测量装置的制作方法

本发明涉及测量装置。

背景技术：

近年来，作为一种显示器，具备使用有机材料的电致发光的有机el元件的有机el装置受到关注。在有机el显示器等有机电子设备制造中，存在如下工序：使用蒸发源装置，将有机材料、金属电极材料等蒸镀材料蒸镀在基板上而进行成膜。被广泛使用的热蒸镀型的蒸发源装置加热收容在坩锅等容器内部的蒸镀材料，使该蒸镀材料蒸发，并附着在基板的表面上。

为了评价利用蒸镀进行的成膜的精度，利用具备膜厚测量器的测量装置。膜厚测量器是测量附着在基板上的蒸镀材料的厚度的装置。测量装置有几种方式，作为其中一种，存在与对基板进行蒸镀同步地将蒸镀材料附着在膜厚测量器自身上的方式。具体而言，将使用晶体振子的膜厚测量器与基板一起配置在蒸镀装置内，通过由蒸镀材料的堆积导致晶体振子的共振频率变化，来计算蒸镀在基板上的膜的厚度。

但是在该方式中，并非测量实际形成在基板上的蒸镀膜的厚度。因此专利文献1(日本特表2012-502177号公报)所记载的测量装置采用测量实际附着在基板上的膜的厚度的方式。在专利文献1中，作为膜厚测量器，采用将激光向形成有蒸镀膜的基板照射并利用反射光的检测结果来计算膜厚的椭圆偏振计，因此能够测量实际的膜厚。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-502177号公报

发明要解决的问题

在利用蒸发源装置进行蒸镀时，要求使蒸镀材料大范围地附着在基板上并使膜的厚度尽量均匀。特别是近年来，在有机电子设备的用途正在扩大、对大型的面板的需求也在增加之时，膜厚均匀化的必要性增加。因此，在测量膜厚时也要求即使是大型的基板也不忽略膜厚的不均匀。例如，通过使膜厚测量器一边在与面板大致平行的平面内扫描一边测量与膜厚测量器对置的部分，从而能够进行大范围的测量。

本发明是鉴于上述问题而做出的。本发明的目的在于提供用于精度良好地测量在基板上成膜的蒸镀材料的膜厚的技术。

技术实现要素：

本发明采用以下的结构。即，

一种测量装置，具备：

多个支承件，其支承基板的周缘；以及

膜厚测量器，其测量在所述基板上形成的蒸镀膜的膜厚，

所述多个支承件包括：多个第一支承件，其支承所述基板的第一边；以及多个第二支承件，其支承与所述第一边对置的第二边，

所述多个第一支承件以第一间隔或比所述第一间隔窄的第二间隔设置，

所述多个第二支承件以第三间隔或比所述第三间隔窄的第四间隔设置，

所述膜厚测量器测量所述基板上测量区域的膜厚，所述测量区域为从与所述第一间隔对应的第一区域至与所述第三间隔对应的第三区域的区域。

另外，本发明采用以下的结构。即，

一种测量装置，具备：

多个支承件，其支承基板的周缘的多个支承件；以及

膜厚测量器，其测量在所述基板上形成的蒸镀膜的膜厚，

所述多个支承件包括：第一支承件，其支承所述基板的第一边；第二支承件，其支承与所述第一边对置的第二边；以及第三支承件，其支承被所述第一边及所述第二边夹着的第三边，

所述第一、第二及第三支承件分别是连续的形状，

在所述第一边延伸的方向上，所述第一边比所述第一支承件长，

在所述第二边延伸的方向上，所述第二边比所述第二支承件长，

所述膜厚测量器测量所述基板上测量区域的膜厚，所述测量区域为从第五区域至第六区域的区域，所述第五区域对应于所述第一边处的所述第一支承件与所述第三支承件之间的第五间隔，所述第六区域对应于所述第二边处的所述第二支承件与所述第三支承件之间的第六间隔。

