JP7150776B2 - 成膜装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。

近年、フラットパネル表示装置として有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬディスプレイ）が脚光を浴びている。有機ＥＬ表示装置は自発光ディスプレイであり、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶ディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイに代わって普及している。また、自動車用ディスプレイなどにも、その応用分野を広げている。

有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子（有機発光素子、ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）は、２つの向かい合う電極（カソード電極、アノード電極）の間に発光を起こす有機物層である発光層を有する機能層が形成された基本構造を持つ。有機ＥＬ素子の機能層及び電極層は、例えば、それぞれの層を構成する材料を真空成膜装置内で、マスクを介して基板に成膜することで製造することができる。

有機ＥＬ素子は、基板を各成膜室に順次搬送しつつ、基板の被処理面上に電極及び各種機能層を順次形成することで製造される。特許文献１には、複数のクラスタ型ユニットを連結した構造の製造装置において、それぞれのユニットに複数の成膜室と検査室を設け、ある成膜室で成膜された基板を検査室に搬送して膜厚を測定する構成が開示されている。そして、膜厚測定結果を用いて発光特性シミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、同じ成膜室又は他の成膜室にて色度補正層の成膜を行う構成が開示されている。

特開２００５－３２２６１２号公報

特許文献１の構成では、クラスタ型ユニット内に検査室を設けているため、ユニット中央に配置した基板搬送ロボットを使って検査室への基板の搬入・搬出を行わなければならない。この場合、検査室での検査のためだけに基板搬送ロボットを使うことになり、クラスタ型ユニット内に検査室を設けない場合に比べて基板搬送ロボットの稼働率が上昇し、メンテナンス費用が増大してしまうという課題がある。また、成膜用に使用可能な室の１つを検査用に占有することになるため、１つのユニットで成膜可能な層数が（検査室が無い場合に比べ）少なくなる。その結果、例えば、従来は３つのユニットで製造可能であったものが、４つ以上のユニットが必要になるなどの弊害が生じる。この弊害は、ユニット間の受け渡し工数の増加によるスループットの低下に加え、製造装置全体の大型化（設置面積の増大）も招くため、好ましくない。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、複数のクラスタ型ユニットが連結した構造の成膜装置において、高精度な膜厚制御と高い生産性を実現するための技術を提供することを目的とする。

本開示は、
第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段の周囲に配され、基板に対して第１の膜を形成する第１の成膜室を含む複数の成膜室と、を有するクラスタ型の第１のユニットと、
第２の搬送手段と、前記第２の搬送手段の周囲に配され、前記基板に対して前記第１の膜と重なる第２の膜を形成する第２の成膜室を含む複数の成膜室と、を有するクラスタ型の第２のユニットと、
前記第１のユニットから前記第２のユニットまでの前記基板の搬送経路に配され、２つのクラスタ型のユニットを連結する連結室と、
少なくとも一部が前記連結室に設けられ、前記基板に成膜された膜の厚さを測定する第１の測定部と、を備え、
前記連結室は、
複数の基板を収容可能なバッファ室と、
基板の向きを変えるための旋回室と、
基板を前記第２のユニットへ受け渡すためのパス室と、
前記パス室の内部に配置された基板の前記パス室における位置の情報を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段によって取得された前記位置の情報に基づいて前記基板を前記パス室の内部において移動させる移動手段と、を有し、
前記第１の測定部の前記少なくとも一部が前記パス室に設けられている
ことを特徴とする成膜装置を含む。

本発明によれば、複数のクラスタ型ユニットが連結した構造の成膜装置において、高精度な膜厚制御と高い生産性を実現することができる。

図１は電子デバイス製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。 図２は成膜室に設けられる真空蒸着装置の構成を模式的に示す図である。 図３はパス室の構成を模式的に示す断面図である。 図４は基板上のアライメントマーク及び膜厚測定用パッチを示す図である。 図５は膜厚測定部の構成を模式的に示すブロック図である。 図６は膜厚制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図７（ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、図７（ｂ）は１画素の断面構造を示す図、図７（ｃ）は赤色層の拡大図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明は、複数の成膜室に基板を順次搬送しつつ、基板の表面に各種材料を堆積させて成膜を行う装置に適用することができ、真空蒸着によって所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に望ましく適用することができる。基板の材質としては、ガラス、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選択することができ、基板は、例えば、ガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板であってもよい。なお、基板上に複数の層を形成する場合においては、一つ前の工程までに既に形成されている層も含めて「基板」と称するものとする。また、蒸着材料としても、有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択してもよい。なお、以下の説明において説明する真空蒸着装置以外にも、スパッタ装置やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を
有する成膜装置にも、本発明を適用することができる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ素子、薄膜太陽電池、有機光電変換素子）、光学部材などの製造装置に適用可能である。特に、蒸着材料を蒸発させ、画素又は副画素に対応する開口パターンが形成されたマスクを介して基板に蒸着させることで有機ＥＬ素子や有機
光電変換素子を形成する有機電子デバイスの製造装置は、本発明の好ましい適用例の一つである。中でも、有機ＥＬ素子の製造装置は、本発明の特に好ましい適用例の一つである。

＜電子デバイス製造装置＞
図１は、電子デバイス製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。

図１の電子デバイス製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば、４．５世代の基板（約７００ｍｍ×約９００ｍｍ）や６世代のフルサイズ（約１５００ｍｍ×約１８５０ｍｍ）又はハーフカットサイズ（約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）の基板に、有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行った後、該基板を切り抜いて複数の小さなサイズのパネルを作製する。

電子デバイス製造装置は、複数のクラスタ型ユニット（以下単に「ユニット」とも称す）ＣＵ１～ＣＵ３が連結室を介して連結された構造を有する。クラスタ型ユニットとは、基板搬送手段としての基板搬送ロボットの周囲に複数の成膜室が配置された構成の成膜ユニットをいう。なお、ユニットの数は３つに限られず、２つ以上であればよい。以後、全てのユニットに共通する説明及びユニットを特定しない説明では、「ＣＵｘ」のように数字の代わりに「ｘ」で表記した参照符号を用い、個別のユニットについての説明では、「ＣＵ１」のように数字を表記した参照符号を用いる（ユニット以外の構成に付した参照符号についても同様である）。図１は、電子デバイス製造装置全体の中の成膜装置の部分の一部を示している。成膜装置の上流には、例えば、基板のストッカ、加熱装置、洗浄等の前処理装置などが設けられてもよく、成膜装置の下流には、例えば、封止装置、加工装置、処理済み基板のストッカなどが設けられてもよく、それら全体を合わせて電子デバイス製造装置が構成されている。

