JP2024037231A - Support device and adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持装置および調整方法に関する。 The present invention relates to a support device and an adjustment method.
特許文献1には、基板支持体に支持される基板上に、マスク支持体に支持されるマスクを介して、成膜源から放出された成膜材料を堆積させることで成膜を行う。上記成膜装置においては、マスクが歪んでいる場合、基板とマスクとの密着度合いの低下を招き、製品不良につながる。
In
近年の基板の大型化に伴い、マスク支持体も大型化しており、平面度を確保するためには、機械加工に多大な時間と費用を要する。そこで特許文献1では、大型のマスク支持体であっても簡単にマスク支持面の平面度を確保することが可能なマスク支持体の平面度調整方法を提供している。
As substrates have become larger in recent years, mask supports have also become larger, and machining requires a great deal of time and cost in order to ensure flatness. Therefore,
しかしながら、特許文献1においては平面度の測定や、平面度に応じた位置ごとの高さ調整量の算出については記載されておらず、マスク支持面を所望の精度に調整するために複数回の調整が必要となり、平面度調整に要する時間が長引くという課題がある。
However,
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マスク支持体によるマスク支持面の平面度を精度よく容易に調整するための技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for accurately and easily adjusting the flatness of a mask support surface by a mask support.
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
チャンバ内に配置され、成膜用のマスクを支持する支持装置であって、
前記チャンバに連結された板状の第一部材と、
前記第一部材に支持され、前記マスクを支持するマスク支持面を有する第二部材と、
前記第一部材と前記第二部材の間に挿入され、前記マスク支持面の高さを調整する調整具と、
前記調整具の挿入位置と、挿入される前記調整具による高さの調整量と、を決定する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第二部材の複数の位置において測定された変位量を取得し、前記変位量に基づいて前記第二部材の平面度を算出し、前記平面度が所定の基準を満たすように、前記調整具の挿入位置および調整量を決定する
ことを特徴とする支持装置である。
The present invention employs the following configuration. That is,
A support device disposed in a chamber and supporting a mask for film formation,
a plate-shaped first member connected to the chamber;
a second member supported by the first member and having a mask support surface that supports the mask;
an adjustment tool inserted between the first member and the second member to adjust the height of the mask support surface;
a control unit that determines an insertion position of the adjusting tool and an amount of height adjustment by the inserted adjusting tool;
has
The control unit acquires the amount of displacement measured at a plurality of positions of the second member, calculates the flatness of the second member based on the amount of displacement, and controls the flatness so that the flatness satisfies a predetermined standard. The support device is characterized in that it determines the insertion position and adjustment amount of the adjustment tool.
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
チャンバ内に配置され、成膜用のマスクを支持する支持装置の調整方法であって、
前記支持装置は、前記チャンバに連結された板状の第一部材と、前記第一部材に支持され、前記マスクを支持するマスク支持面を有する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材の間に挿入され、前記マスク支持面の高さを調整する調整具と、前記調整具の挿入位置
と、挿入される前記調整具による高さの調整量と、を決定する制御部と、を有し、
前記制御部が、前記第二部材の複数の位置において測定された変位量を取得し、前記変位量に基づいて前記第二部材の平面度を算出する工程と、
前記制御部が、前記平面度が所定の基準を満たすように、前記調整具の挿入位置および調整量を決定する工程と、
を有することを特徴とする調整方法である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
A method for adjusting a support device disposed in a chamber and supporting a mask for film formation, the method comprising:
The support device includes a plate-shaped first member connected to the chamber, a second member supported by the first member and having a mask support surface that supports the mask, and the first member and the second member. an adjustment tool that is inserted between members and adjusts the height of the mask support surface; a control section that determines the insertion position of the adjustment tool and the amount of height adjustment by the inserted adjustment tool; has
a step in which the control unit obtains displacement amounts measured at a plurality of positions of the second member, and calculates flatness of the second member based on the displacement amounts;
a step in which the control unit determines the insertion position and adjustment amount of the adjustment tool so that the flatness satisfies a predetermined standard;
This is an adjustment method characterized by having the following.
本発明によれば、マスク支持体によるマスク支持面の平面度を精度よく容易に調整するための技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for accurately and easily adjusting the flatness of a mask support surface by a mask support.
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the following embodiments merely illustrate preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. Furthermore, in the following description, the scope of the present invention is limited to the hardware configuration, software configuration, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shape, etc. of the device, unless otherwise specified. It's not the purpose.
