JP7379442B2 - 反射率測定装置、成膜装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板に蒸着された有機材料の膜厚を計測するための反射率測定装置および成膜装置に関する。
特許文献１には、基板上に形成された半導体膜を測定する膜厚測定装置が開示されている。特許文献１では、測定光源から照射される光源からの光をリファレンスとして測定することが開示されている。
特開２０１２－０６３３２１号公報
しかしながら、測定光源から分光検出部までの間の光ファイバの屈曲などによって伝送される光の損失が変化し、反射率の測定精度が低下するという課題があった。
上記の課題を鑑み、本発明は、反射率の測定精度の低下を防ぐための技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る反射率測定装置は、
光源と、
投受光ヘッドであって、
前記投受光ヘッドに入力された光源からの光に含まれる第１光と第２光のうち前記第１光を被測定物に照射する投光部と、
前記第１光が前記被測定物で反射した反射光を第１素線に入力する反射光入力部と、
前記第２光を前記被測定物に照射せずに第２素線に入力する補正光入力部と、
を備える投受光ヘッドと、
前記第１素線を介して伝送された第３光の強度と前記第２素線を介して伝送された第４光の強度とを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定した前記第３光の強度および前記第４光の強度に基づいて前記被測定物の反射率を特定する特定手段と、
を備え、
前記第１光と前記第２光とは異なる素線を被膜によってまとめた投光用光ファイバを介して前記投受光ヘッドに入力され、
前記第１素線と前記第２素線とを被膜によってまとめた受光用光ファイバが前記反射光入力部と前記補正光入力部に接続される。
これによって、反射率の測定精度の低下を防ぐための技術を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る成膜システムのレイアウト図。 （Ａ）及び（Ｂ）は搬送ユニットの平面図と側面図。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の搬送ユニットのハンドの斜視図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の撓みと支柱部材の機能の説明図。 受渡室における搬送ユニットの説明図。 図５の搬送ユニットの断面図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の受渡動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の受渡動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の受渡動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の受渡動作の説明図。 （Ａ）～（Ｆ）は蒸着源の移動の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）はマスク台へのマスクの搬送動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）はマスク台へのマスクの搬送動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板の搬送動作及びアライメント動作の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は基板に対する成膜動作の説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は成膜装置全体の動作例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は成膜装置全体の動作例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は成膜装置全体の動作例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は成膜装置全体の動作例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｄ）は成膜装置全体の動作例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は別の蒸着源及びその移動ユニットの説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）はアライメントユニットの説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は成膜装置の別の構成例の説明図。 保持ユニットの別の構成例の説明図。 （Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。 膜厚測定装置の配置例を示す説明図。 各配置例における膜厚測定装置の断面図。 （Ａ）～（Ｃ）は膜厚測定装置の測定原理を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は膜厚測定装置の構成例を示す説明図。 成膜前後の基板の反射率の変化例を示す説明図。 成膜装置の天板の構成例を示す説明図。 基板および基板キャリアを示す説明図。 ファイバジョイントの構成を示す説明図。 膜厚測定装置の構成例を示す説明図。 （Ａ）、（Ｂ）は投受光部の構成例を示す説明図。 （Ａ）～（Ｃ）は膜厚測定装置の測定原理を示す説明図。 膜厚測定装置の構成例を示す説明図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
＜システムの概要＞
図１は成膜システム１のレイアウト図である。なお、各図において矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。矢印θはＺ軸周りの回転方向を示す。
成膜システム１は、中間搬送装置１０１、成膜装置１及び中間搬送装置１０２がＸ方向に配列された構成であり、基板Ｗがこの順番で搬送され、処理される。中間搬送装置１０１は基板Ｗの搬送方向で上流側に位置しており、中間搬送装置１０２は基板Ｗの搬送方向で下流側に位置している。図示の例では、成膜システム１は、成膜装置１を一つ備えているが、中間搬送装置１０１の上流側、或いは、中間搬送装置１０２の下流側にも成膜装置１を設けることができる。制御装置１０３は、ＣＰＵ等のプロセッサ、半導体メモリやハードディスクなどの記憶デバイス、入出力インタフェースを備え、成膜システム１を制御する。
中間搬送装置１０１及び１０２は、搬送ロボット１１０を備える。搬送ロボット１１０は、ベース部１１０ａ上に二組のアーム１１０ｂ及びハンド１１０ｃが支持されたダブルアーム型のロボットである。二組のアーム１１０ｂ及びハンド１１０ｃは、ベース部１１０ａ上でθ方向に旋回し、また、伸縮自在である。中間搬送装置１０１及び１０２に隣接して、マスクＭが収容されるストッカ１０４が設けられている。搬送ロボット１１０は、基板Ｗの搬送の他、マスクＭの搬送も行う。ハンド１１０ｃはフォーク形状を有しており、基板ＭやマスクＭはハンド１１０ｃ上に載置されて搬送される。
成膜装置１は、中間搬送装置１０１から搬入される基板Ｗに対して成膜処理を行い、中間搬送装置１０２へ搬出する装置である。成膜装置１は、基板Ｗの受渡を行う受渡室２と、受渡室２に隣接して配置された複数の成膜室３とを備える。本実施形態では成膜室３は、二つ設けられており、受渡室２のＹ方向の両側にそれぞれ一つずつ配置されている。受渡室２及び成膜室３はそれぞれ壁部２０、３０で囲まれて気密に維持可能である。
成膜室では基板Ｗに蒸着物質が成膜される。基板ＷにはマスクＭを用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成可能である。基板Ｗの材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能であり、代表的にはガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが用いられる。本実施形態の場合、基板Ｗは矩形である。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。
＜受渡室＞
受渡室２は、中間搬送装置１０１及び１０２と、成膜装置１との間での基板ＷやマスクＭの受け渡しの他、成膜室３に対する基板ＷやマスクＭの振り分けを行う。したがって、受渡室２は仕分室と呼ぶこともできる。
＜多方向の搬送ユニット＞
受渡室２には基板Ｗ及びマスクＭを搬送する搬送ユニット４が設けられている。搬送ユニット４は、中間搬送装置１０１から基板Ｗ又はマスクＭを受け取り、保持ユニット６Ａ～６Ｄに受け渡す。また、保持ユニット６Ａ～６Ｄから受け取った基板Ｗ又はマスクＭを中間搬送装置１０２へ搬出する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は搬送ユニット４の平面図及び側面図である。
