(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、
蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記蒸着フラックスの測定領域を通過した前記測定光の光量を測定する受光器と、
前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、
前記第１の筒状部において、前記光源を前記ｘ方向に移動する光源移動手段、および、前記第２の筒状部において、前記光源の移動に同期して前記受光器をｘ方向に移動する受光器移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置。
【請求項２】
基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、
前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、
前記第１の筒状部を前記ｘ方向に通過するように、前記蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第１の筒状部内において、前記光源から照射された前記測定光を前記第２の筒状部に反射する第１のミラーと、
前記第２の筒状部内において、前記第１のミラーに反射された前記測定光を前記ｘ方向に反射する第２のミラーと、
前記第２のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器と、
前記第１のミラーおよび第２のミラーを同期して移動する移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置。
【請求項３】
基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、
前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、
前記第１の筒状部を前記ｘ方向に通過するように、前記蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第１の筒状部内において、前記ｙ方向に配列され、前記光源から照射された前記測定光を前記第２の筒状部に反射する、複数の第１のミラーと、
前記第２の筒状部内において、前記ｙ方向に配列され、前記第１のミラーに反射された前記測定光を前記ｘ方向に反射する、複数の第２のミラーと、
前記第２のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置。
【請求項４】
前記複数の第１のミラーが、ハーフミラーである請求項３に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項５】
前記第１の筒状部および第２の筒状部が、成膜空間を形成する真空チャンバを前記ｘ方向に貫通する請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項６】
前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクの下に配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項７】
前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねる請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項８】
前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記測定光の光路を上下に挟んでｘ方向に延在する、互いの筒状部に向けて突出するフラックス遮蔽部材を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項９】
前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記測定光の光路を上下に挟んでｘ方向に延在する、互いの筒状部に向けて突出するフラックス遮蔽部材を有し、
前記フラックス遮蔽部材が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねる請求項１〜５、７のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項１０】
前記ｘ方向の複数個所で前記ｙ方向のフラックスを計測する請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置。
【請求項１１】
蒸着によって前記基板に成膜を行う成膜室と、
前記成膜室内の蒸着フラックスを測定する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着フラックス測定装置を有する真空蒸着装置。
【請求項１２】
前記蒸着フラックスの測定結果をフィードバックして、前記ｘ方向における蒸着フラックスの分布を制御する請求項１１に記載の真空蒸着装置。
【請求項１３】
前記基板への成膜が、長尺な基板を長手方向とｙ方向とを一致させて搬送しつつ蒸着を行うものである請求項１１または１２に記載の真空蒸着装置。
【請求項１４】
前記成膜室に複数の成膜源を配置して、蒸着によって成膜を行なう請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
【請求項１５】
複数の成膜室を有し、各成膜室において、前記ｘ方向における蒸着フラックスを測定する請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着による成膜等において、成膜レート等を制御するために利用される、蒸着フラックスの測定装置およびこの測定装置を用いる真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着等による成膜において、蒸発源から、成膜される基板に向かう蒸着フラックス（成膜材料の蒸気（成膜材料の蒸発粒子））を原子吸光法によって測定することにより、成膜レート等を制御することが知られている。
