０は、基板Ｚの搬送方向（基板Ｚの長手方向）であるｙ方向と直交する、ｘ方向（基板Ｚの幅方向）の複数の位置において、蒸気フラックスＦ（図２中に細かい破線で概念的に示す）を測定することができ、すなわち、ｘ方向のフラックス分布が測定可能な装置である。
なお、図２においては、図面を簡略化して本発明の測定装置７０の構成を明瞭にするために、ガイドローラ３８は省略し、また、蒸発源３６は１個（図２（Ａ）では省略）として示す。また、同様に、図２（Ａ）においては、遮蔽板７６の上方に位置するマスク４０ａは破線で示し、同基板Ｚは二点鎖線で示す。

光源７２は、原子吸光法による蒸着フラックス（以下、フラックスとも言う）Ｆの測定を行うための測定光Ｌを照射するものである。
本発明の測定装置７０において、フラックス測定方法自体は、基本的に、原子吸光法を用いる、公知の蒸着フラックスの測定方法である。従って、光源７２は、測定するフラックスＦ（成膜材料原子）に応じて、このフラックスＦに吸収される波長の光を照射するホロカソードランプ等、原子吸光法によるフラックス測定に用いられる、公知の光源を用いればよい。

例えば、前述の多元同時蒸着によるＣＩＧＳの成膜において、銅のフラックスを測定する場合には、銅のホロカソードランプを、インジウムのフラックスを測定する場合にはインジウムのホロカソードランプを、ガリウムのフラックスを測定する場合にはガリウムのホロカソードランプを、それぞれ、光源７２として用いればよい。
また、複数の成膜材料（原子）のフラックスＦを測定する場合には、それぞれの成膜材料に対応する光源を、回転可能なターレット等に載置して、測定する成膜材料に対応する光源を、使用するようにしてもよい。あるいは、さらに、通常の連続波長の光を照射する光源を用いて、波長を分析することで、目的とする成膜材料のフラックス測定を行ってもよい。

受光器７４も、測定光Ｌの光量（輝度／光強度）測定が可能な、公知の原子吸光法によるフラックス測定に用いられる受光器が、全て利用可能である。
なお、測定装置７０において、フラックス量の検出は、例えば、受光器７４が受光した測定光Ｌの光量とフラックスＦの量との関係とを、予め、実験やシミュレーション等で検出して、テーブル化しておく方法等、原子吸光法を用いる蒸着フラックスの測定方法で利用されている、公知の方法によれば良い。

光源７２および受光器７４は、光源７２から受光器７４に至る測定光Ｌの光路が、ｘ方向と一致するように、配置される。
また、光源７２および受光器７４は、真空チャンバ１６の外部に配置される。すなわち、光源７２および受光器７４は、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃを形成するｘ方向のチャンバ壁１６ａの外部（図２（Ｂ）においては、紙面に垂直方向の外部）に配置される。
各成膜室のｘ方向のチャンバ壁１６ａの測定光Ｌの通過位置には、測定光Ｌが透過可能な材料、例えば、石英ガラス等からなる窓部７８が形成されている。

なお、図示例の測定装置７０においては、ｙ方向（基板Ｚの搬送方向）と直交するｘ方向のフラックス分布を測定するために、光源７２および受光器７４は、ｘ方向と測定光Ｌの光路を一致した状態で、基板Ｚの搬送方向であるｙ方向（あるいは逆方向）と一致するａ方向に移動する。
従って、窓部７６は、ａ方向には、光源７２および受光器７４の移動量に応じた十分な長さを有する。

前述のように、特許文献１等に記載されるフラックス測定方法では、ｘ方向のフラックス分布を測定するためには、ｙ方向に測定光を照射するように光源および受光器を配置して、ｘ方向の複数点でフラックス測定を行う必要がある。
これに対して、本発明では、後に詳述するように、ｘ方向に測定光Ｌを照射して、ｘ方向のフラックス分布を測定することができる。そのため、図１に示す成膜装置１０のように、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、かつ、複数の成膜室を配列してなる装置でも、容易に、成膜室（成膜空間）の外に、光源７２および受光器７４を配置することができ、成膜材料蒸気による光源７２および受光器７４の汚染を防止できる。