本実施形態の搬送ユニット４は、Ｘ－Ｙ平面上の多方向に基板Ｗ等を移動可能な水平多関節型のロボットであり、円筒形状のベース部４０と、ベース部４０上に支持されたアーム部４１と、アーム部４１に支持されたハンド４４とを備える。ベース部４０は駆動軸４０ａを有し、駆動軸４０ａのθ方向の回転によるＺ１軸周りのアーム部４１の旋回と、駆動軸４０ａの上下の移動によるアーム部４１の昇降とを行う。アーム部４１は、アーム部材４２及び４３を有する。アーム部４２の一端は駆動軸４０ａに連結され、他端はアーム部材４３の一端に連結されている。アーム部材４３はアーム部材４２に対してＺ２軸周りに旋回可能に連結されている。ハンド４４はアーム部材４３の他端にＺ３軸周りに旋回自在に連結されている。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に加えて図３を参照する。図３はハンド４４の斜視図である。ハンド４４は、板状のハンド本体４５と、ハンド本体４５に立設され、基板Ｗを支持する複数の支柱部材４６～４８と、を備える。支柱部材４６～４８は、ハンド本体４５の中央部に位置する支柱部材４６と、周辺部に位置する支柱部材４７及び４８と、に大別される。基板Ｗは複数の支柱部材４６～４８上に載置される。基板Ｗがハンド４４に支持された状態において、支柱部材４６は基板Ｗの中央部に位置し、支柱部材４７及び４８は基板Ｗの周縁部に位置する。
支柱部材４６は、ピン４６ａと、その先端部に設けられた弾性部材４６ｂとを備える。支柱部材４７は、ピン４７ａと、その先端部に設けられた載置部４７ｂと、載置部４７ｂの上面に設けられ、支柱部材４７の先端部に位置する弾性部材４７ｃとを備える。支柱部材４８は、複数のピン４８ａと、複数のピン４８ａの先端部に設けられた載置部４８ｂと、載置部４８ｂの上面に設けられ、支柱部材４８の先端部に位置する複数の弾性部材４８ｃとを備える。
こうした支柱部材４６～４８で基板Ｗを支持することで、少ない面積で基板Ｗを支持することができ、基板Ｗの表面に擦れ等が生じることを防止できる。また、弾性部材４６ｂ、４７ｃ及び４８ｃは基板Ｗと接する部分であり、例えば樹脂である。弾性部材４６ｂ、４７ｃ及び４８ｃが基板Ｗと接触することで、基板Ｗの表面に擦れ等が生じることをより確実に防止する。
図２（Ｂ）に示すように、ハンド本体４５からの支柱部材４６の高さＨ１と、支柱部材４７及び４８の高さＨ２との関係は、Ｈ１＞Ｈ２の関係にある。これにより、基板Ｗの中央部が垂れ下がることを防止することができる。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）はその説明図であり、基板Ｗを保持ユニット６Ａがハンド４４から受け取る状態を例示している。
後述するように本実施形態の場合、保持ユニット６Ａ～６Ｄは基板Ｗを静電気力により保持する。保持ユニット６Ａ～６Ｄが基板Ｗを受け取る際、その平面度が低いと吸着力が低下する。また、成膜時に膜の形成精度も低下する。図４（Ａ）は比較例として、ハンド４４が支柱部材４６を備えず、基板Ｗが支柱部材４７（及び支柱部材４８）で支持された場合を想定している。大型の基板Ｗでは、自重によりその中央部が撓んで垂れ下がる。この状態で保持ユニット６Ａが基板Ｗを吸着すると、基板Ｗの中央部と保持ユニット６Ａの下面（保持面）との間に隙間ができる可能性があり、吸着力の低下を招く。
一方、図４（Ｂ）に示す本実施形態では、支柱部材４６の高さＨ１と、支柱部材４７及び４８の高さＨ２との関係がＨ１＞Ｈ２の関係にあることで、基板Ｗの中央部が支柱部材４６によって支持され、基板Ｗは中央部が僅かに盛り上がった状態となる。大型の基板Ｗであっても、自重によりその中央部が撓んで垂れ下がることを防止し、むしろ、基板Ｗの中央部が周縁部よりも先に保持ユニット６Ａに接する。その結果、基板Ｗの中央部から周縁部へ吸着が広がってゆき、その全体が隙間なく保持ユニット６Ａに帆にされることになる。
＜スライド式の搬送ユニット＞
図１に示すように、成膜装置１は、受渡室２から二つの成膜室３に渡って配置された二組の搬送ユニット５Ａ及び５Ｂを備える。搬送ユニット５Ａは保持ユニット６Ａ及び６Ｃと、これらを独立してＹ方向に平行移動する移動ユニット７Ａを備える。搬送ユニット５Ｂは、搬送ユニット５Ａと同様の構造であり、保持ユニット６Ｂ及び６Ｄと、これらを独立してＹ方向に平行移動する移動ユニット７Ｂとを備える。
図５は搬送ユニット５Ａ及び５Ｂのうち、受渡室２に配置された部分を示しており、図６は搬送ユニット５Ａ（移動ユニット７Ａ及び保持ユニット６Ａ）の断面図を示している。搬送ユニット５Ａ及び５Ｂは、搬送ユニット４よりも高い位置で保持ユニット６Ａ～６Ｄを水平姿勢でＹ方向に独立して往復させるユニットであって、Ｘ方向に並設されている。なお、図６は代表として搬送ユニット５Ａ（移動ユニット７Ａ及び保持ユニット６Ａ）の構造を示すが、保持ユニット６Ａ～６Ｄは同じ構造を有し、移動ユニット７Ａ及び７Ｂも同じ構造を有している。
本実施形態の移動ユニット７Ａ及び７Ｂは、保持ユニット６Ａ～６Ｄを磁力により移動する機構であり、特に磁力により浮上移動する機構である。移動ユニット７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、保持ユニット６Ａ～６ＤのＹ方向の移動軌道を規定する一対のガイド部材７０を備える。各ガイド部材７０はＣ字型の断面を有し、Ｙ方向に延設されたレール部材である。一対のガイド部材７０は互いに、Ｘ方向に離間している。
各ガイド部材７０は、Ｚ方向に離間した一対の磁気素子７１を多数備える。多数の一対の磁気素子７１は、Ｙ方向に等ピッチで配列されている。一対の磁気素子７１のうちの少なくとも一方は電磁石であり、他方は電磁石又は永久磁石である。
保持ユニット６Ａ～６Ｄは、基板ＷやマスクＭを搬送するためのキャリアである。保持ユニット６Ａ～６Ｄは、それぞれ、平面視で矩形状の本体部材６０を備える。本体部材６０のＸ方向の各端部は、対応するガイド部材７０に差し込まれている。本体部材６０のＸ方向の各端部の上面、下面にはそれぞれ不図示のヨークが設けられた永久磁石６１が固定されている。上下の永久磁石６１は本体部材６０にＹ方向に複数設けられている。永久磁石６１は、ガイド部材７０の磁気素子７１と対向している。永久磁石６１と磁気素子７１との反発力によって保持ユニット６Ａ～６Ｄに浮上力を生じさせることができる。Ｙ方向に多数設けられた磁気素子（電磁石）７１のうち、磁力を発生させる磁気素子７１を順次切り替えることにより、永久磁石６１と磁気素子７１との吸引力によって保持ユニット６Ａ～６ＤにＹ方向の移動力を生じさせることができる。
なお、本実施形態では、移動ユニット７Ａ及び７Ｂを、磁気浮上搬送機構としたがローラ搬送機構、ベルト搬送機構、ラック－ピニオン機構等、保持ユニット６Ａ～６Ｄを移動可能な他の搬送機構であってもよい。
ガイド部材７０にはＹ方向に延設されたスケール７２が配置されており、本体部材６０にはスケール７２を読み取るセンサ６４が設けられている。センサ６４の検知結果により、各保持ユニット６Ａ～６ＤのＹ方向の位置を特定することができる。
保持ユニット６Ａ～６Ｄは、それぞれ、基板Ｗを保持する保持部６２を備える。保持部６２は本実施形態の場合、静電気力により基板Ｗを吸着する静電チャックであり、保持部６２は保持ユニット６Ａ～６Ｄの下面に配置された複数の電極６２ａを含む。保持ユニット６Ａ～６Ｄは、また、それぞれ、マスクＭを保持する保持部６３を備える。保持部６３は、例えば、磁力によりマスクＭを吸着するマグネットチャックであり、保持部６２のＸ方向で外側に位置している。保持部６３は、マスクＭを機械的に挟持するクランプ機構であってもよい。
＜基板の受取動作＞
搬送ユニット４から搬送される基板ＷやマスクＭの保持ユニット６Ａ～６Ｄによる受け取りは、受渡室２内の所定の位置で行われる。図５は保持ユニット６Ａ～６Ｄが、各受取位置ＰＡ～ＰＤに位置している状態を示している。受取位置ＰＡ～ＰＤはＸ－Ｙ平面状でマトリクス状（２×２）に配置されており、成膜室３の外部である受渡室２の内部に設定されている。四か所の異なる受取位置ＰＡ～ＰＤがあることで、下流側でのシステム障害が生じた場合に、基板Ｗを停留させておくバッファとしてもこれら受取位置ＰＡ～ＰＤを用いることもできる。
図７（Ａ）～図８（Ｂ）は受取位置ＰＢにおける搬送ユニット４からの基板Ｗの保持ユニット６Ｂによる受取動作の例を示している。図７（Ａ）は中間搬送装置１０１から基板Ｗを搬送ユニット４が受け取った状態を示している。基板Ｗはハンド４４上に載置されている。換言すると基板Ｗはその下側からハンド４４に支持されている。保持ユニット６Ｂは移動ユニット７Ｂによって受取位置ＰＢに移動される。図７（Ｂ）は、搬送ユニット４のアーム部４１の動作によりハンド４４が保持ユニット６Ｂの下方に移動した状態を示している。図７（Ｂ）の状態では、図７（Ａ）の状態に対してハンド４４はθ方向に９０度旋回している。このため、基板Ｗはその長手方向がＸ方向に向いた姿勢（図７（Ａ））からＹ方向に向いた姿勢（図７（Ｂ））に変化している。
図７（Ｂ）の段階で、保持ユニット６Ｂと基板Ｗとの位置合わせ（アライメント）を行う。受渡室２にはアライメント用のカメラ２１が設けられている。カメラ２１の撮像画像から保持ユニット６Ｂと基板Ｗとの相対位置を特定し、基板ＷのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を搬送ユニット４によって調整する。
