KR100927153B1 - 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치 - Google Patents

Abstract

유기 EL 소자의 유리 기판에 광을 조사하여 유기막의 특성을 해석한다. 시료(試料) 해석 장치는 유리 기판이 상측으로 되도록 스테이지에 유기 EL 소자를 탑재 배치하고, 유리 기판을 향하여 광을 조사하여 유기 EL 소자에 따른 진폭비(振幅比) 및 위상차를 측정한다. 또한, 시료 해석 장치는 조사된 광의 반사광 K1 내지 K3에 따른 구조의 모델을 선택하고, 선택된 모델로부터 진폭비 및 위상차를 유기 EL 소자의 공간의 두께 치수에 따라 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리로 구한다. 시료 해석 장치는 측정한 결과 및 모델로부터 연산에 의해 구한 결과를 비교하여 피팅(fitting)을 적절히 행함으로써, 몇 개의 모델 중에서 베스트 모델을 결정하여 유기 EL 소자에 따른 특성을 해석한다.

유기 EL 소자, 유기막, 시료 해석 장치, 엘립소미터, 막층, 광조사기

Description

시료 해석 방법 및 시료 해석 장치{SAMPLE ANALYZING METHOD AND SAMPLE ANALYZING APPARATUS}

본 발명은 투광성 기판에 적층된 복수의 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료(試料)의 광학 특성을, 편광된 광을 조사(照射)하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층(膜層)의 특성을 해석하는 시료 해석 방법, 및 시료 해석 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 복수의 성막실(成膜室)에서 복수층의 성막을 단계적으로 행하는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 그 방법에 사용되는 제조 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 시료 해석 방법, 시료 해석 장치 및 상기 시료 해석 장치를 기능시키기 위한 컴퓨터에서의 판독이 가능한 기록 매체에 관한 것이다.

종래 막을 갖는 시료의 특성(막의 굴절률, 흡광 계수, 막 두께 등)을 해석하기 위해, 편광계(polarimeter) 및 엘립소미터와 같은 편광된 광을 조사하여 측정을 행하는 측정기를 이용하고 있었다. 예를 들어, 엘립소미터로는 시료에 편광된 광을 입사시켜 입사광 및 반사광의 편광 상태의 변화를 측정함으로써, 도 1a에 나타낸 바와 같이 진폭비(振幅比)(Ψ프사이) 및 위상차(Δ델타)를 구하는 것이다. 또한, 엘립소미터에 의해 구해진 진폭비 및 위상차만으로는 시료에 대한 유일한 세트로 막의 굴절률(n), 흡광 계수(k), 및 막 두께(d)를 구할 수 없다. 그래서, 사용자로부터 입력되는 해석 대상의 시료 항목에 대한 가정(假定) 내용(기판의 종류, 막 두께 등)에 의거하여, 시료의 구조에 따른 모델을 세워 모델 및 엘립소미터의 측정 결과를 이용하여 시료 해석을 행한다.

구체적인 해석 순서는 이하와 같다. 우선, 모델로부터 이론적인 연산에 의해 구해지는 진폭비 및 위상차와, 엘립소미터의 측정에 의해 구해진 진폭비 및 위상차를 비교한다. 그리고, 양자(兩者)의 상이(相異)한 정도가 최소로 되도록 모델에 따른 분산식의 파라미터 및 모델의 막 두께 등을 변경하는 프로세스를 행한다(피팅(fitting)이라고 칭함). 양자의 상이는 통상 최소제곱법을 이용한 연산에 의해 구하고 있다. 피팅에 의해 최소제곱법으로 얻어진 결과가 어느 정도 작아졌다고 판단된 경우, 그 때의 분산식의 파라미터의 값으로부터 막의 굴절률 및 흡광 계수를 구하는 동시에, 그 때의 막 두께를 시료가 갖는 막의 막 두께로서 선택한다.

또한, 모델 작성, 최소제곱법에 의한 연산, 피팅 등은 컴퓨터를 이용한 소요의 프로그램에 의거하여, 수동 또는 자동으로 행하는 것이 일반적이다(특허문헌 1, 2 참조).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2002-340789호 공보

[특허문헌 2] 일본국 공개특허 2002-340528호 공보

유기 EL(Electroluminescence) 소자는 자발광 소자이며, 기판 위에 하부 전극과 유기 발광 기능층을 포함하는 유기층과 상부 전극을 적층시킨 기본 구조를 갖고 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 상부 전극 및 하부 전극의 한쪽에 형성되는 음극(陰極) 측으로부터 전자가 유기층 내에 주입된다. 상부 전극 및 하부 전극의 다른쪽에 형성되는 양극(陽極) 측으로부터 정공이 유기층 내에 주입되며, 그들 유기층 중의 유기 발광 기능층에 의해 재결합함으로써 발광한다.

이러한 유기 EL 소자의 제조 장치로서 클러스터(cluster)형 유기 EL 소자의 제조 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 3). 도 2는 종래의 클러스터형 제조 장치의 구성을 나타낸 모식적 평면도이다. 도 2에서 200은 클러스터형 제조 장치이며, 2연(連)의 성막 장치(210, 220)와 밀봉 장치(230)를 구비하도록 구성되어 있다. 반입 측의 성막 장치(210)에는 기판 반송실(241)이 연이어 설치되고, 성막 장치(210, 220) 및 밀봉 장치(230) 사이에는 각각 반입/반출실(242, 243)이 연이어 설치되며, 밀봉 장치(230)의 반출 측에는 배출실(244)이 연이어 설치되어 있다. 성막 장치(210, 220)는 중앙에 진공 반송용 로봇(211, 221)이 배치 구비되고, 그 주위에 복수의 증착실(212, 213, 214, 222, 223, 224)이 배치 구비되어 있다. 그리고, 각 성막 장치(210, 220)에는 각각 검사실(막 두께 측정)(215, 225)이 배치 구비되어 있다.

또한, 밀봉 장치(230)에도 중앙에 진공 반송용 로봇(231)이 배치 구비되며, 그 주위에 밀봉 기판 반송실(232), 검사실(발광 특성 측정)(233), 밀봉실(234)과 예비 진공실(235)이 배치 구비되어 있다. 그리고, 각 증착실(212, 213, 214, 222, 223, 224)의 입구, 기판 반송실(241), 반입/반출실(242, 243), 밀봉 기판 반송실(232),배출실(244)의 출입구에는 진공 게이트(1G)가 장비되어 있다.

여기서, 성막 장치(210, 220)에서 증착실(212, 213, 214, 222, 223, 224)은 유기층(정공 수송층, 발광층(R, G, B), 전자 수송층) 및 상부 전극을 각각 성막하기 위한 것이며, 각층의 증착 재료를 가열하여 증발시키는 증착원을 구비하는 저항 가열식 등의 진공 증착 장치가 배치 구비되어 있다. 또한, 검사실(215, 225)에는 적층된 막 두께를 실측하기 위한 광학적 막 두께 측정 장치가 배치 구비되어 있다. 그리고, 검사실(215, 225)에서의 검사 결과에 의거하여, 증착실의 막 두께 설정 조정이 가능하도록 검사실(215)과 각 증착실(212∼214) 또는 검사실(225)과 각 증착실(222∼224)은 데이터 송신 수단(송신 회선 및 송수신 장치를 포함)(1P)에 의해 접속되어 있다.

이러한 제조 장치에 의하면, 전(前)처리 공정 및 세정(洗淨) 완료된 기판(ITO 기판)이 기판 반송실(241) 내에 반입되어, 성막 장치(210)의 진공 반송용 로봇(211)에 전해진다. 진공 반송용 로봇(211)의 동작에 의해, 차례로 증착실(212, 213, 214)에서의 증착이 이루어지는 동시에, 적층된 층의 막 두께 측정이 검사실(215)에서 행해진다. 반입/반출실(242)에서 성막 장치(210) 측의 진공 반송용 로봇(211)으로부터 성막 장치(220) 측의 진공 반송용 로봇(221)으로의 반입/반출이 이루어진다. 그리고, 성막 장치(220)에서 진공 반송용 로봇(221)의 동작에 의해, 차례로 증착실(222, 223, 224)에서의 증착이 이루어지는 동시에, 적층된 층의 막 두께 측정이 검사실(225)에서 행해진다.

이 제조 장치에 의한 성막 공정의 예를 구체적으로 설명하면, 예를 들어 성막 장치(210)에서는 1색째의 성막이 행해지고, 증착실(212)에서 각색 공통의 정공 수송층, 증착실(213)에서 발광층(B), 증착실(214)에서 전자 수송층(B)의 증착이 각각 행해진다. 그리고, 그 측정 결과에 의거하는 발광 특성의 시뮬레이션에 의해, 색도(色度) 보정층의 성막 조정이 이루어진다(검사실(215)에서의 측정 결과가 증착실(214)에 송신되어 증착실(214)에서 막 두께 설정이 이루어짐). 그 후, 기판이 다시 증착실(214) 또는 다른 증착실 내(도시 생략)로 반송되어, 조정된 설정 막 두께에 따라 전자 수송층으로 이루어지는 색도 보정층이 성막된다.

그 후는, 성막 장치(220)에 반입/반출되어 2색째의 성막이 이루어진다. 증착실(222)에서 발광층(G)의 증착이 행해지고, 이어서 증착실(223)에서 전자 수송층(G)의 증착이 행해진다. 그 후 검사실(225)로 반송되어 적층 막 두께의 측정이 행해진다. 그리고, 그 측정 결과에 의거하는 발광 특성의 시뮬레이션에 의해, 색도 보정층의 성막 조정이 이루어진다. 그 후, 증착실(223) 내 또는 다른 증착실 내(도시 생략)에 다시 반송되어, 조정된 설정 막 두께에 따라 전자 수송층으로 이루어지는 색도 보정층이 성막된다.

그리고, 마지막으로 증착실(224)에서 상부 전극의 증착이 이루어진 후에, 반입/반출실(243)을 통하여 밀봉 장치(230)로 반송된다. 밀봉 장치(230)에서는 먼저 검사실(233)로 반송되고, 거기서 발광 특성의 측정이 이루어져 색도 어긋남이 없음 을 확인할 수 있다.

그리고, 유기층 및 상부 전극이 성막된 기판과 밀봉 기판 반송실(232)로부터 반입된 밀봉 기판이 함께 밀봉실(234)로 반송되고, 접착제를 통하여 양자의 접합이 행해진다. 접합이 완료된 유기 EL 패널이 배출실(244)을 통하여 장치 바깥으로 반출된다. 이상 설명한 클러스터형 제조 장치에 부가하여, 증착실이 연이어 설치된 성막 장치 및 밀봉 장치가 평행하게 병렬 배치된 인라인형 제조 장치도 알려져 있다.

[특허문헌 3] 일본국 공개특허 2005-322612호 공보

종래 막을 갖는 시료의 특성(막의 굴절률, 흡광 계수, 막 두께 등)을 해석하기 위해, 편광계 및 엘립소미터 등이 사용되고 있었다. 예를 들어 엘립소미터로는 시료에 편광된 광을 입사시켜 입사광 및 반사광의 편광 상태의 변화를 측정함으로써, 진폭비(Ψ 프사이) 및 위상차(Δ 델타)를 구하는 것이다. 또한, 엘립소미터에 의해 구해진 진폭비 및 위상차만으로는 시료에 대한 유일한 세트로 막의 굴절률(n), 흡광 계수(k), 및 막 두께(d)를 구할 수 없다. 그래서, 사용자로부터 입력되는 해석 대상의 시료 항목에 대한 가정 내용(기판의 종류, 막 두께 등)에 의거하여, 시료의 구조에 따른 모델을 구축하고, 모델 및 엘립소미터의 측정 결과를 이용하여 시료 해석을 행한다.

구체적인 해석 순서는 이하와 같다. 우선, 모델로부터 이론적인 연산에 의해 구해지는 진폭비 및 위상차와, 엘립소미터의 측정에 의해 구해진 진폭비 및 위상차를 비교하고, 양자의 상이한 정도가 최소로 되도록 모델에 따른 분산식의 파라 미터 및 모델의 막 두께 등을 변경하는 프로세스를 행한다(피팅이라고 칭함). 양자의 상이는 통상 최소제곱법을 이용한 연산으로 구하고 있고, 피팅에 의해 최소제곱법에 의해 얻어진 결과가 어느 정도 작아졌다고 판단된 경우, 그 때의 분산식의 파라미터의 값으로부터 막의 굴절률 및 흡광 계수를 구하는 동시에, 그 때의 막 두께를 시료가 갖는 막의 막 두께로서 선택한다.

또한, 모델 작성, 최소제곱법에 의한 연산, 피팅 등은 컴퓨터를 이용하여 소요의 프로그램에 의거하여, 수동 또는 자동으로 행하는 것이 일반적이다(예를 들어 특허문헌 4, 5 참조).

이러한 엘립소미터를 사용하여 유기 EL(Electroluminescence) 소자의 막 두께 등을 계측하는 기술이 개시되어 있다(예를 들어 특허문헌 6). 유기 EL 소자는 투광성 기판 위에 하부 전극과 유기 발광 기능층을 포함하는 유기층과 상부 전극을 적층시킨 기본 구조를 갖고 있다.

유기 EL 소자의 상부 전극과 하부 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 상부 전극 및 하부 전극의 한쪽에 형성되는 음극 측으로부터 전자가 유기층 내에 주입되고, 상부 전극 및 하부 전극의 다른쪽에 형성되는 양극 측으로부터 정공이 유기층 내에 주입된다. 그리고, 그들 유기층 중의 유기 발광 기능층에 의해 재결합함으로써 발광한다. 투광성 기판 위에 유기층 등이 성막된 후, 유기층 등을 덮는 커버 부재를 투광성 기판에 접합시켜 유기 EL 소자 패널이 완성되며, 제품으로서 출하된다.

[특허문헌 4] 일본국 공개특허 2002-340789호 공보

[특허문헌 5] 일본국 공개특허 2002-340528호 공보

[특허문헌 6] 일본국 공개특허 2005-322612호 공보

상술한 엘립소미터를 사용한 해석에 있어서, 해석 대상으로 되는 시료의 종류는 매우 다양하여, 최근에는 바깥으로 노출되어 있지 않은 막을 갖는 시료를 해석하고자 하는 요망도 나오고 있다. 예를 들어 차세대 디스플레이 재료로서 주목을 모으고 있는 유기 EL(OLED: Organic Light Emitting Diode) 소자의 연구 개발 및 제품 검사 등을 위해, 유기 EL 소자가 갖는 유기막을 상술한 엘립소미터를 사용한 해석 방법으로 해석하는 것이 기대되고 있다. 특히, 시작(試作)의 유기 EL 소자 또는 제조된 유기 EL 소자가 설계대로의 구조로 되어 있는지, 또한 설계대로 되어 있지 않은 경우에는, 어떤 점이 미흡했는지를 확인할 수 있도록 하는 것이 요망되고 있다. 또한, 경시적(經時的)으로 유기 EL 소자가 어떻게 변화(열화(劣化))되는지를 확인할 수 있도록 하는 것이 요망되고 있다.

그러나, 유기 EL 소자는 유리 기판과 같은 투명 기판 위에 양극, 복수의 막(유기막), 및 음극을 적층시키는 동시에 밀봉 캡으로 막을 덮고, 내부를 진공 밀봉 또는 밀봉된 내부에 희(希)가스류를 충전하는 구조이다. 그 때문에, 밀봉된 내부에 존재하는 적층막을 향하여 광을 조사하고, 반사된 광을 적절히 취득하여 막의 광학 특성을 엘립소미터로 측정하는 것은 매우 곤란해진다는 문제가 있다. 따라서, 완성된 유기 EL 소자가 설계대로의 구조인지, 어떤 점이 미흡했던 것인지, 더 나아가서는 경시적인 변화 등을 현재 상태에서는 적절히 확인할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 밀봉 캡 내에 배치된 적층막으로 광을 조사했을지라도, 밀봉 캡은 막과의 사이에 공간(갭(gap))이 존재한다. 그 때문에, 갭 치수에 따라서는 광 조사에 의해 간섭(干涉) 줄무늬가 발생한다. 간섭 줄무늬가 발생한 경우에는, 측정에 매우 시간이 걸리는 동시에, 모델에 의거하여 구한 진폭비(Ψ) 및 위상차(Δ)의 값이 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상하로 세밀하게 진폭되어 양호한 해석을 행할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 유기 EL 소자의 구조에 기인하여 유기 EL 소자의 막을 향하여 조사된 광의 반사 형태가 복수 상정되기 때문에, 해석에 사용하는 모델의 종류도 미리 복수 준비하여 두는 동시에, 반사 형태에 따른 모델을 적절히 선택하지 않으면, 정확한 해석을 행할 수 없다는 문제가 있다.

예를 들어 유기 EL 소자의 유리 기판 측으로부터 막을 향하여 광을 조사한 상황을 상정한 경우, 조사된 광이 막과 갭의 경계에서 반사될 때, 갭을 통과하여 밀봉 캡 내면에서 반사될 때 등 반사 형태가 복수 일어날 수 있다. 그러나, 이러한 경우에서는, 엘립소미터가 실제로 취득하는 시료로부터의 반사광은, 상술한 복수의 반사 형태 중 어느 하나의 반사 형태인지를 일반적으로 판별할 수 없기 때문에, 해석에 사용하는 모델의 종류도 선택할 수 없다. 그 때문에, 실제 해석에서는 모든 반사 형태를 고려할 수 있도록 모든 종류의 모델을 사용하여 팽대한 양의 연산을 행하며, 그 중에서 베스트인 연산 결과를 해석 결과로서 선택할 필요가 있다. 따라서, 유기 EL 소자의 측정을 행할 수 있었을지라도, 해석 처리의 부담이 크며, 또한 해석 결과를 얻기까지 장시간을 요한다는 문제가 있다. 또한, 상술한 바와 같은 각 문제는 유기 EL 소자 이외에도, 유기 EL 소자와 동등한 구조를 갖는 시료를 해석할 경우에도 생긴다. 또한, 측정기로서 편광계를 사용한 경우에도 마찬가지로 상술한 문제가 생긴다.

그러나, 종래의 제조 장치에서는 각 증착실에서의 각층의 성막마다 적층물을 검사실로 반입하여 광학적 막 두께 측정을 행하고 있기 때문에, 증착 및 검사 공정에 많은 시간을 요한다. 또한, 적층물을 증착실ㆍ검사실 사이에서 이동시킬 필요가 있어 장치 내의 진공 상태의 관리 부담도 증가된다는 문제가 있었다. 또한, 광학적 막 두께 측정은 각층 성막 후, 별도 검사실에서 실행하고 있기 때문에, 막 두께에 오차가 존재하는 경우는, 차단(次段)에 존재하는 증착실에서 색도 보정층의 성막 조정을 행할 필요가 있어, 공정 수가 증가된다는 문제도 있었다.

그러나, 특허문헌 6에 기재된 기술은, 각 막의 성막 후에 그 막 두께를 계측하고 있는 것에 불가하여, 커버 부재를 투광성 기판에 점착시킨 출하 단계의 유기 EL 소자 패널의 광학 특성을 계측할 수 없다는 문제가 있었다. 특히, 제조된 유기 EL 소자 패널이 설계대로의 구조로 되어 있는지, 또한 설계대로 되어 있지 않은 경우에는, 어떤 점이 미흡했는지를 확인할 수 있도록 하는 것이 요망되고 있다. 또한, 유기 EL 소자 패널의 광학 특성이 경시적으로 어떻게 변화(열화)되는지 정밀도 좋게 검사할 필요도 있었다. 또한, 특허문헌 4 및 특허문헌 5에는, 이러한 문제를 해결하는 수단은 개시되어 있지 않다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 유 기 EL 소자와 같이 막이 내부에 존재하는 구조의 시료에 대해서도 막에의 광 조사 및 반사광의 취득을 확실하게 행하여, 바깥으로 표출되어 있지 않은 막의 특성을 해석할 수 있도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 간섭 줄무늬의 영향을 배제하여 양호한 해석을 행할 수 있도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 시료의 두께 치수에 따라 해석에 사용하는 모델의 종류를 선택하여 해석에 따른 처리의 효율화를 도모하도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 투광성 기판에 적층된 복수의 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 시료 해석 방법으로서, 시료의 투광성 기판에 편광된 광을 조사하는 스텝과, 시료에 의해 반사된 광을 취득하는 스텝과, 취득된 광의 편광 상태를 측정하는 스텝과, 기억 장치에 기억된 투광성 기판측으로부터 측정할 때에 사용하는 모델을 판독하고, 상기 판독한 모델 및 상기 측정한 편광 상태에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 공극층(空隙層) 및 막층이 겹치는 제 1 모델과, 커버 부재에 따른 층, 공극층, 및 막층이 겹치는 제 2 모델을 작성하여 두고, 상기 측정기로 측정하는 시료의 두께 치수를 접수하는 스텝과, 접수된 두께 치 수에 따라, 상기 제 1 모델 및/또는 제 2 모델을 해석에 사용하는 모델로서 선택하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 공극층 및 막층이 겹치는 제 1 모델과, 커버 부재에 따른 층, 공극층, 및 막층이 겹치는 제 2 모델과, 커버 부재의 주위 분위기에 따른 층, 커버 부재에 따른 층, 공극층, 및 막층이 겹치는 제 3 모델을 작성하여 두고, 상기 측정기로 측정하는 시료의 두께 치수를 접수하는 스텝과, 상기 측정기로 측정하는 시료가 투광성 커버 부재를 갖는 경우, 접수된 두께 치수에 따라, 상기 제 1 모델, 제 2 모델, 및 제 3 모델 중에서 적어도 1개를 해석에 사용하는 모델로서 선택하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 기판에 적층된 복수의 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 시료 해석 방법으로서, 시료의 커버 부재에 편광된 광을 조사하는 스텝과, 시료에 의해 반사된 광을 취득하는 스텝과, 취득된 광의 편광 상태를 측정하는 스텝과, 기억 장치에 기억된 커버 부재측으로부터 측정할 때에 사용하는 모델을 판독하고, 상기 판독한 모델 및 상기 측정한 편광 상태에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 기판에 따른 층 및 막층이 겹치는 제 1 모델과, 기판의 주위 분위기에 따른 층, 기판에 따른 층, 및 막층이 겹치는 제 2 모델을 작성하여 두고, 상기 측정기로 측정하는 시료의 두께 치수를 접수하는 스텝 과, 상기 측정기로 측정하는 시료가 투광성 기판을 갖는 경우, 접수된 두께 치수에 따라, 상기 제 1 모델 및/또는 제 2 모델을 해석에 사용하는 모델로서 선택하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 해석에 사용하는 모델을 복수 선택한 경우, 각 모델마다 피팅을 행하여 평균 제곱 오차를 산출하는 스텝과, 복수의 모델 중에서 최저 평균 제곱 오차의 값에 따른 모델, 또는 미리 설정된 막 두께의 최소값으로부터 최대값까지의 범위 내에 들어가는 평균 제곱 오차의 값이 최저가 되는 모델을 선택하는 모델 선택 스텝을 구비하고, 상기 모델 선택 스텝에서 선택된 모델에 따른 값을 해석 결과로서 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 해석에 사용하는 모델에 의거하여, 상기 측정기로 측정하는 항목과 동등한 항목을 연산하는 스텝을 구비하고 있고, 그 스텝에서는, 광 조사에 의해 시료에 생기는 간섭 줄무늬에 대응한 제 1 연산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 행하며, 연산된 결과를 이용하여 막의 특성을 해석하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 시료의 막으로부터 커버 부재까지의 간격 거리 및 기준 거리의 대소(大小)를 비교하는 스텝을 구비하고, 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우, 상기 제 2 연산 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

제 9 발명에 따른 시료 해석 방법은, 상기 기준 거리의 값을 변경하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료에 편광된 광을 상기 투광성 기판측으로 또는 상기 커버 부재측으로 조사하는 조사 수단, 시료에 의해 반사된 광을 취득하여 광의 편광 상태를 측정하는 수단을 갖는 측정 수단, 및 시료에 따른 모델 및 상기 측정 수단의 측정 결과에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 수단을 구비하는 시료 해석 장치로서, 상이한 구조의 복수의 모델을 기억하는 수단과, 측정하는 시료의 두께 치수를 접수하는 수단과, 접수된 두께 치수에 따라, 상기 투광성 기판측 또는 상기 커버 부재측에 대응하는 복수의 모델 중에서 해석에 사용하는 모델을 선택하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료에 편광된 광을 조사하는 조사 수단 및 시료에 의해 반사된 광을 취득하여 광의 편광 상태를 측정하는 수단을 갖는 측정기와, 시료에 따른 모델 및 그 측정기의 측정 결과에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 해석 수단을 구비하는 시료 해석 장치로서, 해석에 사용하는 모델에 의거하여, 상기 측정기로 측정하는 항목과 동등한 항목을 연산하는 연산 수단을 구비하고 있고, 그 연산 수단은 광 조사에 의해 시료에 생기는 간섭 줄무늬에 대응하는 제 1 연산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 행하도록 하고 있으며, 상기 해석 수단은 상기 연산 수단이 연산한 결과를 이용하여 막의 특성을 해석하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 시료의 막으로부터 커버 부재까지의 간격 거리를 접수하는 수단과, 접수된 간격 거리 및 기준 거리의 대소 비교를 행하는 수 단과, 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우, 상기 연산 수단은 상기 제 2 연산 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 시료의 투광성 기판을 향하여 광을 조사하기 때문에, 투광성 기판을 통과시킨 광을 적층된 막에 확실히 닿게 할 수 있고, 측정기로 막의 광학적인 특성을 측정할 수 있게 된다. 그 때문에, 완성된 유기 EL 소자와 같은 시료에 대하여, 설계대로의 구조인지, 제조에서 어떤 점이 미흡했는지, 경시적인 변화가 발생했는지 등을 확인할 수 있게 된다. 또한, 시료의 투광성 기판을 향하여 광을 조사하기 위해서는, 측정기의 스테이지에 투광성 기판이 상측으로 되도록 시료를 탑재 배치하든지, 또는 구멍을 설치한 스테이지에 투광성 기판이 하측으로 되도록 시료를 탑재 배치하여, 스테이지의 구멍을 통하여 투광성 기판을 향하여 광을 조사하는 것이 고려된다. 또한, 측정기에는 엘립소미터 및 편광계 등을 적용할 수 있다.

