JP2016191081A - 製膜装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】薄膜を製膜する製膜室と、複数の基材保持装置を備え、基材保持装置は、基材を所定の姿勢で保持しつつ製膜室に出入りするものであり、薄膜の状態を検知する薄膜検知手段を有し、一の基材保持装置によって一の基材を製膜室内に搬送して製膜し、薄膜検知手段によって製膜された一の基材の薄膜の状態を検知し、異常があったことを条件として、一の基材保持装置によって後に搬送される他の基材への製膜条件を変更する構成とする。
【選択図】図16
Description
これらの結果を受けて、本発明者は、基材キャリアや製膜チャンバーのそれぞれに問題があるのではなく、基材キャリアや製膜チャンバーの組み合わせに問題があると考察した。
また、基材保持装置単位で製膜条件を変更するので、前回の基材に異常が生じなかった基材保持装置は、そのままの薄膜条件で製膜することで、以降の基材において、前回と同様、良好な品質の薄膜を製膜できる。
このように、本発明の構成によれば、基材に製膜される薄膜の品質のばらつきを減らし、個体差を小さくできるので、従来に比べて歩留まりがよく、製造コストを低減させることができる。
(1)基材温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室内の圧力
(4)放出開口と基材との距離
(5)放出開口の総開口面積
(6)気体の混合比
(7)印加電圧
(8)高周波パワー密度
(9)プラズマ発生電極と基材との距離
(1)基材温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室内の圧力
(4)放出開口と基材との距離
(5)放出開口の総開口面積
(6)気体の混合比
(10)膜厚
(11)シート抵抗
(12)ヘイズ率
(13)平滑度
(14)結晶化度
また、第1実施形態の製膜装置1は、基材保持装置20を使用して基材50に対して所望の薄膜を形成するものであり、図1で示されるように、基材着脱搬送装置2と、キャリア循環装置群3と、製膜チャンバー群4と、レール5と、移動チャンバー6と、制御装置7(図13参照)を備えている。
そして、本実施形態の製膜装置1は、基材保持装置20と製膜チャンバー群4を構成する製膜チャンバー60との組み合わせを関連付け、その組み合わせごとに製膜条件を調整することを特徴の一つとしている。
このことを踏まえながら、以下、製膜装置1について詳細に説明する。
搬出側搬送ライン11は、製膜後の基材50(以下、製膜済基材50ともいう)を外部に搬出するコンベアラインである。
ロボットアーム12は、公知のロボットアームであり、搬入側搬送ライン10によって搬入された基材50を基材保持装置20に装着し、基材50を装着した基材保持装置20(以下、基材キャリア21ともいう)をキャリア循環装置群3に搬送する動作を実行可能となっている。
また、ロボットアーム12は、キャリア循環装置群3から基材キャリア21を受け取り、基材キャリア21から製膜済基材50を取り外し、製膜済基材50を搬出側搬送ライン11に搬送する動作を実行可能となっている。
光照射手段16は、製膜された基材50の表面に対して均一な光を照射する光照射装置である。
具体的には、光照射手段16は、LEDや有機EL装置等の発光装置である。光照射手段16は、図3に示されるように搬出側搬送ライン11の幅方向Xにおいて直線状に延びたライン状の光を照射可能となっている。すなわち、この光照射手段16からの照射光は、基材50の移動方向Aに対して、直交する方向に延びており、搬出側搬送ライン11の幅方向X全体にわたって照らすことが可能となっている。つまり、製膜済基材50は、搬出側搬送ライン11を移動することによって、製膜済基材50全体が光照射手段16からの照射光を通過することとなる。
撮影手段17は、複数の検出素子を備えており、各検出素子が受光することによって各検出位置での輝度を検出することが可能となっており、一種の光検出手段であるともいえる。
具体的には、撮影手段17は、CCDラインセンサーカメラやCCDエリアセンサーカメラなどのセンサーカメラである。
本実施形態では、撮影手段17は、CDラインセンサーカメラを採用しており、基材50が通過したときに、その散乱光から基材50の表面形状を撮影することが可能である。
図4に示される基材50の被製膜面51に対する撮影手段17の光検出軸の角度θ1は、光照射手段16の照射光の光軸の角度θ2と異なる角度を取っている。
また、光照射手段16の照射光の光軸の角度θ2は、45度以上90度以下であることが好ましく、60度以上90度以下であることがより好ましい。