図８（Ａ）は、搬送ユニット４のアーム部４１を上昇させ、基板Ｗを保持ユニット６Ｂの保持部６２に当接した状態を示している。保持部６２の静電力によって基板Ｗは保持部６２に保持される。このように本実施形態では、搬送ユニット４から保持ユニット６Ｂに対して基板Ｗを下から上へ渡すようにしている。図８（Ｂ）は、搬送ユニット４のアーム部４１を降下させ、保持ユニット６Ｂによる基板Ｗの受け取りが完了した状態を示している。
搬送ユニット４と他の保持ユニット６Ａ、６Ｃ及び６Ｄとの間での基板Ｗの受け渡しも同様である。一例として、図９（Ａ）～図１０（Ｂ）は受取位置ＰＡにおける搬送ユニット４からの基板Ｗの保持ユニット６Ａによる受取動作の例を示している。図９（Ａ）は中間搬送装置１０１から基板Ｗを搬送ユニット４が受け取った状態を示している。基板Ｗはその下側からハンド４４に支持されている。保持ユニット６Ａは移動ユニット７Ａによって受取位置ＰＡに移動される。図９（Ｂ）は、搬送ユニット４のアーム部４１の動作によりハンド４４が保持ユニット６Ｂの下方に移動した状態を示している。図９（Ｂ）の状態では、図９（Ａ）の状態に対してハンド４４はθ方向に９０度旋回している。このため、基板Ｗはその長手方向がＸ方向に向いた姿勢（図９（Ａ））からＹ方向に向いた姿勢（図９（Ｂ））に変化している。
図９（Ｂ）の段階で、保持ユニット６Ａと基板Ｗとの位置合わせを行う。受渡室２に設けられたカメラ２１の撮像画像から保持ユニット６Ａと基板Ｗとの相対位置を特定し、基板ＷのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を搬送ユニット４によって調整する。
図１０（Ａ）は、搬送ユニット４のアーム部４１を上昇させ、基板Ｗを保持ユニット６Ａの保持部６２に当接した状態を示している。保持部６２の静電力によって基板Ｗは保持部６２に保持される。図１０（Ｂ）は、搬送ユニット４のアーム部４１を降下させ、保持ユニット６Ａによる基板Ｗの受け取りが完了した状態を示している。
以上は基板Ｗの受取動作について説明したが、マスクＭの受取動作についても同様である。
＜成膜室＞
成膜室３では、マスクＭを用いて基板Ｗに対する成膜を行う。図１に示すように、二つの成膜室３には、それぞれ、二つのマスク台３１が配置されている。合計で四つのマスク台３１により、蒸着処理を行う蒸着位置ＪＡ～ＪＤが規定される。二つの成膜室３の構造は同じである。各成膜室３には、蒸着源８と、蒸着源８を移動する移動ユニット９とが設けられている。蒸着源８と移動ユニット９の構造及び動作について図１１（Ａ）～図１１（Ｆ）を参照して説明する。
蒸着源８は、蒸着物質の原材料を収容する坩堝や、坩堝を加熱するヒータ等を備え、原材料を加熱してその蒸気である蒸着物質を開口部８ａから上方へ放出する成膜ユニットである。移動ユニット９は、アクチュエータ９０と、一対の可動レール９４と、一対の固定レール９５とを備える。アクチュエータ９０は、駆動源９３と、アーム部材９１と、アーム部材９２とを備える。アーム部材９１の一端は駆動源９３に連結されており、駆動源９３によって旋回する。アーム部材９１の他端はアーム部材９２の一端と回動自在に連結されており、アーム部材９２の他端は蒸着源８の底部に回動自在に連結されている。
一対の可動レール９４は、蒸着源８のＹ方向の移動を案内する。各可動レール９４はＹ方向に延設されており、一対の可動レール９４は互いにＸ方向に離間している。一対の固定レール９５は、一対の可動レール９４のＸ方向の移動を案内する。各固定レール９５は、移動不能に固定されており、Ｙ方向に延設されている。一対の固定レール９５は互いにＹ方向に離間している。
アクチュエータ９０の駆動により、蒸着源８は、蒸着位置ＪＡの下（マスク台３１の下）をＹ方向にスライドし、また、蒸着位置ＪＡの側から蒸着位置ＪＢの側へスライドし、更に、蒸着位置ＪＢの下（マスク台３１の下）をＹ方向にスライドする。具体的に述べると、図１１（Ａ）の位置からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を旋回させると、図１１（Ｂ）に示すように蒸着源８が一対の可動レール９４の案内により蒸着位置ＪＡの下をＹ方向に通過する。この状態からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を逆方向旋回させると、図１１（Ｃ）に示すように蒸着源８が蒸着位置ＪＡの下をＹ方向に通過して図１１（Ａ）の位置に戻る。
アクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を更に旋回させると、蒸着源８及び一対の可動レール９４は、一対の固定レール９５の案内にしたがって蒸着位置ＪＢの側へＸ方向に移動する。図１１（Ｄ）の位置からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を更に旋回させると、図１１（Ｅ）に示すように蒸着源８が一対の可動レール９４の案内により蒸着位置ＪＢの下をＹ方向に通過する。この状態からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を逆方向旋回させると、図１１（Ｆ）に示すように蒸着源８が蒸着位置ＪＢの下をＹ方向に通過して図１１（Ｄ）の位置に戻る。
このように本実施形態では、一つの蒸着源８を移動させることで、蒸着位置ＪＡと蒸着位置ＪＢの二つの蒸着位置で蒸着源８を共用できる。
次に、マスクＭのマスク台３１への搭載、マスクＭと基板Ｗとの位置合わせ（アライメント）動作、及び、その後の成膜動作についてについて図１２（Ａ）～図１５（Ｂ）を参照して説明する。
まず、マスクＭをマスク台３１に搭載する動作について説明する。図１２（Ａ）～図１３（Ｂ）は蒸着位置ＪＡにおいてマスクＭをマスク台３１に搭載する動作を示している。図１２（Ａ）の状態から、マスクＭを保持した保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａによってマスク台３１上に移動してくる。図１３（Ａ）に示すようにマスクＭがマスク台３１上の所定の位置に到達すると、図１３（Ｂ）に示すように移動ユニット７Ａの磁気素子７１の磁力を調節して保持ユニット６Ａの浮上量を下げ、保持ユニット６ＡによるマスクＭの保持を解除する。これによりマスク台３１上にマスクＭが搭載される。
次に、アライメント動作及び成膜動作について説明する。図１４（Ａ）は、蒸着位置ＪＡに、基板Ｗを保持した保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａによって移動している状態を示している。基板ＷがマスクＭの上方に到達すると、基板ＷとマスクＭとのＸ－Ｙ平面上のアライメントを行う。アライメントでは、図１４（Ｂ）に示すように、カメラ３２により基板ＷとマスクＭにそれぞれ付されているアライメントマークを撮像し、その撮像画像から基板ＷとマスクＭとの位置ずれ量を演算する。そして、演算した位置ずれ量を減少させるように基板Ｗの位置を調整する。基板Ｗの位置の調整は本実施形態の場合、移動ユニット７Ａの磁気素子７１の磁力を調節して行う。Ｘ方向、Ｙ方向に離間した各磁気素子７１の磁力を調整することで、保持ユニット６Ａの位置をＸ方向、Ｙ方向、θ方向に変位させることができ、これにより保持ユニット６Ａに保持されている基板ＷのＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置を変位させることができる。例えば、一対のガイド部材７０のうちの、一方のガイド部材７０に設けられている磁気素子７１の磁力を強くすると、保持ユニット６Ａ及び基板Ｗを、磁力の吸引によって一方のガイド部材７０の側に（又は磁力の反発によって他方のガイド部材７０の側に）変位させることができる。
カメラ３２による撮像と、磁気素子７１の磁力の調整による基板ＷとマスクＭとのアライメントは、両者の位置ずれ量が許容範囲内になるまで繰り返し行ってもよい。アライメントが完了すると、図１５（Ａ）に示すように移動ユニット７Ａの磁気素子７１の磁力を調節して保持ユニット６Ａの浮上量を下げ、マスクＭ上に基板Ｗを重ねる。保持ユニット６Ａによる基板Ｗの保持は解除しない。次に成膜動作を行う。図１５（Ｂ）に示すように蒸着源８を移動しつつ、蒸着源８から蒸着物質を基板Ｗへ放出する。基板ＷにはマスクＭを通過した蒸着物質の膜が形成される。成膜中、基板Ｗは保持ユニット６Ａに保持された状態が維持される。
＜成膜装置の動作例＞
図１６（Ａ）から図２０（Ｄ）を参照して成膜装置１において複数の基板Ｗに対して連続的に成膜を行う動作例について説明する。まず、マスクＭを各蒸着位置ＪＡ～ＪＤのマスク台３１に搬送する。図１６（Ａ）は一枚目のマスクＭが中間搬送装置１０１から搬送されてきた状態を示す。搬送ユニット４はハンド４４上でマスクＭを受け取り、図１６（Ｂ）に示すように、受取位置ＰＡにて保持ユニット６ＡにマスクＭを受け渡す。保持ユニット６ＡはマスクＭを、マスクＭの上側から保持する。
図１６（Ｃ）に示すように二枚目のマスクＭが中間搬送装置１０１から搬送されてくる。並行して、保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａによって蒸着位置ＪＡに平行移動される。搬送ユニット４はハンド４４上で二枚目のマスクＭを受け取り、図１７（Ａ）に示すように、受取位置ＰＣにて保持ユニット６ＣにマスクＭを受け渡す。保持ユニット６ＣはマスクＭを、マスクＭの上側から保持する。並行して、一枚目のマスクＭが蒸着位置ＪＡにおいてマスク台３１上に載置され、保持ユニット６Ａは受取位置ＰＡに戻る。
