WO2024024266A1 - 膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2024024266A1
WO2024024266A1 PCT/JP2023/020410 JP2023020410W WO2024024266A1 WO 2024024266 A1 WO2024024266 A1 WO 2024024266A1 JP 2023020410 W JP2023020410 W JP 2023020410W WO 2024024266 A1 WO2024024266 A1 WO 2024024266A1
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WO
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film
substrate
film thickness
light
region
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PCT/JP2023/020410
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English (en)
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Inventor
ソミン パク
Original Assignee
キヤノントッキ株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Definitions

  • the present invention relates to a film thickness measuring apparatus, a film forming apparatus, a film thickness measuring method, and an electronic device manufacturing method.
  • Patent Document 1 proposes a film forming apparatus that includes a film thickness measuring section that optically measures the thickness of a film formed on a substrate.
  • a reference measurement is performed to obtain data that serves as the standard.
  • the reference measurement for example, reflected light of light emitted to a region of the substrate where no film is formed is received.
  • the present invention provides a technique for improving the accuracy of reference measurement.
  • a light receiving section that receives reflected light that is emitted by a light emitting section that emits light to the substrate and reflected by the substrate; a specifying means for specifying the film thickness of the film deposited on the film-forming region of the substrate based on the light reception result of the light receiving section;
  • the identifying means includes reflected light reflected from the film-forming region where a film has been formed, and reflected light from a first reference region and a second reference region arranged in a first direction with the film-forming region of the substrate.
  • a film thickness measuring device and a film forming apparatus equipped with the film thickness measuring device are characterized in that the film thickness of the film formed in the film forming region is specified based on the light reception result of the reflected light.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the structure and operation of a deposition source and a moving unit.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining the transport unit.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the transport unit.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the film forming apparatus along the YZ plane.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of a film formation region and a reference region for film thickness measurement provided on a substrate.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of the film formation region and reference region for film thickness measurement.
  • 1 is a flowchart showing an example of a method for measuring film thickness.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the arrangement around the film formation region and reference region for film thickness measurement.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the arrangement around the film formation region and reference region for film thickness measurement.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a film forming apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining a substrate support section.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the influence that the posture of the substrate W has on the film thickness value.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the influence that the posture of the substrate W has on the film thickness value.
  • An overall diagram of an organic EL display device A diagram showing a cross-sectional structure of one pixel.
  • FIG. 1 is a layout diagram of a film forming apparatus 1. As shown in FIG. In each figure, an arrow Z indicates a vertical direction (direction of gravity), and an arrow X and an arrow Y indicate a horizontal direction orthogonal to each other. Arrow ⁇ indicates the direction of rotation around the Z axis.
  • the film forming apparatus 1 is an apparatus that forms a film on a substrate W.
  • the film forming apparatus 1 is capable of forming a thin film of a vapor deposition material in a predetermined pattern on a substrate W using a mask M.
  • the material of the substrate W can be appropriately selected from glass, resin, metal, etc., and typically, a material in which a resin layer such as polyimide is formed on glass is used.
  • the substrate W is rectangular.
  • the vapor deposition substance includes organic materials, inorganic materials (metals, metal oxides, etc.), and the like.
  • the film forming apparatus 1 is applicable to, for example, a manufacturing apparatus for manufacturing electronic devices such as display devices (flat panel displays, etc.), thin film solar cells, organic photoelectric conversion elements (organic thin film image sensors), optical members, etc. In particular, it is applicable to manufacturing equipment that manufactures organic EL panels.
  • the film forming apparatus 1 includes a transfer chamber 2, a terminal chamber 3, and a film forming chamber 4.
  • Each chamber can be maintained airtight by its constituent walls. That is, each chamber is maintained in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
  • each chamber is connected to a vacuum pump (not shown).
  • vacuum refers to a state filled with gas at a pressure lower than atmospheric pressure, in other words, a reduced pressure state.
  • a configuration is illustrated in which a transfer chamber 2 and a terminal chamber 3 are provided side by side in the X direction, and two film forming chambers 4 are provided on both sides of the terminal chamber 3 in the Y direction.
  • the film forming apparatus 1 is configured such that one transfer chamber 2, one terminal chamber 3, and two film forming chambers 4 form one cluster, and a plurality of clusters can be connected in the X direction. Note that the number of clusters to be connected can be set as appropriate. Further, the film forming chamber 4 may be provided only on one side of the terminal chamber 3 in the Y direction.
  • the film forming apparatus 1 includes transport units 5A and 5B.
  • the transport units 5A and 5B are provided from the terminal chamber 3 to the film forming chamber 4, and transport the substrate W and the mask M between the terminal chamber 3 and the film forming chamber 4.
  • the control system of the film forming apparatus 1 includes a host computer 300 that controls the entire line, and control devices 301 to 305 that control each component, and these communicate via a wired or wireless communication line 300a. It is possible.
  • the control device 301 controls a transfer robot 2a, which will be described later, provided in the transfer chamber 2.
  • the base portion 302 controls a transfer robot 3a, which will be described later, provided in the terminal room 3.
  • Each of the plurality of control devices 303 controls a vapor deposition source 8 and a moving unit 9, which will be described later, of the corresponding film forming chamber 4.
  • Control devices 304 and 305 respectively control a transport unit 5A and a transport unit 5B, which will be described later.
  • the host device 300 transmits information regarding the substrate W and instructions such as transport timing to each of the control devices 301 to 305, and each of the control devices 301 to 305 controls each component based on the received instructions. Further, the host device 300 and each of the control devices 301 to 305 include, for example, a processor such as a CPU, a storage device such as a semiconductor memory or a hard disk, and an input/output interface.
  • the film forming apparatus 1 also includes a mask chamber 104 that is provided adjacent to the transfer chamber 2 and in which the mask M is accommodated.
  • the transfer chamber 2 is provided with a transfer robot 2a.
  • the transfer robot 2a is a double-arm robot in which two sets of arms 21 and hands 22 are supported on a base portion 20. The two sets of arms 21 and hands 22 pivot in the ⁇ direction on the base portion 20 and are also extendable and retractable.
  • the transport robot 2a also transports the mask M.
  • the hand 22 has a fork shape, and the substrate M and the mask M are placed on the hand 22 and transported.
  • Terminal room> In the terminal chamber 3, in addition to transferring the substrates W or masks M between the transfer chamber 2 and the film-forming chamber 4, the substrates W or masks M are distributed to the film-forming chamber 4.
  • a transfer robot 3a is provided in the terminal room 3.
  • the transfer robot 3a is a robot in which an arm 31 and a hand 32 are supported on a base portion 30. The arm 31 and the hand 32 rotate in the ⁇ direction on the base portion 30 and are also extendable and retractable.
  • the transfer robot 3a receives a substrate W or a mask M from the transfer robot 2a in the transfer chamber 2, and delivers it to a transfer unit 5, which will be described later. Further, the substrate W or mask M received from the transport unit 5 is transported to the downstream transport chamber 2 .
  • the terminal room 3 is provided with a camera (not shown) for identifying the position of the substrate W or mask M when the transfer robot 3a delivers the substrate W or mask M to the transfer unit 5.
  • Film forming chamber> In the film forming chamber 4, a film is formed on the substrate W using a mask M. As shown in FIG. 1, two mask stands 41 are arranged in the two film forming chambers 4, respectively. A total of four mask stands 41 define vapor deposition positions JA to JD where vapor deposition processing is performed. The structures of the two film forming chambers 4 are the same. Each film forming chamber 4 is provided with a vapor deposition source 8 and a moving unit 9 that moves the vapor deposition source 8 . The structure and operation of the vapor deposition source 8 and the moving unit 9 will be explained with reference to FIG. 2.
  • the evaporation source 8 is a film forming unit that is equipped with a crucible that contains a raw material for a evaporation substance, a heater that heats the crucible, and the like, and that heats the raw material and releases the vapor of the evaporation substance upward from an opening 8a.
  • the moving unit 9 includes an actuator 90, a pair of movable rails 94, and a pair of fixed rails 95.
  • the actuator 90 includes a drive source (not shown), an arm member 91, and an arm member 92.
  • One end of the arm member 91 is connected to a drive source (not shown), and is rotated by the drive source (not shown).
  • the other end of the arm member 91 is rotatably connected to one end of an arm member 92, and the other end of the arm member 92 is rotatably connected to the bottom of the vapor deposition source 8.
  • a pair of movable rails 94 guide movement of the deposition source 8 in the Y direction.
  • Each movable rail 94 extends in the Y direction, and a pair of movable rails 94 are spaced apart from each other in the X direction.
  • the pair of fixed rails 95 guide the movement of the pair of movable rails 94 in the X direction.
  • Each fixed rail 95 is immovably fixed and extends in the Y direction.
  • the pair of fixed rails 95 are spaced apart from each other in the Y direction.
  • the evaporation source 8 slides in the Y direction under the evaporation position JA (below the mask stand 41), and also slides from the evaporation position JA side to the evaporation position JB side, and then continues the evaporation process. Slide below position JB (under mask stand 41) in the Y direction.
  • the arm members 91 and 92 are rotated from the position of state ST2A by driving the actuator 90, the vapor deposition source 8 moves below the vapor deposition position JA under the guidance of the pair of movable rails 94, as shown in state ST2B. Pass in the Y direction.
  • the deposition source 8 passes under the deposition position JA in the Y direction and returns to the position in the state ST2A, as shown in the state ST2C.
  • the vapor deposition source 8 and the pair of movable rails 94 move in the X direction toward the vapor deposition position JB according to the guide of the pair of fixed rails 95.
  • the evaporation source 8 passes under the evaporation position JB in the Y direction under the guidance of the pair of movable rails 94, as shown in state ST2E. .
  • the deposition source 8 passes under the deposition position JB in the Y direction and returns to the position in the state ST2D, as shown in the state ST2F.
  • the vapor deposition source 8 can be shared between the two vapor deposition positions, the vapor deposition position JA and the vapor deposition position JB.
  • the film forming apparatus 1 includes two sets of transport units 5A and 5B arranged from the terminal chamber 3 to the two film forming chambers 4.
  • the transport unit 5A includes holding units 6A and 6C, and a movement unit 7A that independently moves these in parallel in a direction along the film-forming surface of the substrate W (Y direction in this embodiment).
  • the transport unit 5B has the same structure as the transport unit 5A, and has the holding units 6B and 6D, and a movement that independently moves these in parallel in the direction along the film-forming surface of the substrate W (the Y direction in this embodiment). unit 7B. Note that the number, arrangement, etc. of the transport unit and the holding units and moving units constituting it may be changed as appropriate depending on the configurations of the terminal chamber 3 and the film forming chamber 4, etc.
  • FIG. 3 shows a portion of the transport units 5A and 5B arranged in the terminal room 3.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the transport unit 5A (moving unit 7A and holding unit 6A).
  • the transport units 5A and 5B are units that independently reciprocate the holding units 6A to 6D in the Y direction in a horizontal position at a higher position than the transport robot 3a, and are arranged in parallel in the X direction. Note that although FIG. 4 shows the structure of the transport unit 5A (moving unit 7A and holding unit 6A) as a representative, holding units 6A to 6D have the same structure, and moving units 7A and 7B also have the same structure. .
  • the moving units 7A and 7B of this embodiment are mechanisms that move the holding units 6A to 6D using magnetic force, and in particular, are mechanisms that levitate and move using magnetism.
  • the moving units 7A and 7B each include a pair of guide members 70 that define the moving trajectory of the holding units 6A to 6D in the Y direction.
  • Each guide member 70 is a rail member having a C-shaped cross section and extending in the Y direction.
  • the pair of guide members 70 are spaced apart from each other in the X direction.
  • Each guide member 70 includes a large number of pairs of magnetic elements 71 spaced apart in the Z direction.
  • a large number of pairs of magnetic elements 71 are arranged at equal pitches in the Y direction.
  • At least one of the pair of magnetic elements 71 is an electromagnet, and the other is an electromagnet or a permanent magnet.
  • the holding units 6A to 6D are carriers for transporting the substrate W and the mask M.
  • Each of the holding units 6A to 6D includes a main body member 65 that is rectangular in plan view. Each end of the main body member 65 in the X direction is inserted into a corresponding guide member 70.
  • Permanent magnets 61 each having a yoke (not shown) are fixed to the upper and lower surfaces of each end of the main body member 65 in the X direction.
  • a plurality of upper and lower permanent magnets 61 are provided in the main body member 65 in the Y direction. Permanent magnet 61 faces magnetic element 71 of guide member 70 . The repulsive force between the permanent magnet 61 and the magnetic element 71 can generate a levitation force on the holding units 6A to 6D.
  • the attraction force between the permanent magnet 61 and the magnetic element 71 causes the holding units 6A to 6D to move in the Y direction. It can generate a moving force.
  • the moving units 7A and 7B are magnetically levitated conveyance mechanisms, but other conveyance mechanisms capable of moving the holding units 6A to 6D, such as a roller conveyance mechanism, a belt conveyance mechanism, and a rack-pinion mechanism, may be used. You can.