クラスタ型ユニットＣＵｘは、中央の搬送室ＴＲｘと、搬送室ＴＲｘの周囲に配置された複数の成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４及びマスク室ＭＳｘ１～ＭＳｘ２を有する。隣接する２つのユニットＣＵｘとＣＵｘ＋１の間は連結室ＣＮｘで接続されている。クラスタ型ユニットＣＵｘ内の各室ＴＲｘ、ＥＶｘ１～ＥＶｘ４、ＭＳｘ１～ＭＳｘ２、及び、連結室ＣＮｘは空間的につながっており、その内部は真空又は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態においては、ユニットＣＵｘ及び連結室ＣＮｘを構成する各室は不図示の真空ポンプ（真空排気手段）に接続されており、それぞれ独立に真空排気が可能となっている。それぞれの室は「真空チャンバ」又は単に「チャンバ」とも呼ばれる。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態をいう。

搬送室ＴＲｘには、基板Ｓ及びマスクＭを搬送する搬送手段としての搬送ロボットＲＲｘが設けられている。搬送ロボットＲＲｘは、例えば、多関節アームに、基板Ｓ及びマスクＭを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有する多関節ロボットである。クラスタ型ユニットＣＵｘ内において、基板Ｓは基板Ｓの被処理面（被成膜面）が重力方向下方を向いた水平状態を保ったまま、搬送ロボットＲＲｘや後述する搬送ロボットＲＣｘ等の搬送手段によって搬送される。搬送ロボットＲＲｘや搬送ロボットＲＣｘの有するロボットハンドは、基板Ｓの被処理面の周縁領域を保持するように保持部を有する。搬送ロボットＲＲｘは、上流側のパス室ＰＳｘ－１、成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４、下流側のバッファ室ＢＣｘの間の基板Ｓの搬送を行う。また、搬送ロボットＲＲｘは、マスク室ＭＳｘ１と成膜室ＥＶｘ１、ＥＶｘ２の間のマスクＭの搬送、及び、マスク室ＭＳｘ２と成膜室ＥＶｘ３、ＥＶｘ４の間のマスクＭの搬送を行う。搬送ロボットＲＲｘや搬送ロボットＲＣｘの有するロボットハンドは、搬送制御部に格納された所定のプログラムに従って、そ
れぞれ所定の動きを行うように構成されている。各ロボットの動きは、複数の基板に対し複数の成膜室、複数のユニットにおいて順次に、あるいは同時並行的に成膜を行う際において、複数の基板が効率的に搬送されるように設定される。なお、搬送経路上における基板の位置は、例えばアームのしなり具合の変動等に起因したロボットハンドの動きの誤差等により、理想的な搬送位置からずれてくることがある。ロボットハンドの動きを微調整すべく、ロボットハンドの動きを決めるプログラムは必要に応じて修正される。

マスク室ＭＳｘ１～ＭＳｘ２は、成膜に用いられるマスクＭと使用済みのマスクＭがそれぞれ収容されるマスクストッカが設けられた室である。マスク室ＭＳｘ１には、成膜室ＥＶｘ１、ＥＶｘ３で用いられるマスクＭがストックされ、マスク室ＭＳｘ２には、成膜室ＥＶｘ２、ＥＶｘ４で用いられるマスクＭがストックされている。マスクＭとしては、多数の開口が形成されたメタルマスクが好ましく利用される。

成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４は、基板Ｓの表面に材料層を成膜するための室である。ここで、成膜室ＥＶｘ１とＥＶｘ３は同じ機能をもつ室（同じ成膜処理を実施可能な室）であり、同様に成膜室ＥＶｘ２とＥＶｘ４も同じ機能をもつ室である。この構成により、成膜室ＥＶｘ１→ＥＶｘ２という第１ルートでの成膜処理と、成膜室ＥＶｘ３→ＥＶｘ４という第２ルートでの成膜処理を並列に実施することができる。

連結室ＣＮｘは、ユニットＣＵｘとユニットＣＵｘ＋１とを接続し、ユニットＣＵｘで成膜された基板Ｓを後段のユニットＣＵｘ＋１に受け渡す機能を有している。本実施形態の連結室ＣＮｘは、上流側から順に、バッファ室ＢＣｘ、旋回室ＴＣｘ、及びパス室ＰＳｘから構成される。後述するように、このような連結室ＣＮｘの構成は、成膜装置の生産性を高めることや、ユーザビリティを高める観点で好ましい構成である。ただし、連結室ＣＮｘの構成はこれに限られず、バッファ室ＢＣｘ又はパス室ＰＳｘのみで連結室ＣＮｘが構成されていてもよい。

バッファ室ＢＣｘは、ユニットＣＵｘ内の搬送ロボットＲＲｘと、連結室ＣＮｘ内の搬送ロボットＲＣｘとの間で、基板Ｓの受け渡しを行うための室である。バッファ室ＢＣｘは、ユニットＣＵｘと後段のユニットＣＵｘ＋１の間に処理速度の差がある場合、又は、下流側のトラブルの影響で基板Ｓを通常どおり流すことができない場合などに、複数の基板Ｓを一時的に収容することで、基板Ｓの搬入速度や搬入タイミングを調整する機能をもつ。このような機能をもつバッファ室ＢＣｘを連結室ＣＮｘ内に設けることで、高い生産性を実現するとともに、さまざまな層構成の積層成膜に対応可能な高い柔軟性を実現することができる。例えば、バッファ室ＢＣｘ内には、複数枚の基板Ｓを基板Ｓの被処理面が重力方向下方を向く水平状態を保ったまま収納可能な多段構造の基板収納棚（カセットとも呼ばれる）と、基板Ｓを搬入又は搬出する段を搬送位置に合わせるために基板収納棚を昇降させる昇降機構とが設けられる。

旋回室ＴＣｘは、基板Ｓの向きを１８０度回転させるための室である。旋回室ＴＣｘ内には、バッファ室ＢＣｘからパス室ＰＳｘへと基板Ｓを受け渡す搬送ロボットＲＣｘが設けられている。基板Ｓの上流側の端部を「後端」、下流側の端部を「前端」と呼ぶ場合に、搬送ロボットＲＣｘは、バッファ室ＢＣｘで受け取った基板Ｓを支持した状態で１８０度旋回しパス室ＰＳｘに引き渡すことで、バッファ室ＢＣｘ内とパス室ＰＳｘ内とで基板Ｓの前端と後端が入れ替わるようにする。これにより、成膜室に基板Ｓを搬入する際の向きが、上流側のユニットＣＵｘと下流側のユニットＣＵｘ＋１とで同じ向きになるため、基板Ｓに対する成膜のスキャン方向やマスクＭの向きを各ユニットＣＵｘにおいて一致させることができる。このような構成とすることで、各ユニットＣＵｘにおいてマスク室ＭＳｘ１～ＭＳｘ２にマスクＭを設置する向きを揃えることができ、マスクＭの管理が簡易化されユーザビリティを高めることができる。