本実施形態では、撮影手段17の光検出軸の角度θ1は、90度であり、光照射手段16の照射光の光軸の角度θ2は、60度である。
キャリア仮置装置30,31,32は、図5で示されるように、ベース部40と、複数の突条部41と、複数の基体移動装置42を備えている。
ベース部40は、平板状の部位であり、床面等に固定される部位である。
突条部41は、ベース部40の上面から上方に突出した部位であり、基材キャリア21の搬送方向Xに延びた部位である。突条部41は、幅方向Y(搬送方向Xに対して直交する方向)に所定の間隔を空けて配されている。
幅方向Yに隣接する2つの突条部41,41は、互いに平行となるように延びており、搬送方向Xに直線状に延びたガイド溝43を形成している。
一群のピニオンギア45からなる基体移動装置42は、ベース部40の上面に設けられ、基材キャリア21の幅方向Yに並列配置された状態となっている。
各基体移動装置42を構成するピニオンギア45は、隣接する2つの突条部41,41に挟まれたガイド溝43の底部に設けられており、搬送方向Xに一定間隔をあけて設けられている。
第1キャリア仮置装置30は、図1,図2から読み取れるように、前後方向Xにおいて、基材着脱搬送装置2と近接する位置にあって、基材着脱搬送装置2よりも移動チャンバー6側の位置に配されている。
第2キャリア仮置装置31は、前後方向Xにおいて、第1キャリア仮置装置30と近接する位置にあって、第1キャリア仮置装置30よりもさらに移動チャンバー6側(基材着脱搬送装置2と反対側)の位置に配されている。
第3キャリア仮置装置32は、前後方向Xにおいて、第1キャリア仮置装置30と近接する位置にあり、左右方向Yにおいて、第2キャリア仮置装置31に並設されている。
すなわち、第3キャリア仮置装置32は、第1キャリア仮置装置30よりもさらに移動チャンバー6側(基材着脱搬送装置2と反対側)の位置に配されている。
このとき、基材着脱搬送装置2と第1キャリア仮置装置30と第2キャリア仮置装置31が基材キャリア21の搬送方向Xで並列した状態となる。そして、第1キャリア仮置装置30の突条部41及びガイド溝43の位置が第2キャリア仮置装置31の突条部41及びガイド溝43の位置と搬送方向で一致した状態となる。こうなることで、第1キャリア仮置装置30と第2キャリア仮置装置31が連結し一連の搬送路を形成した状態となる。
この状態では、第1キャリア仮置装置30は、基材着脱搬送装置2から基材保持装置20に基材50を取り付けた基材キャリア21を受け取り、当該基材キャリア21を第2キャリア仮置装置31へ搬送可能となる。すなわち、この状態では、第1キャリア仮置装置30から第2キャリア仮置装置31へ基材キャリア21の受け渡しが可能となる。
この状態では、第1キャリア仮置装置30は、第3キャリア仮置装置32から搬送された基材キャリア21を受け取り可能となる。
この製膜室出入口61には、開閉可能なシャッター62が設けられており、シャッター62を閉じた状態とすることで、製膜チャンバー60の内部空間を高い気密性を確保しつつ密閉することが可能となっている。
製膜室63は、プラズマCVD法によって基材50に所望の薄膜を製膜可能となっている。
具体的には、製膜室63の内部空間には、複数の板状の面ヒーター65と、複数の放出装置66と、キャリア設置装置67と、図示しない温媒循環装置と、図示しない第2識別手段を備えている。また、この製膜室63には、弁68を介して真空ポンプ69が接続されており、製膜室63を減圧することが可能となっている。
放出装置66は、図8に示されるように、枠体70にシャワープレート71,72が取り付けられており、各シャワープレート71,72に設けられた複数の放出開口73,74から製膜ガスを噴射可能となっている。
また、放出装置66は、枠体70及びシャワープレート71,72の内部に内部空間75を有しており、内部空間75にプラズマ発生電極76が配されている。
枠体70には、ガスパイプ77を介して製膜ガス供給装置78に接続されており、ガスパイプ77から内部空間75に製膜ガスを供給することが可能となっている。
製膜ガス供給装置78は、製膜ガスの流量や気体の混合比等を調整可能となっている。
また、プラズマ発生電極76には、マッチング回路(MBX)を介して高周波交流電源装置79に接続されており、所望の出力でプラズマを発生することが可能となっている。
高周波交流電源装置79は、高周波パワー密度や印加電圧等を制御可能となっている。
また、シャワープレート71,72の放出開口73,74は、開口面積が可変となっており、放出量を調整することが可能となっている。