【０００３】
この蒸着フラックス（以下、フラックスとする）の測定方法は、例えば、特許文献１に示されるように、フラックスを測定する成膜材料に応じた波長の測定光を照射するホロカソードランプ等の光源と、測定光の光量を測定する受光器とを用い、光源から照射された測定光を、基板の近傍においてフラックスを通過させて、フラックスを通過した測定光を受光器によって測定するものである。
フラックスを通過した測定光の光量は、フラックス中の測定成分（被測定粒子）の量に応じて、吸収されて低下する。従って、フラックスを通過した測定光の光量を測定することにより、基板に向かって飛翔する成膜材料の量を測定することができ、例えば、これに応じて、蒸発源における加熱等を制御することで、成膜レート等を管理できる。
【０００４】
このようなフラックスの測定において、基板表面に平行な平面でフラックスの分布を測定する場合には、所定方向の複数点でフラックスを測定する必要が有る。例えば、ｘ−ｙ平面におけるｘ方向のフラックス分布を測定する場合には、ｙ方向にフラックスを通過する測定を、ｘ方向の複数点で行う必要が有る。
【０００５】
特許文献１に示されるような、固定された基板（所定位置に保持される基板）に成膜を行う際であれば、この測定方法でｘ方向およびｙ方向共に、フラックス分布を測定することができる。
しかしながら、長尺な基板を搬送しつつ成膜を行うロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行う場合など、基板を所定方向に搬送しつつ成膜を行う場合には、この測定方法で、搬送方向と直交する方向のフラックス分布を測定することが困難である。特に、基板の搬送方向に配列された複数の成膜室において、複数段の成膜を行う場合には、この測定方法で、搬送方向と直交する方向のフラックス分布を測定することは、難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０８６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
周知のように、ロール・ツー・ロールによる成膜は、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールを用い、供給ロールから送り出した基板を成膜室に搬送し、成膜室において長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済の長尺な基板を、再度、ロール状に巻回するものである。
【０００８】
ここで、基板の幅方向（ｘ方向）のフラックス分布を測定する場合には、基板の搬送方向（ｙ方向）にフラックスを通過する測定を、幅方向の複数点で行う必要が有る。ところが、ロール・ツー・ロールによる成膜では、往々にして、成膜室が搬送方向に長くなってしまう。この際には、幅方向のフラックス分布を測定するためには、成膜室内に、ホロカソードランプ等の光源や受光器を配置する必要がある。
しかしながら、成膜室内に光源や受光器を配置すると、当然、フラックス（成膜材料蒸気）によって汚染されてしまい、次第に、正確な測定ができなくなる。
【０００９】
成膜室の搬送方向の長さが短ければ、成膜室外に、搬送方向に対向して光源や受光器を配置することができる。しかしながら、この場合でも、基板の搬送方向に複数の成膜室を配置して、複数段の成膜を行う場合には、結局、隣の成膜室内に光源等を配置する結果となり、やはり、正確な測定を行うことができない。
また、このような問題点は、ロール・ツー・ロールによる成膜のみならず、シート状の基板を搬送しつつ成膜を行う場合でも同様である。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ロール・ツー・ロールを利用する真空蒸着などにおける成膜を行う際に、ホロカソードランプ等の光源と受光器等がフラックスによって汚染されることなく、原子吸光法を用いる蒸着フラックスの測定によって、基板の搬送方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）のフラックスの分布を測定することができるフラックスの測定装置およびこれを用いる真空蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、蒸着フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、前記蒸着フラックスの測定領域を通過した前記測定光の光量を測定する受光器と、前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、前記第１の筒状部において、前記光源を前記ｘ方向に移動する光源移動手段、および、前記第２の筒状部において、前記光源の移動に同期して前記受光器をｘ方向に移動する受光器移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置を提供する。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明は、基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、前記第１の筒状部を前記ｘ方向に通過するように、前記蒸気フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、
前記第１の筒状部内において、前記光源から照射された前記測定光を前記第２の筒状部に反射する第１のミラーと、前記第２の筒状部内において、前記第１のミラーに反射された前記測定光を前記ｘ方向に反射する第２のミラーと、前記第２のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器と、前記第１のミラーおよび第２のミラーを同期して移動する移動手段とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置を提供する。