본 발명에서는, 측정 대상인 시료의 두께 치수에 따라, 미리 작성하여 둔 제 1 모델과 제 2 모델 중 어느 한쪽, 또는 양쪽을 해석에 사용하는 모델에 포함시키기 때문에, 시료에서의 실제 반사 형태로부터 괴리(乖離)된 모델을 사용하지 않고 효율적인 해석 처리를 행할 수 있다. 즉, 본 발명의 발명자는 측정기가 취득할 수 있는 광에 따른 반사 형태가 시료의 전체적인 두께에 따라, 어느 정도 한정되는 것에 주목하여, 해석을 행하는데 필요한 설정 대상으로서 접수하는 해석 대상인 시료의 두께 치수로부터 상정할 수 있는 반사 형태에 대응하는 모델로서 적어도 제 1 모델과 제 2 모델 중 어느 하나를 포함시킨다. 그 결과, 해석에 필요한 모델 수를 압축하여 연산을 행할 수 있기 때문에, 해석 처리의 효율화를 도모할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 시료의 커버 부재가 투광성을 갖는 경우도, 측정기가 취득할 수 있는 광에 따른 반사 형태가 시료의 전체적인 두께에 따라 한정되기 때문에, 이 한정되는 범위에 따른 모델로서 적어도 제 1 모델 내지 제 3 모델 중 어느 하나를 포함시켜 해석을 행하도록 하여, 효율적인 해석 처리를 실현할 수 있다.

본 발명에서는, 시료의 막을 덮는 커버 부재가 투광성일 경우, 커버 부재를 향하여 광을 조사함으로써, 커버 부재를 통과시킨 광을 내부의 막에 닿게 할 수 있고, 막의 광학적인 특성을 엘립소미터와 같은 측정기로 측정할 수 있게 된다. 그것에 의해, 유기 EL 소자와 같은 시료에 대하여, 설계대로의 구조로 되어 있는지, 제조에서 어떤 점이 미흡했는지, 경시적인 변화가 발생했는지 등을 확인할 수 있게 된다. 또한, 커버 부재로 광을 조사할 경우에는, 측정기의 스테이지에 기판이 하측으로 되도록 시료를 탑재 배치할 수 있기 때문에, 시료의 탑재 배치 형태도 안정된다.

본 발명에서는, 시료의 기판이 투광성을 갖는 경우, 커버 부재를 향하여 광을 조사할 때도, 측정기가 취득할 수 있는 광에 따른 반사 형태가 시료의 전체적인 두께에 따라 한정되기 때문에, 한정된 반사 형태에 따른 모델로서 제 1 모델과 제 2 모델 중 적어도 어느 하나를 포함시켜 해석을 행하여, 모델에 따른 해석 처리를 효율적으로 진행시킬 수 있다.

본 발명에서는, 해석에 사용하는 모델을 복수 선택한 경우는, 그들 모델의 전부에 대하여 피팅을 행하여 최소제곱법에 따른 평균 제곱 오차를 산출하고, 그 평균 제곱 오차가 최저로 되는 모델, 또는 구조적으로 타당한 모델 중에서 최저 평균 제곱 오차가 되는 모델에 따른 값을 해석 결과에 이용하기 때문에, 복수의 모델을 사용하여도 최적의 해석 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 광 조사에 의해 간섭 줄무늬가 생기는 시료에 따른 모델을 사용한 경우, 그 모델로부터 연산으로 구하는 진폭비(Ψ) 및 위상차(Δ)가 상하로 진폭하기 때문에, 이러한 때는 상황에 따라 간섭 줄무늬에 대응한 제 1 연산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 이용하여 연산을 행함으로써, 사용자의 요구에 따른 해석 결과를 얻을 수 있다. 예를 들어 실정에 따른 해석 결과를 얻는 경우는, 간섭 줄무늬에 대응한 통상대로의 제 1 연산 처리를 행하고, 해석 처리에 요하는 시간 단축화를 도모하는 경우는, 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리를 행하도록 한다.

본 발명에서는, 막과 커버 부재 사이에 존재하는 간격(갭)의 거리(간격 거리) 및 기준 거리의 대소를 비교하여, 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우에는, 제 2 연산 처리로 연산을 행하기 때문에, 간격 거리에 의거하여 연산 처리 선택에 대한 자동화를 도입할 수 있다. 즉, 제 1 연산 처리와 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 연산에 이용할 것인지는 해석 대상인 시료의 특성 및 해석에 사용할 수 있는 시간 등을 고려하여 오퍼레이터가 선택하는 것이 고려되지만, 간격 거리의 수치에 따라서는 시료에 광을 조사하여도 간섭이 발생되지 않는 것이 알려져 있다. 따라서, 간격 거리와 간섭의 발생 경계가 되는 기준 거리의 대소 관계에 따라 어느 하나의 연산 처리를 이용하면 적절히 처리를 진행시킬 수 있는지를 판별할 수 있게 된다. 또한, 간격 거리의 값은 해석 대상이 되는 시료의 사양 등에 의해 정해지는 치수를 이용하는 것이 바람직하며, 기준 거리로서는 간섭 줄무늬가 없어지는 일반적인 치수인 100㎛ 전후의 값을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 간격 거리에 대하여 비교 기준이 되는 기준 거리의 값을 변경하기 때문에, 제 1 연산 처리와 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 연산에 이용할지를 정하는 판별 조건을 다양한 종류의 시료 특성을 고려하여 적절히 변경 가능하게 되고, 시료에 맞추어 플렉시블한 조건 설정을 행할 수 있다. 즉, 해석에 대한 요구 레벨에 따라서는, 간섭 있음에 대응한 제 1 연산 처리가 아니라, 간섭 없음에 대응한 제 2 연산 처리를 이용하는 것도 가능하기 때문에, 각 처리 선택에 따른 조건(기준 간격)을 적절히 변경 가능하게 하여 상황에 맞춘 해석을 유연하게 행할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 해석을 시작하는데 있어서, 투광성 기판을 갖는 시료에 따른 복수 종류의 모델을 준비(기억)하여 두는 동시에, 접수한 시료의 두께 치수에 따라 준비하여 둔 복수의 모델 중에서 해석에 적절한 모델을 선택하기 때문에, 효율적인 해석 처리를 행할 수 있다. 즉, 투광성 기판을 통과시켜 광을 조사한 경우, 준비된 모델 중에서 어느 하나의 모델에 따른 반사 형태가 생기기 때문에, 시료에서의 실제 반사 형태로부터 괴리된 모델을 사용하지 않고, 적절한 모델에 의거한 연산을 행할 수 있다.

본 발명에서는, 모델을 사용한 연산 처리에서 간섭 줄무늬에 대응한 제 1 연 산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 이용하기 때문에, 해석 대상인 시료가 광 조사에 의해 간섭 줄무늬가 생기는 특성일지라도, 요구되는 해석 레벨에 따른 해석을 행할 수 있다. 예를 들어 단시간에 해석을 끝내는 것을 우선시하는 경우에는, 세밀하게 측정을 행하는 것이 불필요해져 측정에 요하는 시간을 단축할 수 있는 동시에, 제 2 연산 처리로 연산을 행함으로써, 해석 시간의 단축화도 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 접수한 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우에 제 2 연산 처리를 행하기 때문에, 오퍼레이터가 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리 중 어느 하나로 연산을 행할지를 시료 해석 장치에 지시하는 것이 불필요해지고, 복잡한 구성의 시료에 대하여 오퍼레이터의 조작 부담을 저감시켜 효율적인 해석 처리를 실현할 수 있다.

본 발명에서는, 시료의 투광성 기판을 향하여 광을 조사하기 때문에, 커버 부재의 내부에 위치하는 막에 광을 닿게 할 수 있고, 막의 특성을 확실하게 측정할 수 있다.

본 발명에서는, 제 1 모델과 제 2 모델 중 적어도 한쪽을 해석에 사용하는 모델로서 적용하기 때문에, 실제 반사 형태에 따른 모델을 사용하여 효율적인 해석을 행할 수 있다.

본 발명에서는, 시료의 커버 부재가 투광성을 갖는 경우, 제 1 모델 내지 제 3 모델 중 적어도 1개를 포함시켜 해석을 행하기 때문에, 실제 반사 형태에 맞지 않는 모델을 사용한 연산을 행하지 않아도 되며, 효율적인 해석 처리를 실현할 수 있다.

본 발명에서는, 시료의 막을 덮는 커버 부재가 투광성일 경우, 커버 부재를 향하여 광을 조사함으로써, 커버 부재를 통과시켜 내부의 막에 광을 닿게 할 수 있고, 막의 특성을 확실하게 측정할 수 있다.

본 발명에서는, 커버 부재를 향하여 조사한 광에 대하여 상정되는 반사 형태에 따른 모델을 사용하여 해석을 행하기 때문에, 불필요한 연산을 반드시 생략하여 해석 처리의 효율화를 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 해석에 사용하는 모델을 복수 선택한 경우에도, 가장 적절한 모델을 산출한 평균 제곱 오차에 의거하여 특정하여, 양호한 해석 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 간섭 줄무늬에 대응한 제 1 연산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 이용하여 연산을 행하기 때문에, 간섭 줄무늬가 생기는 시료를 해석할 경우에도 사용자의 요구에 따른 해석 수단을 선택할 수 있게 되어, 사용자의 편리성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는, 시료의 막으로부터 커버 부재까지의 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우, 제 2 연산 처리를 행하기 때문에, 연산에 따른 처리 선택을 자동화할 수 있고, 측정 시간 및 해석 시간의 단축을 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 기준 거리의 값을 변경하기 때문에, 해석에 대한 요구 레벨에 따라 연산 처리의 판별 기준을 변경하여 사용자의 요구에 면밀하게 대응한 설정 사양을 제공할 수 있다.

본 발명에서는, 접수한 시료의 두께 치수에 따라, 복수 종류의 모델로부터 해석에 적절한 모델을 선택하기 때문에, 효율적인 해석 처리를 행할 수 있다.

본 발명에서는, 모델을 사용한 연산 처리에서 간섭 줄무늬에 대응한 제 1 연산 처리, 또는 간섭 줄무늬에 대응하지 않는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 이용한다. 따라서, 해석 대상인 시료가 광 조사에 의해 간섭 줄무늬가 생기는 특성일 경우, 요구되는 해석 레벨에 따른 해석 처리를 진행시킬 수 있다. 특히, 제 2 연산 처리를 선택했을 때는 연산에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에서는, 접수한 간격 거리가 기준 거리보다 클 경우, 자동적으로 제 2 연산 처리를 행하기 때문에, 오퍼레이터의 조작 부담을 저감시켜 유연하게 해석 처리를 진행시킬 수 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 각 성막실의 외부에 광학적 막 두께 계측 장치를 설치하고, 각층의 막 두께 제어를 행함으로써 적은 공정으로 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조하는 것이 가능한 제조 방법 및 그 제조 방법에 사용되는 제조 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광학적 막 두께 계측 장치를 성막물 적층 방향의 반대 측에 설치함으로써, 성막 유닛이 탑재 배치되는 성막실 외부로부터 성막물의 막 두께를 성막 유닛 등의 물리적인 장해 없이 계측할 수 있고, 또한 장치 전체의 설계가 용이해지는 제조 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 복수의 성막실에서 복수층의 성막을 단계적으로 행하는 유기 EL 소자의 제조 방법에서, 각 성막실의 외부에 설 치된 광학적 막 두께 계측 장치에 의해 성막물의 막 두께를 계측하고, 광학적 막 두께 계측 장치에 의해 계측된 막 두께가 미리 설정된 막 두께로 된 경우에, 다음 단계에 설치된 성막실에 성막물을 반송시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는, 복수의 성막실에서 복수층의 성막을 단계적으로 행하는 유기 EL 소자의 제조 장치에서, 각 성막실의 외부에 설치되고, 성막물의 막 두께를 계측하는 광학적 막 두께 계측 장치와, 광학적 막 두께 계측 장치에 의해 계측된 막 두께가 미리 설정된 막 두께로 된 경우에, 다음 단계에 설치된 성막실에 성막물을 반송시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는 성막물의 적층 방향 측에 설치되고, 성막 재료를 공급하는 성막 유닛을 더 구비하며, 상기 광학적 막 두께 계측 장치는 성막물의 적층 방향 반대 측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는 상기 성막 유닛을 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는, 상기 광학적 막 두께 계측 장치는 성막물의 막 두께 형성 속도를 산출하는 수단과, 산출된 막 두께 형성 속도와 미리 설정한 막 두께 형성 속도의 편차를 상기 제어 수단으로 출력하는 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 출력된 편차를 대략 0(zero)으로 하도록 상기 성막 유닛을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는, 상기 광학적 막 두께 계측 장치는 엘립소미터이며, 성막물의 광학 상수를 산출하는 수단과, 산출된 광학 상수와 미리 설정한 광학 상수의 편차를 상기 제어 수단으로 출력하는 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 출력된 편차를 대략 0으로 하도록 상기 성막 유닛을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는 상기 성막실의 성막물의 적층 방향 반대 측에 경사지게 설치되고, 상기 광학적 막 두께 계측 장치로부터의 입사광 및 그 광학적 막 두께 계측 장치로의 반사광을 투과시키기 위한 투과창을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는, 상기 광학적 막 두께 계측 장치는, 광탄성 변조기를 사용한 엘립소미터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 유기 EL 소자의 제조 장치는 복수층의 성막을 행하는 복수의 성막실을 구비한다. 각 성막실의 외부에는 성막물의 막 두께를 계측하는 광학적 막 두께 계측 장치가 각각 설치되고, 이 광학적 막 두께 계측 장치에 의해 계측된 막 두께가 미리 설정된 막 두께로 된 경우, 반송 수단은 다음 단계에 설치되는 성막실로 성막물을 반송시킨다. 이와 같이 구성했기 때문에, 별도 막 두께를 계측하기 위한 전용 검사실을 설치할 필요가 없어져, 제조 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 각층의 성막실에서 막 두께를 차례로 계측하여 제어하기 때문에, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 성막물의 적층 방향 측에 설치되고, 성막 재료를 공급하는 성막 유닛을 사용한다. 그리고, 제어 수단은 성막 유닛을 제어한다. 한편, 광학적 막 두께 계측 장치는 성막물의 적층 방향 반대 측에 설치된다. 이와 같이, 적 층 방향 반대 측에 광학적 막 두께 계측 장치를 배치하여 기판 뒤쪽으로부터 막 두께를 계측한다.

본 발명에서는, 광학적 막 두께 계측 장치는 성막물의 막 두께 형성 속도를 산출한다. 그리고, 산출된 막 두께 형성 속도와 미리 설정한 막 두께 형성 속도의 편차를 제어 수단으로 출력한다. 제어 수단은 출력된 편차를 대략 0으로 하도록 성막 유닛을 제어하기 때문에, 설계대로의 성막이 실현되고, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조할 수 있으며, 또한 제조 수율을 올리는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 광학적 막 두께 계측 장치로서 엘립소미터를 사용한다. 엘립소미터는 성막물의 광학 상수를 산출한다. 그리고, 산출된 광학 상수와 미리 설정한 광학 상수의 편차를 제어 수단으로 출력한다. 제어 수단은 출력된 편차를 대략 0으로 하도록 성막 유닛을 제어하도록 구성했기 때문에, 설계대로의 성막을 실현할 수 있다. 또한, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조할 수 있고, 제조 수율을 올리는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 광학적 막 두께 계측 장치로부터의 입사광 및 광학적 막 두께 계측 장치로의 반사광을 투과시키기 위한 투과창을 성막실의 성막물 적층 방향 반대 측에 경사지게 설치했기 때문에, 성막실 내부에 최적의 각도로 투과창을 경유하여 성막물에 입사광을 입사시킬 수 있다. 또한, 성막물로부터의 반사광을 투과창을 통하여 광학적 막 두께 계측 장치에 취득하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 각 성막실의 외부에 광학적 막 두께 계측 장치를 설치하여 각층의 막 두께 제어를 행하기 때문에, 적은 공정으로 제조 속도를 향상시킬 수 있 다. 또한, 각층의 성막실에서 막 두께를 차례로 계측하여 제어하기 때문에, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 적층 방향 반대 측에 광학적 막 두께 계측 장치를 배치하여 기판 뒤쪽으로부터 막 두께를 계측한다. 또한, 성막실의 성막물 적층 방향은 성막 유닛 등이 설치되어 막 두께 계측의 스페이스를 확보하는 것이 곤란한 곳, 적층 방향 반대 측으로부터 계측을 행하기 때문에, 적층 방향의 성막 유닛 등의 배치 레이아웃을 자유롭게 설계하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 광학적 막 두께 계측 장치에 의해 성막물의 막 두께 형성 속도를 산출하고, 제어 수단에 의해 출력된 편차를 대략 0으로 하도록 성막 유닛을 제어하기 때문에, 설계대로의 성막이 실현되고, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조할 수 있으며, 또한 제조 수율을 올리는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 성막물의 광학 상수를 산출하고, 제어 수단에 의해 출력된 편차를 대략 0으로 하도록 성막 유닛을 제어하도록 구성했기 때문에, 설계대로의 성막이 실현되고, 보다 성능이 높은 유기 EL 소자를 제조할 수 있으며, 또한 제조 수율을 올리는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 광학적 막 두께 계측 장치로부터의 입사광 및 광학적 막 두께 계측 장치로의 반사광을 투과시키기 위한 투과창을 적층 방향 반대 측에 경사지게 설치했기 때문에, 성막실 내부에 최적의 각도로 투과창을 경유하여 성막물에 입사광을 입사시킬 수 있고, 또한 성막물로부터의 반사광을 투과창을 통하여 광학적 막 두께 계측 장치에 취득하는 것이 가능해지는 등, 본 발명은 우수한 효과를 나타 낸다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 투광성 기판 측으로부터 광의 편광 상태를 측정하는 동시에, 커버 부재 측으로부터 광의 편광 상태를 측정하고, 이 측정 결과와 기판측 모델 및 커버측 모델에 의해 얻어지는 편광 상태에 의거하여, 각 막층의 특성을 해석함으로써, 일방향으로부터 계측하는 것보다도 보다 정밀도 좋게 시료를 해석할 수 있는 시료 해석 방법, 시료 해석 장치 및 그 시료 해석 장치를 기능시키기 위한 컴퓨터에서의 판독이 가능한 기록 매체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 경로 구멍이 관통된 시료대(試料臺)의 경로 구멍 방향과 시료대 상방향 각각으로부터 투광성 기판측 또는 커버 부재 측을 향하여 측정기에 의해 광을 조사하고, 반사된 광의 편광 상태를 측정기에 의해 측정하여 해석함으로써, 보다 단시간에, 또한 간단하게 시료를 해석할 수 있는 시료 해석 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 시료 해석 방법에서, 상기 투광성 기판 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사하여, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 기판측 측정 스텝과, 상기 커버 부재 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사하여, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 커버측 측정 스텝과, 미리 기억된 투광성 기판 측으로부터 측정할 경우의 기판측 모델 및 커버 부재 측으로부터 측정할 경우의 커버측 모델을 판독하여, 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태를 각각 산출하는 산출 스텝과, 그 산출 스텝에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 상기 기판측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 커버측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여, 각 막층의 특성을 해석하는 해석 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 상기 해석 스텝은 상기 산출 스텝에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 상기 기판측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 커버측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여 피팅을 행함으로써, 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 상기 해석 스텝은 상기 산출 스텝에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 상기 기판측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 산출 스텝에 의해 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 상기 커버측 측정 스텝에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여 평균 제곱 오차를 산출하는 오차 산출 스텝과, 상기 오차 산출 스텝에 의해 산출된 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 상기 커버측 모델 및 상기 기판측 모델의 파라미터를 변경하는 변경 스텝과, 그 변경 스텝에 의해 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 된 경우의 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하는 최적값 산출 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 방법은, 상기 커버측 모델 및 기판측 모델은 유전률의 파장 의존성을 나타내는 복수종의 분산식을 이용하여 표현되고, 상기 변경 스텝은 상기 오차 산출 스텝에 의해 산출된 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 복수종의 분산식 각각에 대한 커버측 모델 및 기판측 모델의 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하여 측정하는 측정기, 및 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 해석부를 구비하는 시료 해석 장치에서, 상기 시료가 탑재 배치되고, 일부에 광의 경로로 되는 경로 구멍이 관통된 시료대와, 그 시료대의 상기 경로 구멍 방향 또는 상기 시료대 상방향으로부터 상기 투광성 기판 측을 향하여 상기 측정기에 의해 광을 조사하고, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 상기 측정기에 의해 측정하는 기판측 측정 수단과, 상기 시료대 상방향 또는 상기 경로 구멍 방향으로부터 상기 커버 부재 측을 향하여 상기 측정기에 의해 광을 조사하고, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 상기 측정기에 의해 측정하는 커버측 측정 수단과, 미리 기억부에 기억시킨 투광성 기판 측으로부터 측정할 경우의 기판측 모델 및 커버 부재 측으로부터 측정할 경우의 커버측 모델을 상기 해석부에 의해 판독하고, 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태를 각각 산출하는 산출 수단과, 그 산출 수단에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광 의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 상기 기판측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 커버측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여, 상기 해석부에 의해 각 막층의 특성을 해석하는 해석 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 상기 해석 수단은 상기 산출 수단에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 상기 기판측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 커버측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여 피팅을 행함으로써, 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 상기 해석 수단은 상기 산출 수단에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 상기 기판측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태, 및 상기 산출 수단에 의해 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 상기 커버측 측정 수단에 의해 측정된 편광 상태에 의거하여 평균 제곱 오차를 산출하는 오차 산출 수단과, 상기 오차 산출 수단에 의해 산출된 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 상기 커버측 모델 및 상기 기판측 모델의 파라미터를 변경하는 변경 수단과, 상기 변경 수단에 의해 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 된 경우의 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하는 최적값 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 상기 기억부는 상기 커버측 모델 및 기판측 모델에 대해서 유전률의 파장 의존성을 나타내는 복수종의 분산식을 기억하고 있고, 상기 변경 수단은 상기 오차 산출 수단에 의해 산출된 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 상기 기억부에 기억된 복수종의 분산식을 판독하며, 각 분산식 각각에 대한 커버측 모델 및 기판측 모델의 파라미터를 변경하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 상기 측정기는 상기 시료대를 통하여 상측 및 하측 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시료 해석 장치는, 상기 측정기를 시료대의 상측 또는 하측으로 이동시키는 이동 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 컴퓨터에서의 판독이 가능한 기록 매체는, 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 컴퓨터에 의해 해석하기 위한 기록 매체에서, 컴퓨터에 상기 투광성 기판 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사한 경우에, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정한 결과를 접수하는 기판측 측정 스텝과, 상기 커버 부재 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사한 경우에, 상기 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정한 결과를 접수하는 커버측 측정 스텝과, 미리 기억된 투광성 기판 측으로부터 측정할 경우의 기판측 모델 및 커버 부재 측으로부터 측정할 경우의 커버측 모델을 판독하고, 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태를 각각 산출하는 산출 스텝과, 그 산출 스텝에 의해 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상 태, 상기 기판측 측정 스텝에 의해 접수된 편광 상태, 및 상기 커버측 측정 스텝에 의해 접수된 편광 상태에 의거하여, 각 막층의 특성을 해석하는 해석 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 우선, 투광성 기판 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사하고, 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정한다. 그 한편으로, 투광성 기판과 반대에 위치하는 커버 부재 측으로부터 측정기에 의해 광을 조사하며, 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정한다. 양방향으로부터의 측정에 대응하여, 해석부는 미리 기억된 투광성 기판 측으로부터 측정할 경우의 기판측 모델을 판독하는 동시에, 커버 부재 측으로부터 측정할 경우의 커버측 모델을 판독한다. 해석부는 기판측 모델에 의거하는 광의 이론적인 편광 상태 및 커버측 모델에 의거하는 광의 이론적인 편광 상태를 각각 산출한다.