図１７（Ｂ）に示すように三枚目のマスクＭが中間搬送装置１０１から搬送されてくる。並行して、保持ユニット６Ｃが移動ユニット７Ａによって蒸着位置ＪＣに平行移動される。搬送ユニット４はハンド４４上で三枚目のマスクＭを受け取り、受取位置ＰＢにて保持ユニット６ＢにマスクＭを受け渡す。以上の手順を繰り返すことで、図１７（Ｃ）に示すように蒸着位置ＪＡ～ＪＤにそれぞれマスクＭが配置される。
次に、基板Ｗに成膜を行う一連の動作について説明する。図１８（Ａ）は一枚目の基板Ｗが中間搬送装置１０１から搬送されてきた状態を示す。搬送ユニット４はハンド４４上で基板Ｗを受け取り、図１８（Ｂ）に示すように、受取位置ＰＡにて保持ユニット６Ａに基板Ｗを受け渡す。保持ユニット６Ａは基板Ｗを、基板Ｗの上側から保持する。
図１８（Ｃ）に示すように二枚目の基板Ｗが中間搬送装置１０１から搬送されてくる。並行して、基板Ｗを受け取った保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａによって蒸着位置ＪＡに平行移動される。蒸着位置ＪＡでは基板ＷとマスクＭとのアライメントが行われる。搬送ユニット４はハンド４４上で二枚目の基板Ｗを受け取り、図１９（Ａ）に示すように、受取位置ＰＣにて保持ユニット６Ｃに基板Ｗを受け渡す。保持ユニット６Ｃは基板Ｗを、基板Ｗの上側から保持する。並行して、一枚目の基板Ｗに対して、蒸着位置ＪＡにおいて蒸着源８による成膜動作が行われる。
図１９（Ｂ）に示すように三枚目の基板Ｗが中間搬送装置１０１から搬送されてくる。並行して、二枚目の基板Ｗを受け取った保持ユニット６Ｃが移動ユニット７Ａによって蒸着位置ＪＣに平行移動される。蒸着位置ＪＣでは基板ＷとマスクＭとのアライメントが行われる。搬送ユニット４はハンド４４上で三枚目の基板Ｗを受け取り、図１９（Ｃ）に示すように、受取位置ＰＢにて保持ユニット６Ｂに基板Ｗを受け渡す。保持ユニット６Ｂは基板Ｗを、基板Ｗの上側から保持する。並行して、蒸着位置ＪＡにて成膜を終えた蒸着源８が蒸着位置ＪＢの側へ移動される。また、二枚目の基板Ｗに対して、蒸着位置ＪＣにおいて蒸着源８による成膜動作が行われる。
図２０（Ａ）に示すように四枚目の基板Ｗが中間搬送装置１０１から搬送されてくる。並行して、三枚目の基板Ｗを受け取った保持ユニット６Ｂが移動ユニット７Ｂによって蒸着位置ＪＢに平行移動される。蒸着位置ＪＢでは基板ＷとマスクＭとのアライメントが行われる。また、成膜を終えた一枚目の基板Ｗを保持する保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａによって受取位置ＰＡへ移動される。
搬送ユニット４はハンド４４上で四枚目の基板Ｗを受け取り、図２０（Ｂ）に示すように、受取位置ＰＤにて保持ユニット６Ｄに基板Ｗを受け渡す。保持ユニット６Ｄは基板Ｗを、基板Ｗの上側から保持する。並行して、蒸着位置ＪＣにて成膜を終えた蒸着源８が蒸着位置ＪＤの側へ移動され、成膜を終えた二枚目の基板Ｗを保持する保持ユニット６Ｃが移動ユニット７Ａによって受取位置ＰＣへ移動される。また、三枚目の基板Ｗに対して、蒸着位置ＪＢにおいて蒸着源８による成膜動作が行われる。
成膜を終えた一枚目の基板Ｗを保持する保持ユニット６Ａが移動ユニット７Ａに戻ると、図２０（Ｃ）に示すように、搬送ユニット４が受取位置ＰＡにおいて、一枚目の基板Ｗを保持ユニット６Ａから受け取る。並行して、四枚目の基板Ｗを受け取った保持ユニット６Ｄが移動ユニット７Ｂによって蒸着位置ＪＤに平行移動される。搬送ユニット４は図２０（Ｄ）に示すように成膜を終えた一枚目の基板Ｗを、中間搬送装置１０２へ搬出する。以上の手順を繰り返すことで、多数の基板Ｗに対して順次成膜が行われることになる。
以上の成膜装置１によれば、中間搬送装置１０１から各蒸着位置ＪＡ～ＪＤへの基板ＷやマスクＭの搬送は、搬送ユニット４と、搬送ユニット５Ａ又は５Ｂとの併用により行われる。単一の搬送機構で搬送するよりも、各搬送ユニットの搬送距離を短くしつつ、より長い距離で基板Ｗを搬送することができる。大型の基板Ｗを搬送する際に、長い搬送距離を実現しつつ、各搬送ユニットが高剛性化のために大型化することを防止できる。したがって、基板Ｗの大型化に対応可能な成膜装置１を提供することができる。
また、搬送ユニット４と搬送ユニット５Ａ及び５Ｂとで異なる機構を採用した。すなわち、搬送ユニット４を多関節ロボットで構成したことで、基板Ｗの搬送先の位置に自由度や、基板Ｗの姿勢（向き）の自由度を向上することができる。また、搬送ユニット５Ａ及び５Ｂを基板Ｗの平行移動機構で構成して、長い搬送距離に対応可能とした。
搬送ユニット４から搬送ユニット５Ａ及び５Ｂへの基板Ｗの受け渡しは、静電チャックである保持部６２で行うようにしたので、搬送ユニット４から保持部６２へ基板Ｗを貼り付けるようにして、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。基板Ｗを置き換える方式に対して、基板Ｗの載置が不要となり、受渡時間を短縮できる。これにより生産性を向上できる。
受渡室２から成膜室３への基板Ｗ及びマスクＭの搬送に際し、これらの姿勢を搬送ユニット４によって９０度転換し、基板Ｗ及びマスクＭの長手方向がＹ方向を指向するようにした。これは成膜装置１のＸ方向の幅の小型化に寄与する。無論、基板Ｗ及びマスクＭの姿勢を転換しない構成も採用可能である。この場合、成膜装置１のＹ方向の幅の小型化に寄与する。
ここまで説明した形態では、蒸着源８をＸ方向とＹ方向との双方に移動可能な構成としたが、Ｘ方向にのみ移動可能な構成であってもよい。図２１（Ａ）～図２１（Ｃ）はその一例を示し、蒸着位置ＪＡ、ＪＢにおける構成を例示している。蒸着位置ＪＣ、ＪＤにおいても同様の構成を採用可能である。
蒸着源８に代わる蒸着源８'はＹ方向に細長い形態を有しており、蒸着物質を放出する開口部８ａ'は蒸着位置ＪＡ、ＪＢのＹ方向の長さに対応した長さを有している。移動ユニット９に代わる移動ユニット９'は、一対の固定レール９６を有している。各固定レール９６はＸ方向に延設され、一対の固定レール９６は互いにＹ方向に離間している。移動ユニット９'は、アクチュエータ９０に相当する不図示のアクチュエータを有する。
蒸着源８'は、図２１（Ａ）に示すように、蒸着位置ＪＡと蒸着位置ＪＢとの間の位置を待機位置とし、蒸着位置ＪＡにおいて基板Ｗに対して成膜を行う場合は図２１（Ｂ）に示すように蒸着位置ＪＡをＸ方向に横断する。また、蒸着位置ＪＢにおいて基板Ｗに対して成膜を行う場合は図２１（Ｃ）に示すように蒸着位置ＪＢをＸ方向に横断する。本実施形態によれば、移動ユニット９'の機構を比較的簡単な機構とすることができる。
ここまで説明した形態では、蒸着位置ＪＡ～ＪＤにおける基板ＷとマスクＭとのアライメントに際し、磁気素子７１の磁力の調整を利用したが、専用のアライメント装置を設けてもよい。図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）はその一例を示す。アライメント装置１０は、各蒸着位置ＪＡ～ＪＤに配置され、図示の例では蒸着位置ＪＡに配置されたアライメント装置１０を例示している。
アライメント装置１０は、保持ユニット６Ａから基板Ｗを受け取り、マスクＭと基板Ｗとのアライメントを行って、基板ＷをマスクＭに重ね合わせる装置である。アライメント装置１０は、基板Ｗを保持する爪を有するアーム部材１１を有する。保持ユニット６Ａに保持された基板Ｗは、保持を解除されてアーム部材１１に載置される。アーム部材１１は、駆動ユニット１２により、Ｘ方向、Ｙ方向及びθ方向に変位可能であり、これによりアーム部材１１に載置された基板ＷのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を調整する。駆動ユニット１２は昇降ユニット１３により昇降可能である。
アライメント装置１０は、また、プレートユニット１４と、プレートユニット１４を昇降する昇降ユニット１５を備える。プレートユニット１４は、基板ＷとマスクＭとを密着させるためのプレートであり、例えば、鉄製のマスクＭと引き合う磁石や、基板Ｗを冷却する冷却器を有する。
アライメントに際しては、図２２（Ａ）に示すように、カメラ３２により基板ＷとマスクＭにそれぞれ付されているアライメントマークを撮像し、その撮像画像から基板ＷとマスクＭとの位置ずれ量を演算する。そして、演算した位置ずれ量を減少させるように基板Ｗの位置を調整する。基板Ｗの位置の調整は、基板ＷとマスクＭとが上下に離間した状態で、基板Ｗが載置されたアーム部材１１を駆動ユニット１２が変位させることで行う。
カメラ３２による撮像と、磁気素子７１の磁力の調整による基板ＷとマスクＭとのアライメントは、両者の位置ずれ量が許容範囲内になるまで繰り返し行ってもよい。アライメントが完了すると、図２２（Ｂ）に示すように、保持ユニット６Ａが蒸着位置ＪＡから退避した後に、昇降ユニット１３によって駆動ユニット１２及びアーム部材１２と共に基板ＷをマスクＭ上に降下して両者を重ね合わせ、更に、昇降ユニット１５によってプレートユニット１４を基板Ｗ上に降下して基板ＷとマスクＭとを密着させる。この状態で基板Ｗに対する成膜を行う。
成膜が終了すると、昇降ユニット１５によってプレートユニット１４を上昇する。保持ユニット６Ａが蒸着位置ＪＡに再び移動された後、昇降ユニット１３によって駆動ユニット１２及びアーム部材１２と共に基板Ｗを上昇して、基板Ｗを保持ユニット６Ａに受け渡す。