本発明は、基板等の成膜対象物の表面にスパッタリングや蒸着により成膜材料の薄膜を形成する成膜装置に好適である。特に、成膜に用いられるマスクのような平面状部材を支持する支持体に好適である。より詳細には、マスクを回転しながら成膜する成膜装置に利用されるマスク支持体において、マスク支持面を精度良く平坦化するために好適である。本発明は、マスク支持体、マスク支持装置、マスク支持方法、マスク支持装置の調整方法などとして捉えることができる。なお、本発明は平面状部材を支持する支持面の平坦化が必要な装置であれば、適用可能であり、平面状部材はマスクに限定されず、基板などでもよい。よって本発明は、単に、支持体、支持装置、支持方法、調整方法として捉えることもできる。 The present invention is suitable for a film forming apparatus that forms a thin film of a film forming material on the surface of a film forming object such as a substrate by sputtering or vapor deposition. In particular, it is suitable for a support that supports a planar member such as a mask used for film formation. More specifically, it is suitable for accurately flattening a mask support surface in a mask support used in a film forming apparatus that forms a film while rotating a mask. The present invention can be understood as a mask support, a mask support device, a mask support method, a method for adjusting a mask support device, and the like. Note that the present invention can be applied to any device that requires flattening of a support surface that supports a planar member, and the planar member is not limited to a mask, but may be a substrate or the like. Therefore, the present invention can also be understood simply as a support body, a support device, a support method, and an adjustment method.
本発明はまた、成膜装置、成膜装置の調整方法、電子デバイスの製造装置やその調整方法としても捉えられる。本発明はまた、調整方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。 The present invention can also be understood as a film forming apparatus, a method for adjusting the film forming apparatus, an electronic device manufacturing apparatus, and a method for adjusting the same. The present invention can also be understood as a program that causes a computer to execute an adjustment method, and a storage medium that stores the program. A storage medium may be a non-transitory computer readable storage medium.
本発明は、被処理対象である基板の表面に所望のパターンの薄膜を形成する成膜装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属、シリコンなど任意のものを利用できる。成膜材料としては、有機材料、無機材料(金属、金属酸化物)など任意のものを利用できる。基板には、基板材料の表面に既に1つ以上の成膜が行われたものを含んでもよい。本発明の技術は、典型的には、電子デバイスや光学部材の製造装置に適用される。特に、有機EL素子を備える有機ELディスプレイ、それを用いた有機EL表示
装置などの有機電子デバイスに好適である。本発明はまた、薄膜太陽電池、有機CMOSイメージセンサにも利用できる。
The present invention can be preferably applied to a film forming apparatus that forms a thin film with a desired pattern on the surface of a substrate to be processed. Any material such as glass, resin, metal, silicon, etc. can be used as the material for the substrate. As the film-forming material, any material such as an organic material or an inorganic material (metal, metal oxide) can be used. The substrate may include one or more depositions already performed on the surface of the substrate material. The technique of the present invention is typically applied to manufacturing equipment for electronic devices and optical members. In particular, it is suitable for organic electronic devices such as organic EL displays including organic EL elements and organic EL display devices using the same. The present invention can also be used in thin film solar cells and organic CMOS image sensors.