パス室ＰＳｘは、連結室ＣＮｘ内の搬送ロボットＲＣｘと、下流側のユニットＣＵｘ＋１内の搬送ロボットＲＲｘ＋１との間で、基板Ｓの受け渡しを行うための室である。本実施形態では、パス室ＰＳｘ内で、基板Ｓのアライメントと、基板Ｓに成膜された膜の膜厚の測定が行われる。このように、アライメント機構と膜厚測定部を同じチャンバに配置し、アライメントを実施した後に膜厚の測定を行うことで、基板内における膜厚測定箇所の位置精度を高めることが可能である。これにより、各基板において基板内における膜厚測定箇所を一定に保つことができるようになり、精度の高い膜厚評価が可能となる。

成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４、マスク室ＭＳｘ１～ＭＳｘ２、搬送室ＴＲｘ、バッファ室ＢＣｘ、旋回室ＴＣｘ、パス室ＰＳｘの間には、開閉可能な扉（例えば、ドアバルブ又はゲートバルブ）が設けられていてもよいし、常に開放された構造であってもよい。

＜真空蒸着装置＞
図２は、成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４に設けられる真空蒸着装置２００の構成を模式的に示している。

真空蒸着装置２００は、マスクＭを保持するマスクホルダ２０１、基板Ｓを保持する基板ホルダ２０２、蒸発源ユニット２０３、移動機構２０４、成膜レートモニタ２０５、成膜制御部２０６を有する。マスクホルダ２０１、基板ホルダ２０２、蒸発源ユニット２０３、移動機構２０４、及び成膜レートモニタ２０５は、真空チャンバ２０７内に設けられる。真空蒸着装置２００は、マスクホルダ２０１および基板ホルダ２０２の少なくとも一方を移動させ、マスクホルダ２０１に保持されたマスクＭと基板ホルダ２０２に保持された基板Ｓの位置合わせ（アライメント）を行う不図示の位置調整機構（アライメント機構）をさらに有する。

基板Ｓは、水平状態に保持されているマスクＭの上面に、被処理面を下にして載置される。マスクＭの下方には、蒸発源ユニット２０３が設けられている。蒸発源ユニット２０３は、概略、成膜材料を収容する容器（坩堝）、容器内の成膜材料を加熱するヒータなどを備える。また、必要に応じて、蒸発源ユニット２０３に、加熱効率を高めるためのリフレクタや伝熱部材、シャッタなどを設けてもよい。移動機構２０４は、蒸発源ユニット２０３を基板Ｓの被処理面と平行に移動（スキャン）させる手段である。本実施形態では１軸の移動機構２０４を用いるが、２軸以上の移動機構を用いてもよい。なお、本実施形態では基板ＳをマスクＭの上面に載置するものとしたが、基板ＳとマスクＭとが十分に密着する構成であれば、基板ＳをマスクＭの上面に載置しなくてもよい。また、本実施形態においては不図示の磁石を基板Ｓの被処理面とは反対側の面に接近させて、マスクＭのマスク箔を磁力によって吸引し、基板ＳへのマスクＭの密着性を高めている。また、図２において、蒸発源ユニット２０３は１つとして示されているが、複数の蒸発源ユニット又は容器を並べて配置し、それらを一体として移動する構成とすることもできる。このような構成によれば、蒸発源ユニット又は容器ごとに異なる材料を収容して蒸発させるようにすることができ、混合膜や積層膜を形成することができる。

成膜レートモニタ２０５は基板Ｓに成膜される薄膜の成膜速度をモニタするためのセンサである。成膜レートモニタ２０５は、水晶発振式成膜レートモニタであり、蒸発源ユニット２０３と共に移動する水晶振動子を有しており、成膜材料が水晶振動子の表面に堆積すること（質量が付与されこと）による共振周波数（固有振動数）の変化量に基づいて、単位時間あたりの成膜材料の付着量である成膜レート（蒸着レート）［Å／ｓ］を推定する。

成膜制御部２０６は、成膜レートモニタ２０５で得られた成膜レート［Å／ｓ］や、後
述の第１の膜厚測定部で評価された膜厚値に応じて成膜時間［ｓ］を調整することによって、基板Ｓに成膜される薄膜の膜厚が目標値になるよう制御する。成膜時間の調整は、移動機構２０４による蒸発源ユニット２０３のスキャン速度を変更することにより行われる。なお、本実施形態では、成膜時間の調整（スキャン速度の調整）により膜厚を制御したが、従来の真空蒸着装置で一般的に行われているように、蒸発源ユニット２０３のヒータ温度の調整や、蒸発源ユニット２０３のシャッタ開度などにより材料の蒸発量（噴出量）を制御してもよい。また、成膜制御部２０６は、成膜時間の調整と蒸発量の調整を組み合わせて行うようにしてもよい。すなわち、成膜制御部２０６は、蒸発源ユニット２０３のスキャン速度、ヒータ温度、および、シャッタ開度の少なくとも１つを調整するように制御してもよい。上述した成膜レートモニタ２０５を用いた成膜室内において基板に成膜された膜の膜厚を測定（取得）する構成が、本発明の第２の膜厚測定部に相当する。

＜パス室のアライメント機構＞
図３は、パス室ＰＳｘの構成を模式的に示す断面図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面に対応する。

パス室ＰＳｘには、基板Ｓのアライメントを行うアライメント機構が設けられている。搬送室ＴＲｘや旋回室ＴＣｘを経て搬送されてきた基板Ｓは、搬送に用いたロボットの位置精度などに起因した位置ばらつきを有している。本実施形態では、パス室ＰＳｘに設けられたアライメント機構により、この位置ずれを抑制することができる。アライメント機構は、概略、真空チャンバ３００の内部に設置される基板トレー３０１と、基板トレー３０１をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向に駆動するためのＸＹθ駆動装置３０２と、真空チャンバ３００の底面に設けられた窓３０３を通して基板Ｓ（のアライメントマーク３０４）を撮影するカメラ３０５と、アライメント制御部３０６を有する。カメラ３０５及びアライメント制御部３０６は、真空チャンバ３００の内部に配置された基板Ｓの真空チャンバ３００に対する位置情報を取得する位置取得手段に相当する。取得された位置情報に基づいて、移動機構としてのＸＹθ駆動装置３０２は、基板Ｓを真空チャンバ３００に対して相対的に移動させる。なお、本実施形態では、パス室ＰＳｘが基板を一枚のみ収容可能な構成となっているが、複数枚の基板を収容可能としてもよい。