  • a scale 72 extending in the Y direction is disposed on the guide member 70, and a sensor 64 for reading the scale 72 is disposed on the main body member 65. Based on the detection result of the sensor 64, the position of each holding unit 6A to 6D in the Y direction can be specified.
  • the holding units 6A to 6D each include a holding section 62 that holds the substrate W.
  • the holding section 62 is an electrostatic chuck that attracts the substrate W using electrostatic force, and includes a plurality of electrodes 62a arranged on the lower surfaces of the holding units 6A to 6D.
  • the holding unit 62 may include an adhesive pad that holds the substrate W with adhesive force, a vacuum pad, or the like.
  • the holding units 6A to 6D each also include a holding section 63 that holds the mask M.
  • the holding part 63 is, for example, a magnetic chuck that attracts the mask M by magnetic force, and is located outside the holding part 62 in the X direction.
  • the holding part 63 may be a clamp mechanism that mechanically clamps the mask M.
  • FIG. 3 shows a state in which holding units 6A to 6D are located at respective receiving positions PA to PD.
  • the receiving positions PA to PD are arranged in a matrix (2 ⁇ 2) on the XY plane, and are set inside the terminal chamber 3 outside the film forming chamber 4. Since there are four different receiving positions PA to PD, these receiving positions PA to PD can also be used as buffers for holding substrates W in the event of a system failure on the downstream side.
  • film thickness measuring device 120 that measures the film thickness of a substrate on which a film has been formed.
  • the film thickness measuring device 120 uses an optical sensor to measure the film thickness based on the light reflectance of the substrate surface.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the film thickness measuring device 120.
  • the film thickness measuring device 120 according to Configuration Example 1 includes a light source 2901, a vacuum flange 2902, a light emitting/receiving section 2903, a spectrometer 2904, a PC 2905, and a moving unit 2906.
  • the light source 2901, the vacuum flange 2902, the light emitting/receiving section 2903, and the spectrometer 2904 are connected with an optical fiber.
  • the light source 2901 is a light emitting device that can switch between light output and non-output by operating a shutter 29011.
  • the light source 2901 includes a deuterium (D2) halogen light source 29012 that emits continuous light of halogen and deuterium from one exit port.
  • light source 2901 comprises a laser light source.
  • the vacuum flange 2902 is placed at the connection between the vacuum environment and the atmospheric environment.
  • the light source 2901, the spectroscope 2904, and the PC 2905 are placed inside a housing that is maintained in an atmospheric environment, and the light emitting/receiving unit 2903 is placed inside a film forming chamber that can be kept in a vacuum state outside the housing.
  • An optical fiber connecting the light source 2901 and the spectrometer 2904 connects the inside and outside of the housing via the vacuum flange 2902.
  • the light emitting/receiving unit 2903 may be arranged inside the film forming chamber 4 or the terminal chamber 3, and the light source 2901, the spectrometer 2904, and the PC 2905 may be arranged outside the film forming chamber 4 or the terminal room 3. good.
  • the vacuum flange 2902 may be provided on the wall of the film forming chamber 4 or the terminal chamber 3.
  • the light emitting/receiving section 2903 includes an emitting section for emitting the light from the light source 2901 vertically upward, and a light receiving section for receiving the reflected light and sending it to the spectrometer 2904.
  • the spectrometer 2904 includes a light input port, spectrally spectra the input light, and measures the light intensity for each wavelength band. Then, information regarding the measured light intensity is transmitted to the PC 2905.
  • the PC 2905 calculates the measured value of the film thickness based on the intensity of the light measured by the spectrometer 2904 using equations (1) and (2) described below.
  • the PC 2905 uses the measured value of the film thickness to adjust the time taken for the film forming process of the film forming apparatus 1, adjust the amount of vapor deposition material released from the vapor deposition source 8 of the film forming apparatus 1, and adjust the amount of vapor deposition material released from the vapor deposition source 8 of the film forming apparatus 1. It can be used for adjusting the parameters of the film-forming process.
  • the moving unit 2906 moves the light emitting/receiving section 2903.
  • the moving unit 2906 moves the light emitting/receiving section 2903 in the X direction (the short side direction of the substrate W).
  • the measurement light sent from the film thickness measurement device 120 is transmitted to the ceiling portion of the terminal chamber 3 or the film forming chamber 4 at the arrangement positions MAA to MDC where the film thickness measurement device 120 is arranged.
  • the measurement accuracy may be reduced as a result of being reflected by the light and input to the light emitting/receiving section.
  • the tapered member 3101 is arranged in the direction of light irradiation from the film thickness measuring device 120, in the example of FIG. 6, on the ceiling of the terminal chamber 3.
  • the tapered member 3101 has a triangular prism, pyramid, or cone shape.
  • the measurement light can be reflected in a direction different from that of the film thickness measurement device 120.
  • the tapered member 3101 is a black member with high light absorption rate.
  • the surface portion to which the measurement light from the film thickness measurement device 120 is irradiated is subjected to a surface treatment such as sandblasting to promote light diffusion.
  • the tapered member 3101 By arranging the tapered member 3101 in this way, it is possible to prevent the measurement light emitted from the film thickness measurement device 120 from being reflected at a location different from the substrate W, thereby preventing the film thickness measurement accuracy from decreasing.
  • FIG. 7 shows measurement positions MAA to MDC where the film thickness measuring device 120 can be placed in the film forming apparatus.
  • the measurement positions MAA, MBA, MCA, and MDA are between the receiving positions PA to PD and the deposition positions JA to JD, and are transported by transport units 5A and 5B inside the terminal chamber 3, that is, outside the film forming chamber 4. This is the position where the film thickness of the substrate W is measured.
  • the measurement positions MAB, MBB, MCB, and MDB are between the receiving positions PA to PD and the deposition positions JA to JD, and measure the film thickness of the substrate transported by the transport units 5A and 5B in the film forming chamber 4.
  • the measurement positions MAC, MBC, MCC, and MDC are positions for measuring the film thickness of the substrates located at the deposition positions JA to JD in the film formation chamber 4. Note that it is sufficient that the film thickness measuring device 120 is placed at at least one location between the receiving positions PA to PD and the deposition positions JA to JD among the measurement positions MAA to MDC. There is no need for the thickness measuring device 120 to be arranged.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the film forming apparatus in the YZ plane. As shown in FIG. 8, measurement positions MAA to MDC where the film thickness measuring device 120 can be placed are all placed below the substrate W in the vertical direction (Z direction). Thereby, the film thickness of the substrate W can be measured by the film thickness measuring device 120 while being transported by the transport units 5A and 5B.
  • the film thickness of the substrate W is measured while the substrate W is held by the holding unit 6, the film thickness can be measured without requiring additional large equipment such as a film thickness measurement chamber. can. Furthermore, since the film thickness is measured while the substrate W is being transported, the film thickness can be measured immediately after the film is formed.
  • the film thickness measuring device 120 of this embodiment performs background measurement, reference measurement, and sample measurement, and specifies the film thickness of the film formed on the substrate W based on these measurement results.
  • the film thickness measuring device 120 emits a laser beam and measures the intensity of the reflected light before the substrate W is carried into the measurement position.
  • the received intensity of the laser beam here is assumed to be PBG.
  • PBG the received light intensity
  • the film thickness measuring device 120 emits laser light to a substrate W reference region (described later) and measures the intensity of reflected light as a reference.
  • the laser beam is emitted to a region of the substrate W where no film is formed (for example, raw glass) or a region where the reflectance Rref is known.
  • the irradiation intensity of the transmitted laser beam is PTref
  • the received intensity of the received laser beam is PRref
  • the following formula (1) holds true.
  • Rref (PRref-PBG)/(PTref-PBG) (1)
  • the reflectance Rref known
  • the received light intensity PBG in the background measurement and the received light intensity PRref in the reference measurement can be obtained. Therefore, the irradiation intensity PTref of the laser beam can be specified based on the above equation. This makes it possible to specify the correspondence between the reflectance and the received light intensity.
  • the film thickness measurement device 120 emits a laser beam to a film formation region (sample region) of the substrate W, and measures the intensity of reflected light from the film formation region (sample region).
  • FIG. 9 shows an example of the measurement results of the reflectance for each film thickness. As shown in FIG.
  • the film thickness can be estimated by measuring the reflectance in this wavelength band.
  • a known technique can be used to estimate the film thickness based on the reflectance. For example, the reflectance may be measured in advance for a plurality of film thicknesses, and it may be estimated from the measured reflectance which measurement result is closest.
  • the PC 2905, the host device 300, or the like may store information indicating the relationship between film thickness and reflectance.
  • the film thickness may be estimated based on the reflectance measured in a plurality of frequency bands in order to estimate the film thickness based on the reflectance measurement results. For example, if the film thickness estimation results based on the reflectance measurement results at wavelengths of 280 nm and 330 nm are 1000 ⁇ and 1200 ⁇ , respectively, the film thickness may be averaged and the film thickness may be 1100 ⁇ . .
  • the difference in posture (deflection) between the film-forming region where the sample measurement is performed and the reference region may affect the measurement results.
  • the influence of these postures (how to bend) on the measurement results may be greater as the substrate becomes larger.
  • the attitude (deflection) of the substrate affects the measurement results. may be a concern. Therefore, in this embodiment, the accuracy of reference measurement is improved by the following method.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the arrangement of a film formation region (sample region) and a reference region for film thickness measurement provided on the substrate W. Further, FIG. 11 is an enlarged view of the periphery of the film formation region (sample region) and reference region for film thickness measurement.
  • a region R1 for film thickness measurement is provided on the substrate W separately from a region R2 where a film is formed to form a display element of an electronic device.
  • the region R1 for film thickness measurement is provided with a film formation region R11 for film thickness measurement and reference regions R12a to R12d.
  • the film forming region R11 is a region that is irradiated with laser light when the sample measurement described above is performed.
  • the reference regions R12a to R12d are regions that are irradiated with laser light when the reference measurement described above is performed.
  • a thin film for film thickness measurement (sometimes referred to as a measurement patch) is formed in the film formation region R11.
  • the measurement patch can be formed by forming an opening for the measurement patch in the mask M in advance.
  • the reference regions R12a to R12d are regions where no thin film is formed. It can be said that the reference regions R12a to R12d are regions where the substrate W itself is exposed even after film formation in the film formation chamber 4.
  • the two reference regions R12a and R12b are provided side by side in the short side direction of the film forming region R11 and the substrate W. More specifically, the two reference regions R12a and R12b are provided such that the film formation region R11 is located between the reference regions R12a and R12b in the short side direction of the substrate W. Further, the two reference regions R12c and R12d are provided side by side in the long side direction of the substrate W in the film forming region R11. More specifically, the two reference regions R12c and R12d are provided such that the film formation region R11 is located between the reference regions R12c and R12d in the short side direction of the substrate W. That is, in this embodiment, four reference regions R12a to R12d are arranged to surround the film forming region R11 on all sides.
  • the four reference regions R12a to R12d may be provided so that the distances from the film forming region R11 are equal to each other. Furthermore, the distances between the center of gravity of the four reference regions R12a to R12d and the center of gravity of the film forming region R11 may be equal to each other.
  • display elements of a plurality of electronic devices are formed by film formation through a mask M.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a method for measuring film thickness.
  • the film thickness measuring device 120 measures the film thickness of a film formed on the substrate W at the measurement position MAA.
  • 13A to 13C are explanatory diagrams of the operation of the film thickness measuring device 120. For example, this measurement is performed at the timing when the substrate W returns from the film forming chamber 4 to the terminal chamber 3 after a film is formed on the substrate W at the vapor deposition position JA.
  • background measurement is performed (FIG. 13A).
  • the background measurement is performed before the substrate W after film formation reaches the measurement position MAA.
  • the light emitting/receiving unit 2903 emits a laser beam using an emitting unit and receives the laser beam using a light receiving unit.
  • the PC 2905 measures the received light intensity PBG for each wavelength band of the light transmitted from the light receiving section of the light emitting/receiving section 2903 and separated by the spectrometer 2904.
  • the background measurement does not have to be performed for each substrate W.
  • the background measurement may be performed every time film formation is performed on a predetermined number of substrates W. Further, the background measurement may be performed every predetermined period.
  • a reference measurement is performed (FIG. 13B).
  • the reference measurement is performed after the film-forming region R11 of the substrate W after film-forming reaches the measurement position MAA.
  • the light emitting/receiving section 2903 emits laser light to the reference regions R12a to R12d using the emitting section, and receives the reflected light using the light receiving section.
  • the movement unit 2906 performs positional adjustment between the laser beam emission position of the emission section and each of the reference regions R12a to R12d.
  • part of the position adjustment process may be performed by the transport unit 5A.
  • the moving unit 2906 may adjust the position in the X direction, and the transport unit 5A may adjust the position in the Y direction.
  • the PC 2905 measures the received light intensities PRrefa to PRrefd for each of the reference regions R12a to R12d.
  • sample measurement is performed (FIG. 13C).