また、搬送ユニット５Ａ及び５Ｂを介さずに、搬送ユニット４のみで基板ＷやマスクＭを成膜室３へ搬送することも可能である。図２３（Ａ）～図２３（Ｄ）はその一例を示す。図示の例では、各蒸着位置ＪＡ、ＪＣに、対応する保持ユニット６Ａ、６Ｃが配置されている。保持ユニット６Ａ、６Ｃは固定的に配置されており、その位置は不動である。各蒸着位置ＪＡ、ＪＣは、下から順に、蒸着源８、８、マスク台３１、３１、保持ユニット６Ａ、６Ｃが配置された形態である。蒸着源８は固定して配置されるものであってもよいが、本実施形態では、他の実施形態と同様に移動する形態である。マスクＭは、マスク台３１に予め載置される。
図２３（Ａ）に示すように、基板Ｗが中間搬送装置１０１から搬送されてくると、搬送ユニット４はハンド４４上で基板Ｗを受け取り、図２４（Ｂ）及び図２４（Ｃ）に示すように、蒸着位置ＪＡにて保持ユニット６Ａに基板Ｗを受け渡す。蒸着位置ＪＡは受取位置ＰＡを兼ねている。保持ユニット６Ａは基板Ｗを、基板Ｗの上側から保持する。基板Ｗの受け渡しは、静電チャックである保持部６２で行うようにしたので、搬送ユニット４から保持部６２へ基板Ｗを貼り付けるようにして、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。基板Ｗを置き換える方式に対して、基板Ｗの載置が不要となり、受渡時間を短縮できる。これにより生産性を向上できる。マスクＭと基板Ｗとのアライメントは搬送ユニット４によって基板Ｗの位置や姿勢を調整することで行うことができる。
その後、図２３（Ｄ）に示すように蒸着源８をＹ方向に移動して、保持ユニット６Ａに保持された基板Ｗに対する成膜を行う。蒸着位置ＪＣにおける成膜動作も同様であり、蒸着位置ＪＡと蒸着位置ＪＣとで並行的に基板Ｗの搬送と成膜を行える。成膜を終えると、搬送ユニット４は保持ユニット６Ａ又は６Ｃから基板Ｗを受け取り、中間搬送装置１０２へ搬出する。
ここまで説明した形態では基板Ｗを保持する保持部６２を静電チャックで構成したが、他の吸着方式であってもよい。図２４はその一例を示し保持部６２の下面を示している。保持部６２の下面には複数の吸着パッド６５が設けられている。吸着パッド６５は、例えば、粘着力により基板Ｗを保持する粘着部材である。或いは、吸着パッド６５はバキュームパッドである。
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２５（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図２５（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。
図２５（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い。
図２５（Ｂ）は、図２５（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２５（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２５（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。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。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、ここでは赤色層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。
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、赤色層５６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、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、赤色発光層を含む赤色層５６Ｒ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、赤色層５６Ｒ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選択的に成膜される。
赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜室において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第４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５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６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６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６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。
ここで、第１の成膜室～第６の成膜室での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板５３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板５３を載置して成膜が行われる。
次に、成膜が行われた基板の膜厚を測定する膜厚測定装置について説明する。本実施形態では、光学センサを使用して基板表面の光の反射率に基づいて膜厚測定を行う膜厚測定装置を例に説明を行う。
図２６は成膜装置において膜厚測定装置１２０が配置されうる測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣを示す。測定位置ＭＡＡ、ＭＢＡ、ＭＣＡ，ＭＤＡは、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間であって、受渡室２内、すなわち成膜室３外で搬送ユニット５Ａ、５Ｂによって搬送される基板５３の膜厚を測定する位置である。測定位置ＭＡＢ、ＭＢＢ、ＭＣＢ、ＭＤＢは、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間であって、成膜室３内で搬送ユニット５Ａ、５Ｂによって搬送される基板の膜厚を測定する位置である。測定位置ＭＡＣ、ＭＢＣ、ＭＣＣ、ＭＤＣは、成膜室３内の蒸着位置ＪＡ～ＪＪＤに位置する基板の膜厚を測定する位置である。なお、測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣのうち、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間のそれぞれの少なくとも１か所に膜厚測定装置１２０が配置されればよく、全ての測定位置に膜厚測定装置１２０が配置される必要はない。
図２７は、ＹＺ面での成膜装置の断面図である。図２７に示すように、膜厚測定装置１２０が配置されうる測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣは、いずれも基板５３の鉛直方向（Ｚ方向）で下方に配置される。これによって、基板５３の膜厚を搬送ユニット５Ａ、５Ｂによる搬送中に膜厚測定装置１２０によって測定することができる。
このように、基板Ｗの膜厚を基板ＷがＥＳＣで吸着された状態で測定するため、測定精度を高めながら、薄膜測定室などの追加の大型の設備を必要とすることなく薄膜測定を行うことができる。また、搬送中に膜厚測定を行うため、成膜後に高速に膜厚の測定を行うことができる。
図２８（Ａ）～（Ｃ）は、測定位置ＭＡＡに膜厚測定装置１２０が配置される例を使用して測定原理を説明する説明図である。
図２８（Ａ）は、基板が成膜室３に搬入される前に膜厚測定装置１２０からレーザ光の射出を行い、反射光の強度を測定する際の図である。ここで、受信したレーザ光の受光強度をＰBGとする。受光強度を測定することで、受光センサの温度特性などに起因するノイズ（バックグラウンドノイズ）の大きさや、後述する測定器内のファイバ間の光の漏れを特定することができる。
続いて、図２８（Ｂ）は、リファレンス基板ＷREFが成膜室３に搬入される際に膜厚測定装置１２０によってレーザ光の射出を行い、リファレンスとして反射光の強度を測定する際の図である。図２８（Ｂ）では、例えば素ガラスなど、反射率Ｒrefの分かっている基板ＷREFが使用される。ここで、送信したレーザ光の照射強度をＰTrefとし、受信したレーザ光の受光強度をＰRrefとすると、以下の数式（１）が成り立つ。
Ｒref＝（ＰRref－ＰBG）／（ＰTref－ＰBG） （１）
ここで上述したように、反射率Ｒ、図２８（Ａ）における受光強度ＰBG、図２８（Ｂ）における受光強度ＰRrefが取得可能であるため、上記式に基づいてレーザ光の照射強度ＰTrefを特定することができる。これによって、反射率と受光強度との対応関係を特定することができる。
続いて、図２８（Ｃ）は、基板Ｗが成膜室３で成膜された後に成膜室３から搬出される際に膜厚測定装置１２０によってレーザ光の射出を行い、反射光の強度を測定する際の図である。図２８（Ｃ）では、図２８（Ｂ）において特定したレーザ光の照射強度ＰTrefを参照し、受信したレーザ光の受光強度ＰRに基づいて以下の数式（２）によって成膜した基板Ｗの反射率Ｒを特定することができる。
