JP7424927B2 - 膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法、電子デバイスの製造方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
膜厚測定装置、成膜装置、膜厚測定方法、電子デバイスの製造方法、プログラム及び記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
大型基板を分割して得られた複数の基板のうちのいずれかの基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段に支持された前記基板に形成されている膜の膜厚を光学的に測定する測定手段と、
前記測定手段を制御する制御手段と、
を備える膜厚測定装置であって、
前記基板支持手段に支持されている基板の、分割前の前記大型基板における部位に関する基板情報を取得する取得手段を備え、
前記制御手段は、前記取得手段が取得した前記基板情報に基づいて、前記測定手段の測定条件を決定する、
ことを特徴とする膜厚測定装置が提供される。
図1は、本発明の成膜装置が適用可能な電子デバイスの製造ラインの構成の一部を示す模式図である。図1の製造ラインは、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もので、基板100が成膜ブロック301に順次搬送され、基板100に有機ELの成膜が行われる。
図2は本発明の一実施形態に係る成膜装置1の概略図である。成膜装置1は、基板100に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク101を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。成膜装置1で成膜が行われる基板100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、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。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。以下の説明においては成膜装置1が真空蒸着によって基板100に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやCVD等の各種成膜方法を適用可能である。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。
図3(A)は受渡室308の内部構成を模式的に示す断面図、図3(B)は支持ユニット161の構成を模式的に示す平面図である。図3及び後述する図5~6、8~9では基板100の搬送方向(図中の矢印方向)をY方向とする、受渡室308に対して固定された座標系が示されている。すなわち、図2のX-Y方向と図3、5~6、8~9のX-Y方向とは必ずしも一致しない。
まず、受渡室308に設けられるアライメント機構16及び膜厚測定部17を制御する制御装置311の構成について説明する。図4は、受渡室308に設けられる装置及びその制御装置311のハードウェアの構成例を示すブロック図である。制御装置311は、処理部3111(制御手段)、記憶部3112、入出力インタフェース(I/O)3113及び通信部3114を備える。
(概要)
基板100は、搬送室302、バッファ室306及び旋回室307等を経て受渡室308へと搬送される。そのため、基板100は、その搬送過程において搬送に用いられた搬送ロボットの位置制御の精度等に起因した位置のばらつきが生じている場合がある。このばらつきが生じたまま下流側の成膜室303へと基板100が搬送されると、成膜室303におけるアライメントに影響を及ぼすことがある。そのため、本実施形態では、アライメント機構16により受渡室308において予備的なアライメントを実施した上で、基板100を成膜室303へと搬送する。これにより、基板100の搬送によって生じる位置のばらつきが成膜室303におけるアライメントへ及ぼす影響を抑制している。
アライメント機構16によるエッジアライメントの一例について説明する。カメラ163の検知範囲163aは、基板100のエッジ1001及びチャンバ3081に固定されて設けられている基準部材165の基準マーク1651が収まるように設定されている。また、記憶部3112には、検知範囲163a内の座標系(カメラ座標系)と、アライメント機構16全体における座標系(ワールド座標系)とを紐付けた情報が記憶されている。
(概要)
図3(A)~図4を参照する。膜厚測定部17(測定手段)は、内部空間3081aにある、支持ユニット161に支持された基板100に成膜されている膜の膜厚を光学的に測定するものである。成膜室303の成膜装置1による成膜においては、前述の蒸発レートモニタ等によって成膜される膜の膜厚が目標値になるよう制御されている。しかしながら、蒸発レートモニタは基板100上に形成される膜の厚さを直接測定するものではなく、基板100とは別の位置に配置した水晶振動子によって膜厚を間接的に測定するものである。このため、水晶振動子への材料の堆積量や水晶振動子の温度などの様々な要因により、蒸発レートモニタの水晶振動子に堆積する膜の膜厚と基板100に堆積する膜の膜厚が異なったり、測定値自体に誤差が生じたりする場合がある。この測定誤差は基板100に成膜される膜の膜厚のばらつきを生み、パネル品質の低下や歩留まり低下につながることがある。そこで、本実施形態では、受渡室308において、上流側の成膜室303にて基板100に成膜された膜の膜厚を光学的に測定する。これにより、基板100に成膜された膜の膜厚を、直接測定することができる。本実施形態では、膜厚測定部17は、センサユニット172と、調整ユニット173と、を含む。
膜厚測定部17による膜厚測定の一例について説明する。処理部3111は、アライメント機構16によるエッジアライメントの終了後、膜厚測定部17による膜厚測定を実施する。処理部3111は、光源1722に測定光を出力させる。光源1722から出力された測定光は、光ファイバを経由してセンサヘッド1721に導かれ、センサヘッド1721から基板100に投射される。投射された光は、基板100で反射し、センサヘッド1721から光ファイバを経由して分光器1723に入力される。このとき、基板100上の薄膜の表面で反射した光と、薄膜とその下地層との界面で反射した光とが互いに干渉する。このようにして薄膜による干渉や吸収の影響を受けることで、反射スペクトルは、光路長差、すなわち膜厚の影響を受ける。処理部3111は、この反射スペクトルを解析することによって、薄膜の膜厚を測定することができる。例えば、処理部3111は、調整ユニット173を制御してセンサユニット172を走査させながら測定を行うことにより、X方向あるいはY方向の膜厚のばらつきを確認することもできる。
図7は大型基板とカット基板の例を示す図である。本実施形態の基板100は、大型基板から切り出されたカット基板である。大型基板MGは、第6世代フルサイズ(約1500mm×約1850mm)のマザーガラスであり、矩形形状を有している。大型基板MGの一部の角部には、大型基板MGの向きを特定するためのオリエンテーションフラットOFが形成されている。
制御装置311の処理部3111が実行する膜厚測定部17の制御例について説明する。図10(A)は、処理部3111の処理例を示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、処理部3111が上位装置300から膜厚測定の実行指示を受け付けたことに基づいて開始する。なお、上述のように、本実施形態では処理部3111が上位装置300から膜厚測定の実行指示を受けた時点ではアライメント機構16によるエッジアライメントが完了している。