【００１３】
また、前記目的を達成するために、本発明は、基板をｙ方向に搬送しつつ、蒸着によって前記基板に成膜を行う際に、前記ｙ方向と直交するｘ方向における蒸着フラックスを測定する蒸着フラックス測定装置であって、前記ｘ方向に延在し、かつ、前記ｙ方向に離間して配置される、前記ｘ方向に延在する測定光透過領域を有し、前記蒸着による成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、前記第１の筒状部を前記ｘ方向に通過するように、前記蒸気フラックスを測定するための測定光を照射する光源と、前記第１の筒状部内において、前記ｙ方向に配列され、前記光源から照射された前記測定光を前記第２の筒状部に反射する、複数の第１のミラーと、前記第２の筒状部内において、前記ｙ方向に配列され、前記第１のミラーに反射された前記測定光を前記ｘ方向に反射する、複数の第２のミラーと、前記第２のミラーに反射された前記測定光を受光する受光器とを有することを特徴とする蒸着フラックス測定装置を提供する。
ここで、前記複数の第１のミラーが、ハーフミラーであることが好ましい。
【００１４】
このような本発明の蒸着フラックス測定装置において、前記第１の筒状部および第２の筒状部が、成膜空間を形成する真空チャンバを前記ｘ方向に貫通することが好ましい。
また、前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクの下に配置されることが好ましい。
あるいは、前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねることが好ましい。
【００１５】
また、前記第１の筒状部および第２の筒状部が、前記測定光の光路を上下に挟んでｘ方向に延在する、互いの筒状部に向けて突出するフラックス遮蔽部材を有することが好ましい。
また、前記フラックス遮蔽部材が、前記ｙ方向の成膜領域を規制するマスクを兼ねることが好ましい。
また、前記ｘ方向の複数個所で前記ｙ方向のフラックスを計測することが好ましい。
【００１６】
また、前記目的を達成するために、本発明は、上記のいずれかに記載の蒸着フラックス測定装置を有することを特徴とする真空蒸着装置を提供することが好ましい。
【００１７】
ここで、前記蒸着フラックスの測定結果をフィードバックして、前記ｘ方向における蒸着フラックスの分布を制御することが好ましい。
また、前記基板への成膜が、長尺な基板を長手方向とｙ方向とを一致させて搬送しつつ蒸着を行うものであることが好ましい。
また、前記成膜室に複数の成膜源を配置して、蒸着によって成膜を行なうことが好ましい。
また、複数の成膜室を有し、各成膜室において、前記ｘ方向における蒸着フラックスを測定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明によれば、基板をｙ方向に搬送しつつ成膜を行う際に、ｙ方向と直交するｘ方向に延在し、かつ、ｙ方向に離間して配置される、成膜空間と気密に分離される第１および第２の筒状部と、第１の筒状部において、光源または第１のミラーをｘ方向に移動する移動手段、および、第２の筒状部において、光源または第１の移動に同期して受光器または第２のミラーをｘ方向に移動する移動手段とを有することにより、蒸着フラックスに対する測定光のｘ方向の通過位置を変更し、これによりｘ方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
そのため、本発明の蒸着フラックス測定装置によれば、ロール・ツー・ロールによる成膜装置などにおいて、ｘ方向のフラックス分布を適正に把握して、成膜を制御することができ、適正な成膜を、安定して行うことが可能になる。また、光源および受光器、あるいは、ミラーを成膜室の外部、或いは、筒状部の内部に配置できるので、成膜材料に起因する光源等の汚染も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の蒸着フラックス測定装置の一例を利用する、本発明の真空蒸着装置を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す真空蒸着装置のＡ−Ａ線断面図を概念的に示す図である。
【図３】本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例の一部を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の蒸着フラックス測定装置および真空蒸着装置について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明の蒸着フラックス測定装置の一例を利用する、本発明の真空蒸着装置の一例を、概念的に示す。
図１に示す成膜装置（真空蒸着装置）１０は、長尺な基板Ｚ（ウエブ状の基板Ｚ）をロール状に巻回してなる基板ロール１２から基板を送り出して、長手方向に搬送しつつ真空蒸着によって成膜を行い、成膜済みの基板Ｚを、再度、巻取り軸１４に巻き取ってロール状にする、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜装置である。
図示例において、成膜装置１０は、真空チャンバ１６内に形成される、供給室１８と、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの３つの成膜室を有する成膜ゾーン２０と、巻取り室２４とを有して構成される。
【００２２】
供給室１８は、基板ロール１２から基板Ｚを送り出して、成膜ゾーン２０（第１成膜室２０ａ）に搬送する室で、回転軸２６と、ガイドローラ２８ａ〜２８ｃと、真空排気手段３０とを有して構成される。
基板ロール１２は、回転軸２６に装填される。基板ロール１２が装填された回転軸２６は、図中時計周りに回転することにより、基板ロール１２に巻回された基板Ｚを長手方向（図中ｙ方向）に送り出す。