그리고, 해석부는 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 기판 측으로부터 측정된 편광 상태, 및 커버 측으로부터 측정된 편광 상태에 의거하여 피팅을 행함으로써, 시료 해석, 예를 들어 각 막층의 막 두께 및 광학 상수 등을 산출한다. 이와 같이 구성했기 때문에, 커버 측과 기판 측의 양쪽 데이터를 고려함으로써, 일방향으로부터의 데이터만을 사용하는 경우와 비교하여, 보다 정밀도 좋게 시료를 해석하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 해석부는 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 기판 측으로부터 측정된 편광 상태, 및 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버 측으로부터 측정된 편광 상태에 의거하여, 평균 제곱 오차를 최소 제곱법을 이용하여 산출한다. 이어서, 해석부는 산출된 기판 측의 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 커버측 모델 및 기판측 모델의 파라미터를 변경한다. 그리고, 해석부는 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 된 경우의 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하도록 구성했기 때문에, 커버 측과 기판 측의 양쪽 데이터에 의거하는 피팅을 실행할 수 있고, 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 커버측 모델 및 기판측 모델은 유전률의 파장 의존성을 나타내는 분산식을 이용하여 표현되기 때문에, 복수의 분산식을 기억하여 둔다. 그리고, 산출된 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 복수종의 분산식을 차례로 판독하고, 각각의 분산식에 대해서 커버측 모델 및 기판측 모델의 파라미터를 변경한다. 이와 같이 복수종의 분산식이 존재하는 것을 감안하여, 분산식마다 파라미터를 변경하여 소정값 이하 또는 최소값으로 되는 평균 제곱 오차를 산출하기 때문에, 보다 최적의 분산식에 의거하는 신뢰성 높은 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 측정기 및 해석부를 구비하는 시료 해석 장치는 시료를 탑재 배치하는 시료대를 갖는다. 이 시료대는 커버 측과 기판 측의 양쪽으로부터의 측정을 가능하게 하기 위해, 일부에 광의 경로로 되는 경로 구멍이 관통되어 있다. 그리고, 시료대의 경로 구멍 방향 또는 시료대 상방향으로부터 투광성 기판 측을 향하여 측정기에 의해 광을 조사하고, 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정 기에 의해 측정한다. 반대로, 시료대 상방향 또는 경로 구멍 방향으로부터 커버 부재 측을 향하여 측정기에 의해 광을 조사하고, 시료에 의해 반사된 광의 편광 상태를 측정기에 의해 측정한다. 즉, 시료대 상방향 또는 시료대 하측의 경로 구멍 방향으로부터 기판 측과 커버 측의 양면을 측정한다.

여기서, 측정기는 시료대를 통하여 상측 및 하측 각각에 설치하는 이외에, 이동 수단에 의해 측정기를 시료대의 상측 또는 하측으로 이동시킨다. 그리고, 해석부는 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 기판 측으로부터 측정된 편광 상태, 및 커버 측으로부터 측정된 편광 상태에 의거하여 피팅을 행함으로써, 시료 해석을 행하기 때문에, 시료를 뒤집는 작업을 생략할 수 있고, 보다 이른 시기에 해석 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 투광성 기판 측으로부터 편광 상태를 측정하는 동시에, 커버 부재 측으로부터 편광 상태를 측정한다. 그리고, 커버측 및 기판측 각각의 모델로부터 얻어지는 편광 상태를 산출하고, 이들 양방향으로부터 측정 및 산출 데이터 을 이용하여 피팅을 행하기 때문에, 일방향으로부터의 데이터만을 사용하는 경우와 비교하여, 보다 정밀도 좋게 시료를 해석하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 해석부는 산출된 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 기판 측으로부터 측정된 편광 상태, 및 산출된 커버측 모델에 의거하는 광의 편광 상태 및 커버 측으로부터 측정된 편광 상태에 의거하여 평균 제곱 오차를 산출한다. 그리고, 산출된 기판 측의 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 될 때까지 커버측 모델 및 기판측 모델의 파라미터를 변경하고, 평균 제곱 오차가 소정값 이하 또는 최소값으로 된 경우의 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하기 때문에, 커버 측과 기판 측의 양쪽 데이터에 의거하는 피팅을 실행할 수 있고, 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 복수종의 분산식이 존재하는 것을 감안하여, 분산식마다 파라미터를 변경하여 소정값 이하 또는 최소값으로 되는 평균 제곱 오차를 산출하기 때문에, 보다 최적의 분산식에 의거하는 신뢰성이 높은 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 커버 측과 기판 측의 양쪽으로부터의 측정을 가능하게 하기 위해, 일부에 광의 경로로 되는 경로 구멍이 관통된 시료대를 설치하고, 커버측 모델 및 기판측 모델에 의거하는 광의 편광 상태, 및 양방향으로부터 측정된 편광 상태에 의거하여 피팅을 행함으로써, 시료 해석을 행하기 때문에, 시료를 뒤집는 작업을 생략할 수 있고, 보다 이른 시기에 해석 결과를 얻는 것이 가능해진다. 그 결과, 보다 많은 시료를 단시간에 해석하는 것이 가능해진다. 또한, 이동 수단에 의해 측정기를 이동시킬 경우에는, 한 쌍의 측정기를 상하 방향으로 설치할 필요가 없으며, 1개의 측정기로 충분하기 때문에 시료 해석 장치의 비용을 저감하는 것이 가능해지는 등, 본 발명은 우수한 효과를 나타낸다.

첨부된 도면을 참조하여 상술한 본 발명의 목적 및 특징을 설명한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유기 EL 소자와 같이 막이 내부에 존재 하는 구조의 시료에 대해서도 막에의 광 조사 및 반사광의 취득을 확실하게 행하여, 바깥으로 표출되어 있지 않은 막의 특성을 해석할 수 있도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 간섭 줄무늬의 영향을 배제하여 양호한 해석을 행할 수 있도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공할 수 있으며, 시료의 두께 치수에 따라 해석에 사용하는 모델의 종류를 선택하여 해석에 따른 처리의 효율화를 도모하도록 한 시료 해석 방법 및 시료 해석 장치를 제공할 수 있다.

<제 1 실시예>

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘립소미터(측정기에 상당)를 포함하는 시료 해석 장치(1)의 전체적인 구성을 나타낸 개략도이다. 시료 해석 장치(1)는 막을 복수 적층시킨 시료에 편광된 광을 조사하는 동시에, 시료에 의해 반사된 광을 취득하여 반사광의 편광 상태를 측정하고, 이 측정 결과와 시료에 따른 모델에 의거하여 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 것이다. 본 실시예에서는, 시료로서 유기 EL 소자(50)를 시료 해석 장치(1)에 의해 해석하는 경우를 설명한다. 또한, 시료 해석 장치(1)에는 측정기로서 엘립소미터 대신에 편광계를 사용하는 것도 가능하다.

도 4a는 해석 대상인 유기 EL 소자(50)의 일례를 나타내고 있다. 이 유기 EL 소자(50)는 생산 타입의 것이며, 외관적으로는 2매의 유리판 형상 부재(유리 기판)를 점착시킨 형태로 되어 있다. 유기 EL 소자(50)의 구조는 한쪽 유리 판재인 유리 기판(51)(투광성 기판에 상당)의 일면(51a)에 유기막(56)을 형성한다. 그 한편으로, 다른쪽 유리 판재인 커버 유리(57)(커버 부재에 상당)에 유기막(56)을 수용하는 오목부(57d)를 설치하고, 오목부(57d)를 설치한 면(57b)을 유리 기판(51)의 일면(51a)에 접착제(61)로 점착시켜 양자(兩者)를 일체화하고 있다. 또한, 유리 기판(51)과 커버 유리(57)의 점착에 의해 밀봉된 오목부(57d)의 내부는 유기막(56)의 보호를 위해 진공으로 되든지, 희(希)가스(예를 들어 질소 가스)가 봉입된다.

도 4b는 오목부(57d) 내에 수용된 유기막(56)의 상세한 구조를 나타내고 있다. 유기막(56)은 투광성을 갖는 유리 기판(51)의 일면(51a)에 배치된 투명전극인 양극(ITO)(58) 위에, 정공 수송층(Hole transport layer)(52), 발광층(Emitting layer)(53), 정공 블록킹층(Hole blocking layer)(54), 및 전자 수송층(Electron transport layer)(55)이라는 합계 4층의 막층을 차례로 적층시키고 있다. 또한, 유기막(56)은 커버 유리(57)와 대향하는 표면(56a)에 음극(59)을 배치하고 있다.

유기막(56)은 간격(갭)을 두고 오목부(57d)의 내부에 수용되어 있고, 유기막(56) 표면(56a)을 덮는 커버 유리(57)의 커버부(57a)와의 사이에는 공간(60)이 생겨 있다. 공간(60)의 두께 치수 D(유기막(56) 표면(56a)으로부터 커버부(57a)의 내면(57c)까지의 수직 치수. 간격 거리에 상당)는 유기 EL 소자(50)의 사양에 따라 다양하며, 일반적으로는 10㎛이상 400㎛이하의 범위에서 두께 치수 D가 설정되어 있는 경우가 많다. 또한, 유리 기판(51) 및 커버 유리(57)는 두께 T가 0.5㎜, 0.7㎜, 1.1㎜의 것이 사용되는 경우가 많고(0.7㎜가 가장 일반적), 그 때문에 유기 EL 소자(50)의 전체 두께(2T)는 1.0㎜∼2.2㎜ 범위의 치수로 되어 있는 것이 일반적이 다.

상술한 구조의 유기 EL 소자(50)의 유기막(56)을 해석하는 시료 해석 장치(1)는 도 3에 나타낸 구성이며, 측정 해석계 부분 및 구동계 부분으로 크게 구별된다. 시료 해석 장치(1)는 측정 해석계 부분으로서, 크세논 램프(2) 및 광조사기(3)를 제 1 광파이버 케이블(15a)로 접속하고, 스테이지(4)(시료대) 위에 탑재 배치한 시료(유기 EL 소자(50))에 편광된 상태의 광을 조사하여 광을 시료에 입사시키는 동시에, 시료에 의해 반사된 광을 광취득기(5)로 수용하는 구성으로 하고 있다. 광취득기(5)는 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 분광기(7)에 접속되어 있고, 분광기(7)는 파장마다 측정을 행하여 측정 결과를 아날로그 신호로서 데이터 수용기(8)로 전송한다. 데이터 수용기(8)는 아날로그 신호를 소요값으로 변환하여 컴퓨터(10)로 전송하고, 컴퓨터(10)에서 해석을 행한다.

또한, 시료 해석 장치(1)는 구동계 부분으로서, 스테이지(4), 광조사기(3), 광취득기(5) 및 분광기(7)에 제 1 모터(M1) 내지 제 6 모터(M6)를 각각 설치하고 있다. 각 모터(M1∼M6)의 구동을 컴퓨터(10)에 접속시킨 모터 제어기(9)로 제어함으로써, 스테이지(4), 광조사기(3), 광취득기(5) 및 분광기(7)를 측정에 따른 적절한 위치, 자세로 변경한다. 모터 제어기(9)는 컴퓨터(10)로부터 출력되는 지시에 의거하여, 각 모터(M1∼M6)의 구동 제어를 행한다. 또한, 시료 해석 장치(1)에서, 엘립소미터에 상당하는 부분은 주로 크세논 램프(2), 광조사기(3), 스테이지(4), 광취득기(5), 분광기(7), 데이터 수용기(8), 모터 제어기(9), 및 모터(M1∼M6)에 의해 구성되는 범위이다.

다음으로, 시료 해석 장치(1)의 상술한 각 부분을 순서대로 상세히 설명한다. 우선, 크세논 램프(2)는 광원(光源)이며, 복수의 파장 성분을 포함하는 백색광을 발생시키고, 발생된 백색광을 광조사기(3)로 제 1 광파이버 케이블(15a)을 통하여 보낸다.

광조사기(3)는 반원호 형상의 레일(6) 위에 배치되고, 내부에는 편광자(偏光子)(3a)를 갖고 있으며, 백색광을 편광자(3a)로 편광하고, 편광 상태의 광을 시료에 조사한다. 또한, 광조사기(3)는 제 4 모터(M4)가 구동됨으로써 레일(6)을 따라 이동하고, 조사하는 광의 스테이지(4)의 스테이지면(4a)의 수선(垂線)(H)에 대한 각도(입사 각도 φ)를 조정 가능하게 하고 있다.

스테이지(4)는 이동 레일부(도시 생략)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 제 1 모터(M1) 내지 제 3 모터(M3)의 구동에 의해 스테이지(4)를 도 3 중의 X방향, Y방향(도 3의 지면에 직교하는 방향) 및 높이 방향이 되는 Z방향으로 각각 이동 가능하게 하고 있다. 스테이지(4)의 이동에 의해, 시료에 광을 입사시키는 개소도 적절히 변경할 수 있고, 시료의 면 분석 등도 행할 수 있게 하고 있다. 또한, 스테이지(4)의 시료를 탑재 배치하는 스테이지면(4a)은 광의 반사를 방지하기 위해 흑색으로 되어 있다.

본 실시예에서는, 유기 EL 소자(50)의 커버 유리(57)에 의해 덮인 유기막(56)으로 광을 조사하기 위해, 도 5에 나타낸 바와 같이, 커버 유리(57)의 커버부(57a)의 외면(外面)(57f)이 스테이지(4)의 스테이지면(4a)에 접하도록 천지(天地)를 반대로 하여 유기 EL 소자(50)를 스테이지(4)에 탑재 배치한다. 이 상태에 서 광조사기(3)로부터 광을 조사함으로써, 유기 EL 소자(50)의 유리 기판(51)의 이면(裏面)(51b)으로부터 광이 입사되는 동시에, 투광성 유리 기판(51)을 통과하여 유기막(56)에 달한다. 또한, 도 5에서는 유기 EL 소자(50)의 양극(58) 및 음극(59)의 도시를 생략하고 있다(도 2의 (a) 및 후술하는 도 12도 동일).

또한, 광취득기(5)는 시료(유기 EL 소자(50))에 의해 반사된 광을 취득하고, 취득된 광의 편광 상태를 측정하는 것이다. 광취득기(5)는 광조사기(3)와 마찬가지로 레일(6) 위에 배치되어 있고, PEM(Photo Elastic Modulator: 광탄성 변조기)(5a) 및 검광자(Analyzer)(5b)를 내장하며, 시료에 의해 반사된 광을 PEM(5a)을 통하여 검광자(5b)로 안내한다. 또한, 광취득기(5)는 제 5 모터(M5)의 구동에 의해 레일(6)을 따라 도 5 중의 화살표 A1, A2방향으로 이동 가능하며, 기본적으로 광조사기(3)의 이동에 연동하여 반사 각도 φ와 입사 각도 φ가 동일한 각도로 되도록 모터 제어기(9)에 의해 제어되어 있다. 또한, 광취득기(5)에 내장된 PEM(5a)은 수용된 광을 소요 주파수(예를 들어 50㎑)로 위상 변조함으로써, 직선 편광으로부터 타원 편광을 얻는다. 또한, 검광자(5b)는 PEM(5a)에 의해 위상 변조된 각종 편광 중에서 선택적으로 편광을 취득하여 측정한다.

분광기(7)는 반사 미러, 회절(回折) 격자, 포토멀티플라이어(PMT: 광전자 배증관) 및 제어 유닛 등을 내장하고, 광취득기(5)로부터 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 보내진 광을 반사 미러로 반사시켜 회절 격자에 안내한다. 회절 격자는 제 6 모터(M6)에 의해 각도를 변경하여 출사되는 광의 파장을 가변한다. 분광기(7)의 내부로 진행된 광은 PMT에 의해 증폭되고, 광의 양이 적은 경우라도 측정 된 신호(광)를 안정화시킨다. 또한, 제어 유닛은 측정된 파장에 따른 아날로그 신호를 생성하여 데이터 수용기(8)로 송출하는 처리를 행한다. 또한, 측정기에 편광계를 사용할 경우에는, 포토다이오드 어레이(PDA)를 조합시킨 구성으로 하는 것도 가능하다.

데이터 수용기(8)는 분광기(7)로부터의 신호에 의거하여, 반사광의 편광 상태(p편광, s편광)의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ를 산출하고, 산출된 결과를 컴퓨터(10)로 송출한다. 또한, 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 p편광의 진폭 반사 계수 Rp 및 s편광의 진폭 반사 계수 Rs에 대하여 이하의 수식 (1)의 관계가 성립된다.

다만, i는 허수(虛數) 단위이다(이하 동일). 또한, Rp/Rs는 편광 변화량 ρ라고 한다.

또한, 시료 해석 장치(1)가 갖는 컴퓨터(10)는 데이터 수용기(8)에 의해 얻어진 편광 상태의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ와 시료에 따른 모델에 의거하여 시료 해석을 행하는 동시에, 스테이지(4)의 이동 등에 대한 제어를 행한다.

컴퓨터(10) 자체는 컴퓨터 본체(11), 디스플레이(12), 키보드(13) 및 마우스(14)(입력 장치) 등으로 구성되어 있고, 컴퓨터 본체(11)는 CPU(11a), 기억 장치(이하 기억부)(11b), RAM(11c), 및 ROM(11d)을 내부 버스로 접속하고 있다. CPU(11a)는 기억부(11b)에 기억된 각종 컴퓨터 프로그램에 따라 후술하는 컴퓨터(10)에 관한 다양한 처리를 행하는 것이며, RAM(11c)은 처리에 따른 각종 데이터 등을 일시적으로 기억하고, ROM(11d)은 컴퓨터(10)의 기능에 따른 내용 등을 기억 한다.

또한, 컴퓨터(10)의 기억부(11b)는 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램, 및 스테이지(4)의 이동 제어용의 컴퓨터 프로그램 등의 각종 프로그램을 미리 기억하고 있다. 또한, 기억부(11b)는 디스플레이(12)에 표시하기 위한 각종 메뉴 화상의 데이터, 시료에 따른 기지(旣知)의 데이터, 상이한 구조의 모델 패턴, 모델 작성에 이용되는 복수의 분산식, 작성된 모델, 각종 시료에 따른 레퍼런스(reference) 데이터, 및 간섭 줄무늬에 관련된 비교 처리에 사용되는 기준값 등을 기억한다.

시료(유기 EL 소자(50))의 해석에 관련하여, 컴퓨터(10)는 유기 EL 소자(50)의 유기막(56)을 구성하는 각 막층(52∼55)의 광학 특성으로서 굴절률 및 흡광 계수를 해석하는 동시에, 각 막층(52∼55)의 막 두께 등도 해석한다.

구체적으로, 컴퓨터(10)는 측정된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ로부터 유리 기판(51), 커버 유리(57), 및 유기 EL 소자(50)의 주위 분위기 등의 복소(複素) 굴절률을 기지로 한 경우에, 기억부(11b)에 미리 기억되어 있는 모델링 프로그램을 이용한다. 그리고, 사용자에 설정되는 시료의 항목 및 유기 EL 소자(50)의 재료구조에 따른 모델을 작성하여 기억부(11b)에 기억시켜 두고, 해석 단계에서 기억하고 있는 모델을 사용하여 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 막 두께 및 복소 굴절률을 구한다. 복소 굴절률(N)은 해석하는 막층의 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)로 한 경우, 이하의 광학식으로 나타낸 수식 (2)의 관계가 성립된다.

또한, 입사 각도를 φ, 광조사기(3)가 조사하는 광의 파장을 λ라고 하면, 데이터 수용기(8)로부터 출력되는 엘립소미터로 측정된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 해석하는 막층(52∼55)의 막 두께(d), 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)에 대하여 이하의 수식 (3)의 관계가 성립된다.

또한, 컴퓨터(10)는 해석하는 막층(52∼55)의 막 두께, 및 복수의 파라미터를 갖는 복소 유전률의 파장 의존성을 나타내는 분산식을 이용하여, 기억한 모델로부터 이론적인 연산으로 얻어지는 모델 스펙트럼(Ψ_M(λ_i), Δ_M(λ_i))과, Δ데이터 수용기(8)로부터 출력되는 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼(Ψ_E(λ_i), Δ_E(λ_i))의 차가 최소로 되도록 막 두께, 분산식의 파라미터 등을 변화시키는 처리(피팅)를 행한다. 또한, 적용되는 분산식의 일례를 하기의 수식 (4)에 나타낸다.

수식 (4)에서 좌변의 ε은 복소 유전률을 나타내고, ε_∞, ε_s는 유전률을 나타내며, Γ_ο, Γ_D, γ_j는 점성력에 대한 비례 계수(damping factor)를 나타내고, ω_oj, ω_t, ω_p는 고유각 진동수(oscillator frequency, transverse frequency, plasma frequency)를 나타낸다. 또한, ε_∞ 고주파에서의 유전률(high frequency dielectric constant)이며, ε_s는 저주파에서의 유전률(static dielectric constant)이다. 또한, 복소 유전률(ε)(ε(λ)에 상당), 및 복소 굴절률(N)(N(λ)에 상당)은 하기의 수식 (5)의 관계가 성립된다.

또한, 피팅을 간단하게 설명하면, 유기 EL 소자(50)를 측정한 경우에 T개의 측정 데이터쌍을 Exp(i=1, 2..., T), T개의 모델의 계산 데이터쌍을 Mod(i=1, 2..., T)로 했을 때에, 측정 오차는 정규 분포된다고 생각하여 표준 편차를 σ_i로 했을 때의 최소제곱법에 따른 평균 제곱 오차 χ²는 하기의 수식 (6)에 의해 구해진다. 또한, Ρ는 파라미터의 수이다. 평균 제곱 오차 χ²의 값이 작을 때는, 측정 결과와 작성된 모델의 일치도가 큰 것을 의미하기 때문에, 복수의 모델을 비교할 경우, 평균 제곱 오차 χ²의 값이 가장 작은 것이 베스트 모델에 상당한다.

상술한 컴퓨터(10)가 행하는 시료 해석에 따른 일련의 처리는 기억부(11b)에 기억된 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램에 규정되어 있다. 이 컴퓨터 프로그램에는 시료의 물성(物性)에 대응하여 작성되는 모델의 조건 항목으로서 막 두께 등을 설정하기 위한 메뉴를 디스플레이(12)의 화면에 표시시키는 처리 등도 포함된다.

또한, 본 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)는 시료에서의 복수의 반사 형태에 대응할 수 있도록 미리 작성되어 있는 모델 타입(모델 구조)을 기억부(11b)에 기억시키고 있다. 이들 모델 타입의 구조가 기억부(11b)에 기억되는 컴퓨터 프로그램(모델링 프로그램)이 규정하는 처리에 의거하여 판독되어 해석에 사용된다.

즉, 본 실시예에서는 유기 EL 소자(50)를 도 5에 나타낸 바와 같은 형태로 측정하기 때문에, 유기 EL 소자(50)에 조사된 광 K가 반사되는 형태로서, 일반적으로 3가지 종류가 상정된다. 첫 번째 형태는 유기 EL 소자(50)에 입사된 광 K가 유기막(56)과 공간(60)의 경계(유기막(56) 표면(56a)에 상당하는 개소)에서 반사되는 경우이다(도 5 중, 반사광 K1의 광로). 두 번째 형태는 광 K가 유기막(56) 및 공간(60)을 통과하여 커버 유리(57)의 내면(57c)에서 반사되는 경우이다(도 5 중, 반사광 K2의 광로). 세 번째 형태는 투광성 커버 유리(57)를 통과하여 커버 유리(57)와 스테이지(4)의 경계(커버 유리(57)의 외면(57f)과 스테이지(4)의 스테이지면(4a)이 접하는 개소)에서 반사되는 경우이다(도 5 중, 반사광 K3의 광로).

또한, 실제적으로는 도 5에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 표면의 점 P1에서의 반사, 및 유리 기판(51)과 유기막(56)의 경계로 되는 점 P2에서의 반사나 다중(多重) 반사도 포함되지만, 점 P1, P2에서의 반사는 해석에 사용하는 모델 선택에 직접적으로 관계되지 않기 때문에, 본 실시예에서는 취급을 생략하고 있다. 또한, 광 K, 및 반사광 K1 내지 K3 등은 유리 기판(51) 및 유기막(56) 등에 대한 입사 시에 굴절되는 동시에 출사 시에도 굴절된다. 그러나, 이 때 입사 시와 출사 시의 각도는 동일하다. 더 나아가서는, 다중 반사를 포함한 반사광 K1 내지 K3 전부가 측정되는 것은 시료의 두께 치수에 의존한다. 따라서, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수에 따라, 해석에 사용하는 모델의 종류도 선택한다.

상술한 3종류의 반사 형태에서는 광이 통과하는 층이 각각 상이하기 때문에, 해석에 사용하는 모델도 실제 측정에서의 반사 형태에 따른 구조의 것을 선택할 필요가 있다. 도 6a는 도 5의 반사광 K1에 대응한 구조의 모델 m10을 나타내고 있다. 모델 m10은 유기막(56)에서의 반사에 대응하기 때문에, 유기막(56)의 하방에 위치하는 공간(60)을 보이드층(공극층)으로 하여, 그 보이드층(S1)(기판으로 간주함)에 유기막층(L1)(유기막(56)에 상당), 유리층(L2)(유리 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L3)(유리 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 도 6b는 도 5의 반사광 K2에 대응한 구조의 모델 m11을 나타내고 있다. 모델 m11은 커버 유리(57)의 내면(57c)에서의 반사에 대응하기 때문에, 커버 유리(57)를 구성하는 재료(밀봉 재료)를 기판으로 간주하고, 그 밀봉 재료(S10)(커버 부재에 따른 층에 상당)에 보이드층(L11)(공간(60)의 공극층에 상당), 유기막층(L12)(유기막(56)에 상당), 유리층(L13)(유리 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L14)(유리 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 도 6c는 도 5의 반사광 K3에 대응한 구조의 모델 m12를 나타내고 있다. 모델 m12는 커버 유리(57)와 스테이지(4)의 경계면에서의 반사에 대응하기 때문에, 커버 유리(57)의 하방의 주위 분위기를 구성하는 매체(도 5에서는, 커버 유리(57)와 스테이지(4) 사이에 존재하는 공간의 보이드층이 상당)를 기판으로 간주하고, 그 보이드층(주위 분위기)(S20)(기판)에 밀봉 재료층(L21)(커버 유리(57)를 구성하는 재료의 층에 상당), 보이드층(L22)(공간(60)의 공극층에 상당), 유기막층(L23)(유기막(56)에 상당), 유리층(L24)(유리 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L25)(유리 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 상술한 각 모델 m10, m11, m12에서는 유기막층(L1, L12, L23)을 도 4b에 나타낸 각 막층(52∼55)을 통합한 하나의 막층으로서 간단하게 나타내고 있다. 실제 모델링에서의 유기막층(L1, L12, L23)은 유기 EL 소자(50)의 유기막(56)과 마찬가지로, 정공 수송층(52), 발광층(53), 정공 블록킹층(54), 및 전자 수송층(55)이 적층된 것으로 되어 있고, 각 막층(52∼55)에 대응한 막 두께가 설정되는 것으로 한다. 이와 같이, 각 막층(52∼55)에 따른 모델링을 행함으로써, 유기막(56)에 포함되는 각 막층(52∼55)의 특성을 해석할 수 있도록 하고 있다.