[実施例]
(全体構成)
図1は、電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図である。図1の製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置の表示パネルの製造に用いられる。電子デバイスの製造装置は、一般に、複数の成膜室111、112と、搬送室110と、を有する。搬送室110内には、基板7を保持し搬送する搬送ロボット119が設けられている。搬送ロボット119は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室への基板7の搬入と搬出を行う。各成膜室111、112にはそれぞれ成膜装置(蒸着装置ともよぶ)が設けられている。搬送ロボット119との基板7の受け渡し、基板7とマスクの相対位置の調整(アライメント)、マスク上への基板7の固定、成膜(蒸着)などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。
[Example]
(overall structure)
FIG. 1 is a top view schematically showing a part of the configuration of an electronic device manufacturing apparatus. The manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, for example, to manufacture a display panel of an organic EL display device for a smartphone. An electronic device manufacturing apparatus generally includes a plurality of
図2は、成膜室に配置される成膜装置100の構成を模式的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をZ方向とし、Z方向に直交し、かつ互いに直交する方向をXY方向とするXYZ直交座標系を用いる。成膜時に基板およびマスクは水平面(XY平面)と平行な状態に固定される。基板の短手方向(短辺に平行な方向)をX方向、長手方向(長辺に平行な方向)をY方向とする。またZ軸まわりの回転角をθで表す。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
図2において、成膜装置100は真空槽9を備えている。真空槽9は真空チャンバであり、その内部は真空などの減圧雰囲気、あるいは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される。真空槽9の内部には、基板7を支持する基板支持体8、成膜用のマスク1を支持するマスク支持体2、および成膜源6(蒸発源)が配置される。ここでは、チャンバ下方の成膜源6が成膜材料を上方に放出し、マスク1を介して基板7に付着させる構成としたが、成膜材料の放出方向はこれに限定されない。
In FIG. 2 , a
成膜源6は、成膜源本体6aにノズル6bが設けられた構造である。成膜源本体6aには、成膜材料が収納される坩堝(成膜源容器)、ヒータ、シャッタ、成膜レートモニタなどが含まれる。ヒータが成膜源容器内の成膜材料を加熱することで、ノズル6bから成膜材料が飛翔する。成膜材料としては、形成される膜の種類に応じた所望の材料を使用でき、例えば金属膜を形成するための金属材料や、有機膜を形成するための有機材料を使用できる。
The film-forming
成膜装置100は、制御部170を有する。制御部170は、基板7とマスク1の真空槽9内部への搬入および搬出、基板7とマスク1のアライメント、成膜レートモニタの測定値に応じて膜厚を制御するための成膜源6の制御など、アライメントや成膜の一連の工程を制御する。制御部170は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、I/Oなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部170の機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。なお、製造ラインに複数の成膜装置が含まれる場合、成膜装置ごとに制御部170が設けられてもよいし、1つの制御部170が複数の成膜装置を制御してもよい。
The
基板支持体8は、真空槽9の外部から搬送ロボット119により搬入された基板7を受け取り、所定の位置に移動させる。そして、マスク1と基板が対向した状態で基板7を面内移動させることにより、基板7とマスク1の細かな位置調整(アライメント)を行う。
The
図3は、基板支持体8が基板7を受け取ったときの真空槽9の様子を示す。ここで、真
空槽9の天面の上に配置されたアライメント機構20は、ベース支持部21、アライメントベース22、ベース駆動部23を含む機構である。アライメントベース22は、ベース支持部21によって、真空槽9の天面に固定されている。ベース駆動部23は、接続部10と基板支持体8を介して、XY平面内およびZ方向において基板位置を調整する。すなわちベース駆動部23は、基板7をXY移動させる面内移動機構およびZ方向に上下させるZ移動機構を含む、駆動機構である。
FIG. 3 shows the state of the