ガイドローラ２８ａ〜２８ｃは、公知のガイドローラで、駆動ローラでも従動ローラでもよい。この点に関しては、後述する各ガイドローラも、全て同様である。
【００２３】
真空排気手段３０は、供給室１８内を所定の圧力（真空度）に減圧するものである。
真空排気手段３０には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する真空排気手段４２および５６も、同様である。
【００２４】
基板ロール１２から送り出された基板Ｚは、ｙ方向（長手方向）に搬送され、ガイドロール２８ａ〜２８ｃに案内されて、供給室１８と成膜ゾーン２０（第１成膜室２０ａ）とを分離する隔壁３４に形成された搬入口３４ａから、成膜ゾーン２０に搬送される。
【００２５】
成膜ゾーン２０は、基板Ｚの表面に真空蒸着によって成膜を行うものであり、基板Ｚの搬送方向に配列して、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの３つの成膜室を有している。
第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室は、基本的に、同じ構成を有するものであり、蒸発源３６と、ガイドローラ３８と、マスク４０ａおよび４０ｂと、真空排気手段４２と、蒸着フラックス測定装置７０とを有する。なお、最下流の第３成膜室２０ｃのみ、最下流位置にガイドローラ４６を有している。
また、成膜室同士は、基板Ｚの搬入口４８ａを有する隔壁４８によって隔離される。
【００２６】
第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃは、ｙ方向に搬送される基板Ｚの表面に、真空蒸着によって成膜を行うものである。
図示例において、各成膜室は、多元同時蒸着を行うことができる成膜室で、４つの蒸発源（蒸着源）３６が、基板Ｚの搬送方向に配列されている。
蒸発源３６は、真空蒸着に用いられる公知の蒸発源（蒸着源／ルツボ）である。また、蒸発源３６の加熱は、抵抗加熱、電子線加熱、誘導加熱等、真空蒸着で利用されている公知の各種の方法で行えばよい。
さらに、図示は省略するが、各成膜室には、蒸着源を閉塞するシャッタ、基板Ｚの温度調節手段等、公知の真空蒸着装置が有する各種の部材が、必要に応じて配置されている。
【００２７】
ここで、蒸発源３６は、一例として、基板Ｚの搬送方向（基板Ｚの長手方向）であるｙ方向と直交するｘ方向（基板Ｚの幅方向）に延在する長尺な矩形であり、ｘ方向に分割された各領域で、加熱を制御できるように構成される。
この蒸発源３６の加熱は、例えば、後述する蒸着フラックス測定装置７０による蒸着フラックスの測定結果に応じて制御される。
【００２８】
マスク４０ａおよび４０ｂは、基板Ｚの搬送方向（ｙ方向）の成膜領域を規制する、公知のマスクである。
図示例においては、マスク４０ａが基板Ｚの搬送方向の上流側の成膜領域を、マスク４０ｂが同下流側の成膜領域を、それぞれ、規制する。各マスクは、搬送方向と直交する方向（ｘ方向）には、成膜室内のほぼ全域を覆うサイズを有している。
【００２９】
真空排気手段４２は、成膜室内を、実施する真空蒸着に対応する圧力に排気する真空排気手段である。
【００３０】
蒸着フラックス測定装置７０（以下、測定装置７０とする）は、原子吸光法によって、各成膜室での真空蒸着によるフラックス（成膜材料の蒸気（成膜材料の蒸発粒子））の測定を行うものである。
図２に、図１に示す成膜装置のＡ−Ａ線断面図を概念的に示す。なお、図２においては、移動手段８２の図示を省略している。
測定装置７０は、光源７２と、受光器７４と、第１の筒状部７６と、第２の筒状部７８と、第１のミラー８０ａと、第２のミラー８０ｂと、移動手段８２と、遮蔽板８４ａ、８４ｂ、８６ａおよび８６ｂとを有する。
【００３１】
本発明の測定装置７０は、基板Ｚの搬送方向（基板Ｚの長手方向）であるｙ方向と直交する、ｘ方向（基板Ｚの幅方向）の複数の位置において、フラックスを測定することができ、すなわち、ｘ方向のフラックス分布が測定可能な装置である。図示例においては、測定装置７０は、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃのそれぞれに配置されている。
【００３２】
光源７２は、原子吸光法によるフラックスの測定を行うための測定光Ｌを照射するものである。
本発明の測定装置７０において、フラックス測定方法自体は、基本的に、原子吸光法を用いる、公知のフラックスの測定方法である。従って、光源７２は、測定するフラックス（成膜材料原子）に応じて、このフラックスに吸収される波長の光を照射するホロカソードランプ等、原子吸光法によるフラックス測定に用いられる、公知の光源を用いればよい。
【００３３】
例えば、前述の多元同時蒸着によるＣＩＧＳの成膜において、銅のフラックスを測定する場合には、銅のホロカソードランプを、インジウムのフラックスを測定する場合にはインジウムのホロカソードランプを、ガリウムのフラックスを測定する場合にはガリウムのホロカソードランプを、それぞれ、光源７２として用いればよい。
また、複数の成膜材料（原子）のフラックスを測定する場合には、それぞれの成膜材料に対応する光源を、回転可能なターレット等に載置して、測定する成膜材料に対応する光源を、使用するようにしてもよい。あるいは、さらに、通常の連続波長の光を照射する光源を用いて、波長を分析することで、目的とする成膜材料のフラックス測定を行ってもよい。
【００３４】
光源７２は、光源７２から、後述する第１の筒状部７６の筒内に配置される第１のミラー８０ａに至る測定光Ｌの光路が、ｘ方向と一致するように、配置される。
また、光源７２は、真空チャンバ１６の外部に配置される。すなわち、光源７２は、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃを形成するｘ方向のチャンバ壁１６ａの外部（図１においては、紙面に垂直方向の外部）に配置される。
【００３５】