发明效果

根据本发明，能够提供精度良好地测量在基板上成膜的蒸镀材料的膜厚的技术。

附图说明

图1是表示实施方式1的基板支承方式的图。

图2是表示实施方式1的基板支承方式的膜厚测量的状态的图。

图3是表示实施方式2的基板支承方式的图。

图4是表示实施方式3的利用线状的蒸发源进行的蒸镀和膜厚测量的状态的图。

图5是表示有机电子设备的制造装置的结构的图。

图6是表示以往例的基板支承方式的图。

图7是表示以往例的基板支承方式中的膜厚测量的状态的图。

附图标记说明

101：基板；102：支承件；104a：第一间隔；104b：第三间隔；103a、103b：第二间隔；103c、103d：第四间隔；121：膜厚测量器。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的适宜的实施方式及实施例。但是，以下的实施方式及实施例只是例示性地表示本发明的优选的结构，本发明的保护范围不限定于这些结构。另外，以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等，只要没有特别地进行特定的记载，本发明的保护范围便不仅限定于此。

本发明涉及膜厚的测量装置及其控制方法、以及膜厚的测量方法，特别是，优选用于测量在基板等被蒸镀体上形成的蒸镀膜的厚度。本发明也作为具备膜厚的测量装置的蒸镀装置及其控制方法、蒸镀方法以及蒸发源装置及其控制方法来理解。另外，本发明也作为形成薄膜的成膜装置及其控制方法、以及成膜方法来理解。本发明也作为电子设备的制造装置和电子设备的制造方法来理解。另外本发明也作为使计算机执行控制方法的程序和储存该程序的存储介质来理解。存储介质可以是能够由计算机读取的非暂时性存储介质。

本发明能够优选适用于在基板的表面上通过真空蒸镀或溅射等形成期望的图案的薄膜(材料层)的装置。在以下的实施方式中，作为薄膜的代表例，例举蒸镀膜进行说明，但本发明也能够适用于通过溅射等其他方法形成的薄膜。作为基板的材料能够选择玻璃、树脂、金属等任意的材料。作为蒸镀材料能够选择有机材料、无机材料(金属、金属氧化物等)等任意的材料。薄膜的种类也是金属膜、有机膜或它们的组合等任意的种类。本发明的技术典型地能够适用于有机电子设备(例如有机el显示装置的显示面板、薄膜太阳能电池)、光学构件等制造装置。

(以往的膜厚测量装置中的基板支承方式)

对膜厚测量装置中的以往的基板支承方式的概要及其问题进行说明。图6(a)是说明以往的电子设备制造装置的测量室中的、支承基板来测量膜厚的状态的图。

基板101在作为测量对象的蒸镀膜形成在基板下表面的状态下，由搬运机器人搬入测量室，并由多个支承件602a～602h支承。作为支承件，能够利用夹持基板101的端部的夹紧机构、载置基板101的端部这样的构件。在使用任意的支承件时，都会在基板基于自重而挠曲的情况下发生后述的问题。特别是随着基板大型化，挠曲的程度也增大。如图所示，以往的支承件602在沿y轴方向延伸的各边(第一边及第二边)，以大致均等的间隔(间隔603)配置。此外，虽然在图6(a)中进行了省略，但也可以根据边的长度，在沿x轴方向延伸的各边(第三边及第四边)设置支承件。

膜厚测量器121配置于向下方距保持基板101的基板面距离d1的假想面122。膜厚测量器121构成为能够在与基板面大致平行的假想面122内移动，一边在x方向上移动一边在各位置测量膜厚(箭头124)。由此，测量区域105内的各位置的膜厚被测量。作为使膜厚测量器121移动的扫描机构能够利用任意的构件，例如载物台(ステージ)等定位单元是适宜的。此外，如后所述，在基板101挠曲的部分，基板101与假想面122的距离比d1小。此外，也可以不由扫描机构移动膜厚测量器，而使用能够一并测量测量区域的膜厚的膜厚测量器。