図3において、搬送ロボット119から受け取った基板7は基板支持体8により支持されている。アライメント機構20は、基板7をZ移動させてマスク1に対向させたのち、カメラ(不図示)による撮像画像における基板マークとマスクマークの所定の位置関係となるように、基板7を面内移動させる。アライメントが完了すると、基板7を下降させてマスク1に載置する。その後、基板支持体8および接続部10がマスク1の回転を妨げないような位置に退避させる。これにより、図2のような状態となる。
In FIG. 3, the
(マスク支持体の構造)
マスク支持体2は、第一部材3と、この第一部材3上に設けられる第二部材4と、第一部材3および第二部材4の間に設けられる高さ調整具5を有する構成である。第一部材3は、第二部材4を支持する板状の部材である。第二部材4は、マスク1を支持するマスク支持面を有する板状の部材である。ここで、第一部材3と第二部材4の少なくともいずれか一方は、複数の部材で構成されている。また、高さ調整具5により第二部材4の表面(マスク支持面)の高さは調整された状態となっている。マスク支持体2を、成膜用のマスクを支持する支持装置だと考えてもよい。また、マスク支持体2と、制御部170を合わせて支持装置だと考えてもよい。
(Structure of mask support)
The
なお、マスク1についても、基板7と同様に、真空槽9への搬入および搬出が可能であり、所定の枚数の基板7に対する成膜処理の完了後、制御部170の制御によりマスク交換が行われる。真空槽内部にマスク1を供給する際には、搬入ロボットを用いて搬入されたマスク1を、後述する、接続部10に連結されたマスク運搬部108を用いて運搬してもよい。
It should be noted that the
真空槽9の天面には、回転軸支持部15が固定されている。回転軸支持部15には、回転軸12および回転軸駆動部16が連結されている。回転軸12はシャフト状の部材であり、回転中心線Nを中心として回転可能な形で回転軸支持部15に接続されている。回転軸駆動部16は、モータ等を備える駆動機構であり、回転軸12を回転させる。回転軸12の先には連結部材11が接続されている。連結部材11は、回転軸12に連結されるXY方向の面を有する回転軸連結部11aと、マスク支持体2に連結されるZ方向の複数のシャフトを有するマスク連結部11bを含む。
A rotating
マスク支持体2の第一部材3は、真空槽9の天面から、回転軸12および連結部材11を介して吊下げ状態で連結されている。また、マスク支持体2の第二部材4は、第一部材3により支持されるとともに、マスク1を支持する。このような構成により、回転軸12が回転したとき、マスク支持体2も共に回転する。その結果、マスク1およびそれに載置された基板7もまた回転する。かかる回転成膜装置を用いてマスク1を回転させながら成膜を行うことにより、基板7に一様に成膜を行うことが可能となる。なお、第一部材3の固定方法は吊り下げに限定されず、回転可能な形で真空槽9に対して連結されていればよい。例えばチャンバの下面から突出した回転軸に、マスク支持体2が設置される構成でもよい。
The
このように、本実施例の成膜装置100においては、マスク支持体2を回転させながら成膜を行う。そのため、マスク支持体2の各部材や、連結部材11の各部材が、回転中に
他の部材と干渉しないような構造にする必要がある。具体的には、連結部材11の回転軸連結部11aは、マスク支持体2の第一部材3の四辺に含まれる二組の対向辺ペアのうち、一方の対向辺ペアのみに接続されている。以降、回転軸連結部11aが接続される辺を連結辺、回転軸連結部11aが接続されない辺を非連結辺とも呼ぶ。さらに回転軸連結部11aは、他の部材との干渉を避けるために、図2に示すように、連結辺の中央部のみに配置されている。その結果、第一部材3の両端が片持ち構造となっている。
In this manner, in the
すなわち、図3に示すように、第一部材3には両端が支持された両端支持領域3fと、一端のみが支持された片持ち領域3gが含まれる。両端支持領域3fは構造的に安定しており、マスク1や基板7の重量が掛かっても変形の程度は少ない。しかし一端が自由端である片持ち領域3gは比較的、変形しやすい。第一部材3に変形が生じると、その上に配置されている第二部材4にも変形が生じやすく、マスク1を支持するマスク支持面の平面度の低下に繋がる。なお、本実施例では略長方形のマスク支持体2を用いたが、長方形以外の形状のマスク支持体2を用いる場合であっても、マスクを回転させる以上は干渉を避けるために連結部材11の配置に制約があるため、片持ち構造が生じる可能性がある。
That is, as shown in FIG. 3, the
発明者は、上記のような片持ち構造のマスク支持体2における課題について検討した。例えば特許文献1では、マスク支持体の第一部材3の両端が天面から吊り下げ支持された構造となっているため、第一部材3の安定度は全体的に高い。よって、第一部材3と第二部材4の間に、高さhである高さ調整具5を挿入したとき、第二部材4のマスク支持面は、高さhの分だけ上昇する。一方、本実施例では、マスク支持体の第一部材3が片持ち領域3gを有する構成である。かかる構成において、片持ち領域3gと第二部材4の間に高さhである高さ調整具5を挿入した場合、力が第二部材4を押し上げる力と、片持ち領域3gを押し下げる力に分かれるため、マスク支持面の上昇量が高さhよりも少なくなってしまう。そのため本実施例では、片持ち構造を考慮に入れた調整を行う必要がある。
The inventor studied the problems with the
図4に、本実施例のマスク支持体2の分解斜視図を示す。下側の第一部材3を矩形枠状(額縁状)の成形体とした。なお、第一部材3にマスク連結部11bの各シャフトを組み付ける製造方法でもよく、第一部材3とマスク連結部11bを一体の成形体としてもよい。上側の第二部材4は複数の部材(部分部材4a~4d)から構成される。複数の部分部材を組み合わせて第二部材4としたとき、第二部材全体として第一部材3より一回り小さい矩形枠状(額縁状)となる。本実施例のマスク1はフレームにマスク箔が張架された構造であり、第二部材4の各部分部材はマスクフレームの各辺を支持する。
FIG. 4 shows an exploded perspective view of the
本実施例のように上側の第二部材4を複数の部材で構成した場合、複数の部材の各々の高さを、高さ調整具5により調整することできる。高さ調整具5としては、本実施例では薄板状のシムを採用している。すなわち、シムの有無及び厚さの違いを用いて第二部材4の複数部材の高さを調整できる。本実施例では、部分部材4a~4dそれぞれに、複数の高さ調整具5を適用できる。これにより、各部分部材の中でも位置ごとに高さを調整できる。なお、位置ごとにシムの厚さを調整する際には、同じ厚さのシムの枚数を変えても良いし、シム自体の厚さを変えても良い。