前述のように、図示例の測定装置７０においては、ｘ方向のフラックス分布を測定するために、光源７２および受光器７４は、ｘ方向と測定光Ｌの光路を一致した状態で、基板Ｚの搬送方向であるｙ方向（あるいは逆方向）と一致するａ方向に移動する。すなわち、測定装置７０においては、測定光Ｌは、光路をｘ方向と一致した状態で、光路をａ方向に移動する。この点に関しては、後に詳述する。
なお、光源７２および受光器７４の移動方法には、特に限定はなく、ラックアンドピニオン、ネジ伝動、プーリとベルトを用いる移動方法等、公知の移動方法が、全て、利用可能である。

ｙ方向すなち基板Ｚの搬送方向の成膜領域を規制するマスク４０ａおよび４０ｂの内、上流側のマスク４０ａの下部には、遮蔽板７６が配置される。
図２（Ｂ）に示すように、光源７２および受光器７４は、フラックスＦを測定する測定光Ｌが、この遮蔽板７６とマスク４０ａとの間を通過するように配置される。ここで、フラックスＦの測定は、出来るだけ基板Ｚの近傍で行うのが好ましいので、遮蔽板７６とマスク４０ａとの間隔は、測定光Ｌが十分に通過可能な間隔で、かつ、出来るだけ近接して設定するのが好ましい。

遮蔽板７６は、ｘ方向（基板Ｚの幅方向）にマスク４０ａと同じ長さを有する、ｘ方向に延在する板状物であり、ｙ方向下流側の端部（端辺）７６ａが、ｘ方向に対して傾斜する形状を有する。
図示例の測定装置７０においては、このような、ｘ方向に延在し、かつ、ｘ方向に対して傾斜する端部７６ａを有する遮蔽板７６を用い、かつ、測定光Ｌの光路（光源７２および受光器７４）を、端部７６ａの上を通過するようにａ方向に移動することにより、ｘ方向の複数点でフラックスＦを測定して、ｘ方向のフラックス分布を測定することを可能にしている。

前述のように、測定光Ｌの光路は、遮蔽板７６とマスク４０ａとの間に設定される。
ここで、矢印ｘ方向に延在し、かつ、矢印ｘ方向に対して傾斜する端部７６ａを有する遮蔽板７６を有する測定装置７０においては、ｘ方向に進行する測定光Ｌがａ方向の何処に位置するかによって、遮蔽板７６の無い場所を通過する測定光Ｌの光路長が異なる。

例えば、図３に概念的に示すように、測定光Ｌの光路（以下、単に『測定光Ｌ』とも言う）が、ｙ方向に遮蔽板７６が存在しない位置ｐ１となる場合には、測定光Ｌは、最初から最後まで遮蔽板７６が無い場所をｄ１の長さ通過して、受光器７４に至る。
これに対して、ｙ方向に遮蔽板７６が存在する位置ｐ２を測定光Ｌが通過すると、測定光Ｌは、ｄ１よりも短いｄ２の長さだけ遮蔽板７６が無い場所を通過した後に、遮蔽板７６の上を通過して、受光器７４に至る。
さらに、測定光Ｌが、より図中左の位置ｐ３を通過すると、測定光Ｌは、ｄ２よりも短いｄ３の長さだけ遮蔽板７６が無い場所を通過した後に、遮蔽板７６の上を通過して、受光器７４に至る。

ここで、前述のように、測定光Ｌの光路は、遮蔽板７６の上（かつマスク４０ａの下）に設定されている。従って、遮蔽板７６が無い位置では、当然、フラックスＦは遮蔽されないので、測定光Ｌの光路まで上昇する。
そのため、測定光Ｌが位置ｐ１を通過する場合には、測定光Ｌは、成膜室内の全域の距離ｄ１でフラックスＦの中を通過する。これに対して、測定光Ｌがｐ２である場合には、測定光ＬがフラックスＦの中を通過する距離は短くなってｄ２となる。さらに、測定光Ｌの光路がｐ３である場合には、測定光ＬがフラックスＦの中を通過する距離は、さらに短くなってｄ３となる。
すなわち、測定装置７０においては、測定光Ｌのａ方向の位置によって、測定光Ｌが、ｘ方向にフラックスＦの中を通過する長さが変わる。