  • the light emitting/receiving section 2903 emits a laser beam to the film forming region R11 (sample region) using the emitting section, and receives the reflected light using the light receiving section.
  • the PC 2905 acquires the received light intensity PR of the reflected light by the light receiving unit.
  • the film thickness is specified.
  • the PC 2905 determines the thickness of the film formed in the film formation region R11 based on the light reception results of the light receiving section of the light emitting/receiving section 2903 regarding the reflected light reflected at the film formation region R11 and the reflected light reflected at the reference regions R12a to R12d. Determine thickness.
  • the PC 2905 can calculate the reflectance R of the deposited film region R11 using the measurement results of the background measurement, reference measurement, and background measurement. Then, the PC 2905 specifies the film thickness of the film formed in the film forming region R11 based on the reflectance R calculated by the current measurement and the stored information indicating the relationship between the film thickness and the reflectance. can do.
  • the PC 2905 specifies the film thickness using the received light intensity PRrefave, which is the average value of the received light intensities PRrefa to PRrefd.
  • PRrefave the received light intensity
  • PRrefave the difference in posture (deflection) between the film-forming region R11 and the reference regions R12a to R12d, which are a predetermined distance away from the film-forming region R11, causes a There is a possibility that the received light intensity will be different.
  • the received light intensity will be different.
  • the average received light intensity PRrefave can be said to be an estimated value of the received light intensity when a reference measurement is performed by irradiating the film forming region R11 with a laser beam before film formation.
  • the light emitting/receiving section 2903 may emit laser light and receive reflected light in the order of reference region R12a, film formation region R11, and reference region R12b. Thereby, the amount of movement of the light emitting/receiving section 2903 by the moving unit 2906 during the entire measurement can be reduced, so the measurement efficiency of film thickness measurement can be improved.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams showing other examples of the arrangement around the film-forming region (sample region) and reference region for film thickness measurement.
  • the two reference regions R12Ba and R12Bb are provided such that the film formation region R11B is located between the reference regions R12Ba and R12Bb in the short side direction of the substrate W.
  • the PC 2905 specifies the film thickness using the average value of the received light intensity in the reference regions R12Ba and R12Bb. Such an arrangement also makes it possible to improve the accuracy of reference measurement, compared to, for example, a case where only one reference area is provided.
  • the film formation region R11C and the two reference regions R12Ca and R12Cb are arranged in the order of film formation region R11C, reference region R12Ca, and reference region R12Cb in the short side direction of the substrate W. It is provided.
  • the PC 2905 specifies the film thickness based on the received light intensities PRrefCa and PRrefCd of the reference regions R12Ca and R12Cb and the positions XR12Ca and XR12Cb in the short side direction (X direction) of the substrate W. Specifically, as shown in FIG.
  • the received light intensity may vary depending on the position in the X direction.
  • reference measurement and sample measurement may be performed while the moving unit 2906 moves in only one direction. Can be done. Therefore, film thickness measurement can be performed efficiently.
  • the relational expression 1501 was calculated based on the measurement results in two reference regions R12Ca and R12Cb. However, three or more reference regions may be provided in line with the film formation region R11 in a predetermined direction. Then, an approximate straight line or an approximate curve may be calculated from these measurement results.
  • a known method such as a method using the least squares method can be adopted as appropriate.
  • the film formation region R11C and the two reference regions R12Ca and R12Cb are lined up in the short side direction of the substrate W.
  • the film formation region R11C and the two reference regions R12Ca and R12Cb may be arranged in the long side direction of the substrate W. Alternatively, they may be arranged obliquely with respect to the short side direction and the long side direction of the substrate W.
  • reference measurement is performed by emitting light to at least two reference regions arranged in a predetermined direction with respect to the film formation region.
  • measurements are performed in the film forming region R11 and the reference region R12 while moving the light emitting/receiving section 2903 using the moving unit 2906.
  • the attitude of the optical fiber connected to the light emitting/receiving section 2903 may change, which may affect the amount of emitted light.
  • reference measurements in the reference regions R12a to R12d it is also possible to reduce the influence of changes in light amount due to changes in the attitude of the optical fiber.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of a film forming apparatus 901 according to an embodiment.
  • a film forming block 9301 stores a plurality of film forming chambers 9303a to 9303d in which film forming processing is performed on a substrate W, and masks before and after use, around a transfer chamber 9302 having an octagonal shape in plan view.
  • a mask storage chamber 9305 is arranged.
  • a transport robot 9302a that transports the substrate W is arranged in the transport chamber 9302. Note that in the following description, the film forming chambers 9303a to 9303d may be referred to as a film forming chamber 9303 unless otherwise distinguished.
  • a buffer chamber 9306, a turning chamber 9307, and a transfer chamber 9308 are arranged on the upstream and downstream sides of the film forming block 9301 in the transport direction (arrow direction) of the substrate W, respectively. During the manufacturing process, each chamber is maintained in a vacuum state. Note that although only one film-forming block 9301 is illustrated in FIG. 16, the film-forming apparatus 901 according to this embodiment has a plurality of film-forming blocks 9301, and the plurality of film-forming blocks 9301 are It has a configuration in which a buffer chamber 9306, a turning chamber 9307, and a delivery chamber 9308 are connected by a connecting device.
  • the transfer robot 9302a carries the substrate W from the upstream transfer chamber 9308 to the transfer chamber 9302, transfers the substrate W between the film forming chambers 9303, and transfers the mask between the mask storage chamber 9305 and the film forming chamber 9303.
  • the substrate W is transported and unloaded from the transport chamber 9302 to the buffer chamber 9306 on the downstream side.
  • the buffer chamber 9306 is a chamber for temporarily storing the substrate W depending on the operating status of the film forming apparatus 901.
  • the buffer chamber 9306 includes substrate storage shelves (also called cassettes) with a multi-tiered structure that can store a plurality of substrates W while maintaining a horizontal state in which the processing surface (film formation surface) of the substrates W faces downward in the direction of gravity. and an elevating mechanism for elevating and lowering the substrate storage shelf in order to align the stage for loading or unloading the substrates W with the transport position. Thereby, a plurality of substrates W can be temporarily accommodated and retained in the buffer chamber 9306.
  • the turning chamber 9307 is equipped with a device for changing the orientation of the substrate W.
  • the rotation chamber 9307 rotates the direction of the substrate W by 180 degrees by a transfer robot 9307a provided in the rotation chamber 9307.
  • the transfer robot 9307a provided in the rotation chamber 9307 rotates 180 degrees while supporting the substrate W received in the buffer chamber 9306 and transfers it to the transfer chamber 9308, thereby transferring the substrate W between the buffer chamber 9306 and the transfer chamber 9308.
  • the front end and rear end in the conveyance direction (arrow direction) are interchanged.
  • the direction when carrying the substrate W into the film forming chamber 9303 is the same in each film forming block 9301, so the scanning direction of film forming and the direction of the mask with respect to the substrate W are the same in each film forming block 9301. can be done.
  • the directions in which the masks are installed in the mask storage chambers 9305 in each film forming block 9301 can be aligned, and the management of the masks can be simplified and usability can be improved.
  • the transfer chamber 9308 is a chamber for transferring the substrate W carried in by the transfer robot 9307a of the turning chamber 9307 to the transfer robot 9302a of the downstream film forming block 9301.
  • the thickness of the film formed on the substrate W is measured in the transfer chamber 9308.
  • the delivery room 9308 can be said to be an inspection room for inspecting the film formed on the substrate W.
  • the control system of the film forming apparatus 901 includes a host computer 9300 that controls the entire line as a host computer, and control devices 9309, 9310, 9311, 9313a to 9313d that control each component, and these are connected by wired or wireless communication. Communication is possible via line 9300a.
  • Control devices 9313a to 9313d are provided corresponding to film forming chambers 9303a to 9303d, and control the film forming process in the film forming chambers.
  • a control device 9309 controls a transfer robot 9302a.
  • a control device 9310 controls a transfer robot provided in a turning room 9307.
  • a control device 9311 controls equipment that performs alignment and film thickness measurement in the delivery room 9308.
  • the host device 9300 transmits information regarding the substrate W and instructions such as transport timing to each of the control devices 9309, 9310, 9311, and 9313a to 9313d, and each of the control devices 9309, 9310, 9311, and 9313a to 9313d performs operations based on the received instructions. Control each component.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an overview of the delivery room 9308.
  • the delivery chamber 9308 is provided with a substrate support section 950 that supports the substrate W, and a film thickness measuring device 9120 that measures the film thickness of the substrate W supported by the substrate support section 950.
  • each element constituting the film thickness measuring device 9120 may have the same configuration as each element of the film thickness measuring device 120 of the above embodiment, so the same reference numerals will be given and the description will be omitted.
  • FIG. 18 is a plan view for explaining the substrate support section 950.
  • the substrate support section 950 supports the substrate W.
  • the substrate W supported by the substrate support section 950 has a rectangular shape including a side Wa, a side Wb opposite to the side Wa, and a side Wc connecting the sides Wa and Wb. Further, in this embodiment, the sides Wa and Wb are the long sides, and the side Wc and the side Wd opposite to the side Wc are the short sides.
  • the substrate support section 950 includes a frame member 951 and a plurality of support members 952 (952a to 952d).
  • the frame member 951 is a member that supports a plurality of support members 952.
  • the frame member 951 is supported, for example, by a wall of the delivery room 9308.
  • the frame member 951 may be provided movably in a predetermined direction so that alignment of the substrate W supported by the plurality of support members 952 can be performed. Further, the frame member 951 is provided so as to cover the entire circumference of the substrate W supported by the support member 952. However, a cutout or the like may be provided in a part of the frame member 951 to avoid interference with the hand of the transfer robot 9307a.
  • the plurality of support members 952 are members that support the substrate W.
  • the plurality of support members 952 include a support member group 952A that is spaced apart from each other so as to support a portion of the peripheral edge of the substrate W along the side Wa.
  • the support member group 952A is composed of a plurality of support members 952a.
  • the plurality of support members 952 include a support member group 952B that is spaced apart from each other so as to support a portion of the peripheral edge of the substrate W along the side Wb.
  • the support member group 952B is composed of a plurality of support members 952b.
  • the plurality of support members 952 also include a support member group 952C that is spaced apart from each other so as to support a portion of the peripheral edge of the substrate W along the side Wc.
  • the support member group 952C is composed of a plurality of support members 952c.
  • the plurality of support members 952 includes a support member group 952D that is spaced apart from each other so as to support a portion of the peripheral edge of the substrate W along the side Wd.
  • the support member group 952D is composed of a plurality of support members 952d.
  • the support member 952 is a plate spring.
  • the support member 952 may be other structures such as pins, protrusions, etc.
  • the substrate W is supported by the plurality of support members 952 of the substrate support section 950, the substrate W is easily bent compared to the case where the substrate W is supported by an electrostatic chuck or the like described above.
  • the received light intensity is measured in a plurality of reference regions lined up with the film-forming region. Therefore, it is possible to suppress the influence of a change in the posture (deflection) of the substrate W on the accuracy of the reference measurement.
  • the film thickness measuring device 9120 performs measurement in the region R1 for film thickness measurement in the vicinity of the substrate W supported by the support member group 952C. Therefore, when the distance between the plurality of support members 952c becomes relatively large, there is a possibility that the deflection of the substrate W near the region R1 for film thickness measurement becomes large. This may affect the thickness of the film formed in the film thickness measurement region R1. Therefore, in this embodiment, each support member 952c constituting the support member group 952C is arranged at intervals such that the variation value of the film thickness due to the deflection of the portion of the substrate W supported by the support member group 952C is equal to or less than the threshold value. is provided. This will be explained in detail below.
  • FIGS. 19A and 19B are diagrams for explaining the influence of the posture of the substrate W on the film thickness value.
  • the reference height of the substrate W can be, for example, the height of the substrate W when it is assumed that the substrate W is not bent while being supported by the support member 952.
  • the reference height of the substrate W can be the height of the support surface of the substrate W by the support member 952.
  • the reference value dr of the film thickness value is the film thickness of the film formed on the substrate W when the vapor deposition source 8 performs the vapor deposition process under predetermined conditions on the substrate W at the reference height. That is, FIG. 19A shows that when the height of the substrate W differs, the film thickness of the film actually formed on the substrate W varies even if the vapor deposition source 8 performs the vapor deposition process under the same conditions.
  • the thickness of the film formed at the film forming position of the substrate W will be greater than the reference value dr. will also become smaller.
  • the film thickness of the film formed at the film forming position on the substrate W is equal to the reference value dr. becomes larger than
  • FIG. 19B shows the variation of the film thickness value with respect to the angle of the substrate W.
  • the thickness of the film formed at the film formation position of the substrate W becomes smaller than the reference value dr.
  • the interval between the support members 952c constituting the support member group 952C is adjusted to accommodate the height and angular deviation of the substrate W. You can set it according to your tolerance level.
  • the interval L may be set so that the above formula (4) is satisfied, taking these conditions into consideration.