When the upper
これにより、別々に高さが微調整された複数の部材の表面で各々マスク1を支持することができるため、マスク1を歪みなく平面で支持することが可能である。
As a result, the
本実施例の第二部材4は、辺毎に複数の板状の部分部材で構成されている。本実施例の第二部材4には、対向する2つの長辺部に対応する部分部材4a、4cと、対向する2つの短辺部に対応する部分部材4b、4dが含まれる。
The
上述したように、第一部材3は真空槽9内に連結部材を介して吊下げられた状態で設け
られており、この第一部材3に第二部材4を重ね合わせた状態で高さ調整具5による高さ調整を行う。この高さ調整は、典型的には、成膜装置の設置時の初期作業や、定期メンテナンス作業、トラブル対応作業のときに行われる。
As described above, the
図4に示したように、第二部材4の長辺部に相当する部分部材4aと4cには、切り欠き部201を設けている。この切り欠き部201は、第二部材4上へマスク1を供給、排出する時にマスク運搬部108との干渉を避けるように配置されている。すなわち、図5(b)に示すように、マスク運搬部108は、マスク1を受けるマスク受面108aと、マスク受面108aと接続部10を連結させる受面連結部108bと、を有する。マスク運搬部108は、真空槽9に搬入されたマスク1をマスク受面108aで受けると、受面連結部108bと接続部10を介してZ方向の駆動力を供給され、マスク1を第二部材4に載置する。図5(a)はこの様子を示しており、マスク受面108aが切り欠き部201に入り込みながら下方に移動することにより、マスク受面108aに支持されたマスク1(図中、点線で示す)が、第二部材4に受け渡される。ただし、マスク供給手段はこれに限定されず、例えばレール上をローラーにより移動する運搬機構を用いてもよい。その場合、切り欠き部201も必ずしも必要ではない。
As shown in FIG. 4,
なお、本実施例では第二部材4が複数の部分部材で構成されるものとした。しかし本発明はこれに限定されず、第一部材3が複数の部分部材で構成されていてもよいし、第一部材3と第二部材4の両方が複数の部分部材で構成されていてもよい。第一部材3および第二部材4の少なくともいずれか一方が複数の部材で構成され、高さ調整具5により高さが調整された第二部材4の表面でマスク1が支持されるものであればよい。
In this embodiment, the
(平面度測定治工具)
図6を参照して、本実施例において平面度測定治工具106を用いて第二部材4の表面の平面状態を測定する方法を説明する。平面度測定治工具106は、水準器101を測定板102と固定板103を用いて挟み込み、測定板102と固定板103を固定柱104で連結した構成の治工具である。測定板102下部の左右二箇所には、下部部材105が設けられている。なお本実施例においては、水準器101はデジタル式の水準器を使用している。
(Flatness measurement jig)
With reference to FIG. 6, a method of measuring the planar state of the surface of the
測定板102の下面102aと、2つの下部部材105それぞれの側面105aにより、凹形状107が形成されている。下面102aと2つの側面105aは、合わせて、測定面を形成している。平面度測定治工具106の使用時には、測定面を第二部材4の表面と接触させながら測定を行う。下部部材105の側面105a同士の間隔は、高さ調整具5の配置にあわせた測定間隔に設定し、本実施例においては、140mmに設定している。
A
(平面度測定方法)
第二部材4の平面状態は、平面度測定治工具106に組み付けられた水準器101の値を、予め設定した測定間隔ごとに記録して確認する。図7において、複数の設置予定位置109は、平面度測定治工具106を設置する予定位置であり、本実施例では140mmごとに設けられている。はじめに、第二部材4の表面にスケール125を設置する。スケール125には、測定間隔ごとに、平面度測定治工具106の設置の目印としてのマーキング125aが記入されている。
(Flatness measurement method)
The planar state of the
次に、平面度測定治工具106に組み付けられた水準器101のゼロ点確認を実施する。そして、図7に示すように、第二部材4の長辺部に対応する部分部材4a上の複数の設置予定位置109のうち、第二部材4の短辺部に対応する部分部材4bに近い側の設置予定位置109aに、平面度測定治工具106を設置する。この時、スケール125のマー
キング125aを用いることで設置が容易になる。そして、水準器101の値を記録する。
Next, the zero point of the
次に、平面度測定治工具106を、第二部材4の別の短辺部に対応する部分部材4dに近づけるように、第二部材4の表面を移動させる。このとき、スケール125のマーキング125aを用いることで、容易に測定間隔の分だけ移動させることができる。順次、平面度測定治工具106をマーキングに沿って送りながら測定することにより、部分部材4aの全体を測定できる。
Next, the surface of the
さらに、部分部材4b~4dについても同様に平面度を測定する。本実施例においては、部分部材4a上で11箇所、部分部材4b上で7箇所、部分部材4c上で11箇所、部分部材4d上で7箇所の、計36箇所測定する。
Furthermore, the flatness of the
第二部材4の各辺の平面度測定は、測定誤差軽減のため、1箇所につき2回ずつ実施することが好ましい。2回測定した結果、1回目と2回目の測定値が0.05mm以上の差があった場合は、誤差があった箇所のみ測定をやり直す。やり直した結果、測定誤差が0.05mm以内となった数値を記録する。例えば、ある設置予定位置109において、1回目の測定値が0.50mm、2回目の測定値が0.64mmだった場合、測定をやり直す。3回目の測定値が0.64mmだった場合、2回目と3回目の測定値を採用する。一方、3回目の測定値が0.48mmだった場合、1回目と3回目の測定値を採用する。