Ｒ＝（ＰR－ＰBG）／（ＰTref－ＰBG） （２）
これによって、反射率の変化を特定することができる。
なお、図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）に示すような、バックグラウンドノイズの測定およびリファレンスの測定は、基板ごとに行ってもよいし、所定の枚数の基板の成膜が行われた後、あるいは、所定の時間経過後に行われてもよい。
図３０に、成膜した膜厚ごとの反射率の測定結果の一例を示す。図３０に示すように、膜厚４０オングストローム（Å）の場合の基板の反射率と比較して、膜厚１６００Åの場合には、波長２８０、３３０～４２０ｎｍ周辺の反射率が大きくなっている。このため、この波長帯の反射率を測定することで、膜厚を推定することができる。反射率に基づく膜厚の推定には、公知の技術を用いることができる。例えば、複数の膜厚で反射率をあらかじめ測定し、測定した反射率からどの測定結果に近いかを推定してもよい。
また、反射率の測定結果に基づく膜厚の推定には、複数の周波数帯において測定した反射率に基づいて膜厚を推定してもよい。例えば、波長が２８０ｎｍと３３０ｎｍとにおける反射率の測定結果に基づく膜厚の推定結果がそれぞれ１０００Åと１２００Åである場合、膜厚の推定結果の平均を取り、膜厚は１１００Åであるものとしてもよい。
＜＜膜厚測定装置の構成例＞＞
（構成例１）
図２９（Ａ）は、膜厚測定装置１２０の一構成例を示す。構成例１に係る膜厚測定装置１２０は、光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、分光器２９０４、およびＰＣ２９０５を備える。光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、および分光器２９０４間は、光ファイバで接続される。
光源２９０１は、シャッター２９０１１を動作させて光の出力と非出力とを切り替えることができる発光装置である。一例では、光源２９０１は、１つの出射口からハロゲンと重水素の連続光を出射する重水素（Ｄ２）ハロゲン光源２９０１２を備える。別の例では、光源２９０１はレーザ励起プラズマ（Laser-Driven Light Source）光源を備える。
真空フランジ２９０２は、真空環境と大気環境との接続部に配置される。例えば、光源２９０１、分光器２９０４、ＰＣ２９０５は大気環境に保たれる筐体内に配置され、筐体外の真空状態におかれうる成膜室内には投受光部２９０３が配置され、投受光部２９０３と光源２９０１および分光器２９０４とを接続する光ファイバは、真空フランジ２９０２を介して筐体内外を接続する。別の例では、成膜室３や受渡室２の内側には投受光部２９０３が配置され、光源２９０１、分光器２９０４、およびＰＣ２９０５は成膜室３や受渡室２の外側に配置されてもよい。この場合、真空フランジ２９０２は成膜室３や受渡室２の壁面に設けられてもよい。
投受光部２９０３は、光源２９０１から出射された光を図２７に示すように、垂直上方に出射するための投光部と、反射光を受光して分光器２９０４に送出するための受光部とを備える。分光器２９０４は、光の入力口を備え、入力された光を分光して波長帯ごとに光強度を測定する。そして、測定した光の強度に関する情報をＰＣ２９０５に送信する。
ＰＣ２９０５は、分光器２９０４が測定した光の強度に基づいて、上記数式（１）および（２）を用いて膜厚の測定値を計算する。また、一例では、ＰＣ２９０５は、膜厚の測定値を、成膜装置２の成膜プロセスにかける時間の調整や、成膜装置２の蒸着源８からの蒸着材料の放出量の調整や、後段の成膜プロセスのパラメータの調整などのために使用することができる。
（構成例２）
図２９（Ｂ）は、膜厚測定装置１２０の構成例２を示す。構成例２に係る膜厚測定装置１２０は、光源２９２１、真空フランジ２９２２ａおよび２９２２ｂ（以下、区別せず真空フランジ２９２２と呼ぶ場合がある）、投受光部２９２３ａ、ｂ（以下、区別せず投受光部２９２３と呼ぶ場合がある）、分光器２９２４、ＰＣ２９２５、ファイバ切替器２９２６、ジョイント２９２７を備える。光源２９２１、真空フランジ２９２２、投受光部２９２３、分光器２９２４、ファイバ切替器２９２６、およびジョイント２９２７間は、光ファイバで接続される。
光源２９２１、真空フランジ２９２２、投受光部２９２３、分光器２９２４、ＰＣ２９２５は実施例１で説明した光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、分光器２９０４、ＰＣ２９０５と同様のため説明を省略する。
ジョイント２９２７は、光源２９２１から出力された光をファイバ切替器２９２６の複数の入力ポートに分岐するための分岐ファイバと、光源２９２１とを接続する。
ファイバ切替器２９２６は、分岐ファイバから入力された光の出力／非出力を切り替える切替器であり、いずれかの出力口から光を送出する。本実施例では、ファイバ切替器２９２６は３入力３出力であるものとして説明をするが、複数の入力口と出力口との対が設けられればよく、個数は限定されない。本実施例では、１つめの出力口（ポート１とする）から出力された光は投受光部２９２３ａに、２つめの出力口（ポート２とする）から出力された光は投受光部２９２３ｂに、３つめの出力口（ポート３とする）から出力された光は分光器に直接入力される。これによって、投受光部２９２３ａ、ｂを異なる測定位置ＭＡＡ～ＭＤＤに配置することによって複数の搬送ラインの膜厚の測定を行うことができる。また、投受光部２９２３ａ、ｂを１つの測定位置の異なる場所に配置することによって１つの搬送ラインの膜厚の測定精度を高めることができる。また、ポート３によって光源２９２１から出力される光の強度変化を検出することができる。
（構成例３）
図２９（Ｃ）は、膜厚測定装置１２０の構成例３を示す。構成例３に係る膜厚測定装置１２０は、光源２９４１ａ、ｂ（以下、区別せず光源２９１と呼ぶ場合がある）、真空フランジ２９４２ａ、ｂ（以下、区別せず真空フランジ２９４２と呼ぶ場合がある）、投受光部２９４３ａ、ｂ（以下、区別せず投受光部２９４３と呼ぶ場合がある）、分光器２９４４、およびＰＣ２９４５を備える。光源２９４１、真空フランジ２９４２、投受光部２９４３、および分光器２９４４間は、光ファイバで接続される。
光源２９４１、真空フランジ２９４２、投受光部２９４３、分光器２９４４、ＰＣ２９４５は実施例１で説明した光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、分光器２９０４、ＰＣ２９０５と同様のため説明を省略する。
構成例３によれば、分光器およびＰＣを測定位置ごとに用意する必要がなくなる。
＜＜テーパー部材＞＞
図２７のように、膜厚測定装置１２０が配置される配置位置ＭＡＡ～ＭＤＣにおいて、膜厚測定装置１２０から送出された測定光が、受渡室２や成膜室３の天井部分に反射して、投受光部に入力された結果、測定精度が下がる場合がある。このため、膜厚測定装置１２０の光の照射方向、図３１の例では受渡室２の天井部分に、テーパー部材３１０１が配置される。例えば、テーパー部材３１０１は、三角柱や、角錐、円錐状の形状を有する。これによって、測定光を膜厚測定装置１２０とは異なる方向に反射させることができる。また、一例ではテーパー部材３１０１は光の吸収率の高い黒色部材である。また、一例では、膜厚測定装置１２０からの測定光が照射される表面部分は、サンドブラスト加工などの表面加工が施され、光の拡散を促すことができる。
このようにテーパー部材３１０１を配置することで、膜厚測定装置１２０から照射した測定光が、基板Ｗとは異なる箇所で反射したことによって膜厚の測定精度が低下することを防ぐことができる。
＜＜基板および保持ユニットの構成例＞＞
図３２に示すように、基板上には、膜厚測定装置１２０によって測定が行われる箇所ごとに測定用の成膜エリア３２０１ａ～３２０１ｃ（以下、区別せず成膜エリア３２０１と呼ぶ場合がある）が配置される。図３２では、基板Ｗの３つの箇所で測定を行うために３つの成膜エリア３２０１ａ～ｃが配置されるものとして図示されているが、膜厚の測定を行うための成膜エリアは、測定箇所の数に対応して決められてよいし、複数の箇所の膜厚の測定のために１つの成膜エリアが配置されてもよい。例えば、成膜エリア３２０１ａ～３２０１ｃを含む１つの長穴状の成膜エリアが配置されてもよい。
一例では、成膜エリア３２０１は、実際に基板Ｗ上に電子デバイスが製造される領域とは異なる領域に配置される。例えば、異なる電子デバイスが製造される複数種類の基板で共通の位置を測定することができるよう、成膜エリアは基板Ｗの端部付近に配置される。
また、測定位置ＭＡＡ、ＭＡＢなど、基板Ｗが保持ユニット６によって搬送されている間に膜厚の測定が行われる場合、膜厚測定装置からの測定光が保持ユニット６に反射することで膜厚の測定精度が下がる場合がある。このため、成膜エリア３２０１に対応する位置、例えば成膜エリア３２０１の鉛直上方の位置には保持ユニット６にも開口が配置される。これによって、膜厚測定装置１２０から照射された測定光が基板を保持する保持ユニット６に反射し、反射光が膜厚測定装置１２０の受光部に入射し、測定のノイズとなることを防ぐことができる。