第１の筒状部７６は、軸に垂直な方向の断面が矩形の筒状の部材であり、ｘ方向に延在して、成膜室の、蒸発源３６よりも下流側に配置されている。また、第１の筒状部７６は、マスク４０よりも下方（成膜源３６側）に配置される。この第１の筒状部７６の筒内には、後述する第１のミラー８０ａおよび移動手段８２が配置される。また、第１の筒状部７６の軸方向の長さは、成膜室のｘ方向の幅と同等で、第１の筒状部７６がｘ方向に成膜室を貫通し、第１の筒状部７６の筒内と成膜室の外部とが連通するように配置されている。すなわち、第１の筒状部７６の筒内と成膜室とは気密に分離されており、筒内に配置される第１のミラー８０ａおよび移動手段８２に成膜物が堆積することを防止する。
【００３６】
また、第１の筒状部７６の蒸発源３６側の面には、フラックスを測定するための測定光Ｌを通過させるために、光透過性の材料、例えば、石英ガラス等で形成された透過窓７６ａが形成されている。透過窓７６ａは、ｘ方向には、後述する第１のミラー８０ａの移動量に応じた十分な長さを有している。また、透過窓７６ａは、上下方向（ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向）には、測定光Ｌが通過するために十分な高さで形成されていればよい。
【００３７】
第２の筒状部７８は、軸に垂直な方向の断面が矩形の筒状の部材であり、ｘ方向に延在して、成膜室の、蒸発源３６よりも上流側に配置されている。また、第２の筒状部７８は、マスク４０よりも下方（成膜源３６側）に配置される。この第２の筒状部７８の筒内には、後述する第２のミラー８０ｂおよび移動手段８２が配置される。また、第２の筒状部７８の軸方向の長さは、成膜室のｘ方向の幅と同等で、第２の筒状部７８がｘ方向に成膜室を貫通し、第２の筒状部７８の筒内と成膜室の外部とが連通するように配置されている。すなわち、第２の筒状部７８の筒内と成膜室とは気密に分離されており、筒内に配置される第２のミラー８０ｂおよび移動手段８２に成膜物が堆積することを防止する。
【００３８】
また、第２の筒状部７８の蒸発源３６側の面には、フラックスを測定するための測定光Ｌを通過させるために、光透過性の材料で形成された透過窓７８ａが形成されている。透過窓７８ａは、ｘ方向には、後述する第２のミラー８０ｂの移動量に応じた十分な長さを有している。また、透過窓７８ａは、上下方向（ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向）には、測定光Ｌが通過するために十分な高さで形成されていればよい。
【００３９】
なお、図示例の第１の筒状部７６および第２の筒状部７８においては、測定光Ｌが通過するための透過窓７６ａおよび７８ａをそれぞれ有する構成としたが、これに限定はされず、筒状部全体が、光透過性の材料で形成されてもよい。
【００４０】
第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂは、光源７２から照射された測定光Ｌを所定の光路に導くためのものである。第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂは、測定光Ｌを反射できればよく、公知のミラーを用いればよい。
【００４１】
具体的には、第１のミラー８０ａは、第１の筒状部７６の筒内を移動可能に配置され、光源７２から照射された測定光Ｌを反射して、ｘ方向から入射した測定光Ｌの光軸をｙ方向に一致させる。第１のミラー８０ａに反射された測定光Ｌは、蒸発源３６の上、すなわち、フラックス中を通過して、第２のミラー８０ｂに至る。
また、第２のミラー８０ｂは、第２の筒状部７８の筒内を移動可能に配置され、第１のミラー８０ａに反射された測定光Ｌを反射して、ｙ方向から入射する測定光Ｌの光軸をｘ方向に一致させる。第２のミラー８０ｂに反射された測定光Ｌは、受光器７４に至る。
【００４２】
受光器７４は、測定光Ｌの光量を測定するものであり、測定光Ｌの光量（輝度／光強度）測定が可能な、公知の原子吸光法によるフラックス測定に用いられる受光器が、全て利用可能である。
なお、測定装置７０において、フラックス量の検出は、例えば、受光器７４が受光した測定光Ｌの光量とフラックスの量との関係とを、予め、実験やシミュレーション等で検出して、テーブル化しておく方法等、原子吸光法を用いるフラックスの測定方法で利用されている、公知の方法によれば良い。
【００４３】
受光器７４は、第２の筒状部７８の筒内に配置される第２のミラー８０ｂから受光器７４に至る測定光Ｌの光路が、ｘ方向と一致するように、配置される。
また、受光器７４は、真空チャンバ１６の外部に配置される。すなわち、受光器７４は、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃを形成するｘ方向のチャンバ壁１６ａの外部（図１においては、紙面に垂直方向の外部）に配置される。
【００４４】
移動手段８２は、第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂをそれぞれ第１の筒状部７６および第２の筒状部７８の筒内で、ｘ方向に移動させるものである。
移動手段８２には、特に限定はなく、一軸アクチュエータ、ラックアンドピニオン、ネジ伝動、プーリとベルトを用いる移動方法等の種々の公知の移動手段が利用可能である。
また、移動手段８２は、第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂのｘ方向の位置を一致させて（同期して）、第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂを移動させる。
【００４５】
移動手段８２が、第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂをｘ方向に移動させることによって、ｘ方向の複数個所で、ｙ方向にフラックスを通過する測定を行なうことができる。これにより、ｘ方向のフラックス分布を測定することができる。
【００４６】
図示例の測定装置７０は、好ましい態様として、遮蔽板８４ａ、８４ｂ、８６ａおよび８６ｂを有する。