It is preferable to measure the flatness of each side of the
第二部材4の各辺全ての測定が終了したら、平面度を自動で計算する表計算ソフトを使用して、測定した平面状態を平面度として評価する。平面度の評価は、制御部170またはその他のコンピュータが実行する。本実施例での平面度とは、第二部材4の全体で1つ定まる、マスク1の支持面の平面度を示す値である。また調整量とは、マスク1の支持面を所望の平面度とするために必要な高さ調整の程度を示し、高さ調整具5による調整が必要な位置や高さで示される。本実施例においては、表計算ソフトには平面度調整方法に記載の計算式が事前に設定されており、測定した値を測定値入力欄に入力することにより、平面度と調整量を自動で算出することができる。平面度は第二部材4の各辺の測定値を全て入力すると、平面度表示欄に平面度が表示され、平面度表示欄に表示された値が所望の精度になっている場合は調整が完了となる。所望の精度になっていない場合は、次に示す平面度調整を実施する。このようにして、制御部170は、調整具の挿入位置と、挿入される調整具による高さの調整量とを決定する。
When all sides of the
(平面度調整方法)
本実施例においては、第二部材4の2つの長辺部に対応する部分部材4a、4cと、2つの短辺部に対応する部分部材4b、4dの平面状態から算出される平面度を基に、調整の可否を判断する。調整が必要な場合は、調整量表示欄に表示された値を基に高さ調整具5を必要数準備し、第一部材3と第二部材4の間に挟んで調整を実施する。
(Flatness adjustment method)
In this embodiment, the flatness is calculated based on the planar state of the
高さ調整具5の調整量を算出するにあたり、まずは第二部材4の平面度の算出について説明する。平面度算出においては、第二部材4の各部分部材4a~4dの表面を平面度測定治工具106にて測定した値を基に、測定位置ごとの変位量を算出する。なお、この例では、上述の通り1箇所につき2回の測定値が得られているものとする。以下の説明で、変位量Dは、ある測定箇所での変位量を示し、1箇所目の変位量をD1、n箇所目の変位量をDnとする。また、1箇所目における1回目の測定値をM11、2回目の測定値をM12とし、n箇所目における1回目の測定値をMn1、2回目の測定値をMn2とする。また、測定間隔をG(mm)とする。
In calculating the adjustment amount of the
このとき、1箇所目の変位量D1は、以下の式(1)にて算出する。
D1=(M11+M12)÷2×G …(1)
また、n箇所目の変位量Dnは、以下の式(2)にて算出する。
Dn=(Mn1+Mn2)÷2×G+Dn-1 …(2)
測定箇所ごとの変位量を累積させていくことにより、平面全体での変位量を表す値を求めることが可能となる。
At this time, the displacement amount D1 at the first location is calculated using the following equation (1).
D 1 =(M 11 +M 12 )÷2×G...(1)
Further, the displacement amount D n at the n-th location is calculated using the following equation (2).
D n =(M n1 +M n2 )÷2×G+D n-1 …(2)
By accumulating the amount of displacement for each measurement location, it is possible to obtain a value representing the amount of displacement on the entire plane.
ここで、第二部材4は辺毎に複数の板状の部材で構成されている。そのため、変位量の算出においても辺の繋がりを考慮に入れる必要がある。そこで本実施例においては、図8に示したように、第二部材4の隣接する部分部材4aと部分部材4bをまたぐような形で、設置予定位置109cを設けている。これにより、長辺部と短辺部との間を、平面度測定治工具106で繋いで測定することができる。同様に、辺の繋ぎ目に設置予定位置109d、109e、109fを設ける。これにより、複数部材で構成された第二部材4の全体における平面度を測定できる。
Here, the
次に、各測定位置における変位量と、測定位置から、最小二乗法を用いて平面を算出する(以下、最小二乗平面と呼ぶ)。そして、最小二乗平面を基準面とした時の、変位量の最大値と最小値を取得し、最大値と最小値の差分を平面度として算出する。平面度が所定の基準を満たしていればマスク支持面は十分に平坦であるが、平面度が基準を満たしていなければ、高さ調整が必要となる。 Next, a plane is calculated using the least squares method from the displacement amount at each measurement position and the measurement position (hereinafter referred to as a least squares plane). Then, when the least squares plane is used as a reference plane, the maximum value and minimum value of the displacement amount are obtained, and the difference between the maximum value and the minimum value is calculated as the flatness. If the flatness meets a predetermined standard, the mask support surface is sufficiently flat; however, if the flatness does not meet the standard, height adjustment is required.