従って、測定光Ｌ（すなわち光源７２および受光器７４）をａ方向に連続的（あるいは断続的）に移動して、測定光Ｌの光量を測定して、フラックス量を検出し、例えば、その検出結果を微分することにより、ｘ方向における測定光Ｌと遮蔽板７６との交点を測定点として、ｘ方向の複数点におけるフラックス量を検出して、基板Ｚの搬送方向と直交するｘ方向のフラックス分布を測定することができる。
あるいは、例えば、各測定位置におけるフラックス量の差分を取ることにより、同様に、ｘ方向における測定光Ｌと遮蔽板７６との交点を測定点として、各測定点の間におけるｘ方向のフラックスの量を測定して、ｘ方向におけるフラックス分布を測定してもよい。

すなわち、本発明の蒸着フラックス測定装置は、基板を所定のｙ方向に搬送して成膜を行うに際し、測定光ＬをフラックスＦに対してｙ方向と直交するｘ方向に通過させ、かつ、フラックスＦを遮蔽するフラックス測定用の遮蔽板を用い、さらに、遮蔽板と測定光Ｌとを相対的に移動することにより、フラックスＦに対するｘ方向の測定光の通過位置を変更し、これにより、ｘ方向の複数点でフラックスＦを測定して、ｘ方向のフラックス分布を測定することを可能にしている。
また、測定光ＬをフラックスＦに対してｘ方向に通過させるので、図１に示す成膜装置１０のように、複数の成膜室を配列して複数段の成膜を行う際でも、測定光Ｌの光源および受光器を成膜室の外に配置することができ、成膜材料による光源や受光器の汚染に起因するフラックスＦの測定誤差も無くすことができる。

測定装置７０において、測定光Ｌをａ方向に移動する手段は、図示例のように、光源７２および受光器７４を移動する方法に限定はされず、各種の光学装置において利用されている、各種の方法が利用可能である。
例えば、図２（Ｃ）に示すように、２枚のミラー８０を用いて測定光Ｌをｘ方向と一致する光学系として、光源７２および受光器７４を固定して、このミラー８０をａ方向に移動することにより、測定光Ｌの光路をｘ方向と一致した状態でａ方向に移動するようにしてもよい。
また、フラックス分布の測定は、測定光Ｌをａ方向の何れの方向に移動して行ってもよく、また、ａ方向の両方向に移動して行ってもよい。

図示例の測定装置７０は、測定光Ｌをａ方向に移動することにより、遮蔽板７６と測定光Ｌとを相対的に移動しているが、本発明は、これに限定されない。
例えば、図４（Ａ）に概念的に示すように、全く同様の遮蔽板７６を用い、測定光Ｌ（光源７２および受光器７４）は固定して、遮蔽板７６をａ方向に移動することにより、遮蔽板７６と測定光Ｌとを相対的に移動してもよい。もしくは、遮蔽板７６と測定光Ｌの両方をａ方向に移動してもよい。

また、測定装置７０は、ｘ方向に対して一方向に傾斜する端部７６ａを有する遮蔽板７６を用いる構成にも限定はされず、例えば、図４（Ｂ）に示される遮蔽板８４のように、ｘ方向の中心を頂点として逆方向に傾斜する、山形の端部８４ａを有する形状等、ｘ方向に延在し、かつ、ｘ方向に対して傾斜する端部（端辺）を有するものであれば、各種の形状の遮蔽板が利用可能である。
さらに、測定光Ｌの光路が、ｘ方向と一致する構成にも限定はされず、ｘ方向に測定対象となるフラックスＦを通過する光路であれば、ｘ方向に対して角度を有するように、測定光Ｌの光路を設定してもよい。

本発明の蒸着フラックス測定装置は、ｘ方向に延在し、かつ、ｘ方向に対して傾斜する遮蔽板７６を用いる構成に限定はされず、各種の遮蔽板が利用可能である。

一例として、図５に概念的に示すように、端部８６ａがｘ方向と一致して延在する遮蔽板８６を用い、かつ、光源７２を、測定光Ｌがｙ方向もしくは逆方向（図中ｂ方向）に回動するように回転し、また、受光器７４も、この測定光Ｌの回動に同期して移動（回動）する構成も利用可能である。なお、この構成においても、測定光Ｌは、遮蔽板８６とマスク４０ａとの間を通過するのは、当然のことである。

