JP5465136B2 - Vapor deposition flux measuring device and vacuum vapor deposition device - Google Patents
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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およびこの測定装置を用いる真空蒸着装置に関する。 The present invention relates to a deposition flux measuring apparatus and a vacuum deposition apparatus using the measuring apparatus, which are used to control a deposition rate in deposition by vacuum deposition.
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。 In film formation by vacuum deposition or the like, the film formation rate or the like is measured by measuring the vapor deposition flux (vapor of the film formation material (evaporation particles of the film formation material)) from the evaporation source to the substrate to be formed by atomic absorption spectrometry. It is known to control.
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。
For example, as disclosed in Patent Document 1, a method for measuring the vapor deposition flux (hereinafter referred to as a flux) includes a light source such as a holocathode lamp that emits measurement light having a wavelength corresponding to a film forming material for measuring the flux. Using a light receiver that measures the amount of measurement light, the measurement light emitted from the light source is passed through the flux in the vicinity of the substrate, and the measurement light that has passed through the flux is measured by the light receiver.
The amount of the measurement light that has passed through the flux is absorbed and reduced in accordance with the amount of the measurement component (measuring particle) in the flux. Therefore, by measuring the amount of measurement light that has passed through the flux, the amount of film-forming material that flies toward the substrate can be measured. For example, the heating in the evaporation source can be controlled accordingly. Thus, the film formation rate can be managed.
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。 In such flux measurement, when the flux distribution is measured in a plane parallel to the substrate surface, it is necessary to measure the flux at a plurality of points in a predetermined direction. For example, when measuring the flux distribution in the x direction on the xy plane, it is necessary to perform measurement that passes the flux in the y direction at a plurality of points in the x direction.
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。
If film formation is performed on a fixed substrate (substrate held at a predetermined position) as shown in Patent Document 1, the flux distribution can be measured in both the x and y directions by this measurement method. it can.
However, this measurement is required when film formation is performed while transporting a substrate in a specified direction, such as when performing film formation by roll-to-roll (Roll to Roll) while transporting a long substrate. It is difficult to measure the flux distribution in the direction orthogonal to the conveying direction by this method. In particular, when a plurality of stages of film formation are performed in a plurality of film formation chambers arranged in the substrate transport direction, it is difficult to measure the flux distribution in the direction orthogonal to the transport direction by this measurement method.
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。 As is well known, roll-to-roll film formation uses a supply roll formed by winding a long substrate (web-like substrate) into a roll, and transports the substrate fed from the supply roll to the film formation chamber. Then, the film is formed while being conveyed in the longitudinal direction in the film formation chamber, and the long substrate on which the film has been formed is again wound into a roll shape.
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)によって汚染されてしまい、次第に、正確な測定ができなくなる。
Here, when measuring the flux distribution in the width direction (x direction) of the substrate, it is necessary to perform the measurement of passing the flux in the substrate transport direction (y direction) at a plurality of points in the width direction. However, in film formation by roll-to-roll, the film formation chamber often becomes longer in the transport direction. In this case, in order to measure the flux distribution in the width direction, it is necessary to arrange a light source such as a holocathode lamp or a light receiver in the film forming chamber.
However, if a light source or a light receiver is disposed in the film forming chamber, it is naturally contaminated by flux (film forming material vapor), and accurate measurement cannot be performed gradually.
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。
If the length of the film forming chamber in the transport direction is short, a light source and a light receiver can be arranged outside the film forming chamber so as to face the transport direction. However, even in this case, when a plurality of film formation chambers are arranged in the substrate transfer direction and a plurality of stages of film formation are performed, the result is that a light source or the like is arranged in the adjacent film formation chamber. Accurate measurement cannot be performed.
Such a problem is not limited to film formation by roll-to-roll, but also when film formation is performed while a sheet-like substrate is conveyed.
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等がフラックスによって汚染されることなく、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)のフラックスの分布を測定することができるフラックスの測定装置およびこれを用いる真空蒸着装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and when film formation is performed in vacuum deposition using roll-to-roll, a light source such as a holocathode lamp and a light receiver are used as a flux. Flux measuring apparatus capable of measuring the flux distribution in the direction (x direction) perpendicular to the substrate transport direction (y direction) by measuring the deposition flux using atomic absorption method without being contaminated by The object is to provide a vacuum deposition apparatus using
前記目的を達成するために、本発明は、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、蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、前記蒸着フラックスの測定領域を通過した前記測定光の光量を測定する受光器と、前記x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、前記第1の筒状部において、前記光源を前記x方向に移動する光源移動手段、および、前記第2の筒状部において、前記光源の移動に同期して前記受光器をx方向に移動する受光器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。 In order to achieve the above object, the present invention provides a deposition flux measurement for measuring a deposition flux in the x direction orthogonal to the y direction when a film is deposited on the substrate by deposition while the substrate is transported in the y direction. An apparatus, a light source for irradiating measurement light for measuring the deposition flux, a light receiver for measuring the amount of the measurement light that has passed through the measurement region of the deposition flux, and extending in the x direction, and A first and second cylindrical portions that are spaced apart in the y direction and that have a measurement light transmission region extending in the x direction and are hermetically separated from the film formation space by the vapor deposition; In the first cylindrical part, the light source moving means for moving the light source in the x direction, and in the second cylindrical part, the light receiver is moved in the x direction in synchronization with the movement of the light source. A receiver moving means. Providing a deposition flux measuring apparatus according to claim.