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。この例の場合、図1に例示した成膜ブロック301が、製造ライン上に、例えば、3か所、設けられる。
上記実施形態では、記憶部3112が、基板情報と、調整ユニット173の調整を対応付けて記憶していた。しかし、これらの情報を上位装置300が一括で管理してもよい。
Claims (20)
- 大型基板を分割して得られた複数の基板のうちのいずれかの基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段に支持された前記基板に形成されている膜の膜厚を光学的に測定する測定手段と、
前記測定手段を制御する制御手段と、
を備える膜厚測定装置であって、
前記基板支持手段に支持されている基板の、分割前の前記大型基板における部位に関する基板情報を取得する取得手段を備え、
前記制御手段は、前記取得手段が取得した前記基板情報に基づいて、前記測定手段の測定条件を決定する、
ことを特徴とする膜厚測定装置。 - 大型基板を分割して得られた複数の基板のうちのいずれかの基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段に支持された前記基板に形成されている膜の膜厚を光学的に測定する測定手段と、
前記測定手段を制御する制御手段と、
を備える膜厚測定装置であって、
前記基板支持手段に支持されている基板の、分割前の前記大型基板における部位に関する基板情報を取得する取得手段を備え、
前記測定手段は、前記取得手段が取得した前記基板情報によって異なる測定条件で膜厚を測定する、
ことを特徴とする膜厚測定装置。 - 前記基板支持手段は、前記基板の周縁を支持する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の膜厚測定装置。 - 前記基板支持手段に支持された前記基板のエッジを検知するエッジ検知手段と、
前記エッジ検知手段による検知結果に基づいて前記基板支持手段に支持された前記基板の位置を調整する位置調整手段と、をさらに備え、
前記測定手段による測定は、前記基板に形成されたアライメントマークからの距離が所定の距離となる領域を対象に行われるものであり、
前記測定手段による測定は、前記位置調整手段によって前記基板の位置が調整された後に実行される、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 前記測定条件は、前記基板支持手段と前記測定手段との間の相対的な位置関係を含む、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 前記測定手段は、
光電変換素子と、
前記基板からの光を受光して前記光電変換素子へと導くセンサヘッドと、
前記基板支持手段および前記センサヘッドの少なくとも一方を移動させ、前記基板支持手段に支持された前記基板と前記センサヘッドとの相対位置を調整する調整ユニットと、を有し、
前記制御手段は、前記基板支持手段に支持された前記基板に対する前記センサヘッドの相対的な位置関係を、前記基板情報に基づいて決定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の膜厚測定装置。 - 前記調整ユニットは、前記センサヘッドを移動させ、前記基板支持手段に支持された前記基板と前記センサヘッドとの相対位置を調整する、
ことを特徴とする請求項6に記載の膜厚測定装置。 - 前記相対的な位置関係は、前記基板支持手段に支持された前記基板と前記センサヘッドとの距離を含む、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の膜厚測定装置。 - 前記相対的な位置関係は、前記基板支持手段に支持された前記基板の被成膜面と平行な方向における、前記基板支持手段に支持された前記基板と前記センサヘッドとの位置関係を含むことを特徴とする請求項6~8のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。
- 前記測定手段は、前記基板の膜厚を光学的に測定するセンサユニットを複数有し、
前記制御手段は、前記取得手段が取得した前記基板情報に基づいて、複数の前記センサユニットの測定条件をそれぞれ決定する、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 前記測定手段は、測定光を出力する光源を有し、
前記測定条件は、前記光源から出力する測定光に関する条件を含む、
ことを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 前記光源から出力する測定光に関する条件は、前記測定光の照度を含む、
ことを特徴とする請求項11に記載の膜厚測定装置。 - 前記基板情報は、前記基板を識別する識別情報に含まれる、
ことを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 前記測定手段は、外部装置から搬出された前記基板を前記外部装置と異なる他の外部装置とに受け渡すための受渡室内に設けられることを特徴とする、
請求項1~13のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。 - 基板に成膜する成膜手段と、
前記成膜手段によって前記基板に成膜された膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、を有する成膜装置であって、
前記膜厚測定装置は、請求項1~14のいずれか1項に記載の膜厚測定装置である、
ことを特徴とする成膜装置。 - 大型基板を分割して得られた複数の基板のうちのいずれかの基板を支持する支持工程と、
前記支持工程で支持した前記基板に形成された膜の膜厚を光学的に測定する測定工程と、を有する膜厚測定方法であって、
測定対象の基板の、分割前の前記大型基板における部位に関する基板情報を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された前記基板情報に基づいて、前記測定工程における測定条件を決定する決定工程と、を含む、
ことを特徴とする膜厚測定方法。 - 大型基板を分割して得られた複数の基板のうちのいずれかの基板を支持する支持工程と、
前記支持工程で支持した前記基板に形成された膜の膜厚を光学的に測定する測定工程と、を有する膜厚測定方法であって、
測定対象の基板の、分割前の前記大型基板における部位に関する基板情報を取得する取得工程を備え、
前記測定工程では、取得された前記基板情報によって異なる測定条件で膜厚を測定する、
ことを特徴とする膜厚測定方法。 - 基板に成膜を行う成膜工程と、
請求項16又は17に記載の膜厚測定方法によって前記成膜工程にて前記基板に成膜された膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、を含む、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項16又は17に記載の膜厚測定方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項16又は17に記載の膜厚測定方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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