図５に示すように、この構成によれば、測定光Ｌが光源７２側を中心に回動することにより、ｘ方向と測定光Ｌとの角度が、漸次、変わり、これにより、遮蔽板８６の端部と測定光Ｌとの交点がｘ方向に移動する。そのため、測定光Ｌのｘ方向に対する角度変化および遮蔽板８６との交点の移動により、測定光Ｌが、遮蔽板８６に遮蔽されないフラックス中を通過する長さを、ｘ方向に変更することができる。
従って、この構成でも、前述の測定装置７０等と同様に、ｘ方向の複数点でフラックスＦを測定して、ｘ方向の分布を測定することができる。

図５に示される構成の蒸着フラックス測定装置では、ｘ方向と一致する端部を有する遮蔽板を用いることができる。そのため、基板Ｚとマスク４０ａとの間に、測定光Ｌが通過可能な間隙を有する場合には、マスク４０ａの上に測定光Ｌの光路を設定し、マスク４０ａを、遮蔽板として用いてもよい。
また、図５に示される構成においては、光源７２を回転させる構成以外にも、ミラー等を用いて、測定光Ｌを回動させてもよい。
さらに、この測定光Ｌを回動する構成においても、図２等に示すｘ方向に対して傾斜する端部を有する遮蔽板を利用してもよい。

本発明の蒸着フラックス測定装置においては、ｘ方向に移動する遮蔽板を利用することにより、遮蔽板に遮蔽されないフラックスＦに対して、測定光Ｌのｘ方向の通過位置を変更してもよい。
図６（Ａ）に、その遮蔽板の一例を示す。
図６（Ａ）に示される例は、マスク４０ａの下に、ｘ方向に移動可能な遮蔽板９０を設け、この遮蔽板９０とマスク４０ａとの間に測定光Ｌの光路を設ける構成である。この構成では、遮蔽板９０のｘ方向の位置に応じて、遮蔽板９０に遮蔽されないフラックスＦのｘ方向の位置が変わる。
従って、遮蔽板９０をｘ方向に移動することにより、遮蔽板９０に遮蔽されないフラックスＦに対して、測定光Ｌのｘ方向の通過位置を変更して、ｘ方向の複数点で、フラックス測定を行い、ｘ方向のフラックス分布を検出することができる。

なお、図６（Ａ）に示される構成において、遮蔽板９０のの移動方法には、特に限定はなく、公知の板状物の移動方法が、全て、利用可能である。

また、遮蔽板をｘ方向に移動する別の構成として、図６（Ｂ）に示されるような、エンドレスベルトを用いる構成も、利用可能である。
このエンドレスベルト９２は、測定光Ｌが透過可能な材料で形成される物であり、マスク４０ａ（図示省略）の下部において、２本のローラ９４に張架されて、公知の方法でｘ方向に回転される。ここで、このエンドレスベルト９２のｙ方向下流側（蒸発源側）の端部に、遮蔽板として作用する凸部９２ａが形成されている。また、測定光Ｌは、この凸部９２ａの上（すなちち、結果的に凸部９２ａの間）を通過する。
従って、この構成においても、エンドレスベルト９２の回転によって、凸部９２ａの位置がｘ方向に移動し、この凸部９２ａの位置に応じて、遮蔽されないフラックスＦのｘ方向の位置が変わり、これにより、凸部９２ａ（遮蔽板）に遮蔽されないフラックスＦに対して、測定光Ｌのｘ方向の通過位置を変更して、ｘ方向の複数点でフラックス測定を行い、ｘ方向のフラックス分布を検出することができる。

凸部９２ａのｘ方向のサイズｘ１および間隔ｘ２には、特に限定はないが、本発明者らの計算によれば、サイズｘ１および間隔ｘ２共に、ｘ方向の蒸着領域の有効幅に対して、１／２程度とするのが好ましい。

図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、遮蔽板をｘ方向に移動する構成においては、必要に応じて、蒸着領域以外には、固定の遮蔽板を設けてもよい。
また、図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、遮蔽板をｘ方向に移動する構成においては、遮蔽板の移動方向すなわち測定光Ｌの光軸は、必ずしもｘ方向に一致している必要はなく、測定光Ｌの光路と、遮蔽板の移動方向とが一致していればよい。しかしながら、やはり、ｘ方向のフラックス分布を適正に測定できる等の点で、測定光Ｌおよび遮蔽板の移動方向は、ｘ方向に一致しているのが好ましい。