また、前記目的を達成するために、本発明は、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x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、前記第1の筒状部を前記x方向に通過するように、前記蒸気フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第1の筒状部内において、前記光源から照射された前記測定光を前記第2の筒状部に反射する第1のミラーと、前記第2の筒状部内において、前記第1のミラーに反射された前記測定光を前記x方向に反射する第2のミラーと、前記第2のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器と、前記第1のミラーおよび第2のミラーを同期して移動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。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vapor deposition for measuring a vapor deposition flux in the x direction perpendicular to the y direction when forming a film on the substrate by vapor deposition while transporting the substrate in the y direction. A flux measuring device, having a measurement light transmission region extending in the x direction and extending in the x direction and spaced apart in the y direction; A light source that irradiates measurement light for measuring the vapor flux so as to pass through the first cylindrical part in the x direction, the first and second cylindrical parts separated in an airtight manner, and
A first mirror that reflects the measurement light emitted from the light source to the second cylindrical part in the first cylindrical part, and a first mirror in the second cylindrical part. The second mirror that reflects the reflected measurement light in the x direction, a light receiver that receives the measurement light reflected by the second mirror, and the first and second mirrors are synchronized. And a moving means for moving the vapor deposition flux.
また、前記目的を達成するために、本発明は、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x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、前記第1の筒状部を前記x方向に通過するように、前記蒸気フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、前記第1の筒状部内において、前記y方向に配列され、前記光源から照射された前記測定光を前記第2の筒状部に反射する、複数の第1のミラーと、前記第2の筒状部内において、前記y方向に配列され、前記第1のミラーに反射された前記測定光を前記x方向に反射する、複数の第2のミラーと、前記第2のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器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。
ここで、前記複数の第1のミラーが、ハーフミラーであることが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vapor deposition for measuring a vapor deposition flux in the x direction perpendicular to the y direction when forming a film on the substrate by vapor deposition while transporting the substrate in the y direction. A flux measuring device, having a measurement light transmission region extending in the x direction and extending in the x direction and spaced apart in the y direction; A light source that emits measurement light for measuring the vapor flux so as to pass through the first cylindrical portion in the x direction, the first and second cylindrical portions being hermetically separated; A plurality of first mirrors arranged in the y direction and reflecting the measurement light emitted from the light source to the second cylindrical portion in the first cylindrical portion, and the second cylindrical shape The first mirror arranged in the y direction in the unit Vapor deposition flux measurement comprising: a plurality of second mirrors that reflect the reflected measurement light in the x direction; and a light receiver that receives the measurement light reflected by the second mirror. Providing equipment.
Here, it is preferable that the plurality of first mirrors are half mirrors.
このような本発明の蒸着フラックス測定装置において、前記第1の筒状部および第2の筒状部が、成膜空間を形成する真空チャンバを前記x方向に貫通することが好ましい。
また、前記第1の筒状部および第2の筒状部が、前記y方向の成膜領域を規制するマスクの下に配置されることが好ましい。
あるいは、前記第1の筒状部および第2の筒状部が、前記y方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねることが好ましい。
In such a vapor deposition flux measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the first cylindrical portion and the second cylindrical portion penetrate a vacuum chamber forming a film formation space in the x direction.
Moreover, it is preferable that the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are disposed under a mask that restricts the film forming region in the y direction.
Alternatively, it is preferable that the first cylindrical portion and the second cylindrical portion also serve as a mask that regulates the film formation region in the y direction.
また、前記第1の筒状部および第2の筒状部が、前記測定光の光路を上下に挟んでx方向に延在する、互いの筒状部に向けて突出するフラックス遮蔽部材を有することが好ましい。
また、前記フラックス遮蔽部材が、前記y方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねることが好ましい。
また、前記x方向の複数個所で前記y方向のフラックスを計測することが好ましい。
In addition, the first cylindrical portion and the second cylindrical portion have flux shielding members that extend in the x direction with the optical path of the measurement light interposed therebetween and project toward the cylindrical portions. It is preferable.
Moreover, it is preferable that the flux shielding member also serves as a mask that regulates the film forming region in the y direction.
Moreover, it is preferable to measure the flux in the y direction at a plurality of locations in the x direction.