さらに、シャワープレート71,72は、その厚み方向に移動可能となっており、基材50の製膜面と放出開口73,74の距離を調整可能となっている。
具体的には、キャリア設置装置67は、図6,図7から読み取れるように、複数の基体移動装置42が基材キャリア21の搬送方向X(製膜室63への基材キャリア21の導入方向)と直交する方向で並列配置された状態となっている。
レール5は、一対のレール本体55,55が互いに平行な状態となるように並設されており、これら一対のレール本体55,55の間に、長尺のラック57が歯面を側方に向けた状態で取り付けられている。
本体部80は、図9に示されるように、天面、底面、左右側面、裏面の5面が囲まれた箱状体であり、その正面には、内外を連通する収納室出入口82が形成されている。
この収納室出入口82の大きさは、製膜チャンバー60の製膜室出入口61(図6参照)の大きさと等しくなっている。この収納室出入口82は、これを遮蔽する部材が設けられておらず、常に開放された状態となっている。
キャリア移動装置85は、上記したキャリア設置装置67と同様のものであり、ガイド溝43と基体移動装置42を複数備えている。
具体的には、複数の基体移動装置42が基材キャリア21の搬送方向X(収納室83への基材キャリア21の導入方向)と直交する方向で並列配置された状態となっている。
また、面ヒーター86は、基材キャリア21の搬送方向X(収納室83への基材キャリア21の導入方向)と直交する方向で並列配置されており、その配置間隔は、製膜チャンバー60の製膜室63に配された面ヒーター65の配置間隔と同一となっている。
ベース板部87は、下面に車輪84と図示しないピニオンギアが取り付けられ、ピニオンギアとラック57の関係によって、レール5上を自走可能となっている。
なお、移動台車81が自走する構成は、いわゆるラックアンドピニオン形式に限定されるものではなく、車輪84を直接モータ等によって回転させる形式にしてもよい。
ガイド部88は、2つのガイド本体90,90が平行に二列配されて構成されており、これらガイド本体90,90の延び方向Xは、ベース板部87に取り付けられた車輪84の軸方向と同一の方向となっている。すなわち、ガイド本体90,90は、ベース板部87の移動方向Yに対して直交方向に延びている。
移動板部89は、ガイド部88の上側に配され、ガイド本体90,90の延び方向Xに移動可能な部位である。すなわち、移動板部89及び収納室83は、図示しないシリンダー等の動力により、一体となってガイド部88に沿って移動可能となっている。別の観点からみると、移動板部89及び収納室83は、移動台車81の移動方向Yに対して直交する方向に移動可能となっている。
キャリアベース22は、基材保持装置20の底部を構成する部位であり、ラック27と車輪28が取り付けられている。
枠体23,24は、幅方向Y(移動方向Xに対して直交する方向)のキャリアベース22の両端部から上方に向かって立ち上がった板状体である。
枠体23,24は、幅方向Yに所定の間隔を空けて互いに主面が対向するように設けられている。言い換えると、二枚の枠体23,24の間には、空隙29が形成された状態となっている。
また、この枠体23,24には、図12に示されるように、正方形の取付孔33,34が2個設けられており、この取付孔33,34の周囲に多数のクリップ26が設けられている。
取付孔33,34は、基材50及び支持板25を取り付け可能な穴であり、枠体23,24を部材厚方向に貫通した貫通孔である。
支持板25は、基材50の背面(非製膜面)を支持する板状体であり、基材50と一体となって枠体23,24に取り付け可能な部材である。
具体的には、識別部35は、バーコード等の識別子が印字された部位である。識別子としては、例えば、QRコード(登録商標)などが採用できる。
なお、ROMには、演算部93に各種制御を行わせるためのプログラム及びデータが記憶され、RAMには、各種設定値や、プログラムの実行に必要なデータが記憶される。
キャリア循環装置群3のキャリア仮置装置31,32及び製膜チャンバー60a〜60eは、レール5の延設方向に並設されており、レール5の外側に隣接する位置にそれぞれ配されている。
未処理基材50が基材着脱搬送装置2内に搬入されると、ロボットアーム12によって、未処理基材50を支持板25に取り付け、さらに第1キャリア仮置装置30で待機した基材保持装置20に取り付けて基材キャリア21を形成する。
そして、基材キャリア21は、第2キャリア仮置装置31上から移動チャンバー6の収納室83内に移動し、収納室83内に収納された状態となる。