旋回室ＴＣｘ内の搬送ロボットＲＣｘによって基板Ｓが基板トレー３０１上に載置されると、カメラ３０５によって基板Ｓのアライメントマーク３０４が撮影される。アライメント制御部３０６は、カメラ３０５から取り込まれた画像からアライメントマーク３０４の位置及び傾きを検知することで、基準位置に対する基板Ｓの位置ずれ量（ΔＸ、ΔＹ）及び回転ずれ量（Δθ）を計算する。そして、アライメント制御部３０６は、ＸＹθ駆動装置３０２を制御し、基板Ｓの位置ずれ及び回転ずれを補正することで、基板Ｓのアライメントを行う。なお、パス室ＰＳｘ内には基準位置を示す基準マークが設けられていてもよい。そして、カメラ３０５によって基板Ｓのアライメントマーク３０４を撮影する際に、基準マークも撮影することで、基準位置に対する基板Ｓの位置ずれ量および回転ずれ量を取得するようにしてもよい。

成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４において基板Ｓに対して成膜を行う際には、基板ＳとマスクＭを高精度に位置合わせする必要がある。したがって、成膜室ＥＶｘ１～ＥＶｘ４では基板Ｓに対しファインアライメントと呼ばれる超高精度な位置決めを行う必要がある。本実施形態のように、パス室ＰＳｘ内で基板Ｓのラフアライメントを事前に実施しておくことで、後段のユニットＣＵｘ＋１の成膜室に基板Ｓを搬入したときの初期ずれ量を小さく抑えられるため、成膜室内で実施するファインアライメントに要する時間を短縮することができる。また、膜厚計測の前に（ラフ）アライメントを実施しておくことで、基板内における膜厚測定場所の位置精度を高めることが可能である。これにより、各基板において基板内における膜厚測定箇所を一定に保つことができるようになり、精度の高い膜厚評価が
可能となる。

図４は、基板Ｓ上のアライメントマーク３０４の例を示している。この例では基板Ｓの後端側の２つのコーナーにそれぞれアライメントマーク３０４が付されている。ただしアライメントマーク３０４の配置はこれに限られず、例えば、前端側のコーナーに配置してもよいし、対角の２コーナーあるいは４コーナー全てに配置してもよいし、コーナーでなくエッジに沿った位置に配置してもよい。またアライメントマーク３０４の数も任意である。あるいは、基板Ｓ上のアライメントマーク３０４の代わりに、基板Ｓのエッジや角を検知してもよい。

＜膜厚測定部＞
図３に示すように、パス室ＰＳｘには、基板Ｓに成膜された膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定部としての膜厚測定部３１０が設けられている。なお、図３においては、膜厚測定部３１０は１つしか示されていないが、複数の膜厚測定部を配しても良い。複数の場所を一度に評価することで、基板面内における膜厚のばらつきの情報を得ることや、複数の成膜室で成膜された複数種の膜をまとめて評価することが可能となる。

膜厚測定部３１０は、膜厚を光学的に測定するセンサ（光学センサ）であり、本実施形態では反射分光式の膜厚計を用いる。膜厚測定部３１０は、概略、膜厚評価ユニット３１１、センサヘッド３１２、センサヘッド３１２と膜厚評価ユニット３１１を接続する光ファイバ３１３から構成される。センサヘッド３１２は、真空チャンバ３００内の基板トレー３０１の下方に配置されており、真空チャンバ３００の底面に取り付けられた真空フランジ３１４を介して光ファイバ３１３に接続されている。センサヘッド３１２は光ファイバ３１３を経由して導かれた光の照射エリアを所定のエリアに設定する機能を有しており、光ファイバおよびピンホールやレンズなどの光学部品を用いることができる。

図５は膜厚測定部３１０のブロック図である。膜厚評価ユニット３１１は、光源３２０、分光器３２１、測定制御部３２２を有する。光源３２０は測定光を出力するデバイスであり、例えば重水素ランプやキセノンランプやハロゲンランプ等が用いられる。光の波長としては、２００ｎｍから１μｍの範囲を用いることができる。分光器３２１はセンサヘッド３１２から入力された反射光を分光しスペクトル（波長毎の強度）の測定を行うデバイスであり、例えば、分光素子（グレーティング、プリズムなど）と光電変換を行うディテクタなどで構成される。測定制御部３２２は光源３２０の制御及び反射スペクトルに基づく膜厚の演算などを行うデバイスである。

光源３２０から出力された測定光は、光ファイバ３１３を経由してセンサヘッド３１２に導かれ、センサヘッド３１２から基板Ｓに投射される。基板Ｓで反射した光はセンサヘッド３１２から光ファイバ３１３を経由して分光器３２１に入力される。このとき、基板Ｓ上の薄膜の表面で反射した光と、薄膜とその下地層との界面で反射した光とが互いに干渉する。このようにして薄膜による干渉や吸収の影響を受けることで、反射スペクトルは、光路長差、すなわち膜厚の影響を受ける。測定制御部３２２によって反射スペクトルを解析することによって、薄膜の膜厚を測定することができる。上記の反射分光式の膜厚評価は、数ｎｍら数１００ｎｍの厚さの有機膜の評価に対しても、短時間で高精度での評価が可能であることから、有機ＥＬ素子の有機層の評価として好ましい手法である。ここで、有機層の材料としては、αＮＰＤ：α－ナフチルフェニルビフェニルジアミンなどの正孔輸送材料、Ｉｒ（ｐｐｙ）３：イリジウム－フェニルピリミジン錯体などの発光材料、Ａｌｑ３：トリス（８－キノリノラト）アルミニウムやＬｉｑ：８－ヒドロキシキノリノラト－リチウム）などの電子輸送材料などが挙げられる。さらには、上述の有機材料の混合膜にも適用できる。

図４は、基板Ｓ上に形成される膜厚測定用の薄膜の例を示している。基板Ｓには、表示パネル３４０が形成されるエリアとは重ならない位置（図示の例では、基板Ｓの前端部）に膜厚測定エリア３３０が設けられている。各成膜室における成膜処理時に、表示パネル３４０の部分への成膜と並行して、膜厚測定エリア３３０内の予め決められた位置への成膜も行うことで、膜厚測定エリア３３０内に膜厚測定用の薄膜（以後、測定用パッチ３３１と呼ぶ。測定用片あるいは評価用有機膜と呼ぶこともある）が形成される。これは、各成膜室で用いられるマスクＭに、予め測定用パッチ３３１のための開孔を形成しておくことにより、容易に実現できる。