また、前記目的を達成するために、本発明は、上記のいずれかに記載の蒸着フラックス測定装置を有することを特徴とする真空蒸着装置を提供することが好ましい。 Moreover, in order to achieve the said objective, it is preferable that this invention provides the vacuum deposition apparatus characterized by having the deposition flux measuring apparatus in any one of said.
ここで、前記蒸着フラックスの測定結果をフィードバックして、前記x方向における蒸着フラックスの分布を制御することが好ましい。
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ことが好ましい。
また、前記成膜室に複数の成膜源を配置して、蒸着によって成膜を行なうことが好ましい。
また、複数の成膜室を有し、各成膜室において、前記x方向における蒸着フラックスを測定することが好ましい。
Here, it is preferable to feed back the measurement result of the vapor deposition flux and control the distribution of the vapor deposition flux in the x direction.
Moreover, it is preferable that film-forming to the said board | substrate performs vapor deposition, conveying a long board | substrate, making a longitudinal direction and a y direction correspond.
In addition, it is preferable that a plurality of film forming sources be arranged in the film forming chamber to form a film by vapor deposition.
Moreover, it is preferable to have a plurality of film forming chambers and to measure the vapor deposition flux in the x direction in each film forming chamber.
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、y方向と直交するx方向に延在し、かつ、y方向に離間して配置される、成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、第1の筒状部において、光源または第1のミラーをx方向に移動する移動手段、および、第2の筒状部において、光源または第1の移動に同期して受光器または第2のミラーをx方向に移動する移動手段とを有することにより、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、光源および受光器、あるいは、ミラーを成膜室の外部、或いは、筒状部の内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。
According to the present invention, when film formation is performed while the substrate is transported in the y direction, the film formation extends in the x direction perpendicular to the y direction and is spaced apart in the y direction. In the first and second cylindrical portions that are airtightly separated from the space, in the first cylindrical portion, the moving means that moves the light source or the first mirror in the x direction, and in the second cylindrical portion And a moving means for moving the light receiver or the second mirror in the x direction in synchronization with the light source or the first movement, thereby changing the passing position of the measuring light in the x direction with respect to the vapor deposition flux. The vapor deposition flux distribution in the direction can be measured.
Therefore, according to the vapor deposition flux measuring apparatus of the present invention, the film distribution can be controlled by properly grasping the flux distribution in the x direction in a roll-to-roll film forming apparatus or the like. Can be performed stably. Further, since the light source and the light receiver or the mirror can be arranged outside the film forming chamber or inside the cylindrical portion, contamination of the light source due to the film forming material can be prevented.
以下、本発明の蒸着フラックス測定装置および真空蒸着装置について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the vapor deposition flux measuring apparatus and the vacuum vapor deposition apparatus of the present invention will be described in detail based on the preferred examples shown in the accompanying drawings.
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、本発明の真空蒸着装置の一例を、概念的に示す。
図1に示す成膜装置(真空蒸着装置)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。
In FIG. 1, an example of the vacuum evaporation system of this invention which utilizes an example of the evaporation flux measuring apparatus of this invention is shown notionally.
A film forming apparatus (vacuum evaporation apparatus) 10 shown in FIG. 1 sends out a substrate from a
In the illustrated example, the
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、図中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。
The
The
The
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。
The vacuum exhaust means 30 is for reducing the pressure in the
The vacuum exhaust means 30 is not particularly limited, and includes a vacuum pump such as a turbo pump, a mechanical booster pump, a rotary pump, and a dry pump, an auxiliary means such as a cryocoil, and a means for adjusting the ultimate vacuum and the exhaust amount. Various known (vacuum) evacuation means used in the vacuum film forming apparatus can be used. In this regard, the same applies to the vacuum exhaust means 42 and 56 described later.
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。
The substrate Z sent out from the
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、蒸着フラックス測定装置70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、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。
The
The first
Further, the film forming chambers are separated from each other by a
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。
The first
In the illustrated example, each film forming chamber is a film forming chamber capable of performing multi-source simultaneous vapor deposition, and four evaporation sources (vapor deposition sources) 36 are arranged in the transport direction of the substrate Z.
The
Further, although not shown in the drawings, various members of a known vacuum vapor deposition apparatus such as a shutter for closing the vapor deposition source and a temperature adjusting means for the substrate Z are arranged in each film forming chamber as necessary. .
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。
Here, as an example, the
The heating of the
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。各マスクは、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。
The
In the illustrated example, the
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。 The vacuum exhaust means 42 is a vacuum exhaust means for exhausting the film forming chamber to a pressure corresponding to vacuum deposition to be performed.
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る。
図2に、図1に示す成膜装置のA−A線断面図を概念的に示す。なお、図2においては、移動手段82の図示を省略している。
測定装置70は、光源72と、受光器74と、第1の筒状部76と、第2の筒状部78と、第1のミラー80aと、第2のミラー80bと、移動手段82と、遮蔽板84a、84b、86aおよび86bとを有する。
The vapor deposition flux measuring device 70 (hereinafter referred to as the measuring device 70) measures the flux (vapor of the film forming material (evaporated particles of the film forming material)) by vacuum vapor deposition in each film forming chamber by the atomic absorption method. Is.