具体的には、この製膜工程では、仕掛太陽電池100の光電変換層115を製膜する工程であり、トップセル110を製膜するトップ層形成工程と、中間層111を製膜する中間層形成工程と、ボトムセル112を製膜するボトム層形成工程を実施する。
トップ層形成工程が終了すると、中間層形成工程を実施し、トップセル110上に中間層111を製膜する。
そして、中間層形成工程が終了すると、中間層111上に、p型結晶質半導体層107、i型結晶質半導体層108、及びn型結晶質半導体層109を積層させて光電変換ユニットたるボトムセル112を製膜する。
例えば、半導体層103,104,105,107,108,109は、シリコンガスなどの原料ガスと、水素ガスなどの希釈ガス、リンやホウ素といったドーパントガスなど複数種類の気体を適宜混合して製膜ガスとすることができる。
すなわち、移動チャンバー6の収納室83は、大気又は窒素が導入されて収納室83の内部の圧力が外気圧と均衡化される。そして、移動チャンバー6を第2キャリア仮置装置31と隣接する位置まで移動させ、上述した手順と同様の手順で、他の製膜チャンバー60に基材キャリア21を搬入する。
この手順を繰り返し、すべての製膜チャンバー60のそれぞれに基材キャリア21を搬入していく。
そして、移動チャンバー6の収納室83を製膜チャンバー60側へと移動させ、移動チャンバー6の収納室出入口82と、製膜チャンバー60の製膜室出入口61とを密着させた状態とする。
この状態で製膜チャンバー60のシャッター62を開き、製膜が終了した製膜済基材50を保持した基材キャリア21を移動チャンバー6の収納室83の内部へと搬送する。
その後、第1キャリア仮置装置30は基材キャリア21を支持したまま基材着脱搬送装置2と隣接する位置まで移動し、第1キャリア仮置装置30でロボットアーム12によって基材キャリア21から製膜済基材50が取り外される。そして、製膜済基材50は、ロボットアーム12によって搬出側搬送ライン11に搬送される。
具体的には、基材50の製膜面51の全面積中の第1基準輝度L1以上の面積が第1閾値以上であるかどうか判定する(STEP10)。
このときの第1基準輝度L1や第1閾値は、製膜する薄膜の種類によって適宜設定されるが、例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、当該原画像に対して動的しきい値法により原画像の画素ごとに閾値を設定して、輝度値が閾値を超える部分を抽出画像として抽出する。そして、当該抽出画像を製膜済基材50の1μm×1μmの領域に対応するように複数の領域に分割し、分割した領域において、隣接する領域からの階調差が−5以下である領域の総面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の1%以上であることを条件としてもよい。
また、例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、当該原画像に対して動的しきい値法により原画像の画素ごとに閾値を設定して、輝度値が閾値を超える部分を抽出画像として抽出する。そして、抽出画像において隣接する領域からの階調差が−5以下の領域の総面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の1%以上であることを条件としてもよい。
例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、小領域に分割して小領域ごとにグレー値の平均化処理を行って平均化画像を作成し、平均化画像と原画像の明るさの差分をとり、所定の明るさ以上及び所定の明るさ以下の画像を抽出画像として原画像から抽出する。そして、抽出画像において所定の明るさ以上である面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の1%以上であることを条件としてもよい。
(1)基材50の温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室63内の圧力
(4)放出開口73(放出開口74)と基材50との距離
(5)放出開口73(放出開口74)の総開口面積
(6)気体の混合比
(7)印加電圧
(8)高周波パワー密度
(9)プラズマ発生電極76と基材50との距離
第1変更処方は、製膜に使用された関連付け処方に対して、複数の因子を変更することとしてもよい。
本実施形態では、各プラズマ発生電極76での印加電圧及び製膜ガスを構成する気体の混合比を変化させる。具体的には、各プラズマ発生電極76での印加電圧を所定量増加させ、製膜ガスの希釈比率を所定量増加させる。