以上の例では、遮蔽板のｙ方向の蒸発源３６側によって、フラックスＦを遮蔽して、遮蔽板に遮蔽されないフラックスＦに対する、測定光Ｌのｘ方向の通過位置を変更させていたが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、図７に概念的に示すように、フラックスＦを遮蔽する遮蔽板（フラックスの遮蔽機構 図７は、図２に示す遮蔽板７６で例示）の、蒸発源３６と逆側によってフラックスＦを遮蔽して、遮蔽板に遮蔽されないフラックスＦに対する、測定光Ｌのｘ方向の通過位置を変更させてもよい。

また、以上の例では、ｙ方向（基板Ｚの搬送方向）の上流側に配置されるマスク４０ａの下に遮蔽板を配置して、ｙ方向の成膜領域の上流側において、フラックス測定をしているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、ｙ方向下流側のマスク４０ｂの下に、遮蔽板を配置して、この遮蔽板とマスク４０ｂとの間（図５に示す構成であればマスク４０ｂの上でも可）に測定光Ｌの光路を設定して、ｙ方向の成膜領域の下流側において、フラックス測定をしてもよい。あるいは、ｙ方向の上下流の両方において、フラックス測定をするようにしてもよい。

ここで、ｙ方向の上下流の両方において、フラックス測定を行う場合には、上下流の測定位置の両方に対応して、光源７２を設けるのに限定はされない。
例えば、図８（一例として、図４（Ｂ）の遮蔽板８４で例示）に模式的に示すように、光源７２を一つにして、受光器７４と対面する位置にミラー９８を配置し、このミラー９８の間に、図中の矢印ｃに示すように揺動するミラー１００を設け、ミラー１００を揺動して、上流側および下流側の測定装置に測定光Ｌを、振り分けることにより、ｙ方向の上下流の両方において、フラックス測定を行うようにしてもよい。

なお、本発明の測定装置において、測定するフラックスＦには、特に限定はなく、原子吸光法によって測定可能なフラックスＦが、全て測定可能である。
ここで、本発明の測定装置は、遮蔽板を用いてフラックスＦを規制することにより、ｘ方向における測定光のフラックス通過位置を変更する。そのため、銅、インジウム、ガリウム等の直進性の高い原子の測定には、特に好適に利用可能である。

以下、成膜装置１０の作用を説明する。
基板ロール１２が回転軸２６に装着されると、基板Ｚが基板ロール１２から引き出され、供給室１８のガイドローラ２８ａ〜２８ｃ、成膜ゾーン２０の各成膜室のガイドローラ３８および最終のガイドローラ４６、巻取り室２４のガイドローラ５４ａ〜５４ｄを経て、巻取り軸１４に至る、所定の搬送経路で挿通される。
また、成膜ゾーン２０において、各成膜室の各蒸発源３６に、成膜する膜に応じた成膜材料が充填される。

基板Ｚが所定の搬送経路で挿通され、成膜材料の充填が終了したら、真空チャンバ１６を閉塞して、真空排気手段３０、４２、および５６を駆動する。
各室の圧力が安定し、かつ、各蒸発源の温度が安定したら、基板Ｚの搬送を開始し、基板Ｚの搬送速度が安定した時点で、成膜ゾーン２０の各成膜室において、蒸着源のシャッタを開放して、基板Ｚへの成膜を開始する。
基板ロール１２から送り出された基板Ｚは、供給室１８から成膜ゾーン２０に搬送されて、各成膜室において、加熱手段３８に加熱されて蒸発源３６によって成膜され、巻取り室２４に搬送され、巻取り軸１４に巻回され、再度、ロール状にされる。

ここで、この基板Ｚへの成膜中、成膜装置１０においては、測定手段７０によって、各成膜材料のｘ方向（基板搬送方向（ｙ方向）と直交する方向（基板Ｚの幅方向））のフラックス分布を測定する。また、前述のように、各蒸発源３６は、ｘ方向に延在する長尺な矩形形状であり、ｘ方向に分割された各領域で、加熱を制御できるように構成される。
成膜装置１０においては、測定したｘ方向のフラックス分布に応じて、膜を形成する各成膜材料が、所定の比率や量となるように各成膜材料の蒸発源３６の加熱を制御する。さらに、測定したｘ方向のフラックス分布に応じて、各蒸発源３６において、成膜材料がｘ方向に均一になるように、ｘ方向における各領域の加熱を制御する。
従って、本発明の測定手段７０を用いる成膜装置１０によれば、成膜した膜中における各成膜材料による成分の量比が適正で、かつ、ｘ方向にも均一な膜を、安定して成膜することができる。