  • FIG. 20A is an overall view of the organic EL display device 50
  • FIG. 20B is a view showing the cross-sectional structure of one pixel.
  • each light emitting element has a structure including an organic layer sandwiched between a pair of electrodes.
  • a pixel 52 refers to the smallest unit that can display a desired color in the display area 51.
  • a pixel 52 is configured by a combination of a plurality of sub-pixels including a first light-emitting element 52R, a second light-emitting element 52G, and a third light-emitting element 52B that emit different light emissions.
  • the pixel 52 is often composed of a combination of three types of subpixels: a red (R) light emitting element, a green (G) light emitting element, and a blue (B) light emitting element, but is not limited thereto.
  • the pixel 52 only needs to include at least one type of subpixel, preferably two or more types of subpixels, and more preferably three or more types of subpixels.
  • the subpixels constituting the pixel 52 may be, for example, a combination of four types of subpixels: a red (R) light emitting element, a green (G) light emitting element, a blue (B) light emitting element, and a yellow (Y) light emitting element.
  • FIG. 20B is a schematic partial cross-sectional view taken along line AB in FIG. 20A.
  • the pixel 52 includes, on a substrate 53, a first electrode (anode) 54, a hole transport layer 55, one of a red layer 56R, a green layer 56G, and a blue layer 56B, an electron transport layer 57, and a second electrode. It has a plurality of sub-pixels each made of an organic EL element including an electrode (cathode) 58.
  • the hole transport layer 55, the red layer 56R, the green layer 56G, the blue layer 56B, and the electron transport layer 57 correspond to organic layers.
  • the red layer 56R, the green layer 56G, and the blue layer 56B are formed in patterns corresponding to light emitting elements (sometimes referred to as organic EL elements) that emit red, green, and blue, respectively.
  • the first electrode 54 is formed separately for each light emitting element.
  • the hole transport layer 55, the electron transport layer 57, and the second electrode 58 may be formed in common across the plurality of light emitting elements 52R, 52G, and 52B, or may be formed for each light emitting element. That is, as shown in FIG. 20B, a hole transport layer 55 is formed as a common layer over a plurality of subpixel regions, and a red layer 56R, a green layer 56G, and a blue layer 56B are formed separately for each subpixel region. Further, an electron transport layer 57 and a second electrode 58 may be formed as a common layer over a plurality of sub-pixel regions.
  • an insulating layer 59 is provided between the first electrodes 54 in order to prevent short circuits between adjacent first electrodes 54. Furthermore, since the organic EL layer is degraded by moisture and oxygen, a protective layer 60 is provided to protect the organic EL element from moisture and oxygen.
  • the hole transport layer 55 and the electron transport layer 57 are shown as one layer, but depending on the structure of the organic EL display element, they may be formed of multiple layers including a hole blocking layer and an electron blocking layer. good. Further, an energy band structure is provided between the first electrode 54 and the hole transport layer 55 so that holes can be smoothly injected from the first electrode 54 to the hole transport layer 55. Alternatively, a hole injection layer may be formed. Similarly, an electron injection layer may also be formed between the second electrode 58 and the electron transport layer 57.
  • Each of the red layer 56R, green layer 56G, and blue layer 56B may be formed of a single light emitting layer, or may be formed by laminating a plurality of layers.
  • the red layer 56R may be composed of two layers, with the upper layer being a red light-emitting layer and the lower layer being a hole transport layer or an electron blocking layer.
  • the lower layer may be formed of a red light emitting layer, and the upper layer may be formed of an electron transport layer or a hole blocking layer.
  • Providing a layer below or above the light emitting layer in this manner has the effect of improving the color purity of the light emitting element by adjusting the light emitting position in the light emitting layer and adjusting the optical path length.
  • red layer 56R Although an example of the red layer 56R is shown here, a similar structure may be adopted for the green layer 56G and the blue layer 56B. Further, the number of layers may be two or more. Furthermore, layers of different materials may be laminated, such as a light-emitting layer and an electronic block layer, or layers of the same material may be laminated, such as a layer of two or more light-emitting layers.
  • the red layer 56R is composed of two layers, a lower layer 56R1 and an upper layer 56R2, and the green layer 56G and the blue layer 56B are composed of a single light emitting layer.
  • a substrate 53 on which a circuit (not shown) for driving an organic EL display device and a first electrode 54 are formed is prepared.
  • the material of the substrate 53 is not particularly limited, and may be made of glass, plastic, metal, or the like.
  • the substrate 53 a substrate in which a polyimide film is laminated on a glass substrate is used.
  • a resin layer such as acrylic or polyimide is coated by bar coating or spin coating on the substrate 53 on which the first electrode 54 is formed, and an opening is formed in the part where the first electrode 54 is formed by applying a lithography method to the resin layer.
  • the insulating layer 59 is formed by patterning to form an insulating layer 59. This opening corresponds to the light emitting region where the light emitting element actually emits light.
  • the substrate 53 on which the insulating layer 59 has been patterned is carried into the first film forming chamber, and the hole transport layer 55 is formed as a common layer on the first electrode 54 in the display area.
  • the hole transport layer 55 is formed using a mask in which an opening is formed for each display area 51 that will eventually become a panel portion of each organic EL display device.
  • the substrate 53 on which up to the hole transport layer 55 has been formed is carried into the second film forming chamber.
  • the substrate 53 and the mask are aligned, the substrate is placed on the mask, and the portion of the substrate 53 on the hole transport layer 55 where the element that emits red color is arranged (the area where the red sub-pixel is formed)
  • a red layer 56R is formed.
  • the mask used in the second film-forming chamber is a mask with openings formed only in a plurality of regions that will become red subpixels among a plurality of regions on the substrate 53 that will become subpixels of the organic EL display device. It is a fine mask.
  • the red layer 56R including the red light-emitting layer is formed only in the area that will become the red subpixel among the plurality of areas on the substrate 53 that will become the subpixel.