作为膜厚测量器121，优选基于分光干涉法的原理测量膜厚的分光干涉计。分光干涉计具备：射出部，其对在基板上形成的蒸镀膜射出白色光；和受光部，其接收由膜内部的多重反射产生的多重反射光。并且，分析多重反射光的光谱，基于光的波长和光路长来计算膜厚。分光干涉计由于不需要马达，因此具有如下优点：在要求高真空度的蒸镀装置内也容易利用，能够在基板的附近进行测量。但是，膜厚测量器不限于此，也可以是椭圆偏振计等。测量装置至少包括膜厚测量器121。另外，也可以考虑将基于分光干涉计的检测值计算膜厚的信息处理电路和膜厚测量器组合作为测量装置。

(以往的其他支承方式)

图6(b)表示基板支承方式的其他以往例。本图的支承件607是支承边整体的构件。与图6(a)的情况同样地，作为支承件607能够利用夹紧机构或基板载置构件。在图6(b)中，在四个边全部配置有支承件607，但也存在仅支承基板的长边方向上的对置的两个边(在本图中为在y方向上延伸的两个边)的情况。在图6(b)的情况下，也在基板101的下方的假想面使膜厚测量器进行扫描121，在各位置测量膜厚。

(以往的支承方式的问题)

图7(a)是以图6(a)或图6(b)的方式支承的基板101的俯视图。箭头124表示膜厚测量器测量膜厚时的扫描路径。图7(b)是与图7(a)中由虚线包围的区域l对应的部分放大立体图，提取基板整体的四分之一进行表示。

在此，基板101中固定于支承件的周缘的部分(端部)由于不会从基板面垂下，因此没有z方向的变形量。另一方面，基板101的中央部由于自重等而挠曲，成为向下方突出的状态。图7(b)表示该状态，阴影(網掛け)的浓度与基板向下方的突出程度对应。在该例中，在以端部的z方向的变形量为基准(0[mm])时，基板的中央部附近的垂下最显著的位置的z方向变形量为-4.99[mm]左右。

图7(c)表示图7(b)的箭头124上的各位置的、从假想面到基板的z方向的距离。横轴表示x坐标中的距离，纵轴是以基板的周缘为基准(0[mm])时的z方向变形量。此时，考虑在x方向(箭头124)上使膜厚测量器121进行扫描，在扫描轨迹上的多个位置728a～728c测量膜厚。特别是在位置728b，由于基板斜向地倾斜，因此存在如下情况：向基板照射的照射光反射时，不向受光部射入或者向受光部射入的射入光量降低。其结果是，位置728b处的测量精度降低。另外，由于在位置728a～728c的每一处，基板与膜厚测量器之间的距离不同，因此根据膜厚测量的方式的不同，有可能精度会降低。

如上所述，发明人的研究结果明确，在以往的基板支承方式中，在一边使膜厚测量器进行扫描一边测量膜厚时，基板的挠曲有可能成为导致测量精度降低的原因。

<实施方式1>

图1(a)是对本实施方式的基板支承方式和膜厚的测量进行说明的立体图。形成有蒸镀膜的基板101被搬入测量室，由多个支承件102a～102h支承。作为支承件102能够利用夹紧构件或基板载置构件等任意的构件。由分光干涉计构成的膜厚测量器121能够在向下方距设置基板101的基板面距离d1的假想面122内移动。膜厚测量器121一边在扫描区域123内沿箭头124移动，一边测量基板101上的测量区域105中的多个位置的膜厚。图1(b)是基板101的俯视图。