以上、本発明の蒸着フラックス測定装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

例えば、図示例においては、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行う、ロール・ツー・ロールの装置に、本発明の蒸着フラックス測定装置を利用した例であるが、本発明は、これに限定はされず、カットシート状の基板を所定の方向（ｙ方向）に搬送しつつ、成膜を行う成膜装置にも、好適に利用可能である。
また、本発明は、真空蒸着等の蒸着による成膜における蒸着フラックスの測定に限定はされず、スパッタリングによる成膜にも、利用可能である。

例えば太陽電池に利用されるＣＩＧＳの成膜等、真空蒸着等による成膜における蒸着レート（成膜レート）の管理等に、好適に利用可能である。

１０ 成膜装置
１２ 基板ロール
１４ 巻取り軸
１６ 真空チャンバ
１８ 供給室
２０ 成膜ゾーン
２０ａ 第１成膜室
２０ｂ 第２成膜室
２０ｃ 第３成膜室
２４ 巻取り室
２６ 回転軸
２８ａ〜２８ｃ，３８，４６，５４ａ〜５４ｄ ガイドローラ
３４，４８，５０ 隔壁
３０，４２，５６ 真空排気手段
３６ 蒸発源
７０ （蒸着フラックス）測定装置
７２ 光源
７４ 受光器
７６，８２，８６，９０ 遮蔽板
７８ 窓部
８０，９８，１００ ミラー
９２ エンドレスベルト
９４ ローラ

Claims (11)

1. 基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、
   前記蒸着フラックスを測定するための測定光が、予め設定された蒸着フラックスの測定領域を前記ｘ方向に通過するように配置された、前記測定光の光源、および、前記蒸着フラックスの測定領域を通過した測定光の光量を測定する受光器と、
   前記蒸着フラックスの測定領域を通過する測定光の光路より下に配置される、前記蒸着フラックスを遮蔽する遮蔽板と、
   前記測定光の光路と前記遮蔽板とを相対的に移動することにより、前記遮蔽板によって遮蔽されない蒸着フラックスに対する、前記測定光のｘ方向の通過位置を変更する移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置。
2. 前記遮蔽板が、前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｘ方向に対して傾斜する端部を有する請求項１に記載の蒸着フラックス測定装置。
3. 前記移動手段は、前記遮蔽板の傾斜端部の上部を通過するように、前記測定光の光路を前記ｙ方向および前記ｙ方向と逆方向の少なくとも１方向に移動する請求項２に記載の蒸着フラックス測定装置。
4. 前記移動手段は、前記遮蔽板の傾斜端部が前記測定光の光路の下部を通過するように、前記遮蔽板を前記ｙ方向および前記ｙ方向と逆方向の少なくとも１方向に移動する請求項２または３に記載の蒸着フラックス測定装置。
5. 前記移動手段は、前記測定光の光路の前記ｘ方向に対する角度を所定の中心点を軸に変えて、前記遮蔽板の端部と前記測定光の光路との交点を前記ｘ方向に変更するように、前記光源および受光器を動かす請求項１に記載の蒸着フラックス測定装置。
6. 前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクが、前記遮蔽板を兼ねる請求項５に記載の蒸着フラックス測定装置。
7. 前記遮蔽板が、前記測定光の光路の下方に配置される板状物であり、
   前記移動手段が、この板状物を前記測定光の光路に沿って移動させるものである請求項１に記載の蒸着フラックス測定装置。
8. 前記基板への成膜が、長尺な基板を長手方向とｙ方向とを一致させて搬送しつつ蒸着を行うものである請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着フラックス測定装置。
9. 前記光源および受光器が、成膜室の前記ｘ方向の外部に配置される請求項１〜８のいずれかに記載の蒸着フラックス測定装置。
10. 前記光源および受光器と、前記遮蔽板との組み合わせを、前記ｙ方向に離間して２つ有する請求項１〜９のいずれかに記載の蒸着フラックス測定装置。
11. １つの光源からの測定光の光路をミラーによって切り換えることにより、前記ｙ方向の上下流に配置される受光器に測定光を入射させる請求項１０に記載の蒸着フラックス測定装置。

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