  • the red layer 56R is not deposited on a region that becomes a blue subpixel or a region that becomes a green subpixel among the plurality of subpixel regions on the substrate 53;
  • the film is selectively formed in the area where
  • the green layer 56G is formed in the third film formation chamber, and the blue layer 56B is further formed in the fourth film formation chamber.
  • the electron transport layer 57 is deposited over the entire display area 51 in the fifth deposition chamber.
  • the electron transport layer 57 is formed as a layer common to the three color layers 56R, 56G, and 56B.
  • each layer is formed by vacuum evaporation in the first to sixth film forming chambers.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the second electrode 58 may be formed by sputtering in the sixth film forming chamber.
  • the substrate on which up to the second electrode 58 has been formed is moved to a sealing device, and a protective layer 60 is formed by plasma CVD (sealing step), thereby completing the organic EL display device 50.
  • the protective layer 60 is formed by the CVD method here, it is not limited to this, and may be formed by the ALD method or the inkjet method.
  • the film formation in the first film formation chamber to the sixth film formation chamber is performed using a mask in which an opening corresponding to the pattern of each layer to be formed is formed.
  • the substrate 53 is placed on the mask and film formation is performed.
  • the present invention provides a system or device with a program that implements one or more functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC

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Abstract

膜厚測定装置は、基板に対して成膜が行われる成膜室又は成膜室へと基板を受け渡すための受渡室に設けられ、基板に対して光を出射する出射により出射され基板で反射した反射光を受光する受光部と、受光部の受光結果に基づいて基板の成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する特定手段と、を備える。特定手段は、成膜がなされた成膜領域で反射した反射光、及び、基板の成膜領域と第１の方向に並ぶ第１のリファレンス領域及び第２のリファレンス領域で反射した反射光についての受光結果に基づいて、成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する。

Description

膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法及び電子デバイスの製造方法
　本発明は、膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法及び電子デバイスの製造方法に関する。
　有機ＥＬディスプレイ等の製造設備として、成膜室に基板を搬送して基板に対する成膜を行う装置が知られている。特許文献１には、基板に成膜された膜の膜厚を光学的に測定する膜厚測定部を備える成膜装置が提案されている。
特開２０２１－１６１４９０号公報
　一般に、基板に成膜された膜の膜厚を光学的に測定する際には、その基準となるデータを取得するためのリファレンス測定が行われる。リファレンス測定では例えば、基板の成膜されていない領域に対して出射された光の反射光を受光する。膜厚測定の精度向上のためには、リファレンス測定がより高精度で行われることが望ましい。
　本発明は、リファレンス測定の精度の改善を図る技術を提供する。
　本発明によれば、
　基板に対して成膜が行われる成膜室又は前記成膜室へと前記基板を受け渡すための受渡室に設けられ、
　前記基板に対して光を出射する出射部により出射され前記基板で反射した反射光を受光する受光部と、
　前記受光部の受光結果に基づいて前記基板の成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する特定手段と、を備え、
　前記特定手段は、成膜がなされた前記成膜領域で反射した反射光、及び、前記基板の前記成膜領域と第１の方向に並ぶ第１のリファレンス領域及び第２のリファレンス領域で反射した反射光についての前記受光結果に基づいて、前記成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する、ことを特徴とする膜厚測定装置及び当該膜厚測定装置を備えた成膜装置が提供される。
　本発明によれば、リファレンス測定の精度の改善を図ることができる。
成膜装置のレイアウト図。 蒸着源と移動ユニットの構造及び動作の説明図。 搬送ユニットを説明するための平面図。 搬送ユニットを説明するための断面図。 膜厚測定装置の構成例を示す図。 テーパー部材の説明図。 膜厚測定装置の測定位置を示す図。 ＹＺ面での成膜装置の断面図。 膜厚ごとの反射率の測定結果の一例を示す図。 基板に設けられる膜厚測定用の成膜領域及びリファレンス領域の配置例を示す図。 膜厚測定用の成膜領域及びリファレンス領域の周辺の拡大図。 膜厚の測定方法の一例を示すフローチャート。 膜厚測定装置の動作説明図。 膜厚測定装置の動作説明図。 膜厚測定装置の動作説明図。 膜厚測定用の成膜領域及びリファレンス領域の周辺の配置の他の例を示す図。 膜厚測定用の成膜領域及びリファレンス領域の周辺の配置の他の例を示す図。 Ｘ方向の位置と受光強度の関係を示す図。 一実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図。 受渡室の概要を示す模式図。 基板支持部を説明するための平面図。 基板Ｗの姿勢が膜厚値に与える影響を説明するための図。 基板Ｗの姿勢が膜厚値に与える影響を説明するための図。 有機ＥＬ表示装置の全体図。 １画素の断面構造を示す図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　＜１．成膜装置の概要＞
　図１は成膜装置１のレイアウト図である。なお、各図において矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。矢印θはＺ軸周りの回転方向を示す。
　成膜装置１は、基板Ｗに対して成膜を行う装置である。成膜装置１は、基板Ｗに対してマスクＭを用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成可能である。基板Ｗの材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能であり、代表的にはガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが用いられる。本実施形態の場合、基板Ｗは矩形である。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。
　成膜装置１は、搬送室２と、ターミナル室３と、成膜室４とを含む。各室はそれぞれ、それらを構成する壁部により気密に維持可能である。すなわち、各室は、真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態では、各室は不図示の真空ポンプに接続されている。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。
　ここでは、搬送室２とターミナル室３とがＸ方向に並んで設けられるとともに、二つの成膜室４がターミナル室３のＹ方向の両側に設けられる構成が例示されている。成膜装置１は、一つの搬送室２、一つのターミナル室３及び二つの成膜室４を一つのクラスタとして、複数のクラスタをＸ方向に連結可能に構成されている。なお、連結されるクラスタの数は適宜設定可能である。また、成膜室４がターミナル室３に対してＹ方向の一方側にのみ設けられてもよい。
　成膜装置１は、搬送ユニット５Ａ及び５Ｂを含む。搬送ユニット５Ａ及び５Ｂは、ターミナル室３から成膜室４に渡って設けられ、ターミナル室３及び成膜室４の間で基板Ｗ及びマスクＭの搬送を行う。
　成膜装置１の制御系は、ホストコンピュータとしてライン全体を制御する上位装置３００と、各構成要素を制御する制御装置３０１～３０５とを含み、これらは有線又は無線の通信回線３００ａを介して通信可能である。制御装置３０１は、搬送室２に設けられた後述する搬送ロボット２ａを制御する。ベース部３０２は、ターミナル室３に設けられた後述する搬送ロボット３ａを制御する。複数の制御装置３０３はそれぞれ、対応する成膜室４の後述する蒸着源８及び移動ユニット９を制御する。制御装置３０４及び３０５はそれぞれ、後述する搬送ユニット５Ａ及び搬送ユニット５Ｂを制御する。上位装置３００は、基板Ｗに関する情報や搬送タイミング等の指示を各制御装置３０１～３０５に送信し、各制御装置３０１～３０５は受信した指示に基づき各構成要素を制御する。また、上位装置３００及び各制御装置３０１～３０５は例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、半導体メモリやハードディスクなどの記憶デバイス、入出力インタフェースを備える。
　また、成膜装置１は、搬送室２に隣接して設けられ、マスクＭが収容されるマスク室１０４を含む。
　＜２．搬送室＞
　搬送室２では、基板Ｗ又はマスクＭのターミナル室３への搬送が行われる。搬送室２には、搬送ロボット２ａが設けられている。搬送ロボット２ａは、ベース部２０上に二組のアーム２１及びハンド２２が支持されたダブルアーム型のロボットである。二組のアーム２１及びハンド２２は、ベース部２０上でθ方向に旋回し、また、伸縮自在である。搬送ロボット２ａは、基板Ｗの搬送の他、マスクＭの搬送も行う。ハンド２２はフォーク形状を有しており、基板ＭやマスクＭはハンド２２上に載置されて搬送される。
　＜３．ターミナル室＞
　ターミナル室３では、搬送室２と成膜室４との間での基板Ｗ又はマスクＭの受け渡しの他、成膜室４に対する基板Ｗ又はマスクＭの振り分けが行われる。ターミナル室３には搬送ロボット３ａが設けられている。搬送ロボット３ａは、ベース部３０にアーム３１及びハンド３２が支持されたロボットである。アーム３１及びハンド３２は、ベース部３０上でθ方向に旋回し、また、伸縮自在である。搬送ロボット３ａは、搬送室２の搬送ロボット２ａから基板Ｗ又はマスクＭを受け取り、後述する搬送ユニット５に受け渡す。また、搬送ユニット５から受け取った基板Ｗ又はマスクＭを下流の搬送室２へ搬出する。ターミナル室３には、搬送ロボット３ａが搬送ユニット５に基板Ｗ又はマスクＭを受け渡す際に、基板Ｗ又はマスクＭの位置を特定するためのカメラ（不図示）が設けられる。
　＜４．成膜室＞
　成膜室４では、マスクＭを用いて基板Ｗに対する成膜を行う。図１に示すように、二つの成膜室４には、それぞれ、二つのマスク台４１が配置されている。合計で四つのマスク台４１により、蒸着処理を行う蒸着位置ＪＡ～ＪＤが規定される。二つの成膜室４の構造は同じである。各成膜室４には、蒸着源８と、蒸着源８を移動する移動ユニット９とが設けられている。蒸着源８と移動ユニット９の構造及び動作について図２を参照して説明する。
　蒸着源８は、蒸着物質の原材料を収容する坩堝や、坩堝を加熱するヒータ等を備え、原材料を加熱してその蒸気である蒸着物質を開口部８ａから上方へ放出する成膜ユニットである。移動ユニット９は、アクチュエータ９０と、一対の可動レール９４と、一対の固定レール９５とを備える。アクチュエータ９０は、不図示の駆動源と、アーム部材９１と、アーム部材９２とを備える。アーム部材９１の一端は不図示の駆動源に連結されており、不図示の駆動源によって旋回する。アーム部材９１の他端はアーム部材９２の一端と回動自在に連結されており、アーム部材９２の他端は蒸着源８の底部に回動自在に連結されている。
　一対の可動レール９４は、蒸着源８のＹ方向の移動を案内する。各可動レール９４はＹ方向に延設されており、一対の可動レール９４は互いにＸ方向に離間している。一対の固定レール９５は、一対の可動レール９４のＸ方向の移動を案内する。各固定レール９５は、移動不能に固定されており、Ｙ方向に延設されている。一対の固定レール９５は互いにＹ方向に離間している。
　アクチュエータ９０の駆動により、蒸着源８は、蒸着位置ＪＡの下（マスク台４１の下）をＹ方向にスライドし、また、蒸着位置ＪＡの側から蒸着位置ＪＢの側へスライドし、更に、蒸着位置ＪＢの下（マスク台４１の下）をＹ方向にスライドする。具体的に述べると、状態ＳＴ２Ａの位置からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を旋回させると、状態ＳＴ２Ｂに示すように蒸着源８が一対の可動レール９４の案内により蒸着位置ＪＡの下をＹ方向に通過する。この状態からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を逆方向旋回させると、状態ＳＴ２Ｃに示すように蒸着源８が蒸着位置ＪＡの下をＹ方向に通過して状態ＳＴ２Ａの位置に戻る。
　アクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を更に旋回させると、蒸着源８及び一対の可動レール９４は、一対の固定レール９５の案内にしたがって蒸着位置ＪＢの側へＸ方向に移動する。状態ＳＴ２Ｄの位置からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を更に旋回させると、状態ＳＴ２Ｅに示すように蒸着源８が一対の可動レール９４の案内により蒸着位置ＪＢの下をＹ方向に通過する。この状態からアクチュエータ９０の駆動によりアーム部材９１及び９２を逆方向旋回させると、状態ＳＴ２Ｆに示すように蒸着源８が蒸着位置ＪＢの下をＹ方向に通過して状態ＳＴ２Ｄの位置に戻る。
　このように本実施形態では、一つの蒸着源８を移動させることで、蒸着位置ＪＡと蒸着位置ＪＢの二つの蒸着位置で蒸着源８を共用できる。
　＜５．搬送ユニット＞
　図１に示すように、成膜装置１は、ターミナル室３から二つの成膜室４に渡って配置された二組の搬送ユニット５Ａ及び５Ｂを備える。搬送ユニット５Ａは保持ユニット６Ａ及び６Ｃと、これらを独立して基板Ｗの成膜面に沿った方向（本実施形態ではＹ方向）に平行移動する移動ユニット７Ａを備える。搬送ユニット５Ｂは、搬送ユニット５Ａと同様の構造であり、保持ユニット６Ｂ及び６Ｄと、これらを独立して基板Ｗの成膜面に沿った方向（本実施形態ではＹ方向）に平行移動する移動ユニット７Ｂとを備える。なお、搬送ユニット並びにこれを構成する保持ユニット及び移動ユニットの数や配置等は、ターミナル室３及び成膜室４の構成等に応じて適宜変更され得る。