膜厚測定エリア３３０は、複数の測定用パッチ３３１を形成可能な面積に設定されており、膜厚の測定対象となる層単位で測定用パッチ３３１の形成位置を変えるとよい。すなわち、１つの成膜室で形成された膜（単一膜又は複数の膜が積層された積層膜）の膜厚を測定したい場合は、測定用パッチ３３１の部分にも１つの成膜室で形成される膜（単一膜又は積層膜）のみを成膜し、複数の成膜室を経て形成された積層膜の膜厚を測定したい場合は、測定用パッチ３３１の部分にも測定したい積層膜と同じ積層膜を成膜するとよい。このように測定対象となる層ごとに測定用パッチ３３１を異ならせることにより、膜厚の正確な測定が実現できる。前述したように、アライメント後に膜厚測定を行う構成においては、膜厚測定位置の精度が高いため、それぞれの測定用パッチ３３１を小さくすることが可能となり、高密度に配置することができるようになる。これにより、基板内における膜厚測定エリア３３０の面積を低減させることができ、基板に形成する表示パネル３４０をより多くすることができる。

＜膜厚の高精度な制御＞
各成膜室の真空蒸着装置２００は、前述のように、成膜レートモニタ２０５を用いて成膜される膜の成膜レートが目標の成膜レートになるよう制御されている。しかしながら、成膜レートモニタ２０５は基板Ｓ上に形成される膜の厚さを直接測定するものではなく、基板Ｓとは別の位置に配置した水晶振動子によって成膜レートを間接的に測定するものにすぎない。そのため、水晶振動子への材料の堆積量や水晶振動子の温度などの様々な誤差要因により、成膜レートモニタ２０５の水晶振動子に堆積する膜の膜厚と基板Ｓに堆積する膜の膜厚が異なったり、成膜レートモニタ２０５の測定値自体に誤差が生じる場合がある。成膜レートモニタ２０５による基板Ｓに成膜される膜の膜厚の測定誤差は膜厚のばらつきを生み、パネル品質の低下や歩留まり低下につながるため、対策が必要である。

そこで本実施形態では、膜厚測定部３１０によって基板Ｓ上に成膜された薄膜の厚さを直接測定し、その測定結果に基づき各成膜室の成膜条件を制御することによって、高精度な膜厚制御を実現する。なお、成膜条件の制御を行う際には、成膜レートモニタ２０５の値と膜厚測定部３１０での測定結果の両方を用いてもよい。水晶振動子への堆積量を評価する成膜レートモニタ２０５と、基板Ｓ上の膜厚を光学的に評価する膜厚測定部３１０とは、測定原理が異なるため、外乱や環境や成膜状態の変動などに対しての振る舞いが異なる。そのため、これらの測定原理の異なる複数の評価手段を合わせて用いることで、より信頼性の高い膜厚制御が可能となる。

図６は、膜厚制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。膜厚制御部３５０が、膜厚測定部３１０の測定結果に基づいて各成膜室の成膜制御部２０６に制御指令を送信する。成膜条件の制御の方法には、大きく分けて、フィードバック制御とフィードフォワード制御がある。フィードバック制御は、膜厚制御部３５０が膜厚測定部３１０よりも上流側の成膜室の成膜条件を制御することによって、後続の基板Ｓｓの膜厚を調整する制御である。フィードフォワード制御は、膜厚制御部３５０が膜厚測定部３１０よりも下流側の成膜室の成膜条件を制御することによって、膜厚測定部３１０で測定した基板Ｓの膜厚を調整する制御である。膜厚制御部３５０はフィードバック制御又はフィードフォワー
ド制御のいずれか一方のみを実施してもよいし、両方の制御を実施してもよい。また、成膜室ごと又はユニットごとに、制御方法を異ならせてもよい。制御対象となる成膜条件は、例えば、成膜時間、蒸発源ユニット２０３のスキャン速度、蒸発源ユニット２０３のヒータ温度、蒸発源ユニット２０３のシャッタ開度などである。膜厚制御部３５０はこれらの成膜条件のうちのいずれかを制御してもよいし、複数の成膜条件を制御してもよい。本実施形態ではスキャン速度の制御を行う。

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図７（ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図７（ｂ）は１画素の断面構造を示す図、図７（ｃ）は赤色層の拡大図である。

図７（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域５１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよく、黄色（Ｙ）発光素子とシアン（Ｃ）発光素子とマゼンタ（Ｍ）発光素子の組み合わせでもよい。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１の電極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図７（ｂ）に示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層６０が設けられている。

図７（ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔
輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。図７（ｃ）に、赤色層５６Ｒを２層で形成した例を示す。例えば、赤色の発光層を上側層５６Ｒ２とし、正孔輸送層又は電子ブロック層を下側層５６Ｒ１としてもよい。あるいは、赤色の発光層を下側層５６Ｒ１とし、電子輸送層又は正孔ブロック層を上側層５６Ｒ２としてもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。なお、図７（ｃ）には赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層５６Ｒが下側層５６Ｒ１と上側層５６Ｒ２の２層からなり、緑色層５６Ｇと青色層５６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１の電極５４が形成された基板５３を準備する。なお、基板５３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

第１の電極５４が形成された基板５３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層５９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の成膜室に搬入し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。なお、第１の成膜室で用いられるマスクは、基板５３の表示パネル３４０が形成されるエリアに対応する部分とは別の、膜厚測定エリア３３０に対応する部分にも開口が設けられている。この開口は、膜厚測定エリア３３０に対応する部分のうち、他の成膜室で用いるマスクとは異なる位置に形成されている。これにより、膜厚測定エリア３３０に、正孔輸送層５５のみが成膜される測定用パッチ３３１を形成することができる。

次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の成膜室に搬入する。基板５３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層５５の上の、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、下側層５６Ｒ１（例えば、正孔輸送層又は電子ブロック層）を成膜する。その後、基板５３を第３の成膜室に搬入し、下側層５６Ｒ１の上に上側層５６Ｒ２（例えば、赤色の発光層）を重ねて成膜する。ここで、第２の成膜室および第３の成膜室で用いるマスクは、いずれも、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、下側層５６Ｒ１および上側層５６Ｒ２は、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、下側層５６Ｒ１および上側層５６Ｒ２は、
基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に成膜される。なお、第２の成膜室で用いられるマスクと第３の成膜室で用いられるマスクは、基板５３の表示パネル３４０が形成されるエリアに対応する部分は共通の開口パターンが形成されているが、膜厚測定エリア３３０に対応する部分については開口パターンが異なっている。すなわち、膜厚測定エリア３３０に対応する部分についてはそれぞれのマスクで異なる位置に開口が形成されており、これにより、下側層５６Ｒ１のみが成膜される測定用パッチ３３１と、上側層５６Ｒ２のみが成膜される測定用パッチ３３１とを形成することができる。

赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第４の成膜室において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第５の成膜室において青色層５６Ｂを成膜する。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂの成膜が完了した後、第６の成膜室において表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層５７までが形成された基板を第７の成膜室に移動し、第２電極５８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜室～第７の成膜室では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第７の成膜室における第２電極５８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２電極６８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層６０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。なお、ここでは保護層６０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

＜膜厚制御の実施例＞
膜厚制御システムによる膜厚制御の具体例を説明する。実施例１では、第１の成膜室で第１の層を成膜した後に、パス室において第１の膜厚測定部によって測定された第１の層の膜厚情報を、第１の成膜室の成膜条件にフィードバックする膜厚制御を行う。実施例２では、第１の層を成膜した後に、第１の層の上に重ねて第２の層を成膜する、という積層プロセスにおいて、パス室において第１の膜厚測定部によって測定された第１の層の膜厚情報を、第２の成膜室の成膜条件にフィードフォワードする膜厚制御を行う。すなわち、本実施形態の具体的な構成例は、膜厚測定工程において測定された膜厚に基づき、制御工程として、第１の成膜室の成膜条件（第１の成膜条件）と第２の成膜室の成膜条件（第２の成膜条件）の少なくとも一方を制御するものとなる。

（実施例１）
図１を参照して説明する。例えば、成膜室ＥＶ１２において基板Ｓ上に第１の層が成膜された後、搬送ロボットＲＲ１によって基板Ｓが成膜室ＥＶ１２からバッファ室ＢＣ１へ搬送される。続いて、連結室ＣＮ１内の搬送ロボットＲＣ１によって基板Ｓ１がバッファ室ＢＣ１からパス室ＰＳ１へと搬送され、パス室ＰＳ１において基板Ｓ１のアライメントが実施される。その後、パス室ＰＳ１において膜厚測定部３１０によって第１の層の膜厚が測定される。膜厚制御部３５０は、パス室ＰＳ１において取得された第１の層の膜厚情報をもとに、ユニットＣＵ１内の成膜室ＥＶ１２に対するフィードバック制御を行い、後続の基板を成膜室ＥＶ１２で成膜する際の成膜条件を調整する。例えば、成膜室ＥＶ１２における蒸発源のスキャン速度（搬送速度）を調整する。この場合、膜厚の測定値が目標膜厚よりも薄かった場合には、成膜室ＥＶ１２における蒸発源のスキャン速度を遅くするように調整し、膜厚の測定値が目標膜厚よりも厚かった場合には、成膜室ＥＶ１２における蒸発源のスキャン速度を速くするように調整する。このようなフィードバック制御を行うことで、基板Ｓよりも後に成膜処理が行われる後続の基板について良好な膜厚を得ることが可能となる。

本実施例では、成膜装置（電子デバイス製造装置）の有する複数のクラスタ型ユニット内に複数の基板を順に搬送しながら成膜を行う。例えば、成膜装置内における搬送経路において流れる基板の順序がｎ番目の基板（換言すると、パス室ＰＳ１をｎ番目に通過する基板）に着目すると、パス室ＰＳ１で取得される、成膜室ＥＶ１２においてｎ番目の基板に成膜された第１の層の膜厚情報は、（ｎ＋１）番目以降の基板を成膜室ＥＶ１２で成膜する際の成膜条件にフィードバックされる。

迅速にフィードバック制御を行って良好な膜厚の基板の数を増やす（不良となりうる基板の数を減らす）という観点からすると、ｎ番目の基板に成膜された第１の層の膜厚情報は、後続する直後の基板である、（ｎ＋１）番目の基板を成膜室ＥＶ１２で成膜する際の成膜条件にフィードバックされることが好ましい。これにより、例えばｎ番目の基板の第１の層の膜厚が目標値とずれていた場合に、ｎ番目と同じように第１の層の膜厚が目標値からずれた基板の発生を可及的に抑制することができる。これは、パス室ＰＳ１におけるｎ番目の基板の第１の層の膜厚情報の取得の完了を待ってから（ｎ＋１）番目の基板に対する成膜室ＥＶ１２での成膜を開始するようにすれば、容易に実現できる。しかし、パス室ＰＳ１におけるｎ番目の基板の第１の層の膜厚情報の取得の完了を待たずに、（ｎ＋１）番目の基板に対する成膜室ＥＶ１２での成膜を開始してしまってもよい。この場合には、（ｎ＋１）番目の基板に対する成膜室ＥＶ１２での成膜が完了する前までにパス室ＰＳ１におけるｎ番目の基板の第１の層の膜厚情報の取得を行い、（ｎ＋１）番目の基板に対する成膜室ＥＶ１２での成膜の途中でフィードバック制御するようにすればよい。その際には、ｎ番目の基板の第１の層の膜厚情報に基づいて、（ｎ＋１）番目の基板に対する成膜室ＥＶ１２での成膜の途中のある時点までに成膜された膜の膜厚を推定し、目標膜厚までの差分を算出し、その差分の膜厚の膜を形成できるように、成膜室ＥＶ１２における残りの成膜を制御すればよい。このように、ｎ番目の基板の膜厚情報の取得の完了を待たずに（ｎ＋１）番目の基板の成膜を開始し、（ｎ＋１）番目の基板の成膜の途中でフィードバック制御するようにすることで、高い生産効率と高精度な膜厚制御を実現することができる。

また、本実施例の構成では、成膜室ＥＶ１２と成膜室ＥＶ１４は、搬入されてきた基板に対して同じ材料の層を形成する。さらに、成膜ＥＶ１２と成膜室ＥＶ１４は、それぞれの成膜室の中に２つのステージ（基板ホルダ）が配置されており、一方のステージで成膜処理を実施している間に他方のステージにマスク及び基板をセッティングする構成となっている。それぞれの成膜室の中にはステージに保持された基板に対して材料を放出する蒸発源ユニット（成膜源）が１つ設けられており、一方のステージでの成膜が完了すると、他方のステージの下へと蒸発源ユニットがシフト移動し、既にセッティングが完了している他方のステージの基板に対する成膜を開始する。このような構成を採用することにより、生産性の向上が図られている。このとき、成膜室ＥＶ１２の有する２つのステージをステージＳＴ１２Ａ、ステージＳＴ１２Ｂ、成膜室ＥＶ１４の有する２つのステージをステージＳＴ１４Ａ、ステージＳＴ１４Ｂとすると、ステージＳＴ１２Ａで成膜された基板の膜厚情報は、ステージＳＴ１２ＡおよびステージＳＴ１２Ｂでの成膜にフィードバックすることが好ましく、ステージＳＴ１２Ａでの成膜のみにフィードバックすることがより好ましい。ステージＳＴ１２ＡとステージＳＴ１２Ｂは同じ蒸発源ユニットによって成膜が行われるため、成膜される膜の膜厚が同じになりやすいため、これら２つのステージで共通にフィードバック制御を行うことで、効率的に高精度な膜厚制御を行うことができるようになる。また、同じ蒸発源ユニットを用いる場合であっても、蒸発源ユニットの位置によっては成膜される膜の膜厚が微妙に異なることもある。したがって、ある特定のステージで成膜された膜の膜厚情報はその特定のステージでの成膜のみにフィードバックするようにすることで、さらに高精度な膜厚制御を実現できる。なお、より迅速なフィードバック制御を行う場合には、成膜室ＥＶ１２で成膜された膜の膜厚情報を成膜室ＥＶ１４での
成膜にフィードバック制御を行ってもよい。このようなフィードバック制御の適用先は、ユーザの操作によって切り替え可能に構成されていてもよい。