시료 해석 장치(1)는 상술한 각 모델 m10, m11, m12 중에서 해석에 사용되는 구조의 모델을 선택하기 때문에, 시료 측정 시의 준비 단계에서 해석 대상인 시료에 대하여 사용자로부터 접수하는 설정 항목 중 시료의 두께 치수를 포함시키도록 하고 있다. 시료 해석 장치(1)는 준비 단계에서 해석 대상인 시료에 대한 설정 항목으로서, 기판의 종류, 막 두께 등과 함께 시료의 두께 치수를 사용자의 입력에 의해 접수하여, 그 두께 치수에 따라 해석에 사용하는 모델을 m10, m11, m12로부터 선택한다.

시료의 두께 치수와 측정할 수 있는 반사광의 관계를 설명한다. 해석 대상인 시료의 두께 치수가 2.2㎜이상일 경우, 반사광 K3의 반사 방향이 빗나가 광취득 기(5)의 측정 범위로부터 제외된다. 그 때문에, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수가 2.2㎜이상일 경우, 반사광 K3을 광취득기(5)로 측정할 수 없기 때문에, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 도 6a의 모델 m10 및 모델 m11을 선택한다.

또한, 시료의 두께 치수가 1·0㎜를 초과하여 2.2㎜미만일 경우, 반사광 K1 내지 K3 전부가 광취득기(5)의 측정 범위에 들어갈 가능성이 있다. 그 때문에, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수가 1.0㎜을 초과하여 2.2㎜미만일 경우, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 반사광 K1 내지 K3에 대응한 모든 모델 m10, m11, m12를 선택한다.

또한, 시료의 두께 치수가 1.0㎜이하일 경우도 반사광 K1 내지 K3 전부가 광취득기(5)의 측정 범위에 들어갈 가능성이 있다. 그 때문에, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수가 1.0㎜이하일 경우, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 반사광 K1 내지 K3에 대응한 모든 모델 m10, m11, m12를 선택한다. 또한, 시료의 재질(材質)에 따라서는, 반사광 K1만, 또는 반사광 K1, K2의 2개만이 측정 범위에 들어갈 경우도 있고, 이러한 경우에는 모델 m10만, 또는 모델 m10, m11의 2개를 시료 해석 장치(1)가 선택하도록 할 수도 있다. 또한, 모델 종류의 선택 후, 시료 해석 장치(1)는 사용자로부터의 입력 항목에 의거하여 선택한 모델 구조에서 해석에 사용되는 구체적인 모델을 세운다.

또한, 본 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)가 기억하는 컴퓨터 프로그램이 규정하는 처리 내용의 또 하나의 특징으로서, 해석에 사용하는 모델에 대하여 진폭비(Ψ) 및 위상차(Δ)를 구하는 연산 처리를 2가지로 행하는 것을 들 수 있다. 첫 번째 연산 처리(제 1 연산 처리)는 해석에 사용하는 모델에 대하여 충실하게 연산을 행하여 시료의 측정 범위에 따른 연산 결과(진폭비(Ψ) 및 위상차(Δ))를 얻는 것이다. 또한, 두 번째 연산 처리(제 2 연산 처리)는 해석에 사용하는 모델에 의거하여, 진폭에 대하여 연산을 행하여 신속하게 연산 결과를 얻는 것이다. 시료 해석 장치(1)는 해석 대상으로 되는 도 4a 및 도 4b에 나타낸 유기 EL 소자(50) 공간(60)의 두께 치수 D(간격 거리에 상당)와, 컴퓨터(10)의 기억부(11b)에 기억시킨 기준값(기준 거리에 상당)의 대소를 비교하고, 비교 결과에 의해, 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리 중 어느 하나로 연산을 행할지를 결정한다.

시료 해석 장치(1)는 측정 준비 단계에서 해석 대상인 유기 EL 소자(50)에 대하여 사용자로부터 접수하는 설정 항목 중에 공간(60)의 두께 치수 D(유기 EL 소자(50)의 사양에 의거하는 수치) 및 기준값을 포함시키고 있고, 두께 치수 D가 기준값보다 클 경우에 제 2 연산 처리를 행하며, 두께 치수 D가 기준값 이하일 경우에 제 1 연산 처리를 행하도록 하고 있다. 또한, 제 2 연산 처리는 측정 준비 단계에서 입력된 항목에 의거하여 선택된 모델로부터 이론적으로 얻어지는 값을 주지의 연산 방식을 이용하여 적절히 평균화하기 때문에, 모델로부터 얻은 진폭비(Ψ) 및 위상차(Δ)에 따른 그래프는 매끄러운 곡선으로 된다. 해석 대상으로 되는 모델이 광 조사에 의해 간섭 줄무늬를 발생시키는 시료에 따른 것일 경우에도, 간섭 줄무늬에 정확히 대응하지 않고 연산을 행한다. 그 때문에, 연산에 따른 처리 시간을 제 1 연산 처리에 비해 짧게 할 수 있으며, 또한 측정에 요하는 시간도 짧아진다. 한편, 제 1 연산 처리는 종래와 마찬가지로 모델에 충실하게 연산을 행하기 때문에, 해석 대상으로 되는 모델이 광 조사에 의해 간섭 줄무늬를 발생시키는 시료에 따른 것일 경우, 간섭 줄무늬에 대응하여 연산을 행하기 때문에 해석 시간이 길어지는 동시에, 측정 시간도 길어진다.

다음으로, 상술한 구성의 시료 해석 장치(1)에서 도 4a 및 도 4b에 나타낸 유기 EL 소자(50)를 해석하는 방법(시료 해석 방법)에 따른 일련의 처리 순서를 도 8a 및 도 8b의 플로차트에 의거하여 설명한다. 우선, 시료 해석 장치(1)의 스테이지(4)에 유기 EL 소자(50)를 도 5에 나타낸 바와 같이 탑재 배치한다(S1).

다음으로, 시료 해석 장치(1)는 조건 설정을 행하기 때문에, 해석에 필요한 항목의 입력을 키보드(13) 또는 마우스(14)를 통하여 사용자로부터 접수한다(S2). 항목을 접수할 때에, 시료 해석 장치(1)는 도 7에 나타낸 바와 같은 설정 메뉴(20)를 디스플레이(12)에 표시한다. 설정 메뉴(20)는 도 4a 및 도 4b의 유기 EL 소자(50)의 구조에 대응하여 공간(60)의 두께 입력란(21), 유기막(56)에 따른 막 두께의 입력란(22), 기판(커버 유리(57))에 따른 입력란(23)을 설치하고 있다. 특히, 공간(갭) 두께의 입력란(21)에 관해서는 유기 EL 소자(50)의 사양에 따른 수치(보이드)의 입력란(21a)과, 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리의 판별에 따른 기준값의 입력란(21b)을 설치하고 있다. 또한, 도 7의 설정 메뉴(20)에서는 막 두께의 입력에 관해서는 간략화하여 입력란(22)만을 나타내고 있지만, 실제로는 유기막층의 종류에 따라 각층마다 입력란을 설치하고 있다.

유기 EL 소자(50)에서는, 공간(60)의 두께 치수 D가 100㎛보다 작을 경우에 간섭 줄무늬가 발생되기 쉽다는 것이 종전의 연구에서 판명되었다. 그 때문에, 기 준값으로서 100㎛을 설정하는 것이 적합하다. 또한, 설정 메뉴(20)는 도 7에서 나타내지 않은 다른 항목(측정 포인트, 입사 각도 φ, 유리 기판(51)의 두께, 커버 유리(57)의 두께 등)도 접수한다.

그런 후, 시료 해석 장치(1)는 입력된 항목 중에서 유리 기판(51)의 두께(T) 및 커버 유리(57)의 두께(T)보다(도 4a 참조) 유기 EL 소자(50)(시료)의 두께 치수(2T)가 1.0㎜이하인지, 1.0㎜초과 2.2㎜미만의 범위인지, 2.2㎜이상인지를 판별한다(S3).

두께 치수(2T)가 1.0㎜이하로 판별된 경우(S3:1.0㎜이하), 시료 해석 장치(1)는 해석에 사용하는 모델 구조로서 도 6a 내지 도 6c의 모델 m10 내지 m12를 선택한다(S4). 또한, 두께 치수(2T)가 1.0㎜초과 2.2㎜미만으로 판별된 경우(S3:1.0㎜초과 2.2㎜미만), 시료 해석 장치(1)는 해석에 사용하는 모델 구조로서 도 6a 내지 도 6c의 모델 m10 내지 m12를 선택한다(S5). 또한, 두께 치수(2T)가 2.2㎜이상으로 판별된 경우(S3:2.2㎜이상), 시료 해석 장치(1)는 해석에 사용하는 모델 구조로서 도 6a 및 도 6b의 모델 m10, m11을 선택한다(S6).

또한, 모델 선택 후, 시료 해석 장치(1)는 선택된 모델의 구조에서 입력된 항목에 따른 해석용의 모델을 세우게 된다. 상술한 판별 처리에서 해석에 사용하는 모델의 구조는 해석 대상인 시료에서의 반사 형태(도 5 참조)에 따른 것으로 되어 있기 때문에, 후의 해석 처리 단계(S10∼S12) 등의 처리 부담의 저감에 공헌하고 있다.

다음으로, 시료 해석 장치(1)는 스테이지(4)에 탑재 배치한 시료(유기 EL 소 자(50))에 적절히 광을 조사하여 측정에 충분한 강도(强度)의 반사광을 취득할 수 있도록 하기 위해, 임시 조사를 행하여 스테이지(4)의 높이 조정 등을 행한다(S7). 스테이지(4)의 높이 조정 후, 시료 해석 장치(1)는 유기 EL 소자(50)(시료)의 측정을 행하기 위해 정식 조사로서, 유기 EL 소자(50)에 편광 상태의 광을 조사하고(S8), 유리 기판(51)으로부터 나온 반사광(K1∼K3)을 취득하여 광의 편광 상태(진폭비 Ψ_E, 위상차 Δ_E)를 측정한다(S9). 또한, Ψ_E는 측정된 진폭비를 나타내고, Δ_E는 측정된 위상차를 나타낸다.

또한, 시료 해석 장치(1)는 선택된 구조에서 세워진 모델에 의거하여 측정 범위와 대응하는 범위에서 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 산출한다(S1O). 이 때, 시료 해석 장치(1)는 입력된 공간(60)의 두께 치수 D와 기준값의 비교를 행하여, 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리로 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 구한다. 여기서, Ψ_M은 모델로부터 구한 진폭비를 나타내고, Δ_M은 모델로부터 구한 위상차를 나타낸다. 또한, 시료 해석 장치(1)는 선정된 모델이 복수 존재할 경우, 이러한 연산을 모든 모델에 대하여 행한다.

도 10의 그래프는 공간(60)의 두께 치수 D가 60㎛인 유기 EL 소자(50)로부터 측정된 진폭비 Ψ_E, 위상차 Δ_E와, 모델로부터 구한 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 표시한 내용을 나타내고 있다. 측정된 진폭비 Ψ_E, 위상차 Δ_E는 도트로 나타내고 있고, 모델로부터 구한 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M은 곡선(위상차는 실선, 진폭비는 파 선)으로 나타내고 있다. 도 10의 그래프에 따른 유기 EL 소자(50)는 두께 치수 D가 60㎛이기 때문에, 시료 해석 장치(1)는 제 1 연산 처리에 의해 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 구하고 있고, 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M은 모델에 따라 충실하게 연산된다. 그 때문에, 분광기의 분해능에 따라 측정점의 도트가 진폭하고 있는 범위(예를 들어 광자 에너지(Photon Energy)가 2.2eV이하의 범위)에서 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 나타내는 곡선도 상하로 진폭하고, 간섭 줄무늬의 발생에 대응한 내용으로 되어 있다. 또한, 제 1 연산 처리는 이와 같이 진폭하는 내용까지도 상세하게 연산하기 때문에, 공간의 두께를 산출할 수 있어 제 2 연산 처리에 비해 처리 시간은 길어진다.

한편, 도 9의 그래프는 비교를 위해, 도 10의 그래프에 따른 유기 EL 소자(50)의 모델에 대하여 제 2 연산 처리를 행한 결과를 나타내고 있다. 제 2 연산 처리에 의해 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 구함으로써, 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M은 측정점인 도트의 중간을 통과하도록 매끄러운 형상으로 되어 있다.

또한, 도 11의 그래프는 공간(60)의 두께 치수 D가 10㎛인 유기 EL 소자(50)의 모델에 대하여 제 1 연산 처리를 행한 결과를 나타내고 있고, 상하로 진폭하는 측정점인 도트와 마찬가지로, 모델로부터 구한 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M을 나타내는 곡선도 상하로 크게 진폭하고 있다(특히 파선으로 나타내는 진폭비의 진폭이 큼).

도 8a 및 도 8b의 플로차트로 돌아와서, 시료 해석 방법의 처리 순서의 설명 을 계속한다. 엘립소미터에 의한 측정값(측정 결과)과 모델로부터 얻어진 산출값을 비교하고(S11), 컴퓨터(10)는 비교된 각 값의 상이가 작아지도록 모델에서의 각층의 두께 등 분산식의 파라미터의 피팅을 행한다(S12).

또한, 해석에 사용되는 복수의 모델에 대하여 상술한 단계(S10∼S12)에서 모든 모델을 피팅하여 최소제곱법에 따른 평균 제곱 오차를 산출한다. 최저 평균 제곱 오차의 값에 따른 모델, 또는 컴퓨터(10)에 미리 설정된 막 두께의 최소값으로부터 최대값까지의 범위 내에 들어가는 평균 제곱 오차의 값이 최저로 되는 모델을 선택한다.

이와 같이 선택한 모델에서, 최종적인 피팅에 의해 최소제곱법으로 구한 차가 소요의 값에 들어가면(충분히 작아지면), 그 때에 사용한 모델에 따른 각 막층(52∼55)의 막 두께 등이 물리적으로 불가능한 수치로 되어 있지 않은지를 확인한 후에, 그 때의 모델을 베스트 모델로서 결정한다(S13). 마지막으로, 시료 해석 장치(1)는 그 베스트 모델에 따른 각 막층(52∼55)의 막 두께, 분산식의 파라미터, 보이드 등을 참조함으로써, 유기 EL 소자(50)의 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 특성으로서 막 두께 및 광학 상수(굴절률(n), 흡광 계수(k)) 등이 각 막층에 의해 구해진다(S14). 또한, 최소제곱법으로 구한 차가 소요의 값에 들어가지만, 그 때의 모델에 따른 각 막층(52∼55)의 막 두께 등이 물리적으로 불가능한 수치로 되어 있는 경우에는, 모든 모델의 구성에 따른 수치 등을 변경하여 피팅(S10 이후의 처리)을 다시 행하게 된다.

이와 같이 본 발명에서는, 유기 EL 소자(50)의 해석 대상으로 되는 막이 덮 여 있는 경우에도, 유리 기판(51)을 향하여 광을 조사하여 유기막(56)에 광을 닿게 하기 때문에, 유기막(56)의 각 막층을 엘립소미터로 측정할 수 있다. 또한, 시료 해석 장치(1)는 상술한 조건에 따라 제 1 연산 처리와 제 2 연산 처리를 구별하여 사용하기 때문에, 모델에 따른 연산 처리를 효율적으로 진행시키는 동시에, 해석 대상으로 되는 시료의 두께에 따라 모델의 구조 종류도 압축하기 때문에, 해석 처리의 부담을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시료 해석 장치(1) 및 시료 해석 방법은 상술한 형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예의 적용이 가능하다. 예를 들어 유기 EL 소자(50)의 커버 유리(57)가 불투명한 재료(금속, 합성 수지 등)로 형성되어 있을 때는, 도 5 중에 나타낸 반사광 K3과 같은 반사 형태는 발생하지 않기 때문에, 컴퓨터(10)는 반사광 K1 또는 반사광 K2에 따른 도 6a의 모델 m10 또는 도 6b의 모델 m11 중 어느 한쪽, 또는 양쪽을 시료의 두께 치수의 비교에 의해 해석에 사용하는 모델의 구조로서 선택을 행하도록 한다.

또한, 상술한 설명에서는, 도 7에 나타낸 설정 메뉴(20)에서는 기준값의 입력란(21b)에 100㎛을 설정함으로써 설명했지만, 물론 시료 및 측정 상황 등에 따라 다른 수치를 설정하는 것도 가능하다. 수치가 설정된 상태에서 새로운 수치를 입력하면, 시료 해석 장치(1)는 기준값을 변경하는 스텝을 행하고, 이후, 이 변경된 새로운 값을 이용하여 공간(60)과의 두께 치수 D와의 비교를 행하게 된다. 이와 같이 기준값을 변경할 수 있도록 함으로써, 측정 상황의 영향 및 간섭 줄무늬가 발생되는 조건이 미묘하게 상이한 시료를 측정할 경우 등에 대하여 완만하게 처리를 진행할 수 있다. 또한, 기준값을 포함하는 소정의 항목에는 디폴트값으로서 적정한 값(예를 들어 기준값에는 100㎛)을 설정하여 두는 것이 사용자의 입력 부담을 저감시키는 관점에서 바람직하다.

또한, 공간(60)의 두께 치수 D와의 비교에 의해 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리 중 어느 하나를 행할지를 시료 해석 장치(1)가 판별하는 대신에, 사용자가 수시 선택할 수 있도록 할 수도 있다. 이 경우, 측정 전의 설정 메뉴 등에 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리 중 어느 하나로 처리를 행할지를 지시하는 선택 버튼을 설치하고, 시료 해석 장치(1)는 사용자로부터 접수하는 지시에 따라 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리 중 어느 하나로 처리를 행하도록 한다.

또한, 본 실시예의 시료 해석 장치(1)는 도 4a 및 도 4b에 나타낸 생산 타입의 유기 EL 소자(50) 이외에도, 도 12에 나타낸 연구 개발 타입의 유기 EL 소자(70)에 대해서도 마찬가지로 해석을 행하는 것이 가능하다. 연구 개발 타입의 유기 EL 소자(70)와 생산 타입의 유기 EL 소자(50)의 상이점은, 유기 EL 소자(70)는 두께 T1의 투광성을 갖는 유리 기판(71)에 캡 형상의 밀봉 캡(77)(높이 T2)을 접착제(81)로 부착시키고 있는 점이다.

밀봉 캡(77)은 유리 기판(71)의 일면(51a)에 설치된 유기막(76)(복수층(72∼75)) 및 전극(58, 59)을 덮도록 커버부(77a) 및 측벽부(77b)를 가지고 전체적으로 오목 형상으로 되어 있다. 또한, 밀봉 캡(77)은 유기막(76)의 최상면(76a)으로부터 커버부(77a)의 내면(57c)까지를 간격(갭)을 두고 두께 치수 D의 공간(80)을 생성하고 있다. 도 12의 유기 EL 소자(70)를 시료 해석 장치(1)로 해석하는 경우에 는, 시료의 두께 치수로서 유리 기판(71)의 두께 T1과 밀봉 캡(77)의 높이 T2를 부가한 수치를 입력하면, 그 이외의 점은 도 4a 및 도 4b에 나타낸 유기 EL 소자(50)와 동일하게 취급함으로써 해석을 행할 수 있다.

또한, 유기 EL 소자(50)의 커버 유리(57)가 투광성을 갖는 경우에는, 유기 EL 소자(50)를 도 5에 나타낸 바와 같은 형태로 스테이지(4)에 탑재 배치하는 이외 에, 도 13에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(51)이 스테이지(4)의 스테이지면(4a)에 접하도록 유리 기판(51)을 하측으로 하여 유기 EL 소자(50)를 탑재 배치하도록 할 수도 있다. 이 경우, 시료 해석 장치(1)는 커버 유리(57)를 향하여 편광 상태의 광 K를 조사하고, 커버 유리(57) 및 공간(60)을 통과한 광 K는 복수의 막층(52∼55)(도 4b 참조)에 의해 구성되는 유기막(56)에 도달한다. 또한, 광 K는 유기막(56)을 통과하고 나서, 도 13에 나타낸 바와 같이 유기막(56)과 유리 기판(51)의 경계에서 반사될 경우(반사광 K10의 경우)와, 유리 기판(51)도 통과하여 유리 기판(51)과 스테이지(4)의 경계에서 반사될 경우(반사광 K11의 경우)가 생긴다. 또한, 어느 반사광 K10, K11도 커버 유리(57)로부터 출사하여 광취득기(5)로 취득되고, 편광 상태가 측정된다.

또한, 도 13에서도 실제적으로는 커버 유리 표면에서의 반사(P10), 커버 유리 내면에서의 반사(P20), 및 유기막 표면에서의 반사(P30)나 다중 반사도 포함하지만, 이러한 반사(P10, P20, P30)도 해석에 사용하는 모델 선택에 직접적으로 관계하지 않기 때문에 취급을 생략하고 있다.

또한, 도 13에 나타낸 유기 EL 소자(50)의 탑재 배치 형태에서 시료 해석을 행할 경우, 해석에 사용하는 모델에는 상술한 반사광 K10, K11에 따른 구조의 것을 사용할 필요가 있다. 도 14a는 반사광 K10에 따른 구조의 모델 m20을 나타내고 있다. 모델 m20은 최하방(最下方)의 유리 기판(51)을 기판(S30)으로 하여, 그 위에 유기막층(L31)(유기막(56)에 상당), 보이드층(L32)(공간(60)에 상당), 밀봉 재료층(L33)(커버 유리(57)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L34)(커버 유리(57)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다. 또한, 모델 m30 각층의 두께 d31 내지 d34는 준비 단계에서 사용자로부터 입력되는 값에 의해 설정된다.

한편, 도 14b는 반사광 K11에 따른 구조의 모델 m21을 나타내고 있다. 모델 m21은 유리 기판(51)의 하방의 주위 분위기를 구성하는 매체(도 13에서는, 유리 기판(51)과 스테이지(4) 사이에 존재하는 공간의 보이드층이 상당)를 기판으로 간주하고, 그 보이드층(S40)(기판)에 유리층(L41)(유리 기판(51)에 상당), 유기막층(L42)(유기막(56)에 상당), 보이드층(L43)(공간(60)에 상당), 밀봉 재료층(L44)(커버 유리(57)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L45)(커버 유리(57)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다. 또한, 모델 m21의 각층의 두께 d41 내지 d45는 준비 단계에서 사용자로부터 입력된 값에 의해 설정된다.

도 13에 나타낸 탑재 배치 형태에서는, 유기 EL 소자(50)의 두께 치수에 따라 반사광 K10, K11 중 어느 한쪽만(이론적으로는 K10만), 또는 양쪽이 측정될 가능성이 있다. 따라서, 시료 측정 장치(1), 도 8a 및 도 8b의 플로차트의 처리 단 계(S3∼S6)로서, 시료의 두께 치수에 따라 해석에 사용하는 모델의 구조로서 모델 m20, m21 중 어느 한쪽(이론적으로는 모델 m20), 또는 양쪽의 선택을 행하도록 한다. 또한, 모델 선택 후는 도 8a 및 도 8b의 플로차트와 동일한 처리를 행하여 해석을 행하게 된다.

또한, 도 13에 나타낸 유기 EL 소자(50)의 탑재 배치 형태에서도, 모델에 따른 값(진폭비 및 위상차)을 구하는데 있어서, 공간(60)의 두께 치수 D와 기준값의 비교 또는 사용자의 지시에 따라 제 1 연산 처리 또는 제 2 연산 처리를 행하게 된다. 도 15에 나타낸 그래프는 공간(60)의 두께 치수 D를 갖는 유기 EL 소자(50)를 도 13에 나타낸 탑재 배치 형태에서 측정한 진폭비 Ψ_E, 위상차 Δ_E의 도트와, 이 탑재 배치 형태에 따른 구조의 모델로부터 제 2 연산 처리로 구한 진폭비 Ψ_M, 위상차 Δ_M의 곡선을 나타내고 있다. 구한 곡선은 측정점(도트)을 대략 따른 형상으로 되어 있다. 또한, 도 13에 나타낸 탑재 배치 형태에서도, 도 12의 연구 개발 타입의 유기 EL 소자(70)를 측정 해석하는 것이 가능하다. 그 경우는, 커버 유리(57)를 밀봉 캡(77)이라고 생각한 모델을 준비하게 된다(도 14a 및 도 14b 참조).