このときの第2基準輝度L2や第2閾値は、製膜する薄膜の種類によって適宜設定されるが、例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、当該原画像に対して動的しきい値法により原画像の画素ごとに閾値を設定して、輝度値が閾値を超える部分を抽出画像として抽出する。そして、当該抽出画像を製膜済基材50の1μm×1μmの領域に対応するように複数の領域に分割し、分割した領域において、隣接する領域からの階調差が+5以上である領域の総面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の2%以下であることを条件としてもよい。
また、例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、当該原画像に対して動的しきい値法により原画像の画素ごとに閾値を設定して、輝度値が閾値を超える部分を抽出画像として抽出する。そして、抽出画像において隣接する領域からの階調差が+5以上の領域の総面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の2%以下であることを条件としてもよい。
例えば、製膜済基材50の256階調のグレースケールの原画像を作成し、小領域に分割して小領域ごとにグレー値の平均化処理を行って平均化画像を作成し、平均化画像と原画像の明るさの差分をとり、所定の明るさ以上及び所定の明るさ以下の画像を抽出画像として原画像から抽出する。そして、抽出画像において所定の明るさ以下である面積が製膜済基材50の製膜面51の全面積の2%以上であることを条件としてもよい。
(1)基材50の温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室63内の圧力
(4)放出開口73(放出開口74)と基材50との距離
(5)放出開口73(放出開口74)の総開口面積
(6)気体の混合比
(7)印加電圧
(8)高周波パワー密度
(9)プラズマ発生電極76と基材50との距離
第2変更処方は、製膜に使用された関連付け処方に対して、複数の因子を変更することとしてもよい。
本実施形態では、各プラズマ発生電極76での印加電圧及び製膜ガスを構成する気体の混合比を変化させる。具体的には、各プラズマ発生電極76での印加電圧を所定量減少させ、製膜ガスの希釈比率を所定量減少させる。
このとき移動チャンバー6の動作に並行して、第1キャリア仮置装置30では、基材キャリア21dから製膜済基材50を基材着脱搬送装置2に払い出し(図19(a))、未処理の基材50を受け取って、新たな基材キャリア21dが形成される(図19(b))。
このとき、移動チャンバー6の動作に並行して、第1キャリア仮置装置30は、第3キャリア仮置装置32に近接する位置に移動し(図20(c))、第3キャリア仮置装置32から基材キャリア21aを受け取る(図20(d))。
このとき、移動チャンバー6の動作に並行して、第1キャリア仮置装置30では、基材キャリア21aから製膜済基材50を基材着脱搬送装置2に払い出し(図21(c))、未処理の基材50を受け取って、新たな基材キャリア21aが形成される(図21(d))。
このとき、移動チャンバー6の動作に並行して、第1キャリア仮置装置30は、第3キャリア仮置装置32に近接する位置に移動し(図22(c))、第3キャリア仮置装置32から基材キャリア21bを受け取る(図22(d))。
そして、第2キャリア仮置装置31の位置に着た移動チャンバー6は、第2キャリア仮置装置31から前記工程で使用した基材保持装置20に基材50が固定された基材キャリア21aを受け取る。移動チャンバー6は、基材キャリア21aを積載した状態で製膜チャンバー60aに隣接する位置まで移動し、基材キャリア21aを製膜チャンバー60aに払い出す。
すなわち、基材保持装置20aによって未処理基材50aを製膜チャンバー60a内に搬送して製膜し、薄膜検知手段15によって製膜済基材50aの薄膜の状態を検知し、異常があった場合には、基材保持装置20aによって後に搬送される他の未処理基材50bへの製膜条件を変更する。つまり、基材50aを搬送した基材保持装置20aが別の基材50bを、前回基材50aを製膜した製膜チャンバー60aに搬入し製膜する際には、再度異常が生じないように、基材保持装置20の一つ一つの単位で異常が生じた製膜条件を調整する。そのため、前回に基材50aを保持していた基材保持装置20aが、別の基材50bを製膜チャンバー60aに搬送し製膜した場合でも、前回と同様の異常が生じにくくなり、良好な品質の薄膜を製膜できる。