如图1(a)、图1(b)所示，本实施方式中的y轴方向的各边的支承件的配置不必是均等的。在此，有时也将支承在y轴方向上延伸的第一边的支承件集称为第一支承件(102a～102d)，将支承与第一边对置的第二边的支承件集称为第二支承件(102e～102h)。这样，配置有测量区域105的间隙(第一间隔104a、第三间隔104b)比未配置测量区域105的间隙(第二间隔103a、103b以及第四间隔103c及103d)大。构成第一间隔及第三间隔的支承件以夹着测量区域105的方式配置。在基板上，也将与第一间隔对应的区域称为第一区域，将与第二间隔对应的区域称为第二区域，将与第三间隔对应的区域称为第三区域，将与第四间隔对应的区域称为第四区域。

第一间隔104a是支承件102c与102d的间隙，第三间隔104b是支承件102g与102h的间隙。第一间隔104a和第三间隔104b是设置于相互对置的边的比较大的宽度。第一间隔及第三间隔大致相等，宽度形成为基板101的测量区域挠曲而向下方垂下的程度。而且，优选膜厚测量器的移动方向与基板的边大致垂直。并且，为适宜地进行测量，优选测量区域105整体以均匀的程度垂下。至少，优选测量区域处的挠曲量比非测量区域的区域的挠曲量均匀。另外，只要不妨碍测量区域的垂下，也可以在与膜厚测量器的移动方向平行的x方向上设置支承件。

第二间隔103a及103b分别是支承件102a与102b的间隙和支承件102b与102c的间隙。第四间隔103c及103d分别是支承件102e与102f的间隙和支承件102f与102g的间隙。在图1中各个第二间隔及第四间隔是相同的宽度，但不限定于此。第二间隔及第四间隔是比较小的宽度。另外，对于第二间隔及第四间隔的宽度，优选小到基板的端部不垂下的程度。另外，通过在y方向上配置多个第一间隔及第三间隔的组，从而能够设置多个测量区域。

图2(a)是以图1的方式支承的基板101的俯视图。箭头124表示膜厚测量器测量膜厚时的扫描路径。图2(b)是与图2(a)中由虚线包围的区域l对应的局部放大立体图，提取基板整体的四分之一进行表示。阴影的浓度与基板向下方的突出程度对应。

如图2(b)所示，基板101的周缘中与第二间隔及第四间隔对应的区域由于间隔比较小，因此不会向下方垂下，在z方向上保持大致均匀。另一方面，基板101的周缘中与第一间隔及第三间隔对应的区域由于间隔比较大，因此垂下而向下方突出。

在图2(b)这样的挠曲量时，考虑使膜厚测量器121沿箭头124进行扫描，在扫描轨迹上的多个位置128a～128c测量膜厚。图2(c)表示箭头124上的各位置的、从假想面到基板的z方向的距离。图中除了本实施方式的曲线图(实线)外，作为比较对象，还记载了图7(b)所示的以往的支承方式时的曲线图(虚线)。

根据曲线图，在本实施方式中与比较对象相比，在箭头124上的各位置，基板均匀地垂下。其结果是，多个位置128a～128c的z方向距离的偏差变小。即、在比较对象例中基板的z方向距离大致在0[mm]～-0.6[mm]的范围波动，相对于此，本实施方式中的z方向距离大致收敛在-0.7[mm]～-0.9[mm]的范围。

另外，若对比较对象的位置728b和本实施方式的位置128b进行比较，则本实施方式中基板的倾斜小。因此，使用反射光的膜厚测量的精度得到提高。此外，上述的数值只是一例。只要调整一部分的支承件间的间隙来设置第一间隔及第三间隔，使测量区域的基板的端部与以往例相比垂下，便产生测量精度提高这样的效果。

如上所述，在本实施方式的测量装置中，通过使接近测量区域105的支承件间的间隔比配置于其他区域的支承件间的间隔大，从而在测量区域故意地使基板的端部垂下。其结果是，测量区域的基板的z方向变形量的偏差缩小，并且基板的倾斜度变小。因此，在基板上成膜的蒸镀材料的膜厚测量的精度提高。