以上のように、本実施例では１つの成膜室内に複数のステージが設けられる構成を採用しており、成膜室やステージごとにフィードバックの適用先を決定可能となっている。そのため、膜厚制御部３５０は、膜厚測定部３１０によって取得した膜厚情報を、その膜が成膜された成膜室の情報や、成膜室内のステージの情報と対応付けて記憶する記憶部（不図示）をさらに有していてもよい。

（比較例）
比較例として、膜厚測定部３１０をパス室ＰＳ１ではなく成膜室ＥＶ１２に設けた構成を挙げる。比較例では、成膜室ＥＶ１２において基板Ｓ上に第１の層が成膜された後、基板Ｓに成膜された第１の層の膜厚を、成膜室ＥＶ１２において膜厚測定部３１０で測定する。膜厚制御部３５０は、成膜室ＥＶ１２において取得された第１の層の膜厚情報をもとに、成膜室ＥＶ１２に対するフィードバック制御を行い、後続の基板を成膜室ＥＶ１２で成膜する際の成膜条件を調整する。

比較例では、成膜工程が終了した後に続けて成膜室ＥＶ１２内で膜厚測定が行われることになるため、第１のユニットＣＵ１内における基板Ｓの流れが成膜室ＥＶ１２で一旦止まってしまうことになる。したがって、膜厚測定に要した時間が次のユニットへの基板搬送を遅らせることになり、これが律速となって装置全体のスループットを低下させてしまうことになる。これに対し、実施例１では、膜厚測定をパス室ＰＳ１で行う構成となるため、製造タクトへの影響を少なく、あるいは影響を与えずに、成膜条件のフィードバックを行うことができる。基板Ｓの搬送経路において、パス室ＰＳ１を含む連結室ＣＮ１は、下流の第２のユニットＣＵ２における先行する基板の成膜フローの進度に応じて、基板Ｓを第２のユニットＣＵ２に送り出すタイミングを調整するエリアとなる。すなわち、このタイミング調整の時間（期間）を利用して、膜厚測定を行うことができる。したがって、製造タクトに影響を与えることなく、成膜条件のフィードバックを行うことができる。

（実施例２）
また、実施例２では、まず、第１のユニットＣＵ１内の第１の成膜室ＥＶ１２において第１の層が成膜され、搬送ロボットＲＲ１によって基板Ｓ１が成膜室ＥＶ１２からバッファ室ＢＣ１へ搬送される。続いて、連結室ＣＮ１内の搬送ロボットＲＣ１によって基板Ｓ１がバッファ室ＢＣ１からパス室ＰＳ１へと搬送され、パス室ＰＳ１において基板Ｓ１のアライメントが実施される。そして、パス室ＰＳ１において膜厚測定部３１０によって第１の層の膜厚が測定される。膜厚制御部３５０は、パス室ＰＳ１において取得された第１の層の膜厚情報をもとに、第２のユニットＣＵ２内の第２の成膜室ＥＶ２１に対するフィードフォワード制御を行う。

このような実施例２のフィードフォワード制御によれば、膜厚を測定した基板Ｓ１自体の膜厚を調整（補正）することができるため、不良基板の発生を可及的に抑えることができ、歩留まりを向上することができる。また、膜厚測定をパス室ＰＳ１で行う構成となるため、製造タクトへの影響を少なくすることができるのは、実施例１と同様である。

なお、ここで説明した実施例はあくまで一例である。例えば、実施例２のフィードフォワード制御は、第２のユニットＣＵ２よりもさらに下流のユニットの成膜室に対して行ってもよい。また、複数のパス室それぞれにおいて取得された複数の膜厚情報をもとに、下流の１つの成膜室に対してフィードフォワード制御してもよい。

また、実施例１のフィードバック制御も、例えば、パス室ＰＳ１からのフィードバック
を、成膜室ＥＶ１１と成膜室ＥＶ１２のそれぞれに行うようにしてよい。すなわち、成膜室ＥＶ１１と成膜室ＥＶ１２でそれぞれ個別に測定用パッチを成膜し、それぞれの測定用パッチから得られる膜厚情報を、成膜室ＥＶ１１と成膜室ＥＶ１２にそれぞれフィードバックする構成である。このような場合には、パス室ＰＳ１にそれぞれの測定パッチに対応する位置に２つの膜厚測定部を設けておくことで、並行して同時に膜厚の評価を行うことができる。成膜室ＥＶ１１と成膜室ＥＶ１２で同じ材料の層を製膜する場合には、第１の層と第２の層を重ねたトータルの膜厚情報をフィードバックに利用してもよい。

さらに、複数のユニットに渡って複数の層を重ねて形成する場合においては、最表層の成膜後に得られるトータルの膜厚情報を、最上流のユニットの成膜室にフィードバックするのも有効な場合がある。

＜利点＞
本実施形態の成膜装置（電子デバイス製造装置）によれば、膜厚測定部３１０の測定結果に基づいて成膜条件を調整する手段を設けたので、水晶振動子による成膜レートモニタ２０５の誤差を補正し、高精度な膜厚制御を実現することができる。また、膜厚測定部３１０を、クラスタ型ユニット内ではなく、連結室内に配置したことにより、装置の大型化（設置面積の増大）を抑えることができる。また、ユニット間の基板の受け渡しのために基板が連結室内に一旦留まる時間を利用して、膜厚測定を行うことができるので、膜厚測定が装置全体の生産性（スループット）に与える影響を可及的に小さくすることができる。特に、クラスタ型ユニットに複数の成膜室が接続された成膜装置においても、高い生産性を維持することができる。