　図３は搬送ユニット５Ａ及び５Ｂのうち、ターミナル室３に配置された部分を示している。また、図４は搬送ユニット５Ａ（移動ユニット７Ａ及び保持ユニット６Ａ）の断面図を示している。搬送ユニット５Ａ及び５Ｂは、搬送ロボット３ａよりも高い位置で保持ユニット６Ａ～６Ｄを水平姿勢でＹ方向に独立して往復させるユニットであって、Ｘ方向に並設されている。なお、図４は代表として搬送ユニット５Ａ（移動ユニット７Ａ及び保持ユニット６Ａ）の構造を示すが、保持ユニット６Ａ～６Ｄは同じ構造を有し、移動ユニット７Ａ及び７Ｂも同じ構造を有している。
　本実施形態の移動ユニット７Ａ及び７Ｂは、保持ユニット６Ａ～６Ｄを磁力により移動する機構であり、特に磁気により浮上移動する機構である。移動ユニット７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、保持ユニット６Ａ～６ＤのＹ方向の移動軌道を規定する一対のガイド部材７０を備える。各ガイド部材７０はＣ字型の断面を有し、Ｙ方向に延設されたレール部材である。一対のガイド部材７０は互いに、Ｘ方向に離間している。
　各ガイド部材７０は、Ｚ方向に離間した一対の磁気素子７１を多数備える。多数の一対の磁気素子７１は、Ｙ方向に等ピッチで配列されている。一対の磁気素子７１のうちの少なくとも一方は電磁石であり、他方は電磁石又は永久磁石である。
　保持ユニット６Ａ～６Ｄは、基板ＷやマスクＭを搬送するためのキャリアである。保持ユニット６Ａ～６Ｄは、それぞれ、平面視で矩形状の本体部材６５を備える。本体部材６５のＸ方向の各端部は、対応するガイド部材７０に差し込まれている。本体部材６５のＸ方向の各端部の上面、下面にはそれぞれ不図示のヨークが設けられた永久磁石６１が固定されている。上下の永久磁石６１は本体部材６５にＹ方向に複数設けられている。永久磁石６１は、ガイド部材７０の磁気素子７１と対向している。永久磁石６１と磁気素子７１との反発力によって保持ユニット６Ａ～６Ｄに浮上力を生じさせることができる。Ｙ方向に多数設けられた磁気素子（電磁石）７１のうち、磁力を発生させる磁気素子７１を順次切り替えることにより、永久磁石６１と磁気素子７１との吸引力によって保持ユニット６Ａ～６ＤにＹ方向の移動力を生じさせることができる。
　なお、本実施形態では、移動ユニット７Ａ及び７Ｂを、磁気浮上搬送機構としたがローラ搬送機構、ベルト搬送機構、ラック－ピニオン機構等、保持ユニット６Ａ～６Ｄを移動可能な他の搬送機構であってもよい。
　ガイド部材７０にはＹ方向に延設されたスケール７２が配置されており、本体部材６５にはスケール７２を読み取るセンサ６４が設けられている。センサ６４の検知結果により、各保持ユニット６Ａ～６ＤのＹ方向の位置を特定することができる。
　保持ユニット６Ａ～６Ｄは、それぞれ、基板Ｗを保持する保持部６２を備える。保持部６２は本実施形態の場合、静電気力により基板Ｗを吸着する静電チャックであり、保持部６２は保持ユニット６Ａ～６Ｄの下面に配置された複数の電極６２ａを含む。保持部６２は、粘着力により基板Ｗを保持する粘着パッドや、バキュームパッド等を備えたものであってもよい。
　保持ユニット６Ａ～６Ｄは、また、それぞれ、マスクＭを保持する保持部６３を備える。保持部６３は、例えば、磁力によりマスクＭを吸着するマグネットチャックであり、保持部６２のＸ方向で外側に位置している。保持部６３は、マスクＭを機械的に挟持するクランプ機構であってもよい。
　搬送ロボット３ａから搬送される基板ＷやマスクＭの保持ユニット６Ａ～６Ｄによる受け取りは、ターミナル室３内の所定の位置で行われる。図３では、保持ユニット６Ａ～６Ｄが、各受取位置ＰＡ～ＰＤに位置している状態を示している。受取位置ＰＡ～ＰＤはＸ－Ｙ平面状でマトリクス状（２×２）に配置されており、成膜室４の外部であるターミナル室３の内部に設定されている。四か所の異なる受取位置ＰＡ～ＰＤがあることで、下流側でのシステム障害が生じた場合に、基板Ｗを停留させておくバッファとしてもこれら受取位置ＰＡ～ＰＤを用いることもできる。
　＜６．膜厚測定装置＞
　次に、成膜が行われた基板の膜厚を測定する膜厚測定装置１２０について説明する。本実施形態では、膜厚測定装置１２０は、光学センサを使用して基板表面の光の反射率に基づいて膜厚測定を行う。
　＜６．１．膜厚測定装置の構成例＞
　図５は、膜厚測定装置１２０の構成例を示す。構成例１に係る膜厚測定装置１２０は、光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、分光器２９０４、ＰＣ２９０５、及び移動ユニット２９０６を備える。光源２９０１、真空フランジ２９０２、投受光部２９０３、及び分光器２９０４間は、光ファイバで接続される。
　光源２９０１は、シャッター２９０１１を動作させて光の出力と非出力とを切り替えることができる発光装置である。一例では、光源２９０１は、１つの出射口からハロゲンと重水素の連続光を出射する重水素（Ｄ２）ハロゲン光源２９０１２を備える。別の例では、光源２９０１はレーザ光源を備える。
　真空フランジ２９０２は、真空環境と大気環境との接続部に配置される。例えば、光源２９０１、分光器２９０４、ＰＣ２９０５は大気環境に保たれる筐体内に配置され、筐体外の真空状態におかれうる成膜室内には投受光部２９０３が配置され、投受光部２９０３と光源２９０１及び分光器２９０４とを接続する光ファイバは、真空フランジ２９０２を介して筐体内外を接続する。別の例では、成膜室４やターミナル室３の内側には投受光部２９０３が配置され、光源２９０１、分光器２９０４、及びＰＣ２９０５は成膜室４やターミナル室３の外側に配置されてもよい。この場合、真空フランジ２９０２は成膜室４やターミナル室３の壁面に設けられてもよい。
　投受光部２９０３は、光源２９０１からの光を垂直上方に出射するための出射部と、反射光を受光して分光器２９０４に送出するための受光部とを備える。分光器２９０４は、光の入力口を備え、入力された光を分光して波長帯ごとに光強度を測定する。そして、測定した光の強度に関する情報をＰＣ２９０５に送信する。
　ＰＣ２９０５は、分光器２９０４が測定した光の強度に基づいて、後述する数式（１）及び（２）を用いて膜厚の測定値を計算する。また、一例では、ＰＣ２９０５は、膜厚の測定値を、成膜装置１の成膜プロセスにかける時間の調整や、成膜装置１の蒸着源８からの蒸着材料の放出量の調整や、後段の成膜プロセスのパラメータの調整などのために使用することができる。
　移動ユニット２９０６は、投受光部２９０３を移動する。本実施形態では、移動ユニット２９０６は、投受光部２９０３をＸ方向（基板Ｗの短辺方向）に移動する。
　＜６．２．テーパー部材＞
　後述する図８等に示すように、膜厚測定装置１２０が配置される配置位置ＭＡＡ～ＭＤＣにおいて、膜厚測定装置１２０から送出された測定光が、ターミナル室３や成膜室４の天井部分に反射して、投受光部に入力された結果、測定精度が下がる場合がある。このため、膜厚測定装置１２０の光の照射方向、図６の例ではターミナル室３の天井部分に、テーパー部材３１０１が配置される。例えば、テーパー部材３１０１は、三角柱や、角錐、円錐状の形状を有する。これによって、測定光を膜厚測定装置１２０とは異なる方向に反射させることができる。また、一例ではテーパー部材３１０１は光の吸収率の高い黒色部材である。また、一例では、膜厚測定装置１２０からの測定光が照射される表面部分は、サンドブラスト加工などの表面加工が施され、光の拡散を促すことができる。
　このようにテーパー部材３１０１を配置することで、膜厚測定装置１２０から照射した測定光が、基板Ｗとは異なる箇所で反射したことによって膜厚の測定精度が低下することを防ぐことができる。
　＜６．３．膜厚測定装置の配置＞
　図７は成膜装置において膜厚測定装置１２０が配置されうる測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣを示す。測定位置ＭＡＡ、ＭＢＡ、ＭＣＡ、ＭＤＡは、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間であって、ターミナル室３内、すなわち成膜室４外で搬送ユニット５Ａ、５Ｂによって搬送される基板Ｗの膜厚を測定する位置である。測定位置ＭＡＢ、ＭＢＢ、ＭＣＢ、ＭＤＢは、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間であって、成膜室４内で搬送ユニット５Ａ、５Ｂによって搬送される基板の膜厚を測定する位置である。測定位置ＭＡＣ、ＭＢＣ、ＭＣＣ、ＭＤＣは、成膜室４内の蒸着位置ＪＡ～ＪＤに位置する基板の膜厚を測定する位置である。なお、測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣのうち、受取位置ＰＡ～ＰＤと蒸着位置ＪＡ～ＪＤとの間のそれぞれの少なくとも１か所に膜厚測定装置１２０が配置されればよく、全ての測定位置に膜厚測定装置１２０が配置される必要はない。
　図８は、ＹＺ面での成膜装置の断面図である。図８に示すように、膜厚測定装置１２０が配置されうる測定位置ＭＡＡ～ＭＤＣは、いずれも基板Ｗの鉛直方向（Ｚ方向）で下方に配置される。これによって、基板Ｗの膜厚を搬送ユニット５Ａ、５Ｂによる搬送中に膜厚測定装置１２０によって測定することができる。
　このように、基板Ｗが保持ユニット６により保持された状態で基板Ｗの膜厚を測定するため、膜厚測定室などの追加の大型の設備を必要とすることなく膜厚測定を行うことができる。また、基板Ｗの搬送中に膜厚測定を行うため、成膜後に速やかに膜厚の測定を行うことができる。
　＜６．４．測定原理＞
　膜厚測定装置１２０による膜厚の測定原理について説明する。本実施形態の膜厚測定装置１２０は、バックグラウンド測定、リファレンス測定及びサンプル測定を行い、これらの測定結果により基板Ｗに形成された膜の膜厚を特定する。
　＜６．４．１．バックグラウンド測定＞
　膜厚測定装置１２０は、例えば基板Ｗが測定位置に搬入される前にレーザ光の出射を行い、反射光の強度を測定する。ここでのレーザ光の受光強度をＰBGとする。受光強度ＰBGを測定することで、受光センサの温度特性などに起因するノイズ（バックグラウンドノイズ）の大きさや、測定器内のファイバの光の漏れを特定することができる。
　＜６．４．２．リファレンス測定＞
　膜厚測定装置１２０は、基板Ｗリファレンス領域（後述）に対してレーザ光の出射を行い、リファレンスとして反射光の強度を測定する。ここでは、基板Ｗの成膜がなされていない領域（例えば素ガラス）など、反射率Ｒrefの分かっている領域に対してレーザ光が出射される。ここで、送信したレーザ光の照射強度をＰTrefとし、受信したレーザ光の受光強度をＰRrefとすると、以下の数式（１）が成り立つ。
Ｒref＝（ＰRref－ＰBG）／（ＰTref－ＰBG）　　　（１）
　上述したように、反射率Ｒref（既知）、バックグラウンド測定における受光強度ＰBG、リファレンス測定における受光強度ＰRrefは取得可能である。よって、上記式に基づいてレーザ光の照射強度ＰTrefを特定することができる。これによって、反射率と受光強度との対応関係を特定することができる。
　＜６．４．３．サンプル測定＞
　膜厚測定装置１２０は、基板Ｗの成膜領域（サンプル領域）に対してレーザ光の出射を行い、成膜領域（サンプル領域）の反射光の強度を測定する。ここでは、リファレンス測定において特定したレーザ光の照射強度ＰTrefを参照し、受信したレーザ光の受光強度ＰRに基づいて以下の数式（２）によって成膜した基板Ｗの反射率Ｒを特定することができる。
Ｒ＝（ＰR－ＰBG）／（ＰTref－ＰBG）　　　（２）
　図９に、成膜した膜厚ごとの反射率の測定結果の一例を示す。図９に示すように、膜厚４０オングストローム（Å）の場合の基板の反射率と比較して、膜厚１６００Åの場合には、波長２８０、３３０～４２０ｎｍ周辺の反射率が大きくなっている。このため、この波長帯の反射率を測定することで、膜厚を推定することができる。反射率に基づく膜厚の推定には、公知の技術を用いることができる。例えば、複数の膜厚で反射率をあらかじめ測定し、測定した反射率からどの測定結果に近いかを推定してもよい。なお、膜厚と反射率の関係を示す情報を、ＰＣ２９０５又は上位装置３００等が記憶していてもよい。
　また、反射率の測定結果に基づく膜厚の推定には、複数の周波数帯において測定した反射率に基づいて膜厚を推定してもよい。例えば、波長が２８０ｎｍと３３０ｎｍとにおける反射率の測定結果に基づく膜厚の推定結果がそれぞれ１０００Åと１２００Åである場合、膜厚の推定結果の平均を取り、膜厚は１１００Åであるものとしてもよい。
　＜６．５．リファレンス測定の精度向上＞
　さて、リファレンス測定の具体的な方法の一例として、成膜を行う基板Ｗとは別にリファレンス用基板を流す方法が挙げられる。この方法の場合、成膜を行わない基板が成膜装置１を流れることになるので、生産効率の低下につながる恐れがある。また、この方法の場合、成膜を行う基板Ｗ及びリファレンス用基板の保持ユニット６に保持されている際の姿勢（撓み方）の違いが測定結果に影響する恐れがある。また、他の方法として、成膜が行われた基板Ｗの、成膜されていない所定の領域をリファレンス領域とする方法も考えられる。しかし、この場合でも、サンプル測定が行われる成膜領域とリファレンス領域とでの姿勢（撓み方）の違いが測定結果に影響する恐れがある。これらの姿勢（撓み方）による測定結果への影響は、大型の基板ほど大きくなり得る。例えば、第６世代（Ｇ６）のフルサイズ（約１５００ｍｍ×約１８５０ｍｍ）又はハーフカットサイズ（約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）の矩形の基板等においては、基板の姿勢（撓み方）の測定結果への影響が懸念され得る。そこで、本実施形態では、以下の方法により、リファレンス測定の精度改善を図っている。
　＜６．５．１．リファレンス領域の配置例＞
　図１０は、基板Ｗに設けられる膜厚測定用の成膜領域（サンプル領域）及びリファレンス領域の配置例を示す図である。また、図１１は、膜厚測定用の成膜領域（サンプル領域）及びリファレンス領域の周辺の拡大図である。
　本実施形態では、基板Ｗには、膜厚測定用の領域Ｒ１が、電子デバイスの表示素子を形成するために成膜される領域Ｒ２とは別に設けられる。
　膜厚測定用の領域Ｒ１には、膜厚測定用の成膜領域Ｒ１１と、リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄが設けられる。成膜領域Ｒ１１は、前述したサンプル測定が行われる際にレーザ光が照射される領域である。リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄは、前述したリファレンス測定が行われる際にレーザ光が照射される領域である。
　成膜領域Ｒ１１には、膜厚測定用の薄膜（測定用パッチと呼ぶことがある）が形成される。測定用パッチは、マスクＭに予め測定用パッチのための開口を形成しておくことにより形成可能である。
　また、本実施形態ではリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄは、薄膜が形成されない領域である。リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄは、成膜室４における成膜後も基板Ｗ自体が露出する領域であるともいえる。
　また、本実施形態では、二つのリファレンス領域Ｒ１２ａ及びＲ１２ｂは、成膜領域Ｒ１１と基板Ｗの短辺方向に並んで設けられている。さらにいえば、二つのリファレンス領域Ｒ１２ａ及びＲ１２ｂは、基板Ｗの短辺方向において成膜領域Ｒ１１がリファレンス領域Ｒ１２ａ及びＲ１２ｂの間に位置するように設けられている。また、二つのリファレンス領域Ｒ１２ｃ及びＲ１２ｄは、成膜領域Ｒ１１の基板Ｗの長辺方向に並んで設けられている。さらにいえば、二つのリファレンス領域Ｒ１２ｃ及びＲ１２ｄは、基板Ｗの短辺方向において成膜領域Ｒ１１がリファレンス領域Ｒ１２ｃ及びＲ１２ｄの間に位置するように設けられている。つまり、本実施形態では、四つのリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄが、成膜領域Ｒ１１の四方を囲むように配置されている。