<实施方式2>

图3(a)是表示本实施方式的基板的支承的状态的立体图。对与实施方式1共通的部分，省略详细说明。

图3(a)的支承件302、303与图6(b)的支承件607类似，形成用于在大的区域通过夹紧或载置来支承基板的边的连续的形状。但是与图6(b)不同，其不支承边的整体而是对边的一部分不进行支承，由此形成间隔305。为了方便说明，在沿y轴方向延伸的基板的两个边，也将设置于近前侧的边(第一边)的间隔305a称为第五间隔，将设置于后侧的边(第二边)的间隔305b称为第六间隔。另外，也将支承件302a称为第一支承件，将支承件302b称为第二支承件。也将被第一边及第二边夹着的第三边的支承件303a称为第三支承件。图3(a)中的第三支承件303a是连续的形状，与测量区域105邻接。

间隔305的大小设为基板101的端部挠曲而向下方垂下且测量区域的整体垂下的程度大致均匀。间隔305中的近前侧(第五间隔)与实施方式1的第一间隔对应，间隔305中的后侧(第六间隔)与实施方式1的第三间隔对应。两个间隔305设置于彼此对置的边。另外，在第一边及第二边延伸的y轴方向上，第一边比第一支承件长，第二边比第二支承件长。第五间隔与第六间隔大致相等。在基板上，将与第五间隔对应的区域称为第五区域，将与第六间隔对应的区域称为第六区域。

如本实施方式所示，无论何种基板支承方式，基板101在测量区域都具有均匀的挠曲量。其结果是，产生如下效果：在膜厚测量器一边在下方移动一边测量膜厚的情况下，基板的倾斜减小，基板与膜厚测量器的距离的偏差减小，因此，膜厚测量精度得到提高。

如本实施方式所示在第三边设置第三支承件的方式也能够适用于实施方式1的壳体。图3(b)表示在图1这样的支承方式中设置第三支承件118的状态。第三支承件118是相当于图3(a)的附图标记303a的支承件，在第三边与测量区域105连续地邻接。从而x方向上的测量区域105的挠曲量(位移量)更均匀，膜厚测量精度得到提高。此外，即使图3(b)的第三支承件118不是连续的形状，而是夹紧或载置一个部位的形状，与不设置第三支承件的情况相比也得到某种程度的效果。

<实施方式3>

在本实施方式中，对设置第一间隔及第三间隔的优选的位置和膜厚测量器的优选的扫描方向进行说明。

图4是表示使用线状的蒸发源的成膜的概要和膜厚测量时的扫描方向的关系的图。在此，在蒸发源中，与蒸镀材料进行蒸发的喷嘴的数量、配置对应地具有点状的蒸发源、线状的蒸发源、面状的蒸发源等种类。图4所示的线状的蒸发源400利用加热器加热收容在内部的蒸镀材料并使其从配置成线状的多个喷嘴蒸发。在此，在长边方向上设置有四个喷嘴401a～401d。由此，与喷嘴为一个的情况相比，能够在更大范围形成蒸镀膜，所以能缩短蒸镀工序的时间。另外，通过扫描机构，线状的蒸发源400一边与基板101相对移动一边持续蒸镀，从而能够在基板整体上形成蒸镀膜。

图4(a)表示蒸镀开始时刻的相对位置，图4(b)表示蒸镀进行了某种程度时的相对位置。随着线状的蒸发源400在y轴的负向(箭头402)、即线状的蒸发源的短边方向移动，如图4(b)所示未蒸镀区域101a置换为蒸镀完成区域101b。最终，线状的蒸发源400在基板的全部区域进行蒸镀，从而成膜完成。此外，也可以使线状的蒸发源400多次往复移动。

图4(c)表示从下侧(相对于基板为线状的蒸发源侧、及膜厚测量器侧)观察这样成膜的基板101的状态。虽然稍有重叠，但大致上小区域405a～小区域405d分别与喷嘴401a～喷嘴401d对应。例如附着在小区域405c上的蒸镀膜主要由从喷嘴401c蒸发的蒸镀材料形成。