또한, 본 발명에 따른 시료 해석 장치(1) 및 시료 해석 방법은, 유기 EL 소자(50)에 관해서는 소위 고분자 유기 EL 소자와 저분자 유기 EL 소자 중 어느 것의 타입도 해석 대상으로 할 수 있다. 또한, 유기 EL 소자 이외의 시료에 대해서는, 기판 위에 막이 적층되어 그 막과 간격을 두고 커버 부재로 덮는 구조로서, 기판 또는 커버 부재 중 적어도 한쪽이 투광성을 갖는 시료이면, 상술한 유기 EL 소 자(50)와 동일한 형태로 해석 가능하다.

<제 2 실시예>

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 16은 본 발명에 따른 제조 장치(80)의 개요를 나타낸 모식적 평면도이다. 제조 장치(80)는 유리 기판(51) 위에 성막물(56)을 성막하는 2연(連)의 제 1 성막 장치(10), 제 2 성막 장치(20), 및 성막물(56)이 성막된 유리 기판(51)에 밀봉 기판(57)을 접합시켜 유기 EL 소자 패널(500)을 배출시키는 밀봉 장치(30)를 포함하여 구성된다. 유리 기판(51)은 제 1 성막 장치(10) 및 제 2 성막 장치(20)로 반송되고, 성막물(56)이 성막된 후, 밀봉 장치(30)로 반송된다. 밀봉 장치(30)에서, 성막물(56)이 성막된 유리 기판(51)에 밀봉 기판(57)이 접합된 후, 완성품인 유기 EL 소자 패널(500)이 외부로 배출된다.

제 1 성막 장치(10)는 반송 수단(반송 장치)인 진공 반송용 로봇(11), 기판 반송실(41), 성막실(12, 13, 14, 15), 광학적 막 두께 계측 장치(70), 진공 게이트(G), 반입/반출실(42) 및 데이터 송신 수단(P)을 포함하여 구성된다. 제 1 성막 장치(10)의 대략 중앙부에는 진공 반송용 로봇(11)이 설치된다. 그 주위를 둘러싸도록 기판 반송실(41), 성막실(12, 13, 14, 15) 및 반입/반출실(42)이 밀폐성을 갖는 진공 게이트(G)를 통하여 접속되어 있다. 진공 게이트(G, G)가 입구 및 출구에 설치된 기판 반송실(41)에는 전처리 공정 및 세정 완료된 유리 기판(51)(ITO 기판)이 반송된다. 기판 반송실(41)로 반송된 유리 기판(51)은 진공 반송용 로봇(11)에 의해, 성막실(12)로 반송된다.

성막실(12, 13, 14, 15) 및 제 2 성막 장치(20)의 성막실(22, 23, 24, 25)은 정공 수송층, 발광층, 정공 블록킹층, 전자 수송층 및 음극을 포함하는 성막물(56)을 각각 단계적으로 성막하기 위한 것이다. 각 성막실(12, 13, 14, 15, 22, 23, 24, 25) 상측에는 성막물(56) 각층의 막 두께를 계측하기 위한 광학적 막 두께 계측 장치(70, 70, 70 …)가 설치되어 있다. 또한, 이하에서는 성막실(12∼15 및 22∼25)에서 행해지는 성막이 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의한 증착인 것으로서 설명하지만, 성막 대상에 따라 적절히 스퍼터링법 등의 PVD(Physical Vapor Deposition)법에 의한 성막을 이용할 수도 있다. 이하에서는 성막실(12∼15 및 22∼25)을 증착실(12∼15 및 22∼25)인 것으로 하고, 또한 성막물(56)을 증착물(56)인 것으로 하여 설명한다. 광학적 막 두께 계측 장치(70)로서는, 예를 들어 편광계 또는 엘립소미터 등을 사용할 수 있다. 이하에서는 광학적 막 두께 계측 장치(70)를 엘립소미터(70)인 것으로 하여 설명한다. 또한, 이하에서는 위상 변조법을 이용한 엘립소미터(70)를 적용한 경우에 대해서 설명하지만, 회전 검광자법을 이용한 엘립소미터(70)를 적용해도 되는 것은 물론이다.

유리 기판(51)이 증착실(12)로 반송된 경우, 증착이 개시되는 동시에 엘립소미터(70)에 의한 막 두께 계측이 개시된다. 증착물(56)이 유리 기판(51) 위에 증착되고, 엘립소미터(70)에 의해 미리 설정된 막 두께에 달했다고 판단된 경우, 증착실(12)은 증착을 정지시킨다. 1층째의 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)은 반송 수단인 진공 반송용 로봇(11)에 의해, 차단의 증착실(13)로 반송된다. 증착실(13)에서는 2층째의 증착물(56)이 증착되고, 그 막 두께는 증착실(13)에 설치되 는 엘립소미터(70)에 의해 계측된다. 증착실(13)에서 2층째의 증착물(56)이 미리 설정된 막 두께에 달한 경우, 증착이 정지되고, 차단의 증착실(14)로 반송된다. 각 증착실(12∼15 및 22∼25)은 송신 회선 및 송수신 장치를 포함하는 데이터 송신 수단(P)에 의해 접속되어 있다. 각 증착실(12∼15 및 22∼25)에서의 증착 상황에 관한 정보가 데이터 송신 수단(P)에 의해 송수신된다.

이와 같이 제 1 성막 장치(10)에서는, 1층째 내지 4층째의 증착이 각 엘립소미터(70)에 의한 리얼타임에서의 막 두께 계측을 따라 실시된다. 4층째의 증착을 종료한 후, 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)은 입구 및 출구에 진공 게이트(G, G)가 설치된 반입/반출실(42)로 진공 반송용 로봇(11)에 의해 반송된다. 반입/반출실(42)에 연이어 설치되는 제 2 성막 장치(20)도 제 1 성막 장치(10)와 마찬가지로, 진공 게이트(G), 증착실(22∼25), 데이터 송신 수단(P), 엘립소미터(70), 진공 반송용 로봇(21) 및 반입/반출실(43)을 포함하여 구성된다.

유리 기판(51)은 반입/반출실(42)을 거쳐 제 2 성막 장치(20)의 증착실(22)로 반송되고, 5층째의 증착이 행해진다. 증착실(22∼25)에도 제 1 성막 장치(10)와 마찬가지로 엘립소미터(70, 70, 70 …)가 설치되어 있어, 증착되는 각층 막 두께의 계측이 행해지고, 미리 설정된 막 두께에 달한 경우에, 반송 수단인 진공 반송용 로봇(21)에 의해, 차단의 증착실(23)로 반송된다. 증착실(22∼25)에서 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)은 진공 반송용 로봇(21)에 의해, 반입/반출실(43)로 반송된다. 또한, 본 실시예에서는 제 1 성막 장치(10) 및 제 2 성막 장치(20)의 2단 구성으로 하고 있지만, 1단 또는 3단 이상의 성막 장치를 설치하여 성막하 도록 할 수도 있다. 또한, 제 1 성막 장치(10) 및 제 2 성막 장치(20)는 각 4개의 증착실(12∼15 및 22∼25)을 설치하고 있지만, 그 수는 증착되는 층수에 따라 적절히 증감시킬 수도 있다.

반입/반출실(43)에 연이어 설치되는 밀봉 장치(30)는 진공 반송용 로봇(31), 진공 게이트(G), 밀봉실(34), 배출실(44), 밀봉 기판 반송실(32)을 포함하여 구성된다. 모든 층의 증착을 종료한 유리 기판(51)은 진공 반송용 로봇(31)에 의해 밀봉실(34)로 반송되고, 또한 밀봉 기판 반송실(32)로 반송된 밀봉 기판(57)도 마찬가지로 밀봉실(34)로 반송된다. 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)과 밀봉 기판(57)은 밀봉실(34)에서 접착제에 의해 접합이 행해지고, 접합한 후의 유기 EL 소자 패널(500)은 배출실(44)을 거쳐 외부로 반송된다. 또한, 밀봉 장치(30)에는 광특성을 검사하는 검사실(33) 및 예비용 예비 성막실(35)을 설치할 수도 있다.

도 17은 증착실(12)의 단면을 나타낸 모식적 단면도이고, 도 18은 증착실(12) 내부의 개요를 나타낸 모식적 사시도이다. 증착실(12)은 하우징(120), 투과창(122), 진공 게이트(G), 증착물(56)이 증착되는 유리 기판(51)을 탑재 배치하는 래크(rack)(121), 증착 유닛(성막 유닛)(124), 제어부(제어 장치)(127), 및 감압 장치(125)를 포함하여 구성된다. 증착실(12)은 그 단면에서 바닥부가 직사각형 형상, 정부(頂部)가 사다리형을 이루는 하우징(120)을 구비하고, 하우징(120)의 대략 중앙부에는 2개의 래크(121, 121)가 가설(架設)되어 있다. 유리 기판(51)은 도 16 에 나타낸 진공 반송용 로봇(11)에 의해 증착실(12) 내부로 반송되고, 래크(121, 121) 위에 탑재 배치된다. 즉, 진공 게이트(G)로부터 증착실(12)로 반송 된 유리 기판(51)은 그 양단(兩端)이 도 18에 나타낸 바와 같이 래크(121, 121)에 지지되어, 증착 및 막 두께의 계측이 가능한 위치까지 반송된다.

유리 기판(51)은 증착물(56)의 적층 방향이 아래 방향으로 되도록 래크(121, 121)에 탑재 배치되고, 원하는 패턴으로 되도록 마스크(128)가 증착실(12) 내에서 형성된다. 또한, 도 18에서는 마스크(128)의 기재를 생략하고 있다. 증착물(56)의 증착 방향인 하우징(120) 저면(底面)에는 증착 유닛(124)이 설치되어 있다. 증착 유닛(124)은 증착 재료가 충전된 도가니 또는 보트 및 이들 도가니 또는 보트를 가열하는 열원(熱源)으로 구성되고, 제어부(127)의 제어에 따라 증착 재료를 배출하여 유리 기판(51) 위에 증착물(56)을 증착시킨다. 또한, 제어부(127)는 엘립소미터(70)와의 사이에서 정보를 송수신할 수 있도록 접속되어 있다.

증착물(56)의 적층 방향으로서, 증착실(12)의 하우징(120) 측벽에는 감압 장치(125)가 측벽을 관통하여 설치되어 있다. 감압 장치(125)는 증착실(12) 내의 압력을 감압한다.

하우징(120)의 정부는 2사변(斜邊)을 갖는 사다리꼴 형상을 이루고, 2사변에는 유리 등의 투과창(122, 122)이 각각 밀폐성을 유지한 상태로 고정 설치되어 있다. 증착물(56)의 적층 방향과 반대측이며, 하우징(120) 상측에는 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 구비하는 엘립소미터(70)가 설치되어 있다. 광조사기(3)의 출사면과 투과창(122)의 하우징(120) 외면측은 서로 맞닿아 있고, 마찬가지로 광취득기(5)의 수광면(受光面)과 투과창(122)의 하우징(120) 외면측은 서로 맞닿아 있다. 또한, 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 투과창(122)으로부터 격리시켜 설치할 수도 있다. 광조사기(3)로부터의 입사광은 사변에 설치되는 투과창(122)에 대하여 대략 수직으로 입사하여, 증착물(56)이 증착되는 유리 기판(51)의 뒤쪽을 조사한다. 유리 기판(51)으로부터의 반사광은 투과창(122)에 대하여 대략 수직으로 입사하여 광취득기(5)에 도달한다. 또한, 본 실시예에서는 증착 유닛(124)을 증착실(12) 하측, 엘립소미터(70)를 증착실(12) 상측에 각각 설치했다. 그러나, 증착물(56)의 적층 방향이 상측인 경우에는, 그 적층 방향 즉 증착실의 상측에 증착 유닛(124)을, 적층 방향과 반대 측의 증착실(12) 하측에 투과창(122)을 통하여 출입사를 행하는 엘립소미터(70)를 설치할 수도 있다.

도 19는 엘립소미터(70)의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다. 도 19에 나타낸 엘립소미터(70)는 계측 해석계 부분 및 구동계 부분으로 크게 구별된다. 엘립소미터(70)는 계측 해석계 부분으로서, 크세논 램프(2) 및 광조사기(3)를 제 1 광파이버 케이블(15a)로 접속하고, 래크(121)에 탑재 배치되며, 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)(이하, 이들을 시료(50)라고 함)에 편광된 상태의 광을 조사하여 광을 시료(50)에 입사시킨다. 그리고, 시료(50)에 의해 반사된 광을 광취득기(5)로 수용하는 구성으로 하고 있다. 또한, 증착실(12) 및 투과창(122) 등은 설명을 간단하게 하기 위해 도 19에서는 생략하고 있다.

광취득기(5)는 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 분광기(7)에 접속되어 있고, 분광기(7)는 파장마다 계측을 행하여 계측 결과를 아날로그 신호로서 데이터 수용기(8)로 전송한다. 데이터 수용기(8)는 아날로그 신호를 소요값으로 변환하여 컴퓨터(90)로 전송하고, 컴퓨터(90)에서 해석을 행한다.

다음으로, 엘립소미터(70)의 상술한 각 부분을 순서대로 상세하게 설명한다. 우선, 크세논 램프(2)는 광원이며, 복수의 파장 성분을 포함하는 백색광을 발생시키고, 발생된 백색광을 광조사기(3)로 제 1 광파이버 케이블(15a)을 통하여 보낸다.

광조사기(3)는 내부에 편광자(3a)를 갖고 있고, 백색광을 편광자(3a)로 편광 하여 편광 상태의 광을 시료(50)에 조사한다.

광취득기(5)는 시료(50)에 의해 반사된 광을 취득하고, 취득된 광의 편광 상태를 계측하는 것이다. 광취득기(5)는 PEM(Photo Elastic Modulator: 광탄성 변조기)(5a) 및 검광자(Analyzer)(5b)를 내장하고, 시료(50)에 의해 반사된 광을 PEM(5a)을 통하여 검광자(5b)로 안내하고 있다. 또한, 광취득기(5)에 내장된 PEM(5a)은 수용된 광을 소요 주파수(예를 들어 50㎑)로 위상 변조함으로써 직선 편광으로부터 타원 편광을 얻고 있다. 또한, 검광자(5b)는 PEM(5a)에 의해 위상 변조된 각종 편광 중에서 선택적으로 편광을 취득하여 계측한다. 본 실시예에서는 회전 검광자(RAE, RPE)에 의해 타원 편광을 얻는 것에 의해서도 달성할 수 있지만, PEM을 사용한 경우는 cosΔ에 부가하여 sinΔ를 검출할 수 있기 때문에, 측정 정밀도의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 즉, 본 실시예에서는 유리 기판(51) 측으로부터 광을 조사하기 때문에, 측정 대상인 막의 위상차 Δ가 작은 값, 또한 변화가 적은 경우가 많고, 이 작은 값인 Δ를 정밀도 좋게 취출(取出)하기 위해서는, sinΔ를 검출할 수 있는 PEM을 사용하는 것이 바람직하다.

분광기(7)는 도시하지 않은 반사 미러, 회절 격자, 포토멀티플라이어(PMT: 광전자 배증관) 및 제어 유닛 등을 내장하고, 광취득기(5)로부터 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 전송된 광을 반사 미러로 반사시켜 회절 격자로 안내하고 있다. 분광기(7)는 회절 격자(도시 생략)를 중심으로 합계 32개의 포토멀티플라이어(도시 생략)를 부채 형상으로 배열한 구성으로 하고 있다. 회절 격자는 도시하지 않은 전환기 및 미러를 통하여 안내된 광을 각 포토멀티플라이어를 향하여 반사시키고 있고, 반사 시에 광이 갖는 파장마다 반사 방향을 양분하고 있다. 각 포토멀티플라이어는 회절 격자가 반사된 특정 파장에 대하여 측정을 행하는 것이며, 분광기(7)는 합계 32개의 포토멀티플라이어를 가짐으로써 32ch(채널)의 동시 측정을 실현하고 있다. 각 포토멀티플라이어로 측정된 내용에 따른 신호가 데이터 수용기(8)로 송출된다. 또한, 광학적 막 두께 계측 장치에 편광계를 사용할 경우는 포토다이오드 어레이(PDA)를 조합시킨 구성으로 하는 것도 가능하다.

데이터 수용기(8)는 분광기(7)로부터의 신호에 의거하여 반사광의 편광 상태(p편광, s편광)의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ를 산출하고, 산출된 결과를 컴퓨터(90)로 송출한다. 또한, 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 p편광의 진폭 반사 계수 Rp 및 s편광의 진폭 반사 계수 Rs에 대하여 이하의 수식 (7)의 관계가 성립된다.

다만, i는 허수 단위이다(이하 동일). 또한, Rp/Rs는 편광 변화량 ρ라고 한다.

또한, 엘립소미터(70)가 갖는 컴퓨터(90)는 데이터 수용기(8)에 의해 얻어진 편광 상태의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ와 시료(50)에 따른 모델에 의거하여 시료(50)의 해석을 행한다. 컴퓨터(90)는 디스플레이(94), 키보드(93) 및 마우스(93M) 등으로 구성되어 있고, CPU(Central Processing Unit)(91), 기억부(95), RAM(Random Access Memory)(92), 및 ROM(Read 0nly Memory)(951)을 내부 버스로 접속하고 있다. CPU(91)는 기억부(95)에 기억된 각종 컴퓨터 프로그램에 따라 다양한 처리를 행하는 것이며, RAM(92)은 처리에 따른 각종 데이터 등을 일시적으로 기억하고, ROM(951)에는 컴퓨터(90)의 기능에 따른 내용 등을 기억한다.

기억부(95)는 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램 등의 각종 프로그램을 미리 기억하는 동시에, 디스플레이(94)에 표시하기 위한 각종 메뉴 화상의 데이터, 시료(50)에 따른 기지의 데이터, 상이한 구조의 모델, 모델 작성에 이용되는 복수의 분산식, 작성된 모델, 각종 시료에 따른 레퍼런스 데이터, 및 간섭 줄무늬에 관련된 비교 처리에 사용되는 기준값 등을 기억한다.

시료(50)의 해석에 관한 것으로서, 컴퓨터(90)는 증착물(56)에 적층되는 각층의 광학 특성으로서 굴절률 및 흡광 계수 등의 광학 상수를 해석하는 동시에, 각층의 막 두께 등도 해석한다. 또한, 이하에서는 광학 상수로서 굴절률 및 흡광 계수를 사용한 예에 대해서 설명한다.

구체적으로, 컴퓨터(90)는 계측된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ로부터 시료(50)의 주위 분위기 등의 복소 굴절률을 기지로 한 경우에, 기억부(95)에 미리 기억되어 있는 모델링 프로그램을 사용한다. 사용자에 설정되는 시료(50)의 항목 및 재료 구조에 따른 모델을 작성하여 기억부(95)에 기억시켜 두고, 해석 단계에서 기억하 고 있는 모델을 사용하여 증착물(56) 각층의 막 두께 및 복소 굴절률을 구한다. 복소 굴절률(N)은 해석하는 층의 굴절률을 n 및 흡광 계수를 k라고 한 경우, 이하의 광학식으로 나타낸 수식 (8)의 관계가 성립된다.

또한, 입사 각도를 φ로 하여 조사하는 광의 파장을 λ라고 하면, 데이터 수용기(8)로부터 출력되는 엘립소미터(70)에 의해 계측된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 해석하는 증착물(56) 각층의 막 두께(d), 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)에 대하여 이하의 수식 (9)의 관계가 성립된다.

또한, 컴퓨터(90)는 해석하는 각층의 막 두께 및 복수의 파라미터를 갖는 복소 유전률의 파장 의존성을 나타내는 분산식을 이용하여, 기억시킨 모델로부터 이론적인 연산으로 얻어지는 모델 스펙트럼(Ψ_M(λ_i), Δ_M(λ_i))과, 데이터 수용기(8)로부터 출력되는 계측 결과에 따른 계측 스펙트럼(Ψ_E(λ_i), Δ_E(λ_i))의 차가 최소로 되도록 막 두께, 분산식의 파라미터 등을 변화시키는 처리(피팅)를 행한다. 또한, 적용되는 분산식의 일례를 하기의 수식 (10)에 나타낸다.

수식 (10)에서 좌변의 ε은 복소 유전률을 나타내고, ε_∞, ε_s는 유전률을 나타내며, Γ_o, Γ_D, γ_j는 점성력에 대한 비례 계수(damping factor)를 나타내고, ω_oj, ω_t, ω_p는 고유각 진동수(oscillator frequency, transverse frequency, plasma frequency)를 나타낸다. 또한, ε_∞은 고주파에서의 유전률(high frequency dielectric constant)이며, ε_s는 저주파에서의 유전률(static dielectric constant)이다. 또한, 복소 유전률(ε)(ε(λ)에 상당) 및 복소 굴절률(N)(N(λ)에 상당)은 하기의 수식 (11)의 관계가 성립된다.

또한, 피팅을 간단하게 설명하면, 시료(50)를 계측한 경우에, T개의 계측 데이터쌍을 Exp(i=1, 2, …, T), T개의 모델의 계산 데이터쌍을 Mod(i=1, 2, …, T)라고 했을 때에, 계측 오차는 정규 분포된다고 생각하여 표준 편차를 σi라고 했을 때의 최소제곱법에 따른 평균 제곱 오차 χ²은 하기의 수식 (12)에 의해 구해진다. 또한, Ρ는 파라미터의 수이다. 평균 제곱 오차 χ²의 값이 작을 때는, 계측 결과와 작성된 모델의 일치도가 큰 것을 의미하기 때문에, 복수의 모델을 비교할 경우, 평균 제곱 오차 χ²의 값이 가장 작은 것이 베스트 모델에 상당한다.

상술한 컴퓨터(90)가 행하는 시료 해석에 따른 일련의 처리는 기억부(95)에 기억된 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램에 규정되어 있다.

도 20은 입사광 및 반사광의 경로를 나타낸 모식적 횡단면도이다. 광조사기(3)로부터 조사되는 입사광 K는 유리 기판(51)을 거쳐 증착물(56)에 입사하고, 증착물(56)의 저면에서 반사된다. 저면에서 반사된 반사광 K1은 다시 증착물(56) 및 유리 기판(51)을 거쳐 광취득기(5)에 입사한다. 또한, 입사광 K와 유리 기판(51)의 상면의 교점 P1 및 입사광 K와 증착물(56) 상면의 교점 P2에서도 반사 또는 다중 반사가 생기지만, 해석에 사용하는 모델 선택에 포함되어 있다.

도 21은 시료(50)를 해석하기 위한 모델을 나타낸 설명도이다. 엘립소미터(70)는 증착물(56)의 적층 방향과 반대 방향으로부터 계측을 행하기 때문에, 해석을 행하는 모델은 보이드층(주위 분위기)(S1), 증착물층(L1), 유리층(L2) 및 러프니스층(L3)이 차례로 적층된 것을 사용한다. 즉, 증착물(56) 하측 공간을 보이드층(주위 분위기)(S1)으로 하고, 이것을 기판으로 간주한다. 그리고, 증착물(56)을 증착물층(L1), 유리 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분을 유리층(L2), 유리 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분을 러프니스층(L3)으로 한다.

이상의 구성에서, 막 두께의 계측 처리의 순서를 플로차트를 사용하여 설명한다. 도 22a 및 도 22b는 성막 및 계측 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. 사용자는 키보드(93)로부터 증착실(12)에서 증착되는 층의 목표로 하는 막 두께, 막 두께 형성 속도, 굴절률 및 흡광 계수(이하, 광학 상수로 대표함)를 입력한다. 또한, 목표로 하는 막 두께, 막 두께 형성 속도, 및 광학 상수에 대하여, 수%의 허용 범위를 갖게 한 값을 입력할 수도 있다. 또한, 입력하는 막 두께 형성 속도는 목 표로 하는 막 두께에 근접한 경우에, 상기 속도를 저하시키도록 할 수도 있다. CPU(91)는 입력된 목표로 하는 막 두께, 막 두께 형성 속도, 및 광학 상수를 접수하고(스텝 S71), RAM(92)에 기억시킨다. 증착실(12)의 제어부(127)는 시료(50)가 증착 위치에 반송되었는지의 여부를 감시하고 있고, 증착 위치에 반송된 경우에, 엘립소미터(70)의 CPU(91)에 그 취지의 신호를 출력한다. CPU(91)는 시료(50)가 증착 위치에 반송되었는지의 여부를 판단하고(스텝 S72), 즉 제어부(127)로부터 증착 위치에 반송되었음을 나타내는 신호가 출력되었는지의 여부를 판단한다.

CPU(91)는 시료(50)가 반송되어 있지 않다고 판단된 경우(스텝 S72에서 NO), 시료(50)가 반송될 때까지 대기한다. 한편, CPU(91)는 시료(50)가 반송되었다고 판단된 경우(스텝 S72에서 YES), 성막 및 엘립소미터(70)에 의한 계측이 개시된다(스텝 S73). 제어부(127)는 증착 유닛(124)을 작동시켜 유리 기판(51) 위에 증착물(56)을 증착시킨다. 엘립소미터(70)의 CPU(91)는 기억부(95)에 기억시킨 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 막 두께, 광학 상수 및 막 두께 형성 속도를 산출한다(스텝 S74). 또한, 막 두께 형성 속도는 산출된 막 두께 및 엘립소미터(70)의 계측 속도(예를 들어 200㎳이며, 증착물의 성막 속도에 따라 적절히 100㎳, 50㎳로 할 수도 있음)를 이용하여 산출할 수 있다.