また、複数の層を積層する場合に、下側の第１の層の膜厚測定情報に基づいて上側の第２の層の成膜条件を調整することにより、２つの層の合計膜厚や膜厚比を高精度に制御することができる。これにより、生産性と歩留まりの向上を図ることができる。

＜その他＞
上記実施形態は本発明の具体例を示したものにすぎない。本発明は、上記実施形態の構成に限られず、様々な変形例を採り得るものである。例えば、電子デバイス製造装置に設けるクラスタ型ユニットの数は２つ以上であれば何個でもよい。また、各クラスタ型ユニットの構成も任意であり、成膜室の数やマスク室の数は用途に合わせて適宜設定すればよい。上記実施形態では、成膜室ＥＶｘ１→ＥＶｘ２と成膜室ＥＶｘ３→ＥＶｘ４の２ルートの成膜処理が可能な装置構成を示したが、１ルートの構成でもよいし、３ルート以上の構成でもよい。このように複数のルートを有した成膜装置において、膜厚測定部を連結室内に設ける方法を採用することで、それぞれのルート毎に膜厚測定部を設ける必要がないため、膜厚測定部の数が少なくて済み、コストや装置サイズを低減することができる。膜厚測定部は、電子デバイス製造装置の全ての連結室に対して設ける必要はなく、一部の連結室にのみ設ける構成でも構わない。すなわち、膜厚の高精度な制御が必要となる箇所にのみ膜厚測定部を設けてもよい。上記実施形態では反射分光式の膜厚計を用いたが、他の方式の膜厚計（例えば、分光エリプソメータ）を用いてもよい。

ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３：クラスタ型ユニット
ＥＶ１１～ＥＶ１４，ＥＶ２１～ＥＶ２４，ＥＶ３１～ＥＶ３４：成膜室
ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３：搬送ロボット
ＣＮ１，ＣＮ２：連結室
ＰＳ１，ＰＳ２：パス室
Ｓ：基板
３１０：膜厚測定部
３５０：膜厚制御部

Claims (15)

1. 第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段の周囲に配され、基板に対して第１の膜を形成する第１の成膜室を含む複数の成膜室と、を有するクラスタ型の第１のユニットと、
   第２の搬送手段と、前記第２の搬送手段の周囲に配され、前記基板に対して前記第１の膜と重なる第２の膜を形成する第２の成膜室を含む複数の成膜室と、を有するクラスタ型の第２のユニットと、
   前記第１のユニットから前記第２のユニットまでの前記基板の搬送経路に配され、２つのクラスタ型のユニットを連結する連結室と、
   少なくとも一部が前記連結室に設けられ、前記基板に成膜された膜の厚さを測定する第１の測定部と、を備え、
   前記連結室は、
   複数の基板を収容可能なバッファ室と、
   基板の向きを変えるための旋回室と、
   基板を前記第２のユニットへ受け渡すためのパス室と、
   前記パス室の内部に配置された基板の前記パス室における位置の情報を取得する位置取得手段と、
   前記位置取得手段によって取得された前記位置の情報に基づいて前記基板を前記パス室の内部において移動させる移動手段と、を有し、
   前記第１の測定部の前記少なくとも一部が前記パス室に設けられている
   ことを特徴とする成膜装置。
2. 前記第２の成膜室に設けられ、前記基板とマスクとの相対位置を調整するアライメント手段を備え、
   前記移動手段による前記基板の測定位置への移動は、前記アライメント手段による調整よりも粗い精度で行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記移動手段は、前記位置の情報に基づいて、前記基板を測定位置に移動し、
   前記第１の測定部は、前記移動手段による前記基板の移動が行われた後に、前記基板に成膜されている膜の厚さの測定を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記第１の測定部は、前記基板に成膜された膜の厚さを光学的に測定する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の成膜装置。
5. 少なくとも一部が前記第１の成膜室に設けられ、前記第１の成膜室に収容されている基板に成膜された膜の厚さを測定する第２の測定部を備える
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の成膜装置。
6. 少なくとも一部が前記第１の成膜室に設けられ、蒸発源からの成膜材料の放出量を測定する水晶発振式の成膜レートモニタを備える
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の成膜装置。
7. 前記第１の測定部によって測定された膜の厚さに基づいて、前記第１の成膜室の成膜条件および前記第２の成膜室の成膜条件の少なくとも一方を制御する制御部を備える
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の成膜装置。
8. 前記第１の測定部によって測定された膜の厚さと、前記第２の測定部によって測定された膜の厚さと、に基づいて、前記第１の成膜室の成膜条件および前記第２の成膜室の成膜条件の少なくとも一方を制御する制御部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
9. 前記第１の測定部によって測定された膜の厚さと、前記成膜レートモニタによって測定された成膜材料の放出量と、に基づいて、前記第１の成膜室の成膜条件および前記第２の成膜室の成膜条件の少なくとも一方を制御する制御部と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
10. 前記基板は、素子が形成される素子領域と、前記素子領域とは別の測定領域とを有し、
    前記第１の成膜室で行われる成膜では、前記素子領域および前記測定領域のそれぞれに前記第１の膜が形成され、
    前記第１の測定部は、前記測定領域に形成された前記第１の膜の厚さを測定する
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の成膜装置。
11. 前記搬送経路において、上流側から前記バッファ室、前記旋回室、及び前記パス室の順に配置され、
    前記パス室は、前記連結室によって連結された前記２つのクラスタ型ユニットのうちの下流側のクラスタ型ユニットに隣接して配置される
    ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の成膜装置。
12. 前記連結室によって連結された前記２つのクラスタ型のユニットは、それぞれ、基板を搬送する基板搬送手段を有し、
    前記２つのクラスタ型のユニットのうちの上流側のクラスタ型のユニットの前記基板搬送手段が、前記基板を前記バッファ室に搬入し
    前記旋回室の有する搬送ロボットが、前記バッファ室から前記基板を搬出し、前記基板の向きを変え、前記パス室に前記基板を搬入し、
    前記２つのクラスタ型のユニットのうちの下流側のクラスタ型のユニットの前記基板搬送手段が、前記パス室に配置された前記基板を搬出する
    ことを請求項１～１１のいずれか１項に記載の成膜装置。
13. 前記パス室内に収容されていた先行する基板が前記パス室から搬出されてから、前記パ
    ス室に後続する基板を搬入する
    ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の成膜装置。
14. 前記バッファ室に収容可能な基板の数が、前記パス室に収容可能な基板の数より多い
    ことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の成膜装置。
15. 請求項１～１４のいずれか１項に記載の成膜装置を用いて、前記第１の膜を形成する工程と、
    前記成膜装置を用いて、前記第２の膜を形成する工程と、を有する
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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