在此，在喷嘴401c发生故障，蒸镀材料的蒸发量比其他喷嘴少的情况下，小区域405c的膜厚比其他小区域薄。但是即使在这种情况下，由于在膜厚测量器一边在y轴方向上移动一边测量膜厚时膜厚大致恒定，因此也不能够检测出膜厚的不均匀。

因此，在测量通过具备多个喷嘴的线状的蒸发源的扫描形成的薄膜的情况下，膜厚测量器的扫描方向如图4(c)所示为x轴方向。换言之，在与线状的蒸发源的移动方向交叉的方向上使膜厚测量器进行扫描。因此，在上述实施方式中说明的夹着测量区域的支承件设置在与线状蒸发源的移动方向大致平行的边。

通过如上述那样设置支承件，形成基板的周缘部能够垂下的间隔，并使膜厚测量器进行扫描，从而能够掌握每个喷嘴的成膜状况。因此，即使因喷嘴堵塞等原因导致任意的喷嘴发生故障的情况下，也能够在膜厚测量时迅速发现该故障而进行处理。

(变形例)

在上述各实施方式中，在y轴方向的一个部位设置有测量区域。但是，为了进一步提高精度，可以在y轴方向的多个部位测量膜厚，也可以除在y轴方向上，还在x轴方向等方向上测量膜厚。

<实施方式4>

在本实施方式中，对在用于制造有机el显示器等电子设备制造装置中适用本发明的膜厚测量装置的方法进行说明。图5是示意地表示电子设备的制造装置500的一部分的俯视图。电子设备的制造装置500在电子设备制造中自动进行从基板的预处理至成膜、密封的工序。此外，也可以代替图示这样的在搬运室的周围配置多个处理室的集组型的结构，而采用按照工序顺序配置多个处理室的直列型的结构。

在搬运室510的周围呈放射状配置有预处理室511、有机处理室512和金属处理室513。此外，图5是简略化的图，处理室的种类和数量不限于此。例如可以设置空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电子注入层等的处理室，可以对r(红)、g(绿)、b(蓝)等每个颜色设置发光层的处理室。膜厚的测量装置配置于测量室514。在搬运室510中设置有保持并搬运基板101的搬运机器人519。搬运机器人519例如是具有在多关节臂上安装了保持基板的机器人手臂的结构的机器人，进行基板向各处理室及测量室的搬入和搬出。

电子设备的制造过程大致如以下所示。首先，基板101被搬入预处理室511，进行清洗等预处理。之后，与被成膜的蒸镀材料对应地，基板由搬运机器人519搬运至有机处理室512或金属处理室513。在各处理室中，收容于坩锅等容器的蒸镀材料由加热器加热而蒸发，附着在由支承件支承的基板上而形成膜。接着，基板101被搬入测量室514。在测量室内，以上述的各实施方式的方式支承基板，由膜厚测量装置测量膜厚。

在进行成膜的各处理室中分别设置有蒸镀装置。与搬运机器人的基板交接、基板与掩模的相对位置的调整(对准)、基板向掩模的固定、成膜(蒸镀)等一系列过程通过成膜装置而自动进行。另外，测量室中的测量工序也能够自动化。进一步地，作为测量后的处理可以由涂敷有干燥剂、粘接剂的密封玻璃进行密封处理。完成的面板被从制造装置自动搬出，向下一个工序(例如显示器面板的组装工序)供给。但是，上述的结构是一例，并非限定本发明的测量装置和包括该测量装置在内的电子设备制造装置的结构。

根据以上的电子设备制造装置、使用该制造装置的电子设备制造方法，能够自动地、精度良好地测量在基板上成膜的蒸镀材料的膜厚。其结果是，能够迅速检测膜厚的不均匀和喷嘴的故障，所以能够制造品质良好的电子设备。