FIG. 2 conceptually shows a cross-sectional view taken along line AA of the film forming apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the moving
The measuring
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、フラックス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。図示例においては、測定装置70は、第1成膜室20a、第2成膜室20bおよび第3成膜室20cのそれぞれに配置されている。
The measuring
光源72は、原子吸光法によるフラックス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(成膜材料原子)に応じて、このフラックス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。
The
In the measuring
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。
For example, in the CIGS film formation by the multi-source co-deposition described above, when measuring the copper flux, the copper holocathode lamp is used. When measuring the indium flux, the indium holocathode lamp is used, and the gallium flux. In the measurement, a gallium holocathode lamp may be used as the
When measuring the flux of a plurality of film forming materials (atoms), a light source corresponding to each film forming material is placed on a rotatable turret or the like, and the light source corresponding to the film forming material to be measured. May be used. Alternatively, the flux of the target film forming material may be measured by analyzing the wavelength using a light source that emits light having a normal continuous wavelength.
光源72は、光源72から、後述する第1の筒状部76の筒内に配置される第1のミラー80a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は、真空チャンバ16の外部に配置される。すなわち、光源72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1においては、紙面に垂直方向の外部)に配置される。
The
The
第1の筒状部76は、軸に垂直な方向の断面が矩形の筒状の部材であり、x方向に延在して、成膜室の、蒸発源36よりも下流側に配置されている。また、第1の筒状部76は、マスク40よりも下方(成膜源36側)に配置される。この第1の筒状部76の筒内には、後述する第1のミラー80aおよび移動手段82が配置される。また、第1の筒状部76の軸方向の長さは、成膜室のx方向の幅と同等で、第1の筒状部76がx方向に成膜室を貫通し、第1の筒状部76の筒内と成膜室の外部とが連通するように配置されている。すなわち、第1の筒状部76の筒内と成膜室とは気密に分離されており、筒内に配置される第1のミラー80aおよび移動手段82に成膜物が堆積することを防止する。
The first
また、第1の筒状部76の蒸発源36側の面には、フラックスを測定するための測定光Lを通過させるために、光透過性の材料、例えば、石英ガラス等で形成された透過窓76aが形成されている。透過窓76aは、x方向には、後述する第1のミラー80aの移動量に応じた十分な長さを有している。また、透過窓76aは、上下方向(x方向およびy方向に垂直な方向)には、測定光Lが通過するために十分な高さで形成されていればよい。
Further, the surface of the first
第2の筒状部78は、軸に垂直な方向の断面が矩形の筒状の部材であり、x方向に延在して、成膜室の、蒸発源36よりも上流側に配置されている。また、第2の筒状部78は、マスク40よりも下方(成膜源36側)に配置される。この第2の筒状部78の筒内には、後述する第2のミラー80bおよび移動手段82が配置される。また、第2の筒状部78の軸方向の長さは、成膜室のx方向の幅と同等で、第2の筒状部78がx方向に成膜室を貫通し、第2の筒状部78の筒内と成膜室の外部とが連通するように配置されている。すなわち、第2の筒状部78の筒内と成膜室とは気密に分離されており、筒内に配置される第2のミラー80bおよび移動手段82に成膜物が堆積することを防止する。
The second
また、第2の筒状部78の蒸発源36側の面には、フラックスを測定するための測定光Lを通過させるために、光透過性の材料で形成された透過窓78aが形成されている。透過窓78aは、x方向には、後述する第2のミラー80bの移動量に応じた十分な長さを有している。また、透過窓78aは、上下方向(x方向およびy方向に垂直な方向)には、測定光Lが通過するために十分な高さで形成されていればよい。
In addition, a
なお、図示例の第1の筒状部76および第2の筒状部78においては、測定光Lが通過するための透過窓76aおよび78aをそれぞれ有する構成としたが、これに限定はされず、筒状部全体が、光透過性の材料で形成されてもよい。
In the illustrated example, the first
第1のミラー80aおよび第2のミラー80bは、光源72から照射された測定光Lを所定の光路に導くためのものである。第1のミラー80aおよび第2のミラー80bは、測定光Lを反射できればよく、公知のミラーを用いればよい。
The
具体的には、第1のミラー80aは、第1の筒状部76の筒内を移動可能に配置され、光源72から照射された測定光Lを反射して、x方向から入射した測定光Lの光軸をy方向に一致させる。第1のミラー80aに反射された測定光Lは、蒸発源36の上、すなわち、フラックス中を通過して、第2のミラー80bに至る。
また、第2のミラー80bは、第2の筒状部78の筒内を移動可能に配置され、第1のミラー80aに反射された測定光Lを反射して、y方向から入射する測定光Lの光軸をx方向に一致させる。第2のミラー80bに反射された測定光Lは、受光器74に至る。
Specifically, the
The
受光器74は、測定光Lの光量を測定するものであり、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。
The
In the measuring
受光器74は、第2の筒状部78の筒内に配置される第2のミラー80b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、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、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1においては、紙面に垂直方向の外部)に配置される。
The
The
移動手段82は、第1のミラー80aおよび第2のミラー80bをそれぞれ第1の筒状部76および第2の筒状部78の筒内で、x方向に移動させるものである。
移動手段82には、特に限定はなく、一軸アクチュエータ、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の種々の公知の移動手段が利用可能である。
また、移動手段82は、第1のミラー80aおよび第2のミラー80bのx方向の位置を一致させて(同期して)、第1のミラー80aおよび第2のミラー80bを移動させる。
The moving means 82 is for moving the
The moving means 82 is not particularly limited, and various known moving means such as a single-axis actuator, rack and pinion, screw transmission, and a moving method using a pulley and a belt can be used.