また、基材保持装置20bによって未処理基材50cを製膜チャンバー60a内に搬送して製膜し、薄膜検知手段15によって製膜済基材50cの薄膜の状態を検知し、異常がなかった場合には、基材保持装置20bによって後に搬送される他の未処理基材50dへの製膜条件を変更せず、そのままの薄膜条件で製膜することで、基材50c以降の基材において、前回と同様、良好な品質の薄膜を製膜できる。
製膜装置200は、図23に示されるように、基材着脱搬送装置2と、キャリア循環装置群3と、製膜チャンバー群201と、レール5と、移動チャンバー202と、制御装置7によって構成される装置である。
製膜ユニット203は、図24に示されるように、製膜チャンバー204と、前室チャンバー205によって構成されている。
製膜室側出入口206の大きさは、製膜チャンバー204の製膜室出入口61の大きさと等しくなっている。
前処理室208は、基材50が製膜チャンバー204に搬入される前に真空引きを行う部屋であり、キャリア移動装置210が設けられている。
キャリア移動装置210は、上記したキャリア設置装置67と同様のものであり、ガイド溝43と基体移動装置42を複数備えている。
また、この前処理室208には、弁211を介して真空ポンプ212が接続されている。
また製膜チャンバー204は、製膜室出入口61が製膜室側出入口206と重なるように前室チャンバー205と一体化されている。
別の観点からみると、前室チャンバー205の収納室側出入口207は、移動チャンバー202の収納室出入口82と対向する方向を向いている。
基材キャリア21が前処理室208内に収納された状態となったことが確認されると、シャッター209を閉じ、継続して前処理室208の真空引きを行う。
このとき、基材50,50の製膜面51,51は、放出装置66と所定の間隔を空けて対面した状態となる。
具体的には、この製膜工程では、真空蒸着法によって、透明導電性酸化物層102上に正孔注入層305、正孔輸送層306、発光層307、電子輸送層308、電子注入層309、及び裏面電極層302を製膜する。
正孔注入層305、正孔輸送層306、発光層307、電子輸送層308、電子注入層309、及び裏面電極層302は、一種類の原料を蒸発させた気体からなる単純ガス又は複数種類の原料を蒸発させて複数種類の気体を混合した混合ガスからなる製膜ガスを固化させることによって形成される。
この手順を繰り返し、すべての製膜チャンバー204のそれぞれに基材キャリア21を搬入していく。
基材キャリア21が移動チャンバー202に収納されると、収納室83を前室チャンバー205から離れる方向へと移動させ、移動チャンバー202を製膜ユニット203から分離する。
この後、第1キャリア仮置装置30が基材着脱搬送装置2と隣接する位置まで移動し、基材キャリア21からロボットアーム12によって製膜済基材50が取り外され、製膜済基材50は搬出側搬送ライン11へと移動する。
そして、薄膜検知手段15の結果に基づいて、判定工程を実施し(STEP6)、基材保持装置20が次の基材50を搬送し製膜する際の製膜条件に対する処方を作成し記憶する。
(1)基材50の温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室63内の圧力
(4)放出開口73(放出開口74)と基材50との距離
(5)放出開口73(放出開口74)の総開口面積
(6)気体の混合比
(1)基材50の温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室63内の圧力
(4)放出開口73(放出開口74)と基材50との距離
(5)放出開口73(放出開口74)の総開口面積
(6)気体の混合比
例えば、膜厚計等によって薄膜の膜厚を測定し、当該薄膜の膜厚によって薄膜の状態の異常の有無を判定してもよいし、抵抗測定器等によって薄膜のシート抵抗を測定し、当該薄膜のシート抵抗によって薄膜の状態の異常の有無を判定してもよい。また、薄膜のヘイズ率によって薄膜の状態の異常の有無を判定してもよいし、ヘイズメーター等によって薄膜の平滑度を測定し、当該薄膜の平滑度によって薄膜の状態の異常の有無を判定してもよい。さらに、ラマン分光器等によって薄膜の結晶化度を測定し、当該薄膜の結晶化度によって薄膜の状態の異常の有無を判定してもよい。
例えば、移動チャンバーに設けられていてもよいし、キャリア仮置装置30,32に設けられていてもよい。
15 薄膜検知手段
16 光照射手段
17 撮影手段
20 基材保持装置
50 基材
63 製膜室
76 プラズマ発生電極
Claims (9)
- 基材上に薄膜を製膜する製膜装置であって、
薄膜を製膜する製膜室と、複数の基材保持装置を備えた製膜装置において、
前記基材保持装置は、前記基材を所定の姿勢で保持しつつ前記製膜室に出入りするものであり、