CPU(91)는 산출된 막 두께와 RAM(92)에 기억시킨 목표로 하는 막 두께를 비교하고, 산출된 막 두께가 목표 막 두께에 달했는지의 여부를 판단한다(스텝 S75). CPU(91)는 목표 막 두께에 달하지 않았다고 판단된 경우(스텝 S75에서 NO), 목표로 하는 광학 상수와 산출된 광학 상수의 편차 및 목표로 하는 막 두께 형성 속도와 산출된 막 두께 형성 속도의 편차를 각각 산출한다(스텝 S76). CPU(91)는 산출된 편차를 제어부(127)로 출력한다(스텝 S77).

제어부(127)는 출력된 편차가 대략 0(zero)으로 되도록 증착 유닛(124)의 피드백 제어를 행한다(스텝 S78). 구체적으로는, 막 두께 형성 속도가 목표보다도 빠를 경우, 즉 마이너스의 편차 신호가 출력된 경우, 증착 유닛(124)의 출력을 저하시킨다. 한편, 막 두께 형성 속도가 목표보다도 느릴 경우, 즉 플러스의 편차 신호가 출력된 경우, 증착 유닛(124)의 출력을 상승시킨다. 또한, 광학 상수가 목표로 하는 광학 상수보다 클 경우, 즉 마이너스의 편차 신호가 출력된 경우, 증착 유닛(124)의 출력을 상승시킨다. 한편, 광학 상수가 목표로 하는 광학 상수보다도 작을 경우, 즉 플러스의 편차 신호가 출력된 경우, 증착 유닛(124)의 출력을 저하시킨다. 그 후, 스텝 S73으로 이행하여 이상의 처리를 반복한다.

스텝 S75에서, CPU(91)가 산출한 막 두께가 목표 막 두께에 달했다고 판단된 경우(스텝 S75에서 YES), 스텝 S76 내지 S78의 처리를 스킵(skip)하고, 증착실(12)에서의 성막 및 엘립소미터(70)에 의한 계측을 종료한다(스텝 S79). CPU(91)는 스텝 S74의 최종 단계에서 산출한 막 두께, 및 광학 상수를 차단의 증착실(13)의 엘립소미터(70)로 출력한다(스텝 S710). 그 후, 진공 반송용 로봇(11)에 의해, 차단의 증착실(13)로 성막 후의 시료(50)가 반송된다(스텝 S711).

도 23a 및 도 23b는 2층째의 성막 및 계측 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. CPU(91)는 입력된 2층째의 목표로 하는 막 두께, 막 두께 형성 속도, 및 광학 상수를 접수하고(스텝 S81), RAM(92)에 기억시킨다. 또한, CPU(91)는 스텝 710에 서 전단(前段)의 증착실(12)로부터 출력된 전단(1층째)의 산출 막 두께 및 광학 상수를 판독한다(스텝 S82). 증착실(13)의 제어부(127)는 시료(50)가 증착 위치에 반송되었는지의 여부를 감시하고 있고, 증착 위치에 반송된 경우에, 엘립소미터(70)의 CPU(91)에 그 취지의 신호를 출력한다. CPU(91)는 시료(50)가 증착 위치에 반송되었는지의 여부를 판단하고(스텝 S83), 즉 제어부(127)로부터 증착 위치에 반송되었음을 나타내는 신호가 출력되었는지의 여부를 판단한다.

CPU(91)는 시료(50)가 반송되어 있지 않다고 판단된 경우(스텝 S83에서 NO), 시료(50)가 반송될 때까지 대기한다. 한편, CPU(91)는 시료(50)가 반송되었다고 판단된 경우(스텝 S83에서 YES), 성막 및 엘립소미터(70)에 의한 계측이 개시된다(스텝 S84). 엘립소미터(70)의 CPU(91)는 기억부(95)에 기억된 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 막 두께, 광학 상수 및 막 두께 형성 속도를 산출한다(스텝 S85). 또한, CPU(91)는 스텝 S82에서 판독한 전단에서 산출된 막 두께, 및 광학 상수를 파라미터로서 사용할 수 있는 것 이외에, 스텝 S71에서 접수한 전단의 목표 막 두께 및 광학 상수를 파라미터로서 사용할 수도 있다.

CPU(91)는 산출된 막 두께와 RAM(92)에 기억시킨 목표로 하는 막 두께를 비교하고, 산출된 막 두께가 목표 막 두께에 달했는지의 여부를 판단한다(스텝 S86). CPU(91)는 목표 막 두께에 달하지 않았다고 판단된 경우(스텝 S86에서 NO), 목표로 하는 광학 상수와 산출된 광학 상수의 편차 및 목표로 하는 막 두께 형성 속도와 산출된 막 두께 형성 속도의 편차를 각각 산출한다(스텝 S87). CPU(91)는 산출된 편차를 제어부(127)로 출력한다(스텝 S88).

제어부(127)는 출력된 편차가 대략 0으로 되도록 증착 유닛(124)의 피드백 제어를 행한다(스텝 S89). 그 후, 스텝 S84로 이행하여 이상의 처리를 반복한다. 스텝 S86에서, CPU(91)가 산출한 막 두께가 목표 막 두께에 달했다고 판단된 경우(스텝 S86에서 YES), 스텝 S87 내지 S89의 처리를 스킵하고, 증착실(13)에서의 성막 및 엘립소미터(70)에 의한 계측을 종료한다(스텝 S810). 스텝 S85의 최종 단계에서 산출한 막 두께 및 광학 상수를 차단의 증착실(14)의 엘립소미터(70)로 출력한다(스텝 S811). 그 후, 진공 반송용 로봇(11)에 의해, 차단의 증착실(14)로 성막 후의 시료(50)가 반송된다(스텝 S812). 또한, 차단의 증착실(14) 이후의 처리도 동일하여 설명을 생략한다.

<제 3 실시예>

도 24는 제 3 실시예에 따른 제조 장치(80)의 개요를 나타낸 모식적 평면도이다. 제조 장치(80)는 도 24에 나타낸 바와 같이 인라인형을 적용할 수도 있다. 제조 장치(80)는 유리 기판(51) 위에 증착물(56)을 증착시키는 2연의 제 1 성막 장치(10), 제 2 성막 장치(20) 및 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)에 밀봉 기판(57)을 접합시켜 유기 EL 소자 패널(500)을 배출하는 밀봉 장치(30)를 포함하여 구성된다. 유리 기판(51)은 제 1 성막 장치(10) 및 제 2 성막 장치(20)로 반송되고, 증착물(56)이 증착된 후, 밀봉 장치(30)로 반송된다. 밀봉 장치(30)에서, 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)에 밀봉 기판(57)이 접합된 후, 완성품인 유기 EL 소자 패널(500)이 외부로 배출된다.

제 1 성막 장치(10)는 기판 반송실(41), 증착실(12∼15), 엘립소미터(70) 및 진공 게이트(G)를 포함하여 구성된다. 제 1 성막 장치(10)는 게이트(G)를 통하여 증착실(12∼15)이 횡방향으로 연이어 설치되어 있다. 또한, 각 증착실(12∼15)에는 엘립소미터(70)가 설치되어 있다. 기판 반송실(41)로 반송된 유리 기판(51)은 증착실(12)로 반송되고, 상술한 바와 같이 성막 및 계측 처리가 행해진다. 또한, 유리 기판(51)의 반송은 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 진공 반송용 로봇에 의해 행해진다.

반입/반출실(42)에 연이어 설치되는 제 2 성막 장치(20)도 제 1 성막 장치(10)와 마찬가지로, 진공 게이트(G), 증착실(22∼25) 및 엘립소미터(70)를 포함하여 구성되고, 각 증착실(22∼25) 및 엘립소미터(70)에 의해 증착물(56)의 성막 및 계측 처리가 행해진다. 또한, 각 증착실(12∼15 및 22∼25)은 데이터 송신 수단(P)에 의해 서로 접속되어 있다. 증착물(56)의 성막이 완료된 경우, 유리 기판(51)은 반입/반출실(43)을 거쳐 밀봉 장치(30)로 반송된다.

반입/반출실(43)에 연이어 설치되는 밀봉 장치(30)는 진공 게이트(G), 밀봉실(34) 및 밀봉 기판 반송실(32)을 포함하여 구성된다. 모든 층의 증착을 종료한 유리 기판(51)은 밀봉실(34)로 반송되고, 또한 밀봉 기판 반송실(32)로 반송된 밀봉 기판(57)도 마찬가지로 밀봉실(34)로 반송된다. 증착물(56)이 증착된 유리 기판(51)과 밀봉 기판(57)은 밀봉실(34)에서 접착제에 의해 접합이 행해지고, 접합 후의 유기 EL 소자 패널(500)은 배출실(44)을 거쳐 외부로 반송된다.

<제 4 실시예>

도 25는 제 4 실시예에 따른 제조 장치(80)의 개요를 나타낸 모식적 평면도 이다. 엘립소미터(70)는 각 증착실(12∼15) 개별로 설치되는 이외에, 본 실시예에 나타낸 바와 같이, 적어도 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 포함하는 광조사·취득 유닛(70A)을 각 증착실(12∼15 및 22∼25)에 설치하고, 적어도 막 두께, 광학 상수인 굴절률, 흡광 계수 및 막 두께 형성 속도 등을 산출하는 컴퓨터(90)를 포함하는 1개의 연산 유닛(70B)을 각 광조사·취득 유닛(70A)에 접속하여 엘립소미터(70)로 할 수도 있다. 각 증착실(12∼15)에는 광조사·취득 유닛(70A)이 각각 설치되고, 계측된 데이터는 광조사·취득 유닛(70A) 및 데이터 송신 수단(P)에 접속되는 연산 유닛(70B)에 출력된다. 마찬가지로, 제 2 성막 장치(20)에서도 각 증착실(22∼25)에 광조사·취득 유닛(70A)이 설치되고, 이들에 접속되는 1개의 연산 유닛(70B)이 배치된다.

엘립소미터(70)를 구성하는 데이터 수용기(8) 등의 각종 기기는 제조 장치(80)의 설계에 따라, 광조사·취득 유닛(70A) 또는 연산 유닛(70B) 측 중 어느 하나에 설치하면 된다. 이와 같이, 엘립소미터(70)의 컴퓨터(90)를 포함하는 연산 유닛(70B)을 1개소에 설치하여 집중 처리하도록 했기 때문에, 제조 장치(80)에서의 공간 절약화 및 저비용화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 제 1 성막 장치(10) 및 제 2 성막 장치(20)에 각각 연산 유닛(70B)을 설치하는 구성으로 했지만, 이들을 통합하여 단일 연산 유닛(70B)으로 각종 처리를 실행하도록 할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 인라인형에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 클러스터형 제조 장치에 적용할 수도 있다.

<제 5 실시예>

도 26은 제 5 실시예에 따른 제조 장치(80)의 개요를 나타낸 모식적 평면도이다. 제 5 실시예의 제 1 성막 장치(10)의 각 증착실(12∼15) 및 각 진공 게이트(G)의 외부 상측에는 엘립소미터(70)를 탑재 배치하여 반송하는 2개의 벨트 컨베이어(1210, 1210)가 가설되어 있다. 벨트 컨베이어(1210, 1210)의 종단(終端)에는 이들을 구동시키는 모터(70M)가 설치되어 있고, 상기 모터(70M)는 데이터 송신 수단(P)에 접속되어 있다. 모터(70M)는 벨트 컨베이어(1210, 1210)를 구동시켜 엘립소미터(70)를 증착실(12∼15) 중 어느 하나로 이동시킨다.

모터(70M)는 시료(50)의 계측을 행하기 위해, 시료(50)의 이동에 추종하여 엘립소미터(70)를 이동시킨다. 마찬가지로, 제 2 성막 장치(20)에서도 벨트 컨베이어(1210, 1210) 및 모터(70M)가 설치되어 있다. 도 27은 모터(70M)의 제어 처리 순서를 나타낸 플로차트이다. 모터(70M)는 엘립소미터(70)를 초단(初段)의 증착실(12)로 벨트 컨베이어(1210, 1210)를 구동시켜 이동시킨다(스텝 S121). 증착실(12)로 시료(50)가 반송된 경우, 성막 및 계측이 개시된다(스텝 S122). 스텝 S711의 처리에 의해, 시료(50)가 차단의 증착실(13)로 반송된 경우, 모터(70M)는 이에 추종하기 위해 차단 증착실(13)로 엘립소미터(70)를 이동시킨다(스텝 S123).

차단의 증착실(13)에서 성막 및 계측이 행해진(스텝 S124) 후, 모터(70M)는 현재의 증착실이 최종단의 증착실(15)인지의 여부를 판단한다(스텝 S125). 모터(70M)가 최종단의 증착실(15)이 아니라고 판단된 경우(스텝 S125에서 NO), 스텝 S123으로 이행하여 이상의 처리를 반복한다. 한편, 모터(70M)가 최종단의 증착실(15)이라고 판단된 경우(스텝 S125에서 YES), 벨트 컨베이어(1210, 1210)를 구동 시켜 엘립소미터(70)를 초단의 증착실(12)로 이동시킨다(스텝 S126). 이와 같이, 단일 엘립소미터(70)에 의해 계측을 행하는 것으로 했기 때문에, 제조 장치(80)의 저비용화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 인라인형에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 고리 형상의 벨트 컨베이어(1210, 1210)를 증착실(12∼15) 위에 설치함으로써, 클러스터형 제조 장치에 적용할 수도 있다.

본 제 3 실시예 내지 제 5 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 2 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

<제 6 실시예>

도 28은 제 6 실시예에 따른 증착실(12)의 구성을 나타낸 모식적 사시도이다. 도 28에 나타낸 바와 같이, 제 6 실시예에 따른 증착실(12)의 증착 방향과 반대 측인 상부 양단에는 도 28의 흰색 화살표로 나타낸 유리 기판(51)의 반송 수단에 의한 반송 방향과 직교하는 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형 형상의 투과창(122, 122)이 연장 설치되어 있다. 직사각형 형상의 투과창(122, 122)은 측면에서 봤을때 경사지게 설치되어 있다.

제 2 실시예와 동일하게 투과창(122, 122)의 상방에는 광조사기(3) 및 광취득기(5)가 각각 흰색 화살표로 나타낸 유리 기판(51)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있게 설치되어 있다. 광조사기(3) 및 광취득기(5)는 상방향으로 연장 설치된 지지 막대(151, 151)의 일단(一端)에 부착되어 있다. 한편, 지지 막대(151, 151)의 타단(他端)은 직교하는 방향으로 연장 설치된 레일(150, 150)로 이 동 가능하게 아래로 늘어져 있다.

레일(150, 150) 아래에 늘어져 있는 지지 막대(151, 151)는 제어부(127)의 제어에 따라 동작하는 구동 모터(152, 152)에 의해, 레일(150, 150)을 따라 직교하는 방향으로 이동하고, 지지 막대(151, 151)의 일단에 부착된 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 직교하는 방향으로 이동시킨다. 이와 같이, 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 반송 수단에 의한 유리 기판(51)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동시킴으로써, 유리 기판(51) 위의 폭넓은 범위에서 막 두께를 계측하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 유리 기판(51)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 이동할 수 있게 설치하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 유리 기판(51)의 반송 방향과 평행한 방향을 길이 방향으로 하는 투과창을 설치하고, 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 이 평행한 방향으로 이동할 수 있게 설치하는 구성으로 할 수도 있다.

본 제 6 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 2 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

<제 7 실시예>

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 29는 본 발명의 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다. 시료 해석 장치(1)는 엘립소미터 및 해석부(해석기)인 컴퓨터(10)를 포함하여 구성된다. 시료 해석 장치(1)는 막을 복수 적층한 시료(50)에 편광된 광을 조사하는 동시에, 시 료(50)에 의해 반사된 광을 취득하여 반사광의 편광 상태를 측정하고, 이 측정 결과와 시료(50)에 따른 모델에 의거하여 시료(50)의 각 막층의 특성을 해석하는 것이다. 이하에서는, 시료(50)로서 유기 EL 소자 패널(50)을 시료 해석 장치(1)에 의해 해석하는 형태에 대해서 설명한다. 또한, 시료 해석 장치(1)에는 엘립소미터 대신에, 편광계를 사용하는 것도 가능하다.

도 30a 및 도 30b는 유기 EL 소자 패널(50)의 적층 상태를 나타낸 모식적 단면도이다. 유기 EL 소자 패널(50)은 유리 기판 등의 투광성 기판(51), 유기막(56) 및 유리 등의 커버 부재(57)를 포함하여 구성된다. 도 30a는 투광성 기판(51), 유기막(56) 및 커버 부재(57)의 적층 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 이 유기 EL 소자 패널(50)은 2매의 유리판 형상 부재, 즉 유기막(56)을 사이에 두고 투광성 기판(51)과 커버 부재(57)를 접합시킨 형태로 되어 있다. 유기 EL 소자 패널(50)의 구조는 한쪽 유리판 형상 부재인 투광성 기판(51)의 일면(51a)에 유기막(56)을 형성한다. 한편, 다른쪽 유리판 형상 부재인 커버 부재(57)에 유기막(56)을 수용하는 오목부(57d)를 설치하고 있고, 오목부(57d)를 설치한 면(57b)을 투광성 기판(51)의 일면(51a)에 접착제(61)로 접합시켜 양자를 일체화하고 있다.

투광성 기판(51)과 커버 부재(57)의 접합에 의해 밀봉된 오목부(57d)의 내부는 유기막(56)의 보호를 위해 진공으로 되든지, 희가스(예를 들어 질소 가스)가 봉입된다. 또한, 본 실시예에서는 커버 부재(57) 및 투광성 기판(51)에 유리를 사용했지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 투광성 기판(51)으로서, 플렉시블한 투광성 플라스틱 기판을 사용할 수도 있다. 투광성 플라스틱 기판을 사용할 경 우에는, 투명 도전성(導電性) 박막(ITO 등)을 투광성 플라스틱 기판 위에 코팅한 후, 그 위에 유기막(56)을 형성하도록 하면 된다. 또한, 커버 부재(57)는 예를 들어 가시광 영역에서 투명한 Barix(등록상표)를 밀봉막으로서 사용할 수 있고, 투광성 플라스틱 기판 위에 이를 접합시키도록 할 수도 있다.

도 30b는 오목부(57d) 내에 수용된 유기막(56)의 상세한 구조를 나타내고 있다. 유기막(56)은 투광성을 갖는 투광성 기판(51)의 일면(51a)에 배치된 투명 전극인 양극(ITO)(58) 위에, 정공 수송층(Hole transport layer)(52), 발광층(Emitting layer)(53), 정공 블록킹층(Hole blocking layer)(54), 및 전자 수송층(Electron transport layer)(55)의 합계 4층의 막층을 차례로 적층하고 있다. 또한, 유기막(56)은 커버 부재(57)와 대향하는 표면(56a)에 음극(59)을 배치하고 있다.

유기막(56)은 간격(갭)을 두고 오목부(57d)의 내부에 수용되어 있고, 유기막(56) 표면(56a)을 덮는 커버 부재(57)의 커버부(57a)와의 사이에는 공간(60)이 생겨 있다. 공간(60)의 두께 치수 D(유기막(56) 표면(56a)으로부터 커버부(57a)의 내면(57c)까지의 수직 치수. 간격 거리에 상당)는 유기 EL 소자 패널(50)의 사양에 따라 다양하다. 일반적으로는 10㎛이상 400㎛이하의 범위에서 두께 치수 D가 설정되어 있는 경우가 많다. 또한, 투광성 기판(51) 및 커버 부재(57)는 두께 T가 O.5㎜, 0.7㎜, 1.1㎜의 것이 사용되는 경우가 많으며(0.7㎜가 가장 일반적), 그 때문에, 유기 EL 소자 패널(50)의 전체 두께(2T)는 1.0㎜∼2.2㎜ 범위의 치수로 되어 있는 것이 일반적이다.

상술한 구조의 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)을 해석하는 시료 해석 장치(1)는 도 29에 나타낸 구성이며, 한 쌍의 광조사기(3) 및 광취득기(5)로 이루어지는 측정기를 포함하는 측정 해석계 부분 및 구동계 부분으로 크게 구별된다. 시료 해석 장치(1)는 측정 해석계 부분으로서, 크세논 램프(2) 및 광조사기(3)를 제 1 광파이버 케이블(15a)로 접속하고, 스테이지(4)(시료대) 위에 탑재 배치한 시료(유기 EL 소자 패널(50))에 편광된 상태의 광을 조사하여 광을 시료에 입사시키는 동시에, 시료에 의해 반사된 광을 광취득기(5)로 수용하는 구성으로 하고 있다. 광취득기(5)는 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 분광기(7)에 접속되어 있고, 분광기(7)는 파장마다 측정을 행하여 측정 결과를 아날로그 신호로서 데이터 수용기(8)로 전송한다. 데이터 수용기(8)는 아날로그 신호를 소요값으로 변환하여 컴퓨터(10)로 전송하고, 컴퓨터(10)에서 해석을 행한다.

또한, 도 29에 나타낸 바와 같이, 시료 해석 장치(1)는 구동계 부분으로서, 스테이지(4), 광조사기(3), 광취득기(5) 및 분광기(7)에 제 1 모터(M1) 내지 제 6 모터(M6)를 각각 설치하고 있다. 각 모터(M1∼M6)의 구동을 컴퓨터(10)에 접속한 모터 제어기(9)로 제어함으로써, 스테이지(4), 광조사기(3), 광취득기(5) 및 분광기(7)를 측정에 따른 적절한 위치, 자세로 변경한다. 모터 제어기(9)는 컴퓨터(10)로부터 출력되는 지시에 의거하여, 각 모터(M1∼M6)의 구동 제어를 행한다. 또한, 시료 해석 장치(1)에서 엘립소미터에 상당하는 부분은 주로 크세논 램프(2), 광조사기(3), 스테이지(4), 광취득기(5), 분광기(7), 데이터 수용기(8), 모터 제어기(9), 및 모터(M1∼M6)로 구성되는 범위이다.

다음으로, 시료 해석 장치(1)의 상술한 각 부분을 순서대로 상세하게 설명한다. 우선, 크세논 램프(2)는 광원이며, 복수의 파장 성분을 포함하는 백색광을 발생시키고, 발생된 백색광을 광조사기(3)로 제 1 광파이버 케이블(15a)을 통하여 보낸다. 광조사기(3)는 반원호 형상의 레일(6) 위에 배치되고, 내부에는 편광자(3a)를 갖고 있으며, 백색광을 편광자(3a)로 편광하고, 편광 상태의 광을 시료에 조사한다. 또한, 광조사기(3)는 제 4 모터(M4)가 구동됨으로써 레일(6)을 따라 이동하고, 조사하는 광의 스테이지(4)의 스테이지면(4a)의 수선(H)에 대한 각도(입사 각도 φ)를 조정 가능하게 하고 있다.

스테이지(4)는 이동 레일부(도시 생략)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 제 1 모터(M1) 내지 제 3 모터(M3)의 구동에 의해 스테이지(4)를 도 29 중의 X방향, Y방향(도 29의 지면에 직교하는 방향) 및 높이 방향으로 되는 z방향으로 각각 이동할 수 있게 하고 있다. 스테이지(4)의 이동에 의해, 시료에 광을 입사시키는 개소도 적절히 변경할 수 있고, 시료의 면(面)분석 등도 행할 수 있도록 하고 있다. 또한, 스테이지(4)의 시료를 탑재 배치하는 스테이지면(4a)은 광의 반사를 방지하기 위해 흑색으로 되어 있다.

본 실시예에서는, 유기 EL 소자 패널(50)을 투광성 기판(51) 측으로부터와 커버 부재(57) 측으로부터의 각각으로부터 계측을 행한다. 우선, 투광성 기판(51) 측으로부터 계측하는 순서를 설명한다.

도 31은 유기 EL 소자 패널(50)을 투광성 기판(51) 측으로부터 계측할 때의 광의 입사 및 반사 상태를 나타낸 모식적 단면도이다. 유기 EL 소자 패널(50)은 커버 부재(57)의 커버부(57a)의 외면(57f)이 스테이지(4)의 스테이지면(4a)에 접하도록 천지를 반대로 하여 스테이지(4)에 탑재 배치된다. 이 상태에서 광조사기(3)로부터 광을 조사함으로써, 유기 EL 소자 패널(50)의 투광성 기판(51)의 이면(51b)으로부터 광이 입사되는 동시에, 투광성의 투광성 기판(51)을 통과하여 유기막(56)에 달한다. 또한, 도 31에서는 유기 EL 소자 패널(50)의 양극(58) 및 음극(59) 등의 도시를 생략하고 있다(도 30a 및 후술의 도 38도 동일).

또한, 도 29에 나타낸 바와 같이, 광취득기(5)는 유기 EL 소자 패널(50)에서 반사된 광을 취득하고, 취득된 광의 편광 상태를 측정하는 것이다. 광취득기(5)는 광조사기(3)와 마찬가지로 레일(6) 위에 배치되어 있고, PEM(Photo Elastic Modulator: 광탄성 변조기)(5a) 및 검광자(Analyzer)(5b)를 내장하고, 시료에 의해 반사된 광을 PEM(5a)을 통하여 검광자(5b)로 안내하고 있다. 또한, 광취득기(5)는 제 5 모터(M5)의 구동에 의해 레일(6)을 따라 도 31 중의 화살표 A1, A2방향으로 이동 가능하고, 기본적으로 광조사기(3)의 이동에 연동하여 반사 각도 φ와 입사 각도 φ가 동일한 각도로 되도록 모터 제어기(9)로 제어되어 있다. 또한, 광취득기(5)에 내장된 PEM(5a)은 수용된 광을 소요 주파수(예를 들어 50㎑)로 위상 변조함으로써 직선 편광으로부터 타원 편광을 얻고 있다. 또한, 검광자(5b)는 PEM(5a)에 의해 위상 변조된 각종 편광 중에서 선택적으로 편광을 취득하여 측정한다.