遮蔽板８４ａ、８４ｂ、８６ａおよび８６ｂは、第１の筒状部７６の透過窓７６ａ、および、第２の筒状部７８の透過窓７８ａに成膜物が堆積することを防止する板状の遮蔽板である。
【００４７】
具体的には、遮蔽板８４ａおよび遮蔽板８６ａは、第１の筒状部７６の外面の、透過窓７６ａの下方および上方にそれぞれ配置される。すなわち、遮蔽板８４ａおよび遮蔽板８６ａは、ミラー８０ａが反射した測定光が、遮蔽板８４ａおよび遮蔽板８６ａの間を通過するように配置されている。
また、遮蔽板８４ｂおよび遮蔽板８６ｂは、第２の筒状部７８の外面の、透過窓７８ａの下方および上方にそれぞれ配置される。すなわち、遮蔽板８４ｂおよび遮蔽板８６ｂは、ミラー８０ｂに入射する測定光が、遮蔽板８４ｂおよび遮蔽板８６ｂの間を通過するように配置されている。
【００４８】
遮蔽板８４ａ、８４ｂ、８６ａおよび８６ｂを配置して、第１の筒状部７６の透過窓７６ａ、および、第２の筒状部７８の透過窓７８ａに成膜物が堆積することを防止することにより、測定光Ｌの光路が成膜物に汚染されて、正確な測定ができなくなることを防止することができる。
【００４９】
前述のように、特許文献１等に記載されるフラックス測定方法では、ｘ方向のフラックス分布を測定するためには、ｙ方向に測定光を照射するように光源および受光器を配置して、ｘ方向の複数点でフラックス測定を行う必要がある。
ところが、ロール・ツー・ロールによる成膜では、成膜室が搬送方向に長くなってしまう場合がある。この際に、成膜室の外部に光源や受光器を配置して測定を行なっても、吸光量が大きくなり、正確なフラックス測定ができないおそれがある。また、複数の成膜室を有する場合には、各成膜室からのフラックス成分を同時に計測してしまうため、やはり、正確なフラックス測定ができない。
また、幅方向のフラックス分布を測定するために、成膜室内に、光源や受光器を配置すると、当然、フラックス（成膜材料蒸気）によって汚染されてしまい、次第に、正確な測定ができなくなる。
【００５０】
これに対して、本発明では、蒸着フラックスの測定領域の上流側および下流側に、測定光の透過窓を有する筒状の筒状部を配置し、この筒内に光源および受光器、または、ミラーを配置し、光源および受光器、または、ミラーを、筒状部内で移動する。これにより、蒸着フラックスに対する測定光のｘ方向（ｙ方向と直交する方向）の通過位置を変更し、これによりｘ方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。そのため、図１に示す成膜装置１０のように、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、かつ、複数の成膜室を配列してなる装置や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器あるいはミラー等が汚染されることを防止でき、好適にｘ方向のフラックス分布を測定することができる。
【００５１】
なお、図示例の測定装置７０においては、光源７２をフラックス測定領域の下流側に配置し、受光器７４をフラックス測定領域の上流側に配置したが、これに限定はされず、光源７２をフラックス測定領域の上流側に配置し、受光器７４をフラックス測定領域の下流側に配置してもよい。
【００５２】
また、図示例の測定装置７０においては、第１の筒状部７６および第２の筒状部７８とマスク４０ａおよび４０ｂとを別部材として、第１の筒状部７６および第２の筒状部７８をマスク４０ａおよび４０ｂの下方に配置したが、これに限定はされず、第１の筒状部７６および第２の筒状部７８がマスクを兼ねる構成としてもよく、或いは、遮蔽板８４ａ、８４ｂ、８６ａおよび８６ｂがマスクを兼ねる構成としてもよい。
マスクを別部材とし、第１の筒状部７６および第２の筒状部７８の上方、すなわち、基板Ｚにより近い位置に配置することにより、より正確に成膜領域を規定することができる。一方、マスクを他の部材と兼ねることにより、構成が簡単になる。
【００５３】
また、図示例においては、筒状部（第１の筒状部７６および第２の筒状部７８）が成膜室をｘ方向に貫通する構成としたが、これに限定はされず、筒状部内と成膜室とが気密に分離され、所望のｘ方向のフラックス分布を測定できれば、貫通していなくてもよい。
【００５４】
また、図示例の測定装置７０においては、第１の筒状部７６および第２の筒状部７８の筒内に、それぞれ第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂを配置し、第１のミラー８０ａおよび第２のミラー８０ｂを移動手段８２によって移動させる構成としたが、本発明はこれに限定はされず、光源７２および受光器７４を筒状部内に配置し、移動させる構成としてもよい。
【００５５】
図３は、本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例を概念的に示す図である。
なお、図３に示す蒸着フラックス測定装置１００は、図２に示す測定装置７０において、ミラー８０ａおよび８０ｂに代えて、光源７２および受光器７４を筒内に配置する構成以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００５６】
測定装置１００は、光源７２を第１の筒状部７６の筒内に配置し、受光器７４を第２の筒状部７８の筒内に配置する構成を有する。
光源７２は、照射する測定光Ｌの光軸がｙ方向と一致するように配置されている。光源７２が照射した測定光Ｌは、フラックス中を通過して、受光器７４に至る。また、光源７２は、移動手段８２（図示せず）によって、第１の筒状部７６の筒内をｘ方向に移動される。
受光器７４は、第２の筒状部７８の筒内の、光源７２が照射した測定光Ｌを受光する位置に配置される。また、受光器７４は、光源７２の移動に応じて、移動手段８２（図示せず）によって、第２の筒状部７８の筒内をｘ方向に移動される。
【００５７】