(調整量の算出)
次に高さ調整具5の調整量の算出について説明する。第一部材3と第二部材4の間に高さ調整具5が挿入されていない状態から、第二部材4の表面が所望の精度の平面度となった状態に調整するためには、変位量が大きく、高くなっている箇所を基準にして、変位量の小さい、低くなっている箇所に高さ調整具5を挿入する必要がある。そのため、挿入位置における変位量の、測定データの最大値との差分を、高さ調整具5による調整量として算出する。なお、調整量は、平面度が基準を満たすようになる程度の量であればよい。
(Calculation of adjustment amount)
Next, calculation of the adjustment amount of the
マスク支持体2の両端が片持ち構造でなければ、測定データの最大値と最小値の差から求めた調整量のみを用いて第二部材4の平面度を所望の精度に調整可能である。しかし、マスク支持体2の両端が片持ち構造である場合、第一部材3と第二部材4の間に高さ調整具5を挟むと、第二部材4だけでなく、第一部材3も変形させてしまう。つまり、片持ち領域3gにおいて高さ調整具5を挟み込んだ場合、第二部材4の面が上方に持ち上げると同時に第一部材3の面が下方に下がるため、マスク支持面が所望の位置まで持ち上がらない。したがって片持ち構造のマスクにおいては、測定データの最大値との差から求めた調整量だけでは第二部材4の平面度を所望の精度に調整できない。
If both ends of the
以上を鑑みて、本実施例では、図9に図示したように、高さ調整具5を挿入する位置ごとに、第一部材3の剛性値と第二部材4の剛性値から補正係数を算出し、調整量に補正係数を乗じた厚さの高さ調整具5を準備する。ここで述べる剛性値とは、高さ調整具5を挿入する位置の部材を変形させるために必要な力であり、単位は例えば(N/m)である。なお、同一部材でも部材形状が変化している場合(例えば、途中に切り欠き部201が設けてある場合)、算出される剛性値は高さ調整具5を挿入する位置ごとに異なる。
In view of the above, in this embodiment, as shown in FIG. 9, a correction coefficient is calculated from the rigidity value of the
本実施例では、シミュレーションにより第一部材3と第二部材4の剛性値を算出した。具体的には、支持体またはボルト固定されている箇所を拘束点とした部材のみを登場させたシミュレーションを実施した。高さ調整具5を挿入する位置に荷重を印加して、高さ調整具5を挟んだ時の反力を表現し、印加した荷重と、加重作用点における部材の変位量からとの比に基づいて、剛性値を算出した。より好適には、第一部材3と第二部材4を含み、支持体など変形に寄与する構造体を含めたシミュレーションを行うとよい。なお、シミ
ュレーションではなく、実験的に剛性値を求めてもよい。また、メーカーの公表値など、装置に固有の予め定められた値がある場合は、それを用いてもよい。
In this example, the rigidity values of the
補正係数は第一部材3の剛性値をA、第二部材4の剛性値をBとした時に、以下の計算式(3)により算出する。
補正係数=(A+B)÷B …(3)
The correction coefficient is calculated by the following formula (3), where A is the stiffness value of the
Correction coefficient = (A+B)÷B...(3)
本実施例においては、マスク支持体2が片持ち構造で、かつ、第二部材4の長辺部に切り欠き部201があるため、切り欠き部201よりも先端側における第二部材4の剛性値は下がる。そのため、図9に図示したような補正係数曲線になる。例えば、切り欠き部201に近い先端側の高さ調整具5aにおいては、第一部材3と第二部材4の間の剛性値がほぼ等しくなるため、補正係数は2に近づく(本実施例では2.1)。ここでは、予め定められた補正係数をグラフで示したが、高さ調整具5の位置ごとに数値で示されていてもよい。
In this embodiment, since the
続いて、補正係数曲線に基づいて、調整量表示欄に表示されている値に補正係数を乗じた厚さの高さ調整具5を用意する。用意した高さ調整具5を第一部材3と第二部材4間に挟み込んで調整を行う。調整が完了したら、再度、平面度測定治工具106を用いて、第二部材4の平面度を確認し、所望の精度になっていれば調整が完了となる。
Next, based on the correction coefficient curve, a
以上説明したように、本発明によれば、第一部材3と第二部材4を用いてマスク1を支持するマスク支持体2において、マスク支持面の平面度を容易に測定でき、所望の平面度を実現するための各位置での高さ調整量を算出できる。また、第一部材3および第二部材4の少なくともいずれか一方を複数の部材で構成することで、全体としては大型であっても、第一部材3若しくは第二部材4を構成する各部材を、普及品の小型の加工装置に投入できる程度の大きさにすることができる。そのため、平坦化において作業時間の短縮やコストの低減が可能になる。また、高さ調整具5を用いて微調整を行うことにより、第一部材3と第二部材4とを重ね合わせて多少平坦でない部分があっても、第二部材4の表面(マスク支持面)を精度良く平坦化することができる。特に本発明においては、回転成膜装置のようにマスク支持体が片持ち構造になる場合であっても、高さ調整量を補正して精度よい平坦化が可能である。
As explained above, according to the present invention, in the
1:マスク、2:マスク支持体、3:第一部材、4:第二部材、5:高さ調整具、9:真空槽、170:制御部 1: Mask, 2: Mask support, 3: First member, 4: Second member, 5: Height adjuster, 9: Vacuum chamber, 170: Control unit
Claims (9)
前記チャンバに連結された板状の第一部材と、
前記第一部材に支持され、前記マスクを支持するマスク支持面を有する第二部材と、
前記第一部材と前記第二部材の間に挿入され、前記マスク支持面の高さを調整する調整具と、
前記調整具の挿入位置と、挿入される前記調整具による高さの調整量と、を決定する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第二部材の複数の位置において測定された変位量を取得し、前記変位量に基づいて前記第二部材の平面度を算出し、前記平面度が所定の基準を満たすように、前記調整具の挿入位置および調整量を決定する
ことを特徴とする支持装置。 A support device disposed in a chamber and supporting a mask for film formation,
a plate-shaped first member connected to the chamber;
a second member supported by the first member and having a mask support surface that supports the mask;
an adjustment tool inserted between the first member and the second member to adjust the height of the mask support surface;
a control unit that determines an insertion position of the adjustment tool and an amount of height adjustment by the inserted adjustment tool;