도 29에 나타낸 바와 같이, 분광기(7)는 반사 미러, 회절 격자, 포토멀티플라이어(PMT: 광전자 배증관) 및 제어 유닛 등을 내장하고, 광취득기(5)로부터 제 2 광파이버 케이블(15b)을 통하여 보내진 광을 반사 미러로 반사시켜 회절 격자로 안 내하고 있다. 회절 격자는 제 6 모터(M6)에 의해 각도를 변경하여 출사되는 광의 파장을 가변한다. 분광기(7)의 내부로 진행된 광은 PMT에 의해 증폭되고, 광의 양이 적은 경우에도 측정된 신호(광)를 안정화시킨다. 또한, 제어 유닛은 측정된 파장에 따른 아날로그 신호를 생성하여 데이터 수용기(8)로 송출하는 처리를 행한다. 또한, 편광계를 사용할 경우에는, 포토다이오드 어레이(PDA)를 조합시킨 구성으로 하는 것도 가능하다.

데이터 수용기(8)는 분광기(7)로부터의 신호에 의거하여, 반사광의 편광 상태(p편광, s편광)의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ를 파장마다 산출하고, 산출된 결과를 컴퓨터(10)로 송출한다. 또한, 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 p편광의 진폭 반사 계수 Rp 및 s편광의 진폭 반사 계수 Rs에 대하여 이하의 수식 (13)의 관계가 성립된다.

다만, i는 허수 단위이다(이하 동일). 또한, Rp/Rs는 편광 변화량 ρ라고 한다.

또한, 시료 해석 장치(1)가 갖는 컴퓨터(10)는 데이터 수용기(8)에 의해 얻어진 편광 상태의 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ와 시료에 따른 모델에 의거하여 시료 해석을 행하는 동시에, 스테이지(4)의 이동 등에 대한 제어를 행한다.

컴퓨터(10)는 컴퓨터 본체(11), 디스플레이(12), 키보드(13) 및 마우스(14) 등으로 구성되어 있고, 컴퓨터 본체(11)는 CPU(11a), 기억부(11b), RAM(11c), 및 ROM(11d)을 내부 버스로 접속하고 있다. CPU(11a)는 기억부(11b)에 기억된 각종 컴퓨터 프로그램에 따라 후술하는 컴퓨터(10)에 관한 다양한 처리를 행하는 것이며, RAM(11c)은 처리에 따른 각종 데이터 등을 일시적으로 기억하고, ROM(11d)에는 컴퓨터(10)의 기능에 따른 내용 등을 기억한다.

또한, 컴퓨터(10)의 기억부(11b)는 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램 및 스테이지(4) 이동 제어용의 컴퓨터 프로그램 등의 각종 프로그램을 미리 기억하는 동시에, 디스플레이(12)에 표시하기 위한 각종 메뉴 화상의 데이터, 시료에 따른 기지의 데이터, 상이한 구조의 모델 패턴, 모델 작성에 이용되는 복수의 분산식, 작성된 모델, 각종 시료에 따른 레퍼런스 데이터, 및 간섭 줄무늬에 관련된 비교 처리에 사용되는 기준값 등을 기억한다.

시료(유기 EL 소자 패널(50))의 해석에 관한 것으로서, 컴퓨터(10)는 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)을 구성하는 각 막층(52∼55)의 광학 특성으로서 굴절률 및 흡광 계수(이하, 경우에 따라 광학 상수로 대표함)를 해석하는 동시에, 각 막층(52∼55)의 막 두께 등도 해석한다.

구체적으로, 컴퓨터(10)는 측정된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ로부터 투광성 기판(51), 커버 부재(57), 및 유기 EL 소자 패널(50)의 주위 분위기 등의 복소 굴절률을 기지로 한 경우에, 기억부(11b)에 미리 기억되어 있는 모델링 프로그램을 사용한다. 그리고, 사용자에 설정되는 시료 항목 및 유기 EL 소자 패널(50)의 재료구조에 따른 모델을 작성하여 기억부(11b)에 기억시켜 둔다. 해석 단계에서 기억하고 있는 모델을 사용하여 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 막 두께 및 복소 굴절률을 구한다. 복소 굴절률(n)은 해석하는 막층의 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)로 한 경우, 이하의 광학식으로 나타낸 수식 (14)의 관계가 성립된다.

또한, 입사 각도를 φ, 광조사기(3)가 조사하는 광의 파장을 λ라고 하면, 데이터 수용기(8)로부터 출력되는 엘립소미터에 의해 측정된 진폭비 Ψ 및 위상차 Δ는 해석하는 막층(52∼55)의 막 두께(d), 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)에 대하여 이하의 수식 (15)의 관계가 성립된다.

또한, 컴퓨터(10)는 해석하는 막층(52∼55)의 막 두께 및 복수의 파라미터를 갖는 복소 유전률의 파장 의존성을 나타내는 분산식을 이용하여, 기억한 모델로부터 이론적인 연산으로 얻어지는 모델 스펙트럼(Ψ_M(λ_i), Δ_M(λ_i))(편광 상태)과, 데이터 수용기(8)로부터 출력되는 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼(Ψ_E(λ_i), Δ_E(λ_i))(편광 상태)의 차가 최소로 되도록 막 두께, 분산식의 파라미터 등을 변화시키는 처리(피팅)를 행한다. 또한, 적용되는 분산식의 일례를 하기의 수식 (16)에 나타낸다.

수식 (16)에서 좌변의 ε은 복소 유전률을 나타내고, ε_∞ , ε_s는 유전률을 나타내며, Γ_o, Γ_D, γ_j는 점성력에 대한 비례 계수(damping factor)를 나타내고, ω_oj, ω_t, ω_p는 고유각 진동수(oscillator frequency, transverse frequency, plasma frequency)를 나타낸다. 또한, ε_∞ 고주파에서의 유전률(high frequency dielectric constant)이며, ε_s는 저주파에서의 유전률(static dielectric constant)이고, f_j=(ε_sj―ε_∞)이다. 또한, 복소 유전률(ε)(ε(λ)에 상당) 및 복소 굴절률(N)(N(λ)에 상당)은 하기의 수식 (17)의 관계가 성립된다.

또한, 피팅을 간단하게 설명하면, 유기 EL 소자 패널(50)을 측정한 경우에 T개의 측정 데이터쌍을 Exp(i=1, 2, …, T), T개의 모델의 계산 데이터쌍을 Mod(i=1, 2, …, T)로 했을 때에, 측정 오차는 정규 분포된다고 생각하여 표준 편차를 σ_i로 했을 때의 최소제곱법에 따른 평균 제곱 오차 χ²은 하기의 수식 (18)에 의해 구해진다. 또한, Ρ는 파라미터의 수이다. 평균 제곱 오차 χ²의 값이 작을 때는, 측정 결과와 작성한 모델의 일치도가 큰 것을 의미하기 때문에, 복수의 모델을 비교할 경우, 평균 제곱 오차 χ²의 값이 가장 작은 것이 베스트 모델에 상당한다.

상술한 컴퓨터(10)가 행하는 시료 해석에 따른 일련의 처리는 기억부(11b)에 기억된 시료 해석용의 컴퓨터 프로그램에 규정되어 있다. 본 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)는 시료에서의 복수의 반사 형태에 대응할 수 있도록 미리 작성되어 있는 모델 타입(모델의 구조)을 기억부(11b)에 기억시키고 있다. 이들 모델 타입의 구조가 기억부(11b)에 기억되는 컴퓨터 프로그램(모델링 프로그램)이 규정하는 처리에 의거하여 판독되어 해석에 사용된다. 또한, 컴퓨터 프로그램에는 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57)측 양쪽으로부터 계측한 측정 스펙트럼과, 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57)측 양쪽의 모델 스펙트럼으로부터 피팅을 행하고, 유기막(56)의 각 막층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하는 프로그램도 기억되어 있다.

본 실시예에서는 유기 EL 소자 패널(50)을 도 31에 나타낸 바와 같은 형태로 측정하기 때문에, 유기 EL 소자 패널(50)에 조사한 광 K가 반사되는 형태로서, 일반적으로 3가지 종류가 상정된다. 첫 번째 형태는 유기 EL 소자 패널(50)로 입사된 광 K가 유기막(56)과 공간(60)의 경계(유기막(56) 표면(56a)에 상당하는 개소)에서 반사될 경우(도 31 중, 반사광 K1의 광로)이고, 두 번째 형태는 광 K가 유기막(56) 및 공간(60)을 통과하여 커버 부재(57)의 내면(57c)에서 반사될 경우(도 31 중, 반사광 K2의 광로)이며, 세 번째 형태는 커버 부재(57)를 통과하여 커버 부재(57)와 스테이지(4)의 경계(커버 부재(57)의 외면(57f)과 스테이지(4)의 스테이지면(4a)이 접하는 개소)에서 반사될 경우(도 31 중, 반사광 K3의 광로)이다.

또한, 실제적으로는 도 31에 나타낸 바와 같이, 투광성 기판(51) 표면의 점 P1에서의 반사, 및 투광성 기판(51)과 유기막(56)의 경계로 되는 점 P2에서의 반사나 다중 반사도 포함되지만, 점 P1, P2에서의 반사는 해석에 사용하는 모델 선택에 직접 이용하지 않기 때문에 , 본 실시예에서는 취급을 생략하고 있다. 또한, 광 K 및 반사광 K1 내지 K3 등은 투광성 기판(51) 및 유기막(56) 등에 대한 입사 시에 굴절되는 동시에 출사 시에도 굴절되지만, 이 때 입사 시와 출사 시의 각도는 동일하다. 더 나아가서는, 다중 반사를 포함한 반사광 K1 내지 K3 전부가 측정되는 것은 시료의 두께 치수에 의존하기 때문에, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수에 의해, 해석에 사용하는 모델의 종류도 선택하고 있다.

상술한 3종류의 반사 형태에서는, 광이 통과하는 층이 각각 상이하기 때문에, 해석에 사용하는 모델도 실제 측정에서의 반사 형태에 따른 구조의 것을 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57)측 각각에서 선택할 필요가 있다. 도 32a 내지 도 32c는 투광성 기판(51) 측으로부터 계측할 때의 모델을 나타낸 설명도이다. 도 32a는 도 31의 반사광 K1에 대응한 구조의 모델 m10을 나타내고 있다. 모델 m10은 유기막(56)에서의 반사에 대응하기 때문에, 유기막(56)의 하방에 위치하는 공간(60)을 보이드층(공극층)으로 하여, 그 보이드층(S1)(기판으로 간주함)에 유기막층(L1)(유기막(56)에 상당), 유리층(L2)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L3)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 도 32b는 도 31의 반사광 K2에 대응한 구조의 모델 m11을 나타내고 있다. 모델 m11은 커버 부재(57)의 내면(57c)에서의 반사에 대응하기 때문에, 커버 부재(57)를 구성하는 재료(밀봉 재료)를 기판으로 간주하고, 그 밀봉 재료층(S10)(커버 부재(57)에 따른 층에 상당)에 보이드층(L11)(공간(60)의 공극층에 상 당), 유기막층(L12)(유기막(56)에 상당), 유리층(L13)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L14)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 도 32c는 도 31의 반사광 K3에 대응한 구조의 모델 m12를 나타내고 있다. 모델 m12는 커버 부재(57)와 스테이지(4)의 경계면에서의 반사에 대응하기 때문에, 커버 부재(57)의 하방의 주위 분위기를 구성하는 매체(도 31에서는, 커버 부재(57)와 스테이지(4) 사이에 존재하는 공간의 보이드층이 상당)를 기판으로 간주하고, 그 보이드층(주위 분위기)(S20)(기판)에 밀봉 재료층(L21)(커버 부재(57)를 구성하는 재료의 층에 상당), 보이드층(L22)(공간(60)의 공극층에 상당), 유기막층(L23)(유기막(56)에 상당), 유리층(L24)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L25)(투광성 기판(51)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다.

또한, 상술한 각 모델 m10, m11, m12에서는, 유기막층(L1, L12, L23)을 도 30b에 나타낸 각 막층(52∼55)을 통합한 1개의 막층으로서 간단하게 나타내고 있다. 그러나, 실제 모델링에서의 유기막층(L1, L12, L23)은 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)과 마찬가지로, 정공 수송층(52), 발광층(53), 정공 블록킹층(54), 및 전자 수송층(55)이 적층된 것으로 되어 있고, 각 막층(52∼55)에 대응한 막 두께가 설정되는 것으로 한다. 이와 같이, 각 막층(52∼55)에 따른 모델링을 행함으로써, 유기막(56)에 포함되는 각 막층(52∼55)의 특성을 해석할 수 있도록 하고 있다. 사용자는 유기 EL 소자 패널(50)의 두께 등을 고려하여 키보드(13) 또는 마우 스(14)로부터 하나의 모델을 선택한다. 또한, 해석 대상인 시료의 두께 치수가 2.2㎜이상일 경우, 반사광 K3의 반사 방향이 빗나가 광취득기(5)의 측정 범위로부터 제외된다. 그 때문에, 시료의 두께 치수가 2.2㎜이상일 경우, 반사광 K3을 광취득기(5)로 측정할 수 없기 때문에, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 모델 m1O 또는 모델 m11을 선택하면 된다.

또한, 시료의 두께 치수가 1.0㎜을 초과하여 2.2㎜미만일 경우, 반사광 K1 내지 K3 전부가 광취득기(5)의 측정 범위에 들어갈 가능성이 있다. 그 때문에, 시료의 두께 치수가 1.0㎜을 초과하여 2.2㎜미만일 경우, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 반사광 K1 내지 K3에 대응한 모델 m10, m11 또는 m12를 선택하면 된다. 또한, 시료의 두께 치수가 1.0㎜이하일 경우도 반사광 K1 내지 K3 전부가 광취득기(5)의 측정 범위에 들어갈 가능성이 있다. 그 때문에, 시료 해석 장치(1)는 시료의 두께 치수가 1.0㎜이하일 경우, 해석에 사용하는 모델의 구조로서 반사광 K1 내지 K3에 대응한 모델 m10, m11 또는 m12를 선택하면 된다.

도 33은 유기 EL 소자 패널(50)을 투광성 기판(51) 측으로부터 계측할 때의 광의 입사 및 반사 상태를 나타낸 모식적 단면도이다. 유기 EL 소자 패널(50)은 커버 부재(57) 측으로부터 광을 조사하기 위해, 투광성 기판(51)이 스테이지(4)에 접촉하는 방향으로 탑재 배치된다. 시료 해석 장치(1)는 커버 부재(57)를 향하여 편광 상태의 광 K를 조사하고, 커버 부재(57) 및 공간(60)을 통과한 광 K는 복수의 막층(52∼55)(도 30b 참조)으로 구성되는 유기막(56)에 도달한다. 또한, 광 K는 유기막(56)을 통과하고 나서, 유기막(56)과 투광성 기판(51)의 경계에서 반사될 경 우(반사광 K10의 경우)와, 투광성 기판(51)도 통과하여 투광성 기판(51)과 스테이지(4)의 경계에서 반사될 경우(반사광 K11의 경우)가 생긴다. 또한, 어느 반사광 K10, K11도 커버 부재(57)로부터 출사하여 광취득기(5)로 취득되고, 편광 상태가 측정된다.

또한, 도 33에서도 실제적으로는 커버 부재(57) 표면에서의 반사(P10), 커버 부재(57) 내면에서의 반사(P20), 및 유기막(56) 표면에서의 반사(P30)나 다중 반사도 포함되지만, 이러한 반사(P10, P20, P30)도 해석에 사용하는 모델 선택에 직접 이용하지 않기 때문에, 취급을 생략하고 있다.

도 33에 나타낸 유기 EL 소자 패널(50)의 탑재 배치 형태에서 시료 해석을 행할 경우, 해석에 사용하는 모델에는 상술한 반사광 K10, K11에 따른 구조의 것을 사용할 필요가 있다. 도 34a 및 도 34b는 커버 부재(57) 측으로부터 계측할 때의 모델을 나타낸 설명도이다. 도 34a는 반사광 K10에 따른 구조의 모델 m20을 나타내고 있다. 모델 m20은 최하방의 투광성 기판(51)을 유리층(S30)로 하여, 그 위에 유기막층(L31)(유기막(56)에 상당), 보이드층(L32)(공간(60)에 상당), 밀봉 재료층(L33)(커버 부재(57)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L34)(커버 부재(57)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다. 또한, 모델 m20의 각층의 두께 d31 내지 d34는 준비 단계에서 사용자로부터 입력되는 값에 의해 설정된다.

한편, 도 34b는 반사광 K11에 따른 구조의 모델 m21을 나타내고 있다. 모델 m21은 투광성 기판(51)의 하방의 주위 분위기를 구성하는 매체(도 33에서는, 투광 성 기판(51)과 스테이지(4) 사이에 존재하는 공간의 보이드층이 상당)를 기판으로 간주한다. 그 보이드층(S40)(기판)에 유리층(L41)(투광성 기판(51)에 상당), 유기막층(L42)(유기막(56)에 상당), 보이드층(L43)(공간(60)에 상당), 밀봉 재료층(L44)(커버 부재(57)의 표면 거칠기가 없는 부분에 상당), 및 러프니스층(L45)(커버 부재(57)의 표면 거칠기에 따른 부분)이 겹친 구조로 하고 있다. 또한, 모델 m21의 각층의 두께 d41 내지 d45는 준비 단계에서 사용자로부터 입력된 값에 의해 설정된다. 사용자는 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 채용하는 모델을 선택한다.

도 35는 유기 EL 소자 패널(50)의 측정 순서를 나타낸 플로차트이다. 우선, 유기 EL 소자 패널(50)을, 투광성 기판(51)을 상측으로 하여 스테이지(4) 위에 탑재 배치한다(스텝 S71). 시료 해석 장치(1)는 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 사용하여, 도 31에 나타낸 바와 같이 투광성 기판(51)을 향하여 광을 조사하고, 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg를 측정하며, 측정 결과를 컴퓨터(10)로 접수하여 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S72). 이어서, 커버 부재(57) 측으로부터의 계측을 행하기 위해, 유기 EL 소자 패널(50)을 반대 방향, 즉 커버 부재(57)를 상측으로 하여 유기 EL 소자 패널(50)을 스테이지(4) 위에 탑재 배치한다(스텝 S73).

유기 EL 소자 패널(50)을 반대 측으로 향하게 하는 작업은 사용자가 수작업에 의해 행할 수도 있다. 또한, 반송 로봇(도시 생략)에 의해, 유기 EL 소자 패 널(50)을 잡고, 이것을 반전시켜 스테이지(4) 위에 탑재 배치시키도록 할 수도 있다. 시료 해석 장치(1)는 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 사용하여, 도 33에 나타낸 바와 같이 커버 부재(57)를 향하여 광을 조사하고, 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 측정하며, 측정 결과를 컴퓨터(10)로 접수하여 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S74). 또한, 본 실시예에서는 투광성 기판(51) 측으로부터 먼저 측정을 행했지만, 커버 부재(57) 측으로부터 먼저 측정을 행할 수도 있다.

도 36은 막 두께 및 광학 상수의 산출 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. 우선, 시료 해석 장치(1)의 CPU(11a)는 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 모델 선택을 접수한다(스텝 S81). 이 모델 선택은 투광성 기판(51) 측의 모델로서 도 32a 내지 도 32c에 나타낸 모델 m10 내지 m12로부터 모델을 선택하고, 또한 커버 부재(57) 측의 모델로서 도 34a 및 도 34b에 나타낸 모델 m20 또는 m21로부터 모델을 선택한다. 이 모델 선택은 유기 EL 소자 패널(50)의 두께 등에 의해 적절한 것을 선택하면 된다. 또한, 본 실시예에서는 투광성 기판(51) 측의 모델로서 도 32b에 나타낸 모델 m11이, 커버 부재(57) 측의 모델로서 도 34a에 나타낸 모델 m20이 각각 선택된 것으로서 설명한다.

CPU(11a)는 선택된 모델을 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S82). 그리고, CPU(11a)는 선택된 모델 m11, m20에 대응하여, 미리 기억되어 있던 초기값으로 되는 복수의 막 두께 및 복수의 분산식의 파라미터를 기억부(11b)로부터 판독하고, 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 각 모델 선택을 접수하여(스텝 S83), 각 모델을 확정한다. CPU(11a)는 판독한 모델에 의거하여, 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg를 산출하고, 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S84). 마찬가지로, CPU(11a)는 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출하고, 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S85).

CPU(11a)는 스텝 S84에서 산출한 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg, 스텝 S85에서 산출한 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc, 스텝 S72에서 측정한 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg, 및 스텝 S74에서 측정한 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 각각 판독하여 피팅을 행하고, 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 확정한다(스텝 S86). 또한, 이 스텝의 상세한 처리에 대해서는 후술한다. 마지막으로, CPU(11a)는 각 막층(52∼55)의 막 두께, 분산식의 파라미터, 및 보이드 등을 참조함으로써, 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 광학 상수(굴절률(n), 흡광 계수(k))를 산출한다(스텝 S87).

도 37a 및 도 37b는 피팅 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. CPU(11a)는 스텝 S72에서 측정한 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg를 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S91). 또한, CPU(11a)는 스텝 S84에서 산출한 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg를 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S92). 마찬가지로, 커버 부재(57) 측도 CPU(11a)는 스텝 S74에서 측정한 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 기억부(11b)로부터 판독하며(스텝 S93), 또한 스텝 S85에서 산출한 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S94).

CPU(11a)는 피팅을 위해 판독한 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg와 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg, 및 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec와 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 비교하여 측정 스펙트럼과 모델 스펙트럼의 차가 최소로 되도록 막 두께, 분산식의 파라미터 등을 변화시키는 처리(피팅)를 행한다(스텝 S95). CPU(11a)는 이 피팅 결과로서 최소제곱법을 이용하여 평균 제곱 오차 χ²을 얻는다. 스텝 S95에서의 평균 제곱 오차 χ²은 식 (19)에 의해 산출할 수 있다.

또한, 유기 EL 소자 패널(50)을 투광성 기판(51) 측으로부터 측정한 경우에서의 Tg개의 측정 데이터쌍을 Exp(i=1, 2, …, Tg), Tg개의 모델의 계산 데이터쌍을 Mod(i=1, 2, …, Tg)로 한다. 커버 부재(57) 측으로부터 측정한 경우에서의 Tc개의 측정 데이터쌍을 Exp(i=1, 2, …, Tc), Tc개의 모델의 계산 데이터쌍을 Mod(i=1, 2, …, Tc)로 하고 있다. 또한, Pg는 투광성 기판(51) 측으로부터 측정할 때의 파라미터의 수이며, Pc는 커버 부재(57) 측으로부터 측정할 때의 파라미터 의 수이다.

피팅 결과로서 CPU(11a)는 산출된 평균 제곱 오차 χ²이 소정값 이하일지의 여부를 판단한다(스텝 S96). 또한, 이 소정값은 기억부(11b)에 기억되어 있다.

CPU(11a)는 산출한 평균 제곱 오차 χ²이 소정값 이하가 아니라고 판단된 경우(스텝 S96에서 NO), 각 모델에 초기값으로서 설정한 막 두께 및 분산식의 파라미터를 적절히 변경하여, 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg 및 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 다시 산출한다(스텝 S97). 또한, 이 변경은 CPU(11a)에 의한 변경일 수도 있고, 오퍼레이터에 의한 변경일 수도 있다. 그 후, 다시 스텝 S95로 이행하여 동일한 처리를 반복한다. 또한, 본 실시예에서는 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57)측 모델의 초기 막 두께 및 분산식의 파라미터를 변경하여 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg 및 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출하도록 설명했지만, 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57) 측에서 적용하는 모델 자체를 변경할 수도 있다. 예를 들어 투광성 기판(51) 측의 모델로서 도 32b의 모델을 사용하고, 또한 커버 부재(57) 측의 모델로서 도 34a의 모델을 사용한다. 그 이외에, 이들과는 상이한 모델(예를 들어 도 32c 및 도 34b의 모델)을 기억부(11b)로부터 판독하고, 이 상이한 모델의 초기 막 두께 및 분산식의 파라미터를 변경하여 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg 및 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출하도록 할 수도 있다. 또한, 이 변경은 CPU(11a)에 의한 변경일 수도 있고, 오퍼레이터에 의한 변경일 수도 있다. 그 이외의 모델로서는, 예를 들 어 도 32b의 유기막층(L12)과 보이드층(L11) 사이에 막 두께(d)의 러프니스층이 더 존재하는 모델, 및 도 34a의 보이드층(L32)과 유기막층(L31) 사이에 막 두께(d)의 러프니스층이 더 존재하는 모델이 해당된다. 이들 상이한 모델에 대한 모델 스펙트럼을 산출하기 위한 모델은 기억부(11b)에 기억되어 있고, CPU(11a)는 이 모델을 새롭게 판독하여 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg 및 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출한다. 또한, 이 변경은 CPU(11a)에 의한 변경일 수도 있고, 오퍼레이터에 의한 변경일 수도 있다.