このように、光源７２を第１の筒状部７６の筒内に配置し、受光器７４を第２の筒状部７８の筒内に移動可能に配置する構成によっても、光源７２および受光器７４を、ｘ方向に移動させることによって、ｘ方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができ、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、かつ、複数の成膜室を配列してなる装置や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器が汚染されることを防止でき、好適にｘ方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
【００５８】
また、図示例の測定装置７０においては、ミラー８０ａおよび８０ｂを移動させて、ｘ方向の複数個所で測定を行なう構成としたが、本発明はこれに限定はされず、複数のミラーをｘ方向に配列する構成としてもよい。
図４に、本発明の蒸着フラックス測定装置の他の一例の一部を示す。なお、図４に示す測定装置１１０において、ミラー８０ａおよび８０ｂと、移動手段８２とに代えて、複数のハーフミラー１１２、複数のミラー１１４、受光器１１６を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００５９】
測定装置１１０は、第１の筒状部７６の筒内に複数のハーフミラー１１２をｘ方向に配列して配置し、第２の筒状部７８の筒内に複数のミラー１１４をｘ方向およびｙ方向に配列して配置する構成を有する。また、受光器１１６は、複数の測定光をそれぞれ受光し、測定光の光量を測定する。
【００６０】
ハーフミラー１１２は、第１の筒状部７６の筒内にｘ方向に配列して配置されており、光源７２から照射された測定光の一部を反射して、測定光の光軸をｙ方向に一致させる。また、ハーフミラー１１２に反射されなかった測定光は、次のハーフミラー１１２に到達し、その一部が反射され光軸をｙ方向に一致させる。
ハーフミラー１１２に反射された測定光は、蒸発源３６の上（フラックス中）を通過して、ミラー１１４に至る。
このように、筒状部内に複数のハーフミラー１１２を配置し、光源７２から照射された測定光を分離して、ｘ方向の複数個所で、測定光がフラックス中を通過するようにするので、ｘ方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができる。
【００６１】
ミラー１１４は、第２の筒状部７８の筒内にｘ方向およびｙ方向に配列して配置され、ｙ方向から入射する測定光を反射して、測定光の光軸をｘ方向に一致させる。具体的には、ミラー１１４は、ｘ方向には、複数のハーフミラー１１２のｘ方向の位置に対応して、ハーフミラー１１２に反射された複数の測定光が入射する位置それぞれに配置される。また、ｙ方向には、後述する受光器１１６の複数の受光部に対応した位置にそれぞれ配置される。ミラー１１４に反射された測定光は、測定光同士が干渉することなく、受光器１１６に至る。
【００６２】
受光器１１６は、複数のミラー１１４それぞれに反射された複数の測定光を、それぞれ独立に受光する受光部を複数有する受光器である。
【００６３】
このように、第１の筒状部７６の筒内に複数のハーフミラー１１２をｘ方向に配列して配置し、第２の筒状部７８の筒内に複数のミラー１１４をｘ方向およびｙ方向に配列して配置する構成を有するによっても、ｘ方向の複数個所でフラックスの測定を行なうことができ、蒸着フラックス分布を測定することができ、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、かつ、複数の成膜室を配列してなる装置や複数の蒸発源を有する装置でも、光源や受光器が汚染されることを防止でき、好適にｘ方向の蒸着フラックス分布を測定することができる。
【００６４】
なお、図示例の測定装置１１０においては、第１の筒状部７６の筒内に複数のハーフミラー１１２を配置する構成としたが、これに限定はされず、第２の筒状部７８内に配置されるミラー１１４と同様に、ミラーをｘ方向およびｙ方向に配列して配置し、光源を複数とする、あるいは、光源をｙ方向に移動する移動手段を有する構成としてもよい。
ハーフミラーを、筒状部内に複数配列して配置する構成は、複数の光源を用いたり、光源の移動手段を備える必要がなく、構成が簡単になる点で好ましい。
【００６５】
また、図示例の測定装置１１０においては、２つの筒状部内にミラー（ハーフミラー）を複数配置する構成としたが、これに限定はされず、一方の筒状部内にはミラー（ハーフミラー）を複数配置し、他方の筒状部内には、ミラー、あるいは、光源または受光器を移動可能に配置してもよい。
【００６６】
また、図示例の測定装置１１０においては、複数の受光部を有する受光器１１６を用いたが、これに限定はされず、１つの受光部を有する受光器を、複数、ｙ方向に配列して配置してもよく、あるいは、１つの受光器を移動手段によりｙ方向に移動させて、複数の測定光に対応して、受光するようにしてもよい。
【００６７】
図示例の成膜装置１０において、成膜ゾーン２０において、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂおよび第３成膜室２０ｃの各成膜室で成膜する膜は、同じものでも、異なるものでもよい。また、成膜ゾーン２０では、３つの成膜室を全て使用して成膜して成膜を行っても、１室もしくは２室のみを使用して成膜を行ってもよい。
さらに、各成膜室では、必ずしも全ての蒸発源３６を使用する必要はない。
【００６８】
例えば、成膜ゾーン２０（成膜装置１０）において、多元同時蒸着の３段階法によってＣＩＧＣ膜を成膜する場合には、第１成膜室２０ａでは、３つの蒸発源３６に、それぞれ、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅを充填し、第２成膜室２０ｂでは、２つの蒸発源３６に、それぞれ、ＣｕおよびＳｅを充填し、さらに、第３成膜室２０ｃでは、３つの蒸発源３６に、それぞれ、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅを充填する。