薄膜の状態を検知する薄膜検知手段を有し、
一の基材保持装置によって一の基材を前記製膜室内に搬送して製膜し、前記薄膜検知手段によって前記製膜された一の基材の薄膜の状態を検知し、異常があったことを条件として、前記一の基材保持装置によって後に搬送される他の基材への製膜条件を変更することを特徴とする製膜装置。 - 前記一の基材保持装置が前記製膜室から出た後、再度前記製膜室に入るまでの間に異なる基材保持装置が製膜室に出入りするものであり、
前記異なる基材保持装置が搬送する基材に対しては、前記他の基材への製膜条件とは異なる製膜条件で製膜することを特徴とする請求項1に記載の製膜装置。 - 複数の製膜室を有し、
特定の基材保持装置によって一の基材を特定の製膜室内に搬送して製膜し、前記薄膜検知手段によって前記製膜された一の基材の薄膜の状態を検知し、異常があったことを条件として、前記特定の基材保持装置と前記特定の製膜室を関連付けして、前記特定の基材保持装置が後に前記特定の製膜室に搬送する他の基材への製膜条件を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載の製膜装置。 - 前記製膜装置は、プラズマCVD装置であり、製膜ガスを固化させることによって薄膜を製膜するものであり、
前記製膜ガスは、一種類の気体からなる単純ガス又は複数種類の気体を混合した混合ガスであり、
プラズマを発生可能なプラズマ発生電極と、前記基材に対して前記製膜ガスを放出する放出開口を有し、
前記製膜された一の基材の薄膜の状態に異常があったことを条件として、前記一の基材保持装置によって搬送される他の基材への少なくとも下記(1)〜(9)のいずれかの製膜条件を前記異常が解消される方向に変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製膜装置。
(1)基材温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室内の圧力
(4)放出開口と基材との距離
(5)放出開口の総開口面積
(6)気体の混合比
(7)印加電圧
(8)高周波パワー密度
(9)プラズマ発生電極と基材との距離 - 前記製膜された一の基材の薄膜の状態に異常があったことを条件として、前記一の基材保持装置によって搬送される他の基材に対する製膜時の印加電圧及び/又は気体の混合比を変更することを特徴とする請求項4に記載の製膜装置。
- 前記薄膜検知手段は、前記製膜された基材の表面に対して光を照射する光照射手段と、前記照射手段から照射された光の前記製膜された基材の表面での散乱光を取り込んで撮影する撮影手段を有し、
前記製膜された基材の製膜面の全面積中の第1基準輝度以上の面積が第1閾値以上であることを条件として、薄膜の状態が異常であるとすることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の製膜装置。 - 前記薄膜検知手段は、前記製膜された基材の表面に対して光を照射する光照射手段と、前記照射手段から照射された光の前記製膜された基材の表面での散乱光を取り込んで撮影する撮影手段を有し、
前記製膜された基材の製膜面の全面積中の第2基準輝度以下の面積が第2閾値以下であることを条件として、薄膜の状態が異常であるとすることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の製膜装置。 - 前記製膜装置は、真空蒸着装置であって、製膜ガスを固化させることによって薄膜を製膜するものであり、
前記製膜ガスは、一種類の気体からなる単純ガス又は複数種類の気体を混合した混合ガスであり、
前記基材に対して、前記製膜ガスを放出する放出開口を有し、
前記製膜された一の基材の薄膜の状態に異常があったことを条件として、前記一の基材保持装置によって搬送される他の基材への少なくとも下記(1)〜(6)のいずれかの製膜条件を前記異常が解消される方向に変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製膜装置。
(1)基材温度
(2)製膜ガスの流量
(3)製膜室内の圧力
(4)放出開口と基材との距離
(5)放出開口の総開口面積
(6)気体の混合比 - 前記薄膜の状態の異常は、下記の(10)〜(14)のいずれかで判定することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の製膜装置。
(10)膜厚
(11)シート抵抗
(12)ヘイズ率
(13)平滑度
(14)結晶化度
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