The moving
移動手段82が、第1のミラー80aおよび第2のミラー80bをx方向に移動させることによって、x方向の複数個所で、y方向にフラックスを通過する測定を行なうことができる。これにより、x方向のフラックス分布を測定することができる。
The moving means 82 moves the
図示例の測定装置70は、好ましい態様として、遮蔽板84a、84b、86aおよび86bを有する。
遮蔽板84a、84b、86aおよび86bは、第1の筒状部76の透過窓76a、および、第2の筒状部78の透過窓78aに成膜物が堆積することを防止する板状の遮蔽板である。
The measuring
The shielding
具体的には、遮蔽板84aおよび遮蔽板86aは、第1の筒状部76の外面の、透過窓76aの下方および上方にそれぞれ配置される。すなわち、遮蔽板84aおよび遮蔽板86aは、ミラー80aが反射した測定光が、遮蔽板84aおよび遮蔽板86aの間を通過するように配置されている。
また、遮蔽板84bおよび遮蔽板86bは、第2の筒状部78の外面の、透過窓78aの下方および上方にそれぞれ配置される。すなわち、遮蔽板84bおよび遮蔽板86bは、ミラー80bに入射する測定光が、遮蔽板84bおよび遮蔽板86bの間を通過するように配置されている。
Specifically, the shielding
Further, the shielding
遮蔽板84a、84b、86aおよび86bを配置して、第1の筒状部76の透過窓76a、および、第2の筒状部78の透過窓78aに成膜物が堆積することを防止することにより、測定光Lの光路が成膜物に汚染されて、正確な測定ができなくなることを防止することができる。
The shielding
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。
ところが、ロール・ツー・ロールによる成膜では、成膜室が搬送方向に長くなってしまう場合がある。この際に、成膜室の外部に光源や受光器を配置して測定を行なっても、吸光量が大きくなり、正確なフラックス測定ができないおそれがある。また、複数の成膜室を有する場合には、各成膜室からのフラックス成分を同時に計測してしまうため、やはり、正確なフラックス測定ができない。
また、幅方向のフラックス分布を測定するために、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)によって汚染されてしまい、次第に、正確な測定ができなくなる。
As described above, in the flux measurement method described in Patent Document 1 or the like, in order to measure the flux distribution in the x direction, a light source and a light receiver are arranged so as to irradiate measurement light in the y direction, and x It is necessary to measure the flux at multiple points in the direction.
However, in roll-to-roll film formation, the film formation chamber may become longer in the transport direction. At this time, even if measurement is performed with a light source or a light receiver placed outside the film forming chamber, the amount of light absorption increases, and there is a possibility that accurate flux measurement cannot be performed. In addition, when a plurality of film forming chambers are provided, the flux components from the respective film forming chambers are simultaneously measured, so that accurate flux measurement cannot be performed.
Further, if a light source or a light receiver is disposed in the film forming chamber in order to measure the flux distribution in the width direction, naturally, it is contaminated by the flux (film forming material vapor), and accurate measurement becomes gradually impossible.