has
The control unit acquires the amount of displacement measured at a plurality of positions of the second member, calculates the flatness of the second member based on the amount of displacement, and controls the flatness so that the flatness satisfies a predetermined standard. The support device is characterized in that the insertion position and adjustment amount of the adjustment tool are determined.
ことを特徴とする請求項1に記載の支持装置。 The control unit determines the adjustment amount based on the difference between the displacement amount at the insertion position and the maximum value of the displacement amounts measured at a plurality of positions, and The support device according to claim 1, wherein the adjustment amount is corrected based on a stiffness value of the second member.
ことを特徴とする請求項2に記載の支持装置。 3. The control unit corrects the adjustment amount based on a correction coefficient predetermined for each position based on stiffness values of the first member and the second member. Support device.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の支持装置。 The support device according to claim 2 or 3, wherein the first member has a cantilever region supported in a cantilever structure.
ことを特徴とする請求項4に記載の支持装置。 5. The support device is connected to the chamber by a rotating shaft, and in the chamber, the film is formed on the substrate through the mask while the support device rotates. support device.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の支持装置。 4. The support device according to claim 2, wherein the second member is provided with a notch.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の支持装置。 Claims 1 to 3, wherein the displacement amount acquired by the control unit is a displacement amount measured while moving a plurality of positions on the surface of the second member using a jig and a tool equipped with a spirit level. The support device according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の支持装置。 The support device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the first member and the second member is composed of a plurality of partial members.
前記支持装置は、前記チャンバに連結された板状の第一部材と、前記第一部材に支持され、前記マスクを支持するマスク支持面を有する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材の間に挿入され、前記マスク支持面の高さを調整する調整具と、前記調整具の挿入位置と、挿入される前記調整具による高さの調整量と、を決定する制御部と、を有し、
前記制御部が、前記第二部材の複数の位置において測定された変位量を取得し、前記変位量に基づいて前記第二部材の平面度を算出する工程と、
前記制御部が、前記平面度が所定の基準を満たすように、前記調整具の挿入位置および調整量を決定する工程と、
を有することを特徴とする調整方法。 A method for adjusting a support device disposed in a chamber and supporting a mask for film formation, the method comprising:
The support device includes a plate-shaped first member connected to the chamber, a second member supported by the first member and having a mask support surface that supports the mask, and the first member and the second member. an adjustment tool that is inserted between members and adjusts the height of the mask support surface; a control section that determines the insertion position of the adjustment tool and the amount of height adjustment by the inserted adjustment tool; has
a step in which the control unit obtains displacement amounts measured at a plurality of positions of the second member, and calculates flatness of the second member based on the displacement amounts;
a step in which the control unit determines the insertion position and adjustment amount of the adjustment tool so that the flatness satisfies a predetermined standard;
An adjustment method characterized by having the following.
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