　四つのリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄは、成膜領域Ｒ１１との距離が互いに等しくなるようにそれぞれ設けられてもよい。さらにいえば、四つのリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄの重心位置と、成膜領域Ｒ１１の重心位置との距離が互いに等しくなるようにそれぞれ設けられてもよい。
　領域Ｒ２には、マスクＭを介した成膜がなされることによって、複数の電子デバイスの表示素子が形成される。
　＜６．５．２．膜厚の測定方法＞
　図１２は、膜厚の測定方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、一例として膜厚測定装置１２０が測定位置ＭＡＡにおいて基板Ｗに形成された膜の膜厚を測定する場合について説明する。図１３Ａ～図１３Ｃは、膜厚測定装置１２０の動作説明図である。例えば、本測定は、蒸着位置ＪＡで基板Ｗに成膜が行われた後に、基板Ｗが成膜室４からターミナル室３へと戻るタイミングで行われる。
　Ｓ１において、バックグラウンド測定が行われる（図１３Ａ）。バックグラウンド測定は、成膜後の基板Ｗが測定位置ＭＡＡに到達する前に行われる。例えば、ＰＣ２９０５の制御により、投受光部２９０３は、出射部によるレーザ光の出射及び受光部による受光を行う。そして、ＰＣ２９０５は、投受光部２９０３の受光部から送出されて分光器２９０４により分光された光の波長帯ごとの受光強度ＰBGを測定する。なお、バックグラウンド測定は、基板Ｗごとに行われなくてもよい。バックグラウンド測定は、所定の枚数の基板Ｗに対して成膜が行われるごとに行われてもよい。また、バックグラウンド測定は、所定の期間ごとに行われてもよい。
　Ｓ２において、リファレンス測定が行われる（図１３Ｂ）。リファレンス測定は、成膜後の基板Ｗの成膜領域Ｒ１１が測定位置ＭＡＡに到達した後に行われる。ＰＣ２９０５の制御により、投受光部２９０３は、出射部によりリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄにレーザ光を出射して、その反射光を受光部により受光する。また本実施形態では、出射部のレーザ光の出射位置と各リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄとの位置調整は、移動ユニット２９０６によって行う。ただし、位置調整の工程の一部を搬送ユニット５Ａにより行ってもよい。例えば、移動ユニット２９０６が投受光部２９０３をＸ方向にのみ移動可能である場合、Ｘ方向の位置調整を移動ユニット２９０６で行い、Ｙ方向の位置調整を搬送ユニット５Ａで行ってもよい。ＰＣ２９０５は、リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄごとの受光強度ＰRrefa～ＰRrefdを測定する。
　Ｓ３において、サンプル測定が行われる（図１３Ｃ）。ＰＣ２９０５の制御により、投受光部２９０３は、出射部により成膜領域Ｒ１１（サンプル領域）にレーザ光を出射して、その反射光を受光部により受光する。ＰＣ２９０５は、受光部による反射光の受光強度ＰRを取得する。
　Ｓ４において、膜厚の特定が行われる。ＰＣ２９０５は、成膜領域Ｒ１１で反射した反射光及びリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄで反射した反射光についての投受光部２９０３の受光部の受光結果に基づいて、成膜領域Ｒ１１に成膜された膜の厚さを特定する。前述したように、ＰＣ２９０５は、バックグラウンド測定、リファレンス測定及びバックグラウンド測定の測定結果を用いて、成膜された成膜領域Ｒ１１の反射率Ｒを算出することができる。そして、ＰＣ２９０５は、今回の測定により算出した反射率Ｒと、記憶している膜厚と反射率との関係を示す情報とに基づいて、成膜領域Ｒ１１に形成された膜の膜厚を特定することができる。
　詳細には、本実施形態では、ＰＣ２９０５は、受光強度ＰRrefa～ＰRrefdの平均値である受光強度ＰRrefaveを用いて膜厚を特定する。前述したように、基板Ｗの姿勢（撓み方）の影響を考慮すると、成膜領域Ｒ１１と、そこから所定距離離れたリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄとでは、姿勢（撓み方）の違いにより受光部における受光強度が異なる恐れがある。本実施形態では、を用いることで、基板Ｗの姿勢の違いの影響を低減でき、リファレンス測定の精度の改善を図ることができる。さらにいえば、成膜領域Ｒ１１の周囲の複数のリファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄの受光強度ＰRrefa～ＰRrefd平均値をとることで、成膜領域Ｒ１１と同じ姿勢（撓み方）の領域についてリファレンス測定を行った場合の測定結果に近づけることができる。換言すれば、平均の受光強度ＰRrefaveは、成膜がなされる前の成膜領域Ｒ１１に対してレーザ光を照射してリファレンス測定を行った場合の受光強度の推定値であるともいえる。
　なお、ここでは、Ｓ２においてリファレンス測定を行った後にＳ３においてサンプル測定を行う例を説明した。しかし、リファレンス測定及びサンプル測定は並行して行われてもよい。例えば、リファレンス領域Ｒ１２ａ、成膜領域Ｒ１１、リファレンス領域Ｒ１２ｂの順に、投受光部２９０３によるレーザ光の出射及び反射光の受光を行ってもよい。これにより、測定全体での移動ユニット２９０６による投受光部２９０３の移動量を低減できるので、膜厚測定の測定効率を向上することができる。
　＜６．５．３．リファレンス領域の他の配置例＞
　図１４Ａ及び図１４Ｂは、膜厚測定用の成膜領域（サンプル領域）及びリファレンス領域の周辺の配置の他の例を示す図である。
　この例では、二つのリファレンス領域Ｒ１２Ｂａ及びＲ１２Ｂｂは、基板Ｗの短辺方向において成膜領域Ｒ１１Ｂがリファレンス領域Ｒ１２Ｂａ及びＲ１２Ｂｂの間に位置するように設けられている。例えば、ＰＣ２９０５は、リファレンス領域Ｒ１２Ｂａ及びＲ１２Ｂｂにおける受光強度の平均値を用いて膜厚を特定する。このような配置によっても、例えばリファレンス領域が一つのみ設けられる場合と比較して、リファレンス測定の精度の改善を図ることができる。
　図１４Ｂの例では、成膜領域Ｒ１１Ｃと二つのリファレンス領域Ｒ１２Ｃａ及びＲ１２Ｃｂとが、基板Ｗの短辺方向において成膜領域Ｒ１１Ｃ、リファレンス領域Ｒ１２Ｃａ、リファレンス領域Ｒ１２Ｃｂの順で並ぶように位置するように設けられている。例えばＰＣ２９０５は、リファレンス領域Ｒ１２Ｃａ及びＲ１２Ｃｂの受光強度ＰRrefCa及びＰRrefCd並びに基板Ｗの短辺方向（Ｘ方向）の位置ＸR12Ca、ＸR12Cbに基づいて膜厚を特定する。詳細には、図１５に示すように、受光強度ＰRrefCa及びＰRrefCd並びに位置ＸR12Ca、ＸR12Cbから、Ｙ方向の位置Ｙ＝ＹCにおける位置Ｘに対する受光強度Ｒrefの関係式１５０１を算出する。そして、この関係式１５０１及び成膜領域Ｒ１１ＣのＸ方向の位置ＸR11Cより、リファレンス測定の結果としての受光強度Rrefを算出する。ここで、基板Ｗが撓んでいる場合、Ｘ方向の位置によって投受光部２９０３と基板Ｗとの距離が変化する。このため、図１５に示すようにＸ方向の位置によって受光強度に変化が生じ得る。
　図１４Ａ及び図１４Ｂで示したように成膜領域と複数のリファレンス領域とが一方向にのみ並んで配置される場合、移動ユニット２９０６が一方向にのみ移動しながらリファレンス測定及びサンプル測定を行うことができる。したがって、膜厚測定を効率的に行うことができる。
　なお、ここでは二つのリファレンス領域Ｒ１２Ｃａ及びＲ１２Ｃｂでの測定結果をもとに関係式１５０１を算出した。しかし、三つ以上のリファレンス領域が成膜領域Ｒ１１と所定の方向に並んで設けられてもよい。そして、これらの測定結果から近似直線或いは近似曲線を算出してもよい。算出方法としては、最小二乗法を用いた方法など、公知の方法を適宜採用可能である。
　また、ここでは成膜領域Ｒ１１Ｃと二つのリファレンス領域Ｒ１２Ｃａ及びＲ１２Ｃｂとが、基板Ｗの短辺方向に並ぶ例を示した。しかし、成膜領域Ｒ１１Ｃと二つのリファレンス領域Ｒ１２Ｃａ及びＲ１２Ｃｂとが、基板Ｗの長辺方向に並んでもよい。或いは、基板Ｗの短辺方向及び長辺方向に対して斜めに並んでもよい。
　以上説明したように、本実施形態では、成膜領域と所定の方向に並んだ少なくとも二つのリファレンス領域に対して光を出射してリファレンス測定が行われる。これにより、測定精度に対する基板Ｗの姿勢の影響を低減できる。よって、リファレンス測定の精度の改善を図ることができる。
　また、本実施形態では、成膜領域Ｒ１１とＸ方向に並ぶリファレンス領域Ｒ１２ａ及びＲ１２ｂと、成膜領域Ｒ１１とＸ方向に交差するＹ方向に並ぶリファレンス領域Ｒ１２ｃ及びＲ１２ｄとにおけるリファレンス測定の結果に基づいて膜厚が測定される。したがって、リファレンス測定の精度の改善をさらに図ることができる。
　また、本実施形態では、移動ユニット２９０６によって投受光部２９０３を移動しながら成膜領域Ｒ１１及びリファレンス領域Ｒ１２で測定を行っている。投受光部２９０３が移動すると、投受光部２９０３に接続する光ファイバの姿勢が変化して出射光の光量に影響を及ぼすことがある。しかし、リファレンス領域Ｒ１２ａ～Ｒ１２ｄでリファレンス測定を行うことで、光ファイバの姿勢変化に伴う光量変化の影響を低減することもできる。
　＜８．他の実施形態＞
　＜８．１．成膜装置＞
　図１６は、一実施形態に係る成膜装置９０１の構成を示す模式図である。
　成膜ブロック９３０１には、平面視で八角形の形状を有する搬送室９３０２の周囲に、基板Ｗに対する成膜処理が行われる複数の成膜室９３０３ａ～９３０３ｄと、使用前後のマスクが収納されるマスク格納室９３０５とが配置されている。搬送室９３０２には、基板Ｗを搬送する搬送ロボット９３０２ａが配置されている。なお、以下の説明において、成膜室９３０３ａ～９３０３ｄを特に区別しない場合、成膜室９３０３と称することがある。
　基板Ｗの搬送方向（矢印方向）で、成膜ブロック９３０１の上流側、下流側には、それぞれ、バッファ室９３０６、旋回室９３０７、受渡室９３０８が配置されている。製造過程において、各室は真空状態に維持される。なお、図１６においては成膜ブロック９３０１を１つしか図示していないが、本実施形態に係る成膜装置９０１は複数の成膜ブロック９３０１を有しており、複数の成膜ブロック９３０１が、バッファ室９３０６、旋回室９３０７及び受渡室９３０８で構成される連結装置で連結された構成を有する。
　搬送ロボット９３０２ａは、上流側の受渡室９３０８から搬送室９３０２への基板Ｗの搬入、成膜室９３０３間での基板Ｗの搬送、マスク格納室９３０５と成膜室９３０３との間でのマスクの搬送、及び、搬送室９３０２から下流側のバッファ室９３０６への基板Ｗの搬出を行う。
　バッファ室９３０６は、成膜装置９０１の稼働状況に応じて基板Ｗを一時的に格納するための室である。バッファ室９３０６には、複数枚の基板Ｗを基板Ｗの被処理面（被成膜面）が重力方向下方を向く水平状態を保ったまま収納可能な多段構造の基板収納棚（カセットとも呼ばれる）と、基板Ｗを搬入又は搬出する段を搬送位置に合わせるために基板収納棚を昇降させる昇降機構とが設けられる。これにより、バッファ室９３０６には複数の基板Ｗを一時的に収容し、滞留させることができる。
　旋回室９３０７は、基板Ｗの向きを変更する装置を備えている。本実施形態では、旋回室９３０７は、旋回室９３０７に設けられた搬送ロボット９３０７ａによって基板Ｗの向きを１８０度回転させる。旋回室９３０７に設けられた搬送ロボット９３０７ａは、バッファ室９３０６で受け取った基板Ｗを支持した状態で１８０度旋回し受渡室９３０８に引き渡すことで、バッファ室９３０６内と受渡室９３０８とで基板Ｗの搬送方向（矢印方向）における前端と後端が入れ替わる。これにより、成膜室９３０３に基板Ｗを搬入する際の向きが、各成膜ブロック９３０１で同じ向きになるため、基板Ｗに対する成膜のスキャン方向やマスクの向きを各成膜ブロック９３０１において一致させることができる。このような構成とすることで、各成膜ブロック９３０１においてマスク格納室９３０５にマスクを設置する向きを揃えることができ、マスクの管理が簡易化されユーザビリティを高めることができる。
　受渡室９３０８は、旋回室９３０７の搬送ロボット９３０７ａにより搬入された基板Ｗを下流の成膜ブロック９３０１の搬送ロボット９３０２ａに受け渡すための室である。本実施形態では、後述するように、受渡室９３０８において基板Ｗに成膜された膜の膜厚測定を行う。すなわち、受渡室９３０８は、基板Ｗに形成された膜を検査する検査室であるといえる。
　成膜装置９０１の制御系は、ホストコンピュータとしてライン全体を制御する上位装置９３００と、各構成要素を制御する制御装置９３０９、９３１０、９３１１、９３１３ａ～９３１３ｄとを含み、これらは有線又は無線の通信回線９３００ａを介して通信可能である。制御装置９３１３ａ～９３１３ｄは、成膜室９３０３ａ～９３０３ｄに対応して設けられ、成膜室における成膜処理を制御する。制御装置９３０９は、搬送ロボット９３０２ａを制御する。制御装置９３１０は旋回室９３０７に設けられた搬送ロボットを制御する。制御装置９３１１は、受渡室９３０８においてアライメントや膜厚測定を行う機器を制御する。上位装置９３００は、基板Ｗに関する情報や搬送タイミング等の指示を各制御装置９３０９、９３１０、９３１１、９３１３ａ～９３１３ｄに送信し、各制御装置９３０９、９３１０、９３１１、９３１３ａ～９３１３ｄは受信した指示に基づき各構成要素を制御する。
　＜８．２．受渡室＞
　図１７は、受渡室９３０８の概要を示す模式図である。受渡室９３０８には、基板Ｗを支持する基板支持部９５０と、基板支持部９５０に支持された基板Ｗの膜厚を測定する膜厚測定装置９１２０とが設けられる。なお、膜厚測定装置９１２０を構成する各要素については上記実施形態の膜厚測定装置１２０の各要素と同様の構成を有しうるため同様の符号を付して説明を省略する。
　＜８．３．基板支持部＞
　図１８は、基板支持部９５０を説明するための平面図である。基板支持部９５０は、基板Ｗを支持する。基板支持部９５０が支持する基板Ｗは、辺Ｗａ、辺Ｗａに対向する辺Ｗｂ、辺Ｗａ及びＷｂを接続する辺Ｗｃを含む矩形形状である。また、本実施形態では、辺Ｗａ及びＷｂが長辺であり、辺Ｗｃ及び辺Ｗｃに対向する辺Ｗｄが短辺である。基板支持部９５０は、枠部材９５１と、複数の支持部材９５２（９５２ａ～９５２ｄ）とを含む。
　枠部材９５１は、複数の支持部材９５２を支持する部材である。枠部材９５１は、例えば受渡室９３０８の壁部等に支持される。枠部材９５１は、複数の支持部材９５２によって支持している基板Ｗのアライメントを実行可能なように、所定の方向に移動可能に設けられてもよい。また、枠部材９５１は、支持部材９５２に支持された状態の基板Ｗの全周を覆うように設けられている。しかし、枠部材９５１の一部に搬送ロボット９３０７ａのハンドとの干渉を回避するための切り欠き等が設けられてもよい。
　複数の支持部材９５２は、基板Ｗを支持する部材である。複数の支持部材９５２は、基板Ｗの周縁部のうち辺Ｗａに沿う部分を支持するように互いに離間して設けられる支持部材群９５２Ａを含む。支持部材群９５２Ａは、複数の支持部材９５２ａで構成される。また、複数の支持部材９５２は、基板Ｗの周縁部のうち辺Ｗｂに沿う部分を支持するように互いに離間して設けられる支持部材群９５２Ｂを含む。支持部材群９５２Ｂは、複数の支持部材９５２ｂで構成される。また、複数の支持部材９５２は、基板Ｗの周縁部のうち辺Ｗｃに沿う部分を支持するように互いに離間して設けられる支持部材群９５２Ｃを含む。支持部材群９５２Ｃは、複数の支持部材９５２ｃで構成される。また、複数の支持部材９５２は、基板Ｗの周縁部のうち辺Ｗｄに沿う部分を支持するように互いに離間して設けられる支持部材群９５２Ｄを含む。支持部材群９５２Ｄは、複数の支持部材９５２ｄで構成される。なお、本実施形態では、支持部材９５２は板バネである。しかし、支持部材９５２は、ピン、突起等の他の構造であってもよい。