これに対して、本発明では、蒸着フラックスの測定領域の上流側および下流側に、測定光の透過窓を有する筒状の筒状部を配置し、この筒内に光源および受光器、または、ミラーを配置し、光源および受光器、または、ミラーを、筒状部内で移動する。これにより、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、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や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器あるいはミラー等が汚染されることを防止でき、好適にx方向のフラックス分布を測定することができる。
On the other hand, in the present invention, on the upstream side and the downstream side of the vapor deposition flux measurement region, a cylindrical cylindrical part having a measurement light transmission window is disposed, and a light source and a light receiver in the cylinder, or A mirror is disposed, and the light source and the light receiver or the mirror are moved within the cylindrical portion. Thereby, the passage position of the measurement light with respect to the vapor deposition flux in the x direction (direction perpendicular to the y direction) can be changed, and thereby the vapor deposition flux distribution in the x direction can be measured. Therefore, as in the
なお、図示例の測定装置70においては、光源72をフラックス測定領域の下流側に配置し、受光器74をフラックス測定領域の上流側に配置したが、これに限定はされず、光源72をフラックス測定領域の上流側に配置し、受光器74をフラックス測定領域の下流側に配置してもよい。
In the illustrated
また、図示例の測定装置70においては、第1の筒状部76および第2の筒状部78とマスク40aおよび40bとを別部材として、第1の筒状部76および第2の筒状部78をマスク40aおよび40bの下方に配置したが、これに限定はされず、第1の筒状部76および第2の筒状部78がマスクを兼ねる構成としてもよく、或いは、遮蔽板84a、84b、86aおよび86bがマスクを兼ねる構成としてもよい。
マスクを別部材とし、第1の筒状部76および第2の筒状部78の上方、すなわち、基板Zにより近い位置に配置することにより、より正確に成膜領域を規定することができる。一方、マスクを他の部材と兼ねることにより、構成が簡単になる。
Further, in the measuring
By forming the mask as a separate member and disposing it above the first
また、図示例においては、筒状部(第1の筒状部76および第2の筒状部78)が成膜室をx方向に貫通する構成としたが、これに限定はされず、筒状部内と成膜室とが気密に分離され、所望のx方向のフラックス分布を測定できれば、貫通していなくてもよい。
In the illustrated example, the cylindrical portions (the first
また、図示例の測定装置70においては、第1の筒状部76および第2の筒状部78の筒内に、それぞれ第1のミラー80aおよび第2のミラー80bを配置し、第1のミラー80aおよび第2のミラー80bを移動手段82によって移動させる構成としたが、本発明はこれに限定はされず、光源72および受光器74を筒状部内に配置し、移動させる構成としてもよい。
Further, in the illustrated measuring
図3は、本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例を概念的に示す図である。
なお、図3に示す蒸着フラックス測定装置100は、図2に示す測定装置70において、ミラー80aおよび80bに代えて、光源72および受光器74を筒内に配置する構成以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
FIG. 3 is a diagram conceptually showing another example of the vapor deposition flux measuring apparatus of the present invention.
The vapor deposition
測定装置100は、光源72を第1の筒状部76の筒内に配置し、受光器74を第2の筒状部78の筒内に配置する構成を有する。
光源72は、照射する測定光Lの光軸がy方向と一致するように配置されている。光源72が照射した測定光Lは、フラックス中を通過して、受光器74に至る。また、光源72は、移動手段82(図示せず)によって、第1の筒状部76の筒内をx方向に移動される。
受光器74は、第2の筒状部78の筒内の、光源72が照射した測定光Lを受光する位置に配置される。また、受光器74は、光源72の移動に応じて、移動手段82(図示せず)によって、第2の筒状部78の筒内をx方向に移動される。
The measuring
The
The
このように、光源72を第1の筒状部76の筒内に配置し、受光器74を第2の筒状部78の筒内に移動可能に配置する構成によっても、光源72および受光器74を、x方向に移動させることによって、x方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができ、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や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器が汚染されることを防止でき、好適にx方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
As described above, the
また、図示例の測定装置70においては、ミラー80aおよび80bを移動させて、x方向の複数個所で測定を行なう構成としたが、本発明はこれに限定はされず、複数のミラーをx方向に配列する構成としてもよい。
図4に、本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例の一部を示す。なお、図4に示す測定装置110において、ミラー80aおよび80bと、移動手段82とに代えて、複数のハーフミラー112、複数のミラー114、受光器116を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
In the illustrated
In FIG. 4, a part of other example of the vapor deposition flux measuring apparatus of this invention is shown. 4 has the same configuration except that it has a plurality of half mirrors 112, a plurality of
測定装置110は、第1の筒状部76の筒内に複数のハーフミラー112をx方向に配列して配置し、第2の筒状部78の筒内に複数のミラー114をx方向およびy方向に配列して配置する構成を有する。また、受光器116は、複数の測定光をそれぞれ受光し、測定光の光量を測定する。
The measuring
ハーフミラー112は、第1の筒状部76の筒内にx方向に配列して配置されており、光源72から照射された測定光の一部を反射して、測定光の光軸をy方向に一致させる。また、ハーフミラー112に反射されなかった測定光は、次のハーフミラー112に到達し、その一部が反射され光軸をy方向に一致させる。
ハーフミラー112に反射された測定光は、蒸発源36の上(フラックス中)を通過して、ミラー114に至る。
このように、筒状部内に複数のハーフミラー112を配置し、光源72から照射された測定光を分離して、x方向の複数個所で、測定光がフラックス中を通過するようにするので、x方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができる。
The
The measurement light reflected by the
In this way, a plurality of half mirrors 112 are arranged in the cylindrical portion, and the measurement light emitted from the
ミラー114は、第2の筒状部78の筒内にx方向およびy方向に配列して配置され、y方向から入射する測定光を反射して、測定光の光軸をx方向に一致させる。具体的には、ミラー114は、x方向には、複数のハーフミラー112のx方向の位置に対応して、ハーフミラー112に反射された複数の測定光が入射する位置それぞれに配置される。また、y方向には、後述する受光器116の複数の受光部に対応した位置にそれぞれ配置される。ミラー114に反射された測定光は、測定光同士が干渉することなく、受光器116に至る。
The
受光器116は、複数のミラー114それぞれに反射された複数の測定光を、それぞれ独立に受光する受光部を複数有する受光器である。
The
このように、第1の筒状部76の筒内に複数のハーフミラー112をx方向に配列して配置し、第2の筒状部78の筒内に複数のミラー114をx方向およびy方向に配列して配置する構成を有するによっても、x方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができ、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や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器が汚染されることを防止でき、好適にx方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