また、測定用の成膜エリア３２０１に成膜が行われるよう、マスクＭにも開口が配置される。このため、図２７の測定位置ＭＡＣのように、成膜位置で膜厚の測定が行われる位置では、基板ＷにマスクＭが位置決めされている状態で膜厚の測定が行われる。
＜＜ジョイント構造＞＞
図３３（Ａ）～図３３（Ｃ）は、例えば図２９（Ｂ）のジョイント２９２７などの、膜厚測定装置１２０で光を伝送するファイバの接続に使用されるジョイント構造を示す説明図である。
図３３（Ａ）は、ジョイント構造の斜視図である。コネクタ３３０１に、プラグ３３０２を差し込むことでファイバの接続が行われる。コネクタ３３０１は、光の出力側の１本の素線３３１１を、ケーブルマウンタ３３１２で固定し、ケーブルマウンタ３３１２をアダプタ３３１３に接続し、アダプタ３３１３と筒状部材３３１４とを接続することで形成される。
プラグ３３０２は、複数の入力側の素線３３２１が束ねられ、束ねられた素線全体が樹脂で包まれた構造となっている。樹脂はステンレス製の筒状部材３３２２によって保護される。束ねられた素線が、分岐数ごとに割り当てられることで、ジョイント２９２７とファイバ切替器２９２６との接続に使用されるファイバの分岐を行うことができる。
図３３（Ｂ）はジョイントの断面図を示す。素線３３１１はクラッドとコアと被覆を含む。ケーブルマウンタ３３１２は、アダプタ３３１３に差し込む長さＬ１が所定の規格によって予め定められている。ケーブルマウンタ３３１２の先端と素線３３１１とが位置合わせするように固定される。アダプタ３３１３にケーブルマウンタ３３１２を差し込んだ場合のアダプタ３３１３側のマージン長Ｌ２も所定の規格によって予め定められている。
ここで、図３３（Ｂ）に示すように、素線３３１１から光が送出されると、素線３３１１の先端から光が所定の出射角で出射される。一例では、出射角は出射方向を０度として１１度～１３度である。このため、プラグ３３０２の先端位置が位置３３４１に位置する場合は、プラグ３３０２の中心付近の素線には光が入射するが、プラグ３３０２の外周側に位置する素線には光が入射しない。一方、プラグ３３０２の先端位置が位置３３４３に位置する場合は、全体の素線に光が入射するが、プラグ３３０２のステンレス製の筒状部材にも光があたることとなり、素線に入射する光の強度が小さくなってしまう。このため、プラグ３３０２の先端位置が位置３３４２のように、素線全体に光が入射し、かつ素線以外に光が照射してしまわないようにすることで、ファイバの接続時に生じる光のロスを抑えることができる。
このため、本実施形態に示すジョイント２９２７では、図３３（Ｃ）に示すように、筒状部材の内側に、さしこまれたプラグ３３０２の先端が当接するスペーサ３３６１が配置される。図３３（Ｃ）では、スペーサ３３６１は筒状部材であるものとして示しているが、円柱形状のガラスで構成されてもよい。この場合、入射面での光の屈折を考慮してスペーサ３３６１の厚みが決定されてもよい。このように、本実施形態に係るジョイント構造では、出力側の素線と入力側の複数の素線との間の距離を一定に保つためにスペーサ３３６１を配置する。
また、素線３３１１側のスペーサ３３６１の入射面を凸形状にし、スペーサ３３６１によってレンズ効果が得られるようにしてもよい。これによって、プラグ３３０２の先端の断面に対して垂直に光を入射させることができる。
次に、成膜が行われた基板の膜厚を特定するための反射率測定装置において、基板に照射した光の強度を補正するためにリファレンス測定を行うための構成例について説明する。なお、ここまで説明した形態と同様の構成、機能、処理については同一の参照符号を使用し、説明を省略する。
本実施形態に係る膜厚測定装置１２０（反射率測定装置）では、リファレンス基板ＷREFや基板Ｗなどの測定対象物に照射する光の強度変化によって測定精度が低下することを防止する。測定対象物に照射される光の強度変化は、温度変化や電圧変化によって光源から送出される光自体の強度が変化することによっても生じるが、光源から送出された光が伝送される光ファイバの屈曲や伸長などの光ファイバの姿勢の変化による光の伝搬損失の変化によっても生じ得る。このため、本実施形態に係る膜厚測定装置は、リファレンス測定のための光の経路と膜厚測定のための光の経路と重複するように伝送することで、光ファイバの光の伝搬損失の変化による測定対象物に照射される光の強度変化を含めてリファレンス測定を行う。
図３４は本実施形態に係る膜厚測定装置の構成例を示す図である。図３４に示す膜厚測定装置１２０は、光源３４０１から送出された光は、ジョイント３４０２によって、複数の投光用の素線３４０３1～３４０３k（以下、区別せず投光用素線３４０３と呼ぶ場合がある）に分岐される。投光用素線３４０３は、例えば複数の素線をまとめる被膜によって、１本の光ファイバとして真空フランジ３４０４を介して投受光ヘッド３４０５に接続される。また、投光用素線３４０３は、その一部がリファレンス測定用の素線として使用され、他の部分が膜厚測定用の素線として割り当てられる。
投受光ヘッド３４０５は、膜厚測定用の素線からの光は、測定対象物に向かって照射される。測定対象物によって反射された反射光は、分光器３４０７1に入力される受光用の素線３４０６1に入力される。一方、リファレンス測定用の素線からの光は、折り返し構造３４０５１によって測定対象物に照射されることなく分光器３４０７2に入力される受光用の素線３４０６2に入力される。分光器３４０７によって測定された光の強度は、ＰＣ３４０８に送信され、後述する反射率の測定に使用される。
なお、受光用の素線３４０６は、分光器３４０７1と３４０７2とにそれぞれ入力される。ここで、受光用の素線３４０６は、分岐点３４０９まではまとめて被膜されることで１本のファイバとして配線されてもよい。そして、分岐点３４０９において、膜厚測定用の素線３４０６1とリファレンス測定用の素線３４０６2として分光器３４０７に入力される。分光器３４０７1には、測定対象物によって反射された反射光を伝送するための受光用素線が接続され、分光器３４０７2には、折り返し構造３４０５１によって入力された光を伝送するための受光用素線が接続される。
光源３４０１、ジョイント３４０２、真空フランジ３４０４、投受光ヘッド３４０５、ＰＣ３４０８は第七実施形態で上述した光源２９２１、ジョイント２９２７、真空フランジ２９２２、投受光部２９２３、およびＰＣ２９２５と同様の構成のため説明を省略する。
ここで、図３５（Ａ）、図３５（Ｂ）を参照して、投受光ヘッド３４０５の構成について説明する。図３５（Ａ）は、投受光ヘッド３４０５を測定対象物側から見た図である。図３５（Ｂ）は、投受光ヘッド３４０５を光の照射方向と平行な面における断面図である。
図３５（Ａ）に示すように、投受光ヘッド３４０５には、白抜きで示す投光用の素線３５０１1～３５０１k（以下、区別せず投光用素線３５０１と呼ぶ場合がある）と、網掛けして示す受光用の素線３５０２1～３５０２j（以下、区別せず受光用素線３５０２と呼ぶ場合がある）とが配置される。投光用素線３５０１と受光用素線３５０２とは任意に設定することができるが、一例では投光用素線３５０１は２０本（ｋ＝２０）、受光用素線３５０２は１０本（ｊ＝１０）配置される。
また、投受光ヘッド３４０５には、１本以上の投光用素線３５０３と１本以上の受光用素線３５０４とを覆うように折り返し構造３４０５１が配置される。折り返し構造３４０５１は、投光用素線３５０３を伝送された光を、測定対象物に照射することなく受光用素線３５０４に入力するための補正光入力部である。
ここで、図３５（Ｂ）を参照して折り返し構造３４０５１の構造について説明する。図３５（Ｂ）は図３５（Ａ）の点線Ｌと光の照射方向とを通る平面における投受光ヘッド３４０５の断面図である。投受光ヘッド３４０５に配置された折り返し構造は、透過層３５１１と、不透過層３５１２とを含む。透過層３５１１は、上述したように、投光用素線３５０３の出射口と受光用素線３５０４の入射口とを覆うように配置され、光の伝送を行うための透過性の材料によって構成される。また、不透過層３５１２は、透過層３５１１によって覆われた素線の測定対象物側に配置される遮光部材である。これによって、測定対象物に照射され、反射した反射光などの、投光用素線３５０１から照射された外部光が受光用素線３５０４に入力され、リファレンス測定の際にノイズとなることを防ぎながら、投光用素線３５０３から受光用素線３５０４に光を伝送することができる。
なお、図３５（Ｂ）では、投光用素線３５０３から出射した光は透過層３５１１と不透過層３５１２との境界で反射し、受光用素線３５０４に入射するように図示しているが、透過層３５１１および不透過層３５１２の代わりに投光用素線３５０３と受光用素線３５０４とを光ファイバによって接続してもよい。
＜＜反射率の測定方法＞＞
ここで、図３６（Ａ）～図３６（Ｃ）を参照して、本実施形態に係る膜厚測定装置が実行する反射率の測定方法について説明する。
図３６（Ａ）において、膜厚測定装置１２０は、バックグラウンドノイズの測定を行った際の分光器３４０７1に入力された反射光の強度をＰRmea1とし、分光器３４０７2に入力されたリファレンス測定用の光の強度をＰRref1として記憶する。すなわち、図３６（Ａ）では、光の照射強度をＰT1とすると、強度ＰT1の光を照射すると、リファレンス測定用の光の強度として受光強度ＰRref1の光を受光し、バックグラウンドノイズの測定用の光の強度ＰRmea1の光を受光する。
続いて、図３６（Ｂ）に示すようにリファレンス測定用の基板ＷREFの反射率を測定する際に、分光器３４０７1に入力された反射率の測定用の光の強度をＰRmea2とし、分光器３４０７2に入力されたリファレンス測定用の光の強度をＰRref2として記憶する。ここでは、光の照射強度をＰT2とする。