시료 해석 장치(1)는 산출한 평균 제곱 오차 χ²이 소정값 이하라고 판단된 경우(스텝 S96에서 YES), 그 때의 피팅에 의해 얻어진 막 두께 및 분산식의 파라미터를 채용해야 할 값으로서 결정한다(스텝 S98). 또한, 스텝 S96의 처리에서는 소정의 값 이하로 될 때까지 처리를 행하도록 하고 있다. 그러나, 소정 시간 내에 각 모델에 설정해야 할 초기 막 두께 및 분산식의 파라미터를 차례로 변경하여, 소정 시간 내에서 최소 평균 제곱 오차를 취할 경우의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 결과로서 채용하도록 할 수도 있다. 또한, 입사 각도 φ 및 반사 각도 φ를 차례로 변경하여, 평균 제곱 오차가 최소로 될 경우의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 채용해야 할 값으로서 결정할 수도 있다. 예를 들어 입사 각도φ₁, 반사 각도φ₁에서, 소정 시간 각 모델의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 변경하여 최소 평균 제곱 오차 χ² ₁을 산출한다. 그 후, 입사 각도를 φ₂, 반사 각도를 φ₂로 물리적으 로 변경하고, 소정 시간 각 모델의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 변경하여 최소 평균 제곱 오차 χ² ₂를 산출한다. 또한, 그 후, 입사 각도를 φ₃, 반사 각도를 φ₃으로 물리적으로 변경하고, 소정 시간 각 모델의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 변경하여 최소 평균 제곱 오차 χ² ₃을 산출한다. 시료 해석 장치(1)는 입사 각도φ₁, 입사 각도 φ₂, 및 입사 각도 φ₃(반사 각도φ₁, 반사 각도 φ₂, 및 반사 입사 각도 φ₃) 각각의 평균 제곱 오차 χ² ₁, 평균 제곱 오차 χ² ₂, 및 평균 제곱 오차 χ² ₃을 각각 비교하여, 최소로 되는 평균 제곱 오차를 취하는 입사 각도에서의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 결과로서 채용한다. 또한, 물리적으로 입사 각도 및 반사 각도를 변경하는 것 이외에, 입사 각도 및 반사 각도를 일정 그대로 값을 적절히 변경하도록 할 수도 있다. 또한, 입사 각도 자체를 피팅 파라미터의 하나로 하는 것도 가능하다.

<제 8 실시예>

도 38은 제 8 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)의 측정기의 요부를 나타낸 블록도이다. 도 38에 나타낸 바와 같이, 스테이지(4)는 하방으로부터의 측정도 가능하게 하기 위해, 저면에서 봤을 때 원형 형상 또는 직사각형 형상의 개구를 갖는 경로 구멍(4h)이 관통되어 있다. 유기 EL 소자 패널(50)은 이 경로 구멍(4h)을 걸친 상태로 스테이지(4) 위에 탑재 배치된다. 스테이지(4) 상측에는 제 7 실시예에 서 설명한 바와 같이, 측정기인 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 기판측 측정 수단 또는 커버측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 반원호 형상의 레일(6)로 이동할 수 있게 탑재 배치하고 있다.

마찬가지로, 스테이지(4) 하측에도 스테이지(4)에 대하여 대칭 위치에, 측정기인 광조사기(3h) 및 광취득기(5h)를 커버측 측정 수단 또는 기판측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 반원호 형상의 레일(6h)로 이동할 수 있게 탑재 배치하고 있다. 광조사기(3h)에는 모터(M4h)가, 광취득기(5h)에는 모터(M5h)가 각각 부착되어 있고, 모터 제어기(9)의 제어에 따라 레일(6h) 위를 이동한다. 또한, 모터 제어기(9)와 각 모터 사이의 전송 선로의 기재는 생략하고 있다. 또한, 광조사기(3), 광취득기(5), 광조사기(3h) 및 광취득기(5h)를 레일(6) 및 레일(6h) 위를 이동할 수 없는 고정식으로 할 수도 있다. 이러한 구성에서, 유기 EL 소자 패널(50)을 도 31에 나타낸 바와 같이, 투광성 기판(51)을 상측으로 하여 스테이지(4)에 탑재 배치한 경우, 광취득기(5)로부터는 투광성 기판(51) 측에 관한 데이터를 취득할 수 있고, 또한 스테이지(4) 하측의 광취득기(5h)로부터는 커버 부재(57) 측에 관한 데이터를 취득할 수 있다.

반대로, 유기 EL 소자 패널(50)을 도 33에 나타낸 바와 같이, 커버 부재(57)를 상측으로 하여 스테이지(4)에 탑재 배치한 경우, 광취득기(5)로부터는 커버 부재(57) 측에 관한 데이터를 취득할 수 있고, 또한 스테이지(4) 하측의 광취득기(5h)로부터는 투광성 기판(51) 측에 관한 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 도시는 생략했지만, 크세논 램프(2) 및 분광기(7)도 각각 광조사기(3h) 및 광취득 기(5h)에 대응시켜 설치되어 있다.

도 39a 및 도 39b는 제 8 실시예에 따른 막 두께 및 광학 상수의 산출 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. 우선, 유기 EL 소자 패널(50)을 스테이지(4) 위에 탑재 배치한다(스텝 S111). 사용자는 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 유기 EL 소자 패널(50)의 방향을 입력한다(스텝 S112). 즉, 도 31에 나타낸 바와 같이 투광성 기판(51)이 상측인지, 또는 도 33에 나타낸 바와 같이 커버 부재(57)가 상측인지의 정보를 입력한다. 이하에서는, 도 31의 예, 즉 투광성 기판(51)이 상측인 경우에 대해서 설명한다.

시료 해석 장치(1)는 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 사용하여 투광성 기판(51)을 향하여 광을 조사하고, 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg를 측정하며, 측정 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S113). 이어서, 커버 부재(57) 측으로부터의 계측을 행하기 위해, 시료 해석 장치(1)는 광조사기(3h) 및 광취득기(5h)를 사용하여 스테이지(4) 하측으로부터 경로 구멍(4h)을 거쳐 커버 부재(57)를 향하여 광을 조사하고, 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 측정하며, 측정 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S114).

그리고, CPU(11a)는 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 모델 선택을 접수한다(스텝 S115). CPU(11a)는 선택된 모델을 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S116). CPU(11a)는 선택된 모델 m11, m20에 대응하여, 미리 기억되어 있던 초기값으로 되는 복수의 막 두께 및 복수의 분산식의 파라미터를 기억부(11b)로부터 판독 하고, 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 각 모델 선택을 접수하여(스텝 S117) 각 모델을 확정한다. CPU(11a)는 판독한 모델에 의거하여, 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg를 산출하고, 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S118). 마찬가지로, CPU(11a)는 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출하여 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S119).

시료 해석 장치(1)는 스텝 S118에서 산출한 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg, 스텝 S119에서 산출한 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc, 스텝 S113에서 측정한 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg, 및 스텝 S114에서 측정한 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 각각 판독하여 피팅을 행하고, 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 막 두께 및 분산식의 파라미터를 산출한다(스텝 S1110). 마지막으로, 시료 해석 장치(1)는 각 막층(52∼55)의 막 두께, 분산식의 파라미터, 및 보이드 등을 참조함으로써, 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 광학 상수(굴절률(n), 흡광 계수(k))를 산출한다(스텝 S1111).

본 제 8 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 7 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

<제 9 실시예>

도 40은 제 9 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)의 측정기의 요부를 나타낸 블록도이다. 제 8 실시예와 달리, 제 9 실시예의 시료 해석 장치(1)는 단일 광조사기(3) 및 광취득기(5)가 설치되고, 이들이 스테이지(4) 상측 및 하측으로 이동한다. 스테이지(4) 주위에는 고리 형상의 레일(6)이 설치되어 있고, 광조사기(3)는 레일(6)을 따라 시계 방향으로, 또한 광취득기(5)는 레일(6)을 따라 반시계 방향으로 이동한다. 광조사기(3) 및 광취득기(5)에는 모터(M4, M5)가 부착되어 있고, 모터 제어기(9)의 지시에 의해 레일(6) 위를 이동한다. 이 모터 제어기(9), 레일(6) 및 모터(M4) 및 모터(M5)가 이동 수단(이동 장치)을 구성한다.

스테이지(4) 상측에서 계측할 경우, 모터 제어기(9)는 측정기인 광조사기(3)를 기판측 측정 수단 또는 커버측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 도면의 실선으로 나타낸 2시 위치로 이동시킨다. 또한, 측정기인 광취득기(5)를 기판측 측정 수단 또는 커버측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 도면의 실선으로 나타낸 10시 위치로 이동시킨다. 한편, 상측에서의 계측을 종료한 후는, 모터 제어기(9)는 측정기인 광조사기(3)를 커버측 측정 수단 또는 기판측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 시계 방향으로 도면의 점선으로 나타낸 4시 위치까지 이동시킨다. 또한, 측정기인 광취득기(5)를 커버측 측정 수단 또는 기판측 측정 수단으로서 기능시키기 위해, 반시계 방향으로 도면의 점선으로 나타낸 8시 위치까지 이동시킨다. 이것에 의해, 1세트의 광조사기(3) 및 광취득기(5)에 의해 투광성 기판(51)측 및 커버 부재(57)측의 계측을 실행할 수 있고, 비용 저감을 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 고리 형상의 레일(6)을 사용하고 있지만, 적어도 레일(6)은 실선으로 나타낸 2시 위치의 광조사기(3)가 점선으로 나타낸 4시 위치로 이동할 수 있는 범위, 및 실선으로 나타낸 10시 위치의 광취득기(5)가 점선으로 나타낸 8시 위치로 이동할 수 있는 범위에 존재하면 된다.

본 제 9 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 7 실시예 및 제 8 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

<제 10 실시예>

도 41은 제 10 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)의 구성을 나타낸 블록도이다. 제 7 실시예에 따른 시료 해석 장치(1)의 컴퓨터(10)를 동작시키기 위한 컴퓨터 프로그램은 본 제 10 실시예와 같이, CD-ROM, 메모리 카드 등의 가반형 기록 매체(1A)로 제공하는 것도 가능하다. 또한, 컴퓨터 프로그램을 LAN, 또는 인터넷 등의 도시하지 않은 통신망을 통하여 서버 컴퓨터(도시 생략)로부터 다운로드하는 것도 가능하다. 이하에, 그 내용을 설명한다.

도 41에 나타낸 컴퓨터(10)의 기록 매체 판독 장치(도시 생략)에 기판 측의 결과를 접수시키고, 커버 측의 결과를 접수시키며, 편광 상태를 산출시키고, 특성을 해석시키는 컴퓨터 프로그램이 기록된 가반형 기록 매체(1A)를 삽입하여 기억부(11b)의 프로그램 내에 이 프로그램을 인스톨한다. 또는, 이러한 프로그램을 통신부(도시 생략)를 통하여 외부의 서버 컴퓨터(도시 생략)로부터 다운로드하여, 기억부(11b)에 인스톨하도록 할 수도 있다. 이러한 프로그램은 RAM(11c)에 로드하여 실행된다. 이것에 의해, 상술한 바와 같은 본 발명의 컴퓨터(10)로서 기능한다.

본 제 10 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 7 실시예 내지 제 9 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

<제 11 실시예>

제 11 실시예는 복수의 분산식을 이용하여 소정값 이하 또는 최소값으로 되는 평균 제곱 오차를 산출하는 형태에 관한 것이다. 투광성 기판(51) 측의 모델 및 커버 부재(57) 측의 모델은 식 (16)에서 나타낸 분산식 이외의 다른 상이한 공지의 분산식도 이용할 수 있다. 예를 들어 G.E.Jellison, Jr., F.A.Modine, P.Doshi, A.Rohatgi 등이 "Spectroscopicellipsometry characterization of thin-filmsilicon nitride"(Thin SolidFilms 313-314(1998) p193-p197)에서 제안하는 분산식은 허수부는 식 (20)에서, 실수부는 식 (21)에서 각각 나타난다.

여기서, E_o는 피크 이동 에너지, C는 확대 텀(term), E_g는 광학 밴드 에지, A는 추이 확률 행렬 엘리멘트의 비례항이다. 또한, ε₁(∞)은 적분 정수이며 일반적으로 1이 부여된다. 기억부(11b)에는 식 (19), 식 (20) 및 식 (21) 등의 복수종의 분산식이 도 29에 나타낸 기억부(11b)에 기억되어 있고, CPU(11a)는 이들을 적 절히 판독하여 소정값 이하 또는 최소값으로 되는 평균 제곱 오차를 산출한다.

도 42a 내지 도 42c는 복수의 분산식을 이용하여 평균 제곱 오차를 산출하는 순서를 나타낸 플로차트이다. CPU(11a)는 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 모델 선택을 접수한다(스텝 S141). 이 모델 선택은 투광성 기판(51) 측의 모델로서 도 32에 나타낸 모델 m10 내지 m12로부터 모델을 선택하고, 또한 커버 부재(57)측의 모델로서 도 34에 나타낸 모델 m20 또는 m21로부터 모델을 선택한다.

CPU(11a)는 선택된 모델을 기억부(11b)로부터 판독한다(스텝 S142). 또한, CPU(11a)는 기억부(11b)로부터 기억한 1개의 분산식을 판독한다(스텝 S143). 그리고, CPU(11a)는 선택된 모델 m11, m20에 대응하여, 미리 기억되어 있던 초기값으로 되는 복수의 막 두께 및 복수의 분산식의 파라미터를 기억부(11b)로부터 판독하고, 키보드(13) 또는 마우스(14)로부터 각 모델 선택을 접수하여(스텝 S144), 각 모델을 확정한다. 시료 해석 장치(1)의 CPU(11a)는 판독한 모델에 의거하여, 투광성 기판(51) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg를 산출하고, 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S145). 마찬가지로, 시료 해석 장치(1)의 CPU(11a)는 커버 부재(57) 측의 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 산출하고, 결과를 기억부(11b)에 기억시킨다(스텝 S146).

시료 해석 장치(1)의 CPU(11a)는 스텝 S72에서 측정한 투광성 기판(51) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg를 판독하고(스텝 S147), 또한 스텝 S74에서 측정한 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec를 각각 판독한다(스텝 S148). CPU(11a)는 피팅을 위해 식 (19)를 이용하여, 측정 스펙트럼 Ψ_Eg, Δ_Eg와 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg, 및 커버 부재(57) 측의 측정 스펙트럼 Ψ_Ec, Δ_Ec와 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 비교하여 측정 스펙트럼과 모델 스펙트럼의 차가 최소로 되도록 막 두께, 분산식의 파라미터 등을 변화시키는 처리(피팅)를 행하고, CPU(11a)는 이 피팅 결과로서 최소 제곱법을 이용하여 평균 제곱 오차 χ²을 얻는다(스텝 S149). 스텝 S149에서 산출된 평균 제곱 오차는 RAM(11c)에 일시적으로 기억된다.

CPU(11a), 소정 시간을 경과했는지의 여부를 판단한다(스텝 S151). 소정 시간을 경과하지 않았다고 판단한 경우(스텝 S151에서 NO), 각 모델에 설정해야 할 초기 막 두께 및 분산식의 파라미터를 적절히 변경하여, 모델 스펙트럼 Ψ_Mg, Δ_Mg 및 모델 스펙트럼 Ψ_Mc, Δ_Mc를 다시 산출한다(스텝 S152). 그 후, 다시 스텝 S149로 이행하여 동일한 처리를 반복한다. CPU(11a)는 소정 시간을 경과했다고 판단한 경우(스텝 S151에서 YES), RAM(11c)에 기억된 평균 제곱 오차 중에서 최소로 되는 평균 제곱 오차, 이것에 대응하는 막 두께 및 분산식의 파라미터 및 분산식의 종류를 RAM(11c)에 기억시킨다(스텝 S153). 또한, 본 실시예에서는 최소값을 산출하는 처리에 대해서 설명했다. 그러나, 제 7 실시예와 동일하게 스텝 S151에서 미리 기억한 소정값과의 비교를 행하여, 이 소정값 이하로 된 경우에 스텝 S153으로 이행하도록 할 수도 있다.

계속하여, CPU(11a)는 기억부(11b)에 기억시킨 모든 분산식에 대해서 평균 제곱 오차를 산출했는지의 여부를 판단한다(스텝 S154). 예를 들어 3종류의 분산식이 존재할 경우, 3종류의 분산식 각각을 이용하여 평균 제곱 오차의 최소값을 산출했는지의 여부를 판단한다. CPU(11a)는 모든 분산식에 대해서 평균 제곱 오차를 산출하지 않았다고 판단한 경우(스텝 S154에서 NO), 스텝 S143으로 이행하여 이상의 처리를 반복한다. CPU(11a)는 모든 분산식에 대해서 평균 제곱 오차를 산출했다고 판단한 경우(스텝 S154에서 YES), 상술한 예에서는 3종류의 분산식 각각에 대한 평균 제곱 오차의 최소값을 산출한 경우, 스텝 S153에서 RAM(11c)에 기억시킨 복수의 분산식에 대응하는 복수의 평균 제곱 오차의 최소값 중에서 최소 평균 제곱 오차에 대응하는 피팅에 의해 얻어진 막 두께 및 분산식의 파라미터를 RAM(11c)으로부터 판독한다(스텝 S155). 마지막으로, CPU(11a)는 각 막층(52∼55)의 막 두께, 분산식의 파라미터, 및 보이드 등을 참조함으로써, 유기 EL 소자 패널(50)의 유기막(56)의 각 막층(52∼55)의 광학 상수(굴절률(n), 흡광 계수(k))를 최적값으로서 산출한다(스텝 S156). 이와 같이 제안되는 복수의 분산식을 이용함으로써, 보다 정밀도 좋게 각층의 막 두께 및 광학 상수를 산출하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 분산식을 이용하는 형태, 복수의 입사 각도를 이용하는 형태, 및 복수의 모델 조합을 이용하는 형태 등 각각을 개별로 적용하는 예에 대해서 설명했지만, 이들을 조합시켜도 좋은 것은 물론이다.

본 제 11 실시예는 이상과 같은 구성으로 하고 있고, 그 이외의 구성 및 작용은 제 7 실시예 내지 제 10 실시예와 동일하기 때문에, 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 특징 사상을 벗어나지 않고서 본 발명을 구현할 수 있기 때문에, 본 실시예는 예시적일 뿐 제한적인 것이 아니며, 본 발명의 범위가 상세한 설명에 의해서 보다는 첨부된 클레임에 의해서 한정되고, 본 클레임 또는 그 동등물의 범위 내에 해당되는 모든 변경이 본 클레임에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

도 1a는 진폭비(振幅比) 및 위상차의 측정 결과의 일례를 나타내는 그래프.

도 1b는 간섭 줄무늬의 영향에 의해 세밀하게 진폭된 값을 나타내는 그래프.

도 2는 종래의 클러스터형 제조 장치의 구성을 나타내는 모식적 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시료(試料) 해석 장치의 전체 구성도.

도 4a는 시료로 되는 유기 EL 소자(생산 타입)의 구조를 나타내는 개략 단면도.

도 4b는 유기 EL 소자(생산 타입)의 요부를 확대한 단면도.

도 5는 유기 EL 소자의 유리 기판을 향하여 조사(照射)를 행할 경우의 탑재 배치 형태를 나타내는 개략도.

도 6a는 도 5의 반사광 K1에 대응한 구조의 모델을 나타내는 개략도.

도 6b는 도 5의 반사광 K2에 대응한 구조의 모델을 나타내는 개략도.

도 6c는 도 5의 반사광 K3에 대응한 구조의 모델을 나타내는 개략도.

도 7은 설정 메뉴의 일례를 나타내는 개략도.

도 8a 및 도 8b는 시료 해석 방법의 일련의 처리 순서를 나타내는 플로차트.

도 9는 공간의 두께가 60㎛의 시료(유기 EL 소자)에 유리 기판으로부터 광을 조사한 경우의 측정 결과 및 제 2 연산 처리에 의한 연산 결과를 나타내는 그래프.

도 10은 공간의 두께가 60㎛의 시료(유기 EL 소자)에 유리 기판으로부터 광을 조사한 경우의 측정 결과 및 제 1 연산 처리에 의한 연산 결과를 나타내는 그래프.

도 11은 공간의 두께가 1O㎛의 시료(유기 EL 소자)에 유리 기판으로부터 광을 조사한 경우의 측정 결과 및 제 1 연산 처리에 의한 연산 결과를 나타내는 그래프.

도 12는 연구 개발 타입의 유기 EL 소자의 구조를 나타내는 개략도.

도 13은 유기 EL 소자의 커버 유리를 향하여 조사를 행하는 경우의 탑재 배치 형태를 나타내는 개략도.

도 14a는 도 13의 반사광 K10에 대응한 구조의 모델을 나타내는 개략도.

도 14b는 도 13의 반사광 K11에 대응한 구조의 모델을 나타내는 개략도.

도 15는 공간의 두께가 60㎛의 시료(유기 EL 소자)에 커버 유리로부터 광을 조사한 경우의 측정 결과 및 제 2 연산 처리에 의한 연산 결과를 나타내는 그래프.

도 16은 본 발명에 따른 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적 평면도.

도 17은 증착실의 단면을 나타내는 모식적 단면도.

도 18은 증착실 내부의 개요를 나타내는 모식적 사시도.

도 19는 엘립소미터의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도.

도 20은 입사광 및 반사광의 경로를 나타내는 모식적 횡단면도.

도 21은 시료를 해석하기 위한 모델을 나타내는 설명도.

도 22a 및 도 22b는 성막(成膜) 및 계측 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 23a 및 도 23b는 2층째의 성막 및 계측 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 24는 제 3 실시예에 따른 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적 평면도.

도 25는 제 4 실시예에 따른 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적 평면도.

도 26은 제 5 실시예에 따른 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적 평면도.

도 27은 모터의 제어 처리 순서를 나타내는 플로차트.

도 28은 제 6 실시예에 따른 증착실의 구성을 나타내는 모식적 사시도.

도 29는 본 발명의 실시예에 따른 시료 해석 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도.

도 30a 및 도 30b는 유기 EL 소자 패널의 적층 상태를 나타내는 모식적 단면도.

도 31은 유기 EL 소자 패널을 투광성 기판 측으로부터 계측할 때의 광의 입사 및 반사 상태를 나타내는 모식적 단면도.

도 32a 내지 도 32c는 투광성 기판 측으로부터 계측할 때의 모델을 나타내는 설명도.

도 33은 유기 EL 소자 패널을 투광성 기판 측으로부터 계측할 때의 광의 입사 및 반사 상태를 나타내는 모식적 단면도.

도 34a 및 도 34b는 커버 부재 측으로부터 계측할 때의 모델을 나타내는 설명도.

도 35는 유기 EL 소자 패널의 측정 순서를 나타내는 플로차트.

도 36은 막 두께 및 광학 상수의 산출 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 37a 및 도 37b는 피팅 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 38은 제 8 실시예에 따른 시료 해석 장치의 측정기의 요부를 나타내는 블 록도.

도 39a 및 도 39b는 제 9 실시예에 따른 막 두께 및 광학 상수의 산출 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 40은 제 10 실시예에 따른 시료 해석 장치의 측정기의 요부를 나타내는 블록도.

도 41은 제 11 실시예에 따른 시료 해석 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 42a 내지 도 42c는 복수의 분산식을 이용하여 평균 제곱 오차를 산출하는 순서를 나타내는 플로차트.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 시료(試料) 해석 장치 3 : 광조사기

4 : 스테이지 5 : 광취득기

7 : 분광기 8 : 데이터 수용기

9 : 모터 제어기 10 : 컴퓨터

50 : 유기 EL 소자 51 : 유리 기판

52∼55 : 막층 57 : 커버 유리

56 : 유기막 60 : 공간

70 : 엘립소미터 80 : 제조 장치

Claims (2)

1. 기판에 적층된 복수의 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료의 광학 특성을, 편광된 광을 조사하는 측정기로 측정하고, 시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여, 시료의 각 막층의 특성을 해석하는 시료 해석 방법으로서,

   시료의 상기 기판과는 반대측에 위치하는 커버 부재에 편광된 광을 조사하는 스텝과,

   시료에 의해 반사된 광을 취득하는 스텝과,

   취득된 광의 편광 상태를 측정하는 스텝과,

   기억 장치에 기억되고, 상기 취득된 광의 반사 형태에 따라 상이한 구조를 갖는 복수의 모델 중, 커버 부재측으로부터 측정할 때에 사용하는 모델을 판독하고, 상기 판독한 모델 및 상기 측정한 편광 상태에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 스텝을 구비하는 시료 해석 방법.
2. 투광성 기판에 적층된 막을 커버 부재로 간격을 두고 덮은 시료에 편광된 광을 상기 투광성 기판측으로 또는 상기 커버 부재측으로 조사하는 조사기와,

   시료에 의해 반사된 광을 취득하여 광의 편광 상태를 측정하는 측정기와,

   시료에 따른 모델 및 상기 측정기의 측정 결과에 의거하여 시료의 특성을 해석하는 해석기와,

   취득된 광의 반사 형태에 따라 상이한 구조의 복수의 모델을 기억하는 기억 장치와,

   측정하는 시료의 두께 치수를 접수하는 입력 장치와,

   접수된 두께 치수에 따라, 상기 조사기가 상기 투광성 기판측으로 조사한 경우 상기 투광성 기판측에 대응하는 모델 중에서 해석에 사용하는 모델을 선택하고, 상기 조사기가 상기 커버 부재측으로 조사한 경우 상기 커버 부재측에 대응하는 모델 중에서 해석에 사용하는 모델을 선택하는 프로세서를 구비하는 시료 해석 장치.

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