In this way, the plurality of half mirrors 112 are arranged in the x direction in the cylinder of the first
なお、図示例の測定装置110においては、第1の筒状部76の筒内に複数のハーフミラー112を配置する構成としたが、これに限定はされず、第2の筒状部78内に配置されるミラー114と同様に、ミラーをx方向およびy方向に配列して配置し、光源を複数とする、あるいは、光源をy方向に移動する移動手段を有する構成としてもよい。
ハーフミラーを、筒状部内に複数配列して配置する構成は、複数の光源を用いたり、光源の移動手段を備える必要がなく、構成が簡単になる点で好ましい。
In the
A configuration in which a plurality of half mirrors are arranged and arranged in the cylindrical portion is preferable in that it does not require the use of a plurality of light sources or a light source moving means, and the configuration is simplified.
また、図示例の測定装置110においては、2つの筒状部内にミラー(ハーフミラー)を複数配置する構成としたが、これに限定はされず、一方の筒状部内にはミラー(ハーフミラー)を複数配置し、他方の筒状部内には、ミラー、あるいは、光源または受光器を移動可能に配置してもよい。
In the illustrated
また、図示例の測定装置110においては、複数の受光部を有する受光器116を用いたが、これに限定はされず、1つの受光部を有する受光器を、複数、y方向に配列して配置してもよく、あるいは、1つの受光器を移動手段によりy方向に移動させて、複数の測定光に対応して、受光するようにしてもよい。
In the illustrated
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。
In the illustrated
Furthermore, it is not always necessary to use all the
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CIGC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。
For example, when forming a CIGC film in the film formation zone 20 (film formation apparatus 10) by the three-stage method of multi-source co-evaporation, in the first
Then, while transporting the substrate Z, indium, gallium, and selenium are co-evaporated in the first
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。
The substrate Z transferred from the
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。
In the winding
In the illustrated example, the winding
The film-formed substrate Z transported to the winding
なお、本発明の測定装置において、測定するフラックスには、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が、全て測定可能である。
ここで、本発明の測定装置は、成膜室の中に筒状部を配置し、この筒状部内にミラー、または、光源および受光器を移動可能に配置して、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。
In the measuring apparatus of the present invention, the flux to be measured is not particularly limited, and all the fluxes that can be measured by the atomic absorption method can be measured.
Here, the measuring apparatus of the present invention has a cylindrical portion disposed in the film forming chamber, and a mirror or a light source and a light receiver are movably disposed in the cylindrical portion so that the measuring light in the x direction can be moved. Change the flux passage position. Therefore, it can be particularly suitably used for measurement of highly straight atoms such as copper, indium, and gallium.
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。
Hereinafter, the operation of the
When the
In the
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。
When the substrate Z is inserted through the predetermined transport path and the filling of the film forming material is completed, the
When the pressure in each chamber is stabilized and the temperature of each evaporation source is stabilized, the conveyance of the substrate Z is started, and when the conveyance speed of the substrate Z is stabilized, the deposition is performed in each deposition chamber of the
The substrate Z sent out from the
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。
Here, during the film formation on the substrate Z, the
In the
Therefore, according to the
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。 As mentioned above, although the vapor deposition flux measuring apparatus of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the above-mentioned example, You may perform various improvement and change in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
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。
For example, in the illustrated example, the deposition flux measuring apparatus of the present invention is used in a roll-to-roll apparatus that performs film formation while transporting a long substrate Z in the longitudinal direction. However, the present invention is not limited to this, and can be suitably used for a film forming apparatus that forms a film while transporting a cut sheet substrate in a predetermined direction (y direction).
Further, the present invention is not limited to the measurement of the deposition flux in film formation by vapor deposition such as vacuum vapor deposition, and can also be used for film formation by sputtering.
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。 For example, it can be suitably used for management of a deposition rate (film formation rate) in film formation by vacuum deposition or the like, such as CIGS film formation used for solar cells.