ここで、リファレンス測定用の光の強度ＰRref2は測定対象物の有無によって変化しないと仮定すると、照射強度ＰT2に対して測定されたリファレンス測定用の光の強度ＰRref2は、照射強度ＰT1に対して測定されたリファレンス測定用の光の強度ＰRref1と相関を有する。このため、光の照射強度ＰT2を以下の数式（３）に示すように特定することができる。
ＰT2＝（ＰRref2／ＰRref1）ＰT1 （３）
ここで、照射強度ＰT2で光を照射した際のバックグラウンドノイズの大きさは、（ＰT2／ＰT1）ＰRmea1として特定することができる。このため、照射強度ＰT2でリファレンス測定用の基板ＷREFに光を照射して得られた反射光の強さは、ＰRmea2－（ＰT2／ＰT1）ＰRmea1として表すことができる。ここから、リファレンス測定用の基板ＷREFの反射率Ｒrefは以下の数式（４）によって表すことができる。
Ｒref＝｛ＰRmea2－（ＰT2／ＰT1）ＰRmea1｝／ＰT2 （４）
ここで、数式（４）に数式（３）を代入し、既知の反射率Ｒrefから、光の照射強度ＰT2を特定することができる。また、数式（３）に基づいて、バックグラウンドノイズの測定を行った際の光の照射強度ＰT1も特定することができる。
続いて、図３６（Ｃ）に示すように、成膜した基板Ｗの反射率Ｒを測定する際に、分光器３４０７1に入力された反射率の測定用の光の強度をＰRmea3とし、分光器３４０７2に入力された光のリファレンス測定用の光の強度をＰRref3として記憶する。なお、図３６（Ｃ）における光の照射強度をＰT3と仮定する。
ここで、図３６（Ｃ）ではリファレンス測定用の光の強度として強度ＰRref3の光を受光しているため、光の照射強度ＰT3を上記数式（３）と同様に以下の数式（３'）に基づいてバックグラウンドノイズを測定した際と同様に特定することができる。
ＰT3＝（ＰRref3／ＰRref1）ＰT1 （３'）
続いて、図３６（Ｂ）と同様に照射強度ＰT3で光を照射した際に得られるバックグラウンドノイズの大きさは、（ＰT3／ＰT1）ＰRmea1として推定することができる。このため、照射強度ＰT3で成膜した基板Ｗに光を照射して得られた反射光の強さは、ＰRmea3－（ＰT3／ＰT1）ＰRmea1として表すことができる。ここから、基板Ｗの反射率Ｒを以下の数式（４'）によって表すことができる。
Ｒ＝｛ＰRmea3－（ＰT3／ＰT1）ＰRmea1｝／ＰT3 （４'）
ここで、特定した照射強度ＰT1、ＰT3、並びに測定したＰRmea3、ＰRmea1を数式（４'）に代入することで基板Ｗの反射率Ｒを特定することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る膜厚測定装置は、リファレンス測定を行うことで、光源から送出される光の強度変化やファイバの姿勢の変化によらずに高い精度で反射率を測定することができる。
また、本実施形態に係る膜厚測定装置は、リファレンス測定用の光を伝送する素線と、反射率の測定用の光を伝送する素線とをまとめて投受光ヘッドに接続する。また、投受光ヘッドから分光器までの少なくとも一部の経路をまとめて配線する。これによって、リファレンス測定用の素線と反射率の測定用の素線とで、ケーブルの姿勢の変化による光の損失の変化によって反射率の測定精度が低下することを防ぐことができる。
＜＜変形例＞＞
図３７を参照して、膜厚測定装置１２０の変形例について説明する。なお、図３４と同様の構成については同一の参照符号を使用し、説明を省略する。
図３７に示す投受光ヘッド３７０１は、単一の素線を介して入力された光を分岐するための分岐構造３７０１１を備える。そして、分岐した光の一部を折り返し構造３７０１２でリファレンス測定用の素線３４０６2に入射する。これによって、光源３４０１から投受光ヘッド３７０１まで同一の素線３７０２でリファレンス測定用の光と反射率の測定用の光とを伝送することができ、光ファイバの姿勢の変化による光の損失の変化によって反射率の測定精度が低下することを防ぐことができる。
また、本実施形態は、第一～第七実施形態と任意に組み合わせることができる。例えば、本実施形態では、１つの光源に対して１つの投受光ヘッド３４０５、３７０１が設けられる構成について説明したが、図２９（Ｂ）に示すように分岐され、１つの光源に対して複数の投受光ヘッドが設けられてもよい。
また、図３６（Ａ）～図３６（Ｃ）では受渡室２内に膜厚測定装置１２０が配置されるものとして図示されているが、図２６に示す測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣのいずれに配置されてもよい。
また、一例では、図３４に示す分岐点３４０９と分光器３４０７との間の、リファレンス測定用の光を伝送する素線と、反射率の測定用の光を伝送する素線とが異なるケーブルとして配線される部分では、それぞれのケーブルが固定されうる。これによって、分岐点３４０９と分光器３４０７との間のケーブルの姿勢の変化によって、リファレンス測定用の光と反射率の測定用の光との損失の変化に差が出ることを防ぐことができる。また、一例では、分岐点３４０９と分光器３４０７との間のケーブルの長さは５ｍ以下に抑えられる。
＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
１ 成膜装置、３ 成膜室、４ 搬送ユニット、５Ａ及び５Ｂ 搬送ユニット、６Ａ～６Ｄ 保持ユニット、７Ａ及び７Ｂ 移動ユニット

Claims (7)

  1. 反射率測定装置であって、
    光源と、
    投受光ヘッドであって、
    前記投受光ヘッドに入力された光源からの光に含まれる第１光と第２光のうち前記第１光を被測定物に照射する投光部と、
    前記第１光が前記被測定物で反射した反射光を第１素線に入力する反射光入力部と、
    前記第２光を前記被測定物に照射せずに第２素線に入力する補正光入力部と、
    を備える投受光ヘッドと、
    前記第１素線を介して伝送された第３光の強度と前記第２素線を介して伝送された第４光の強度とを測定する測定手段と、
    前記測定手段で測定した前記第３光の強度および前記第４光の強度に基づいて前記被測定物の反射率を特定する特定手段と、
    を備え、
    前記第１光と前記第２光とは異なる素線を被膜によってまとめた投光用光ファイバを介して前記投受光ヘッドに入力され、
    前記第１素線と前記第２素線とを被膜によってまとめた受光用光ファイバが前記反射光入力部と前記補正光入力部に接続されることを特徴とする反射率測定装置。
  2. 反射率測定装置であって、
    光源と、
    投受光ヘッドであって、
    前記投受光ヘッドに入力された光源からの光に含まれる第１光と第２光のうち前記第１光を被測定物に照射する投光部と、
    前記第１光が前記被測定物で反射した反射光を第１素線に入力する反射光入力部と、
    前記第２光を前記被測定物に照射せずに第２素線に入力する補正光入力部と、
    を備える投受光ヘッドと、
    前記第１素線を介して伝送された第３光の強度と前記第２素線を介して伝送された第４光の強度とを測定する測定手段と、
    前記測定手段で測定した前記第３光の強度および前記第４光の強度に基づいて前記被測定物の反射率を特定する特定手段と、
    を備え、
    前記第１光と前記第２光とは同一の素線を被膜によってまとめた投光用光ファイバを介して前記投受光ヘッドに入力され、
    前記投受光ヘッドは、前記第１光と前記第２光とを異なる素線に入力する分岐部をさらに有し、
    前記第１素線と前記第２素線とを被膜によってまとめた受光用光ファイバが前記反射光入力部と前記補正光入力部に接続されることを特徴とする反射率測定装置。
  3. 前記補正光入力部は、前記第２光を前記被測定物とは異なる反射体で反射することで前記第２素線に前記第２光を入力することを特徴とする請求項１または２に記載の反射率測定装置。
  4. 前記補正光入力部は、外部光が前記第２素線に入力されないように前記被測定物側に配置された遮光部材を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の反射率測定装置。
  5. 前記受光用光ファイバにおける前記投受光ヘッドから前記測定手段までの分岐点において前記第１素線と前記第２素線とが分岐されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の反射率測定装置。
  6. 前記受光用光ファイバにおける前記分岐点から前記測定手段までの素線の長さは５ｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の反射率測定装置。
  7. 成膜装置であって、
    基板に対して成膜を行う成膜ユニットが設けられた成膜室と、
    基板を下側に保持しながら、基板の成膜位置と基板の受取位置との間で基板を搬送する搬送手段と、
    搬送手段に保持された基板に形成された膜の反射率を測定するための請求項１から６のいずれか１項に記載の反射率測定装置と、
    を備えることを特徴とする成膜装置。
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