　本実施形態では、基板Ｗを基板支持部９５０の複数の支持部材９５２で支持するため、上述した静電チャック等で基板Ｗを支持する場合と比較すると、基板Ｗが撓みやすい蛍光にある。しかしながら、本実施形態では、上述したように成膜領域と並んだ複数のリファレンス領域において受光強度の測定が行われる。よって、基板Ｗの姿勢の変化（撓み方）によるリファレンス測定の精度のへの影響を抑制することができる。
　さて、本実施形態では、膜厚測定装置９１２０は、基板Ｗの支持部材群９５２Ｃに支持されている付近の膜厚測定用の領域Ｒ１において測定を行う。したがって、複数の支持部材９５２ｃの間隔が相対的に大きくなると、膜厚測定用の領域Ｒ１付近の基板Ｗの撓みが大きくなる恐れがある。これは、膜厚測定用の領域Ｒ１に成膜される膜の膜厚に影響を及ぼす恐れがある。そこで、本実施形態では、基板Ｗの支持部材群９５２Ｃによって支持された部分の撓みに起因する膜厚の変動値が閾値以下となるような間隔で、支持部材群９５２Ｃを構成する各支持部材９５２ｃが設けられる。以下、詳しく説明する。
　図１９Ａ及び図１９Ｂは、基板Ｗの姿勢が膜厚値に与える影響を説明するための図である。
　図１９Ａは、基板Ｗの基準の高さをＺ＝０とした場合における、実際の基板Ｗの高さのずれに対する膜厚値の変動を示している。基板Ｗの基準の高さは、例えば支持部材９５２によって基板Ｗが支持された状態において、基板Ｗに撓みが生じていないと仮定した場合の基板Ｗの高さとすることができる。換言すれば、基板Ｗの基準の高さは、支持部材９５２による基板Ｗの支持面の高さとすることができる。また、膜厚値の基準値ｄｒは、基準の高さにある基板Ｗに対して蒸着源８が所定の条件で蒸着処理を行った場合に基板Ｗに形成される膜の膜厚である。つまり、図１９Ａは、基板Ｗの高さが異なると、蒸着源８が同じ条件で蒸着処理を行ったとしても実際に基板Ｗに形成される膜の膜厚が変動することを示している。
　例えば、基板Ｗの撓みによって基板Ｗの成膜位置の高さが基準の高さよりも高くなる場合（Ｚ＞０）、基板Ｗの成膜位置に形成される膜の膜厚は基準値ｄｒよりも小さくなる。一方で、基板Ｗの撓みによって基板Ｗの成膜位置の高さが基準の高さよりも低くなる場合（Ｚ＜０）、基板Ｗの成膜位置に形成される膜の膜厚は基準値ｄｒよりも大きくなる。
　図１９Ｂは、基板Ｗの角度に対する膜厚値の変動を示している。ここでは、基板Ｗの成膜位置が水平状態（θ＝０）に対して傾くほど、基板Ｗの成膜位置に形成される膜の膜厚が基準値ｄｒよりも小さくなることが示されている。
　また、図１９Ａ及び図１９Ｂから、近似曲線１９０１の傾きをａ、近似曲線１９０２の傾きをｂとして、膜厚の基準値ｄｒに対する変動量Δｄを以下の数式（３）で推定することができる。
Δｄ＝ａＺ＋ｂθ　　　（３）
　このように、基板Ｗに成膜される膜の膜厚値の変動を抑制するためには、基板Ｗの高さ及び角度のずれを低減する必要がある。本実施形態のように膜厚測定用の領域Ｒ１付近を支持部材群９５２Ｃによって支持する場合は、支持部材群９５２Ｃを構成する各支持部材９５２ｃの間隔を、基板Ｗの高さ及び角度のずれの許容度に応じて設定すればよい。
　詳細には、各支持部材９５２ｃの間隔が大きいほど、基板Ｗの撓みによる高さ及び角度のずれの影響は大きくなる。すなわち、成膜位置の基準に対する高さのずれの最大値Ｚmax及び成膜位置の水平面に対する角度の最大値θmaxは、各支持部材９５２ｃの間隔Ｌに依存する。よって、例えば、許容可能な変動量Δｄの閾値をΔｄthとした場合に、以下の数式（４）を満たすように間隔Ｌを設定することで、膜厚の変動量を所望の範囲に収めることができる。
Δｄth≧ａＺmax＋ｂθmax　　　（４）
　なお、最大値Ｚmax及び最大値θmaxは、間隔Ｌの他、基板Ｗのサイズや剛性等にも依存する。したがって、これらの条件も加味したうえで上記式（４）が満たされるように間隔Ｌが設定されてもよい。
　＜９．電子デバイスの製造方法＞
　次に、電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。例えば、図１に示される一つの搬送室２、一つのターミナル室３及び二つの成膜室４を一つのクラスタとして、三つのクラスタを連結することによって、後述する第１の成膜室～第６の成膜室が提供されてもよい。
　まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図２０Ａは有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図２０Ｂは１画素の断面構造を示す図である。
　図２０Ａに示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。
　なお、ここでいう画素とは、表示領域５１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。
　図２０Ｂは、図２０ＡのＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。
　また、第１の電極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図２０Ｂに示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。
　なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層６０が設けられている。
　図２０Ｂでは正孔輸送層５５や電子輸送層５７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。
　赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。
　なお、ここでは赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。
　次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層５６Ｒが下側層５６Ｒ１と上側層５６Ｒ２の２層からなり、緑色層５６Ｇと青色層５６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。
　まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１の電極５４が形成された基板５３を準備する。なお、基板５３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。
　第１の電極５４が形成された基板５３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層５９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
　絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の成膜室に搬入し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。
　次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の成膜室に搬入する。基板５３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層５５の上の、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層５６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。
　赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜室において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜室において青色層５６Ｂを成膜する。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜室において表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。
　電子輸送層５７までが形成された基板を第６の成膜室に移動し、第２の電極５８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜室～第６の成膜室では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜室における第２の電極５８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２の電極５８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層６０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。なお、ここでは保護層６０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。
　ここで、第１の成膜室～第６の成膜室での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板５３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板５３を載置して成膜が行われる。
　＜１０．その他＞
　本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
　発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
　１：成膜装置、５Ａ～５Ｂ：搬送ユニット、６Ａ～６Ｄ：キャリア、７Ａ～７Ｂ：移動ユニット、６３：マスク保持部

Claims (14)

  1. 　基板に対して成膜が行われる成膜室又は前記成膜室へと前記基板を受け渡すための受渡室に設けられ、
    　前記基板に対して光を出射する出射部により出射され前記基板で反射した反射光を受光する受光部と、
    　前記受光部の受光結果に基づいて前記基板の成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する特定手段と、を備え、
    　前記特定手段は、成膜がなされた前記成膜領域で反射した反射光、及び、前記基板の前記成膜領域と第１の方向に並ぶ第１のリファレンス領域及び第２のリファレンス領域で反射した反射光についての前記受光結果に基づいて、前記成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する、
    ことを特徴とする膜厚測定装置。
  2. 　請求項１に記載の膜厚測定装置であって、
    　前記特定手段は、前記基板の前記第１の方向において、前記第１のリファレンス領域と前記第２のリファレンス領域との間に設けられた前記成膜領域で反射した反射光、前記第１のリファレンス領域で反射した反射光、及び、前記第２のリファレンス領域で反射した反射光についての前記受光結果に基づいて、前記成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する
    ことを特徴とする膜厚測定装置。
  3. 　請求項２に記載の膜厚測定装置であって、
    　前記特定手段は、前記基板の前記第１の方向において、前記第１のリファレンス領域と前記第２のリファレンス領域との間に設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向において、前記基板の第３のリファレンス領域と前記基板の第４のリファレンス領域との間に設けられた前記成膜領域で反射した反射光と、前記第１のリファレンス領域で反射した反射光と、前記第２のリファレンス領域で反射した反射光と、前記第３のリファレンス領域で反射した反射光と、前記第４のリファレンス領域で反射した反射光と、についての前記受光結果に基づいて、前記膜厚を特定する、
    ことを特徴とする膜厚測定装置。
  4. 　請求項１に記載の膜厚測定装置であって、
    　光源と、
    　前記光源と前記出射部とを接続する光ファイバと、
    　前記出射部及び前記受光部を前記第１の方向に移動する移動手段と、をさらに備える、
    ことを特徴とする膜厚測定装置。
  5. 　請求項１から４までのいずれか一項に記載の膜厚測定装置であって、
    　前記特定手段は、電子デバイスの表示素子を形成するために成膜される領域とは別に設けられた膜厚測定用の領域である前記成膜領域で反射した反射光についての前記受光結果に基づいて、前記成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する、
    ことを特徴とする膜厚測定装置。
  6. 　請求項５に記載の膜厚測定装置を備えた成膜装置であって、
    　前記基板を複数の支持部材で支持する基板支持部を備え、
    　前記受光部は、前記基板支持部に支持された状態の前記基板で反射した出射光の反射光を受光する、
    ことを特徴とする成膜装置。
  7. 　請求項６に記載の成膜装置であって、
    　前記基板は、第１の辺及び前記第１の辺に対向する第２の辺を含む矩形形状であり、
    　前記複数の支持部材は、
    　　前記基板の周縁部のうち前記第１の辺に沿う部分を支持するように各支持部材が互いに離間して設けられる第１の支持部材群と、
    　　前記周縁部のうち前記第２の辺に沿う部分を支持するように各支持部材が互いに離間して設けられる第２の支持部材群と、を含み、
    　前記基板が前記基板支持部に支持された状態で、前記電子デバイスの表示素子を形成するために成膜される領域が、前記第１の支持部材群と前記第２の支持部材群との間に位置する、
    ことを特徴とする成膜装置。
  8. 　請求項７に記載の成膜装置であって、
    　前記基板は、前記第１の辺及び前記第２の辺を接続する第３の辺を含み、
    　前記成膜領域は、前記電子デバイスの表示素子を形成するために成膜される領域と、前記第３の辺の間に設けられる、
    ことを特徴とする成膜装置。
  9. 　請求項８に記載の成膜装置であって、
    　前記第３の辺は、前記基板の短辺である、
    ことを特徴とする成膜装置。
  10. 　請求項９に記載の成膜装置であって、
    　前記複数の支持部材は、前記周縁部のうち前記第３の辺に沿う部分を支持するように各支持部材が互いに離間して設けられる第３の支持部材群を含む、
    ことを特徴とする成膜装置。
  11. 　請求項１０に記載の成膜装置であって、
    　前記基板の前記第３の支持部材群によって支持された部分の撓みに起因する前記膜厚の変動値が閾値以下となるような間隔で、第３の支持部材群を構成する各支持部材が設けられる、
    ことを特徴とする成膜装置。
  12. 　請求項１から４までのいずれか一項に記載の膜厚測定装置を備えた成膜装置であって、
    　静電気力により基板を吸着して支持する基板支持部を備え、
    　前記受光部は、前記基板支持部に支持された状態の前記基板で反射した出射光の反射光を受光する、
    ことを特徴とする成膜装置。
  13. 　基板に対して成膜が行われる成膜室又は前記成膜室へと前記基板を受け渡すための受渡室において前記基板に対して出射され前記基板で反射した反射光を受光する受光工程と、
    　前記受光工程での受光結果に基づいて前記基板の成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する特定工程と、を備え、
    　前記特定工程では、成膜がなされた前記成膜領域で反射した反射光、及び、前記基板の前記成膜領域と第１の方向に並ぶ第１のリファレンス領域及び第２のリファレンス領域で反射した反射光についての前記受光結果に基づいて、前記成膜領域に成膜された膜の膜厚を特定する、
    ことを特徴とする膜厚測定方法。
  14. 　基板に対して成膜する成膜工程と、
    　請求項１３に記載の膜厚測定方法により、前記成膜工程において前記基板に成膜された膜の膜厚を測定する測定工程と、を含む、
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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