その上で、基板Ｚを搬送しつつ第１成膜室２０でインジウム、ガリウム、およびセレンを同時蒸着し、次に、第２成膜室２０ｂで銅およびセレンを同時蒸着し、さらに、第３成膜室２０ｃでインジウム、ガリウム、およびセレンを同時蒸着することにより、基板ＺにＣＩＧＳを成膜する。
【００６９】
供給室１８から第１成膜室２０ａに搬送された基板Ｚは、第１成膜室２０ａ、第２成膜室２０ｂ、第３成膜室２０ｃと、順次、搬送されて、１以上の成膜室において真空蒸着による成膜を行われ、ガイドローラ４６によって案内されて、成膜ゾーン２０（第３成膜室２０ｃ）と巻取り室２４とを分離する隔壁５０に形成された搬入口５０ａから、巻取り室２４に搬送される。
【００７０】
巻取り室２４は、成膜ゾーン２０において成膜された基板Ｚを、巻取り軸１４に巻き取って、再度、ロール状にするものである。
図示例において、巻取り室２４は、前述の巻取り軸１４と、４つのガイドローラ５４ａ〜５４ｄと、巻取り室２４を所定の圧力に排気する真空排気手段５６とを有する。
巻取り室２４に搬送された成膜済の基板Ｚは、ガイドローラ５４ａ〜５４ｄに、順次、案内されて所定の搬送経路で搬送され、巻取り軸１４に巻き取られて、再度、ロール状にされる。
【００７１】
なお、本発明の測定装置において、測定するフラックスには、特に限定はなく、原子吸光法によって測定可能なフラックスが、全て測定可能である。
ここで、本発明の測定装置は、成膜室の中に筒状部を配置し、この筒状部内にミラー、または、光源および受光器を移動可能に配置して、ｘ方向における測定光のフラックス通過位置を変更する。そのため、銅、インジウム、ガリウム等の直進性の高い原子の測定には、特に好適に利用可能である。
【００７２】
以下、成膜装置１０の作用を説明する。
基板ロール１２が回転軸２６に装着されると、基板Ｚが基板ロール１２から引き出され、供給室１８のガイドローラ２８ａ〜２８ｃ、成膜ゾーン２０の各成膜室のガイドローラ３８および最終のガイドローラ４６、巻取り室２４のガイドローラ５４ａ〜５４ｄを経て、巻取り軸１４に至る、所定の搬送経路で挿通される。
また、成膜ゾーン２０において、各成膜室の各蒸発源３６に、成膜する膜に応じた成膜材料が充填される。
【００７３】
基板Ｚが所定の搬送経路で挿通され、成膜材料の充填が終了したら、真空チャンバ１６を閉塞して、真空排気手段３０、４２、および５６を駆動する。
各室の圧力が安定し、かつ、各蒸発源の温度が安定したら、基板Ｚの搬送を開始し、基板Ｚの搬送速度が安定した時点で、成膜ゾーン２０の各成膜室において、蒸着源のシャッタを開放して、基板Ｚへの成膜を開始する。
基板ロール１２から送り出された基板Ｚは、供給室１８から成膜ゾーン２０に搬送されて、各成膜室において、加熱手段３８に加熱されて蒸発源３６によって成膜され、巻取り室２４に搬送され、巻取り軸１４に巻回され、再度、ロール状にされる。
【００７４】
ここで、この基板Ｚへの成膜中、成膜装置１０においては、測定手段７０によって、各成膜材料のｘ方向（基板搬送方向（ｙ方向）と直交する方向（基板Ｚの幅方向））のフラックス分布を測定する。また、前述のように、各蒸発源３６は、ｘ方向に延在する長尺な矩形形状であり、ｘ方向に分割された各領域で、加熱を制御できるように構成される。
成膜装置１０においては、測定したｘ方向のフラックス分布に応じて、膜を形成する各成膜材料が、所定の比率や量となるように各成膜材料の蒸発源３６の加熱を制御する。さらに、測定したｘ方向のフラックス分布に応じて、各蒸発源３６において、成膜材料がｘ方向に均一になるように、ｘ方向における各領域の加熱を制御する。
従って、本発明の測定手段７０を用いる成膜装置１０によれば、成膜した膜中における各成膜材料による成分の量比が適正で、かつ、ｘ方向にも均一な膜を、安定して成膜することができる。
【００７５】
以上、本発明の蒸着フラックス測定装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【００７６】
例えば、図示例においては、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ成膜を行う、ロール・ツー・ロールの装置に、本発明の蒸着フラックス測定装置を利用した例であるが、本発明は、これに限定はされず、カットシート状の基板を所定の方向（ｙ方向）に搬送しつつ、成膜を行う成膜装置にも、好適に利用可能である。
また、本発明は、真空蒸着等の蒸着による成膜おける蒸着フラックスの測定に限定はされず、スパッタリングによる成膜にも、利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
例えば太陽電池に利用されるＣＩＧＳの成膜等、真空蒸着等による成膜における蒸着レート（成膜レート）の管理等に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０    成膜装置
１２    基板ロール
１４    巻取り軸
１６    真空チャンバ
１８    供給室
２０    成膜ゾーン
２０ａ  第１成膜室
２０ｂ  第２成膜室
２０ｃ  第３成膜室
２４    巻取り室
２６    回転軸
２８ａ〜２８ｃ、３８、４６、５４ａ〜５４ｄ  ガイドローラ
３０、４２、５６  真空排気手段
３４、４８、５０  隔壁
３６    蒸発源
４０ａ、４０ｂ  マスク
７０、１００、１１０  （蒸着フラックス）測定装置
７２    光源
７４、１１６    受光器
７６    第１の筒状部
７６ａ、７８ａ  透過窓
７８    第２の筒状部
８０ａ、８０ｂ、１１４  ミラー
８２    移動手段
８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂ  遮蔽板
１１２  ハーフミラー
Ｚ    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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