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
30、42、56 真空排気手段
34、48、50 隔壁
36 蒸発源
40a、40b マスク
70、100、110 (蒸着フラックス)測定装置
72 光源
74、116 受光器
76 第1の筒状部
76a、78a 透過窓
78 第2の筒状部
80a、80b、114 ミラー
82 移動手段
84a、84b、86a、86b 遮蔽板
112 ハーフミラー
Z 基板
DESCRIPTION OF
Claims (15)
蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記蒸着フラックスの測定領域を通過した前記測定光の光量を測定する受光器と、
前記x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、
前記第1の筒状部において、前記光源を前記x方向に移動する光源移動手段、および、前記第2の筒状部において、前記光源の移動に同期して前記受光器をx方向に移動する受光器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。 A vapor deposition flux measuring device that measures a vapor deposition flux in the x direction perpendicular to the y direction when forming a film on the substrate by vapor deposition while transporting the substrate in the y direction,
A light source that emits measurement light for measuring the deposition flux;
A light receiver that measures the amount of the measurement light that has passed through the measurement region of the deposition flux;
A measurement light transmission region extending in the x direction and extending in the x direction and spaced apart in the y direction, and is first hermetically separated from the film formation space by the vapor deposition. And a second tubular part,
In the first cylindrical part, the light source moving means for moving the light source in the x direction, and in the second cylindrical part, the light receiver is moved in the x direction in synchronization with the movement of the light source. A vapor deposition flux measuring apparatus comprising: a light receiver moving means.
前記x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、
前記第1の筒状部を前記x方向に通過するように、前記蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第1の筒状部内において、前記光源から照射された前記測定光を前記第2の筒状部に反射する第1のミラーと、
前記第2の筒状部内において、前記第1のミラーに反射された前記測定光を前記x方向に反射する第2のミラーと、
前記第2のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器と、
前記第1のミラーおよび第2のミラーを同期して移動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。 A vapor deposition flux measuring device that measures a vapor deposition flux in the x direction perpendicular to the y direction when forming a film on the substrate by vapor deposition while transporting the substrate in the y direction,
A measurement light transmission region extending in the x direction and extending in the x direction and spaced apart in the y direction, and is first hermetically separated from the film formation space by the vapor deposition. And a second tubular part,
A light source that emits measurement light for measuring the vapor deposition flux so as to pass through the first cylindrical portion in the x direction;
A first mirror that reflects the measurement light emitted from the light source to the second cylindrical part in the first cylindrical part;
A second mirror that reflects the measurement light reflected by the first mirror in the x direction in the second cylindrical portion;
A light receiver that receives the measurement light reflected by the second mirror;
A vapor deposition flux measuring apparatus comprising: moving means for moving the first mirror and the second mirror synchronously.
前記x方向に延在し、かつ、前記y方向に離間して配置される、前記x方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第1および第2の筒状部と、
前記第1の筒状部を前記x方向に通過するように、前記蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第1の筒状部内において、前記y方向に配列され、前記光源から照射された前記測定光を前記第2の筒状部に反射する、複数の第1のミラーと、
前記第2の筒状部内において、前記y方向に配列され、前記第1のミラーに反射された前記測定光を前記x方向に反射する、複数の第2のミラーと、
前記第2のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置。 A vapor deposition flux measuring device that measures a vapor deposition flux in the x direction perpendicular to the y direction when forming a film on the substrate by vapor deposition while transporting the substrate in the y direction,
A measurement light transmission region extending in the x direction and extending in the x direction and spaced apart in the y direction, and is first hermetically separated from the film formation space by the vapor deposition. And a second tubular part,
A light source that emits measurement light for measuring the vapor deposition flux so as to pass through the first cylindrical portion in the x direction;
A plurality of first mirrors arranged in the y direction in the first cylindrical portion and reflecting the measurement light emitted from the light source to the second cylindrical portion;
A plurality of second mirrors arranged in the y direction and reflecting the measurement light reflected by the first mirror in the x direction in the second cylindrical portion;
A vapor deposition flux measurement apparatus comprising: a light receiver that receives the measurement light reflected by the second mirror.
前記フラックス遮蔽部材が、前記y方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねる請求項1〜5、7のいずれか1項に記載の蒸着フラックス測定装置。 The first cylindrical part and the second cylindrical part have a flux shielding member that protrudes toward the cylindrical part extending in the x direction across the optical path of the measurement light,
The flux shielding member, deposition flux measuring device according to any one of claims 1~5,7 also serves as a mask for regulating a film formation region of the y-direction.
前記成膜室内の蒸着フラックスを測定する請求項1〜10のいずれか1項に記載の蒸着フラックス測定装置を有する真空蒸着装置。 A film forming chamber for forming a film on the substrate by vapor deposition;
Vacuum vapor deposition apparatus having a deposition flux measuring device according to any one of claims 1 to 10 for measuring the deposition flux of the deposition chamber.
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