JPH11344314A - Film thickness measuring device - Google Patents

Film thickness measuring device

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Publication number
JPH11344314A
JPH11344314A JP14965198A JP14965198A JPH11344314A JP H11344314 A JPH11344314 A JP H11344314A JP 14965198 A JP14965198 A JP 14965198A JP 14965198 A JP14965198 A JP 14965198A JP H11344314 A JPH11344314 A JP H11344314A
Authority
JP
Japan
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light
thin film
film thickness
substrate
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP14965198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Hoshino
博史 星野
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Kyocera Display Corp
Original Assignee
Kyocera Display Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Display Corp filed Critical Kyocera Display Corp
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Publication of JPH11344314A publication Critical patent/JPH11344314A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film thickness measuring device capable of measuring the thickness of a thin film on a substrate during the production process of indication element and the like. SOLUTION: A light radiation means 3 radiating light to a thin film 2 on a substrate 1, an observation wavelength forming means 7 forming an observation wavelength from the light having passed the thin film 2, a light intensity detection means 6 detecting the light intensity of a specific wavelength formed by the observation wavelength forming means 7, and a film thickness detection means 9 detecting the film thickness of the thin film based on the light intensity detected by the light intensity detection means 6 are provided. Light is cast on the thin film 2 on the substrate 1 with the light radiation means 3, a specific observation wavelength only is selected from the light having passed the thin film 2 with the observation wavelength forming means 7, the light intensity of the specific wavelength is detected with the light intensity detection means 6 and based on the light intensity, the film thickness of the thin film is detected with the film thickness detection means 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子などに用
いられる透明基板あるいは反射基板上に形成される薄膜
の膜厚を測定する膜厚測定装置に係り、特に、表示素子
などの製造工程において薄膜の膜厚を測定し得るように
した膜厚測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film thickness measuring device for measuring the thickness of a thin film formed on a transparent substrate or a reflective substrate used for a display element or the like, and more particularly to a method for manufacturing a display element or the like. The present invention relates to a film thickness measuring device capable of measuring the thickness of a thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、奥行きのある陰極線管に代わっ
て、液晶表示素子、プラズマディスプレイ、エレクトロ
ルミネッセンスなどの平面型表示素子が、その薄型軽量
性、低消費電力性、高視認性などという利点の故に市場
で広く受け入れられつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, flat display devices such as a liquid crystal display device, a plasma display, and electroluminescence have been proposed in place of a deep cathode ray tube because of their advantages such as thinness and light weight, low power consumption, and high visibility. Therefore, it is becoming widely accepted in the market.

【0003】これらの平面型の表示素子においては、透
明基板上に均一な膜厚の薄膜を形成する工程が共通して
含まれているが、多くの場合、その膜厚の制御が表示画
質に直結するため、薄膜の膜厚の管理と制御が重要であ
る。
[0003] In these flat display elements, a process of forming a thin film having a uniform thickness on a transparent substrate is commonly included. For direct connection, it is important to manage and control the thickness of the thin film.

【0004】例えば、液晶表示素子においては、透明基
板上に、印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御
するための配向膜が形成されるが、この配向膜の膜厚が
変動すると、配向膜において生じる電圧降下の程度が変
化し、適正な電圧が液晶層に印加しなくなり、電気光学
特性が変化してしまうことになる。また、配向膜の部分
的な膜厚のむらが同一透明基板にあると、部分的に液晶
分子への印加電圧が変化するために表示むらの要因とな
る。
For example, in a liquid crystal display device, an alignment film for controlling the alignment of liquid crystal molecules is formed on a transparent substrate in accordance with an applied voltage. The degree of the voltage drop generated in the alignment film changes, and an appropriate voltage is not applied to the liquid crystal layer, so that the electro-optical characteristics change. In addition, when the partial thickness unevenness of the alignment film is on the same transparent substrate, the applied voltage to the liquid crystal molecules partially changes, which causes display unevenness.

【0005】このように基板上の薄膜の膜厚の制御は重
要な意味を有するものであるが、従来、この膜厚の測定
は、触針式膜厚測定装置により行われていた。
As described above, the control of the film thickness of the thin film on the substrate has an important meaning. Conventionally, the measurement of the film thickness has been performed by a stylus type film thickness measuring device.

【0006】この触針式膜厚測定装置は、触針を薄膜の
表面に沿って移動させ、膜厚の変化があった部位におけ
る触針の上下動を機械的、電気的あるいは光学的に読み
取ることにより膜厚を測定するものである。
This stylus-type film thickness measuring apparatus moves a stylus along the surface of a thin film and mechanically, electrically or optically reads the vertical movement of the stylus at a portion where the film thickness changes. In this way, the film thickness is measured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た触針式膜厚測定装置においては、透明基板上に成膜す
る製造工程内においては測定が困難であって、一旦透明
基板を製造工程から取り出さなければ膜厚を測定でき
ず、製造ラインにおけるインライン自動化測定は不可能
であった。
However, in the above-mentioned stylus-type film thickness measuring apparatus, it is difficult to measure in the manufacturing process of forming a film on a transparent substrate, and once the transparent substrate is removed from the manufacturing process. Otherwise, the film thickness could not be measured, and in-line automated measurement on the production line was not possible.

【0008】本発明は、前述した従来のものにおける問
題点を克服し、表示素子などの製造工程中において基板
上の薄膜の膜厚を測定することのできる膜厚測定装置を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a film thickness measuring apparatus capable of measuring the film thickness of a thin film on a substrate during a process of manufacturing a display element or the like, overcoming the above-mentioned problems in the conventional device. And

【0009】[0009]

【発明が解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項1に係る本発明の膜厚測定装置の特徴は、基
板上の薄膜に光を照射する光照射手段と、前記薄膜を通
過した光から観測波長を形成する観測波長形成手段と、
この観測波長形成手段により形成された特定波長の光度
を検出する光度検出手段と、この光度検出手段により検
出された光度に基づいて前記薄膜の膜厚を検出する膜厚
検出手段とを有する点にある。そして、このような構成
を採用したことにより、光照射手段により基板上の薄膜
に光を照射し、薄膜を通過した光から観測波長形成手段
により特定の観測波長のみを選択して、この特定波長の
光度を光度検出手段により検出し、この光度に基づいて
膜厚検出手段により薄膜の膜厚を検出することができ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus for irradiating a thin film on a substrate with light, and a light irradiating means for irradiating the thin film on the substrate. Observation wavelength forming means for forming an observation wavelength from the reflected light;
A point having light intensity detecting means for detecting the light intensity of the specific wavelength formed by the observation wavelength forming means, and film thickness detecting means for detecting the film thickness of the thin film based on the light intensity detected by the light intensity detecting means. is there. By adopting such a configuration, the light irradiation means irradiates the thin film on the substrate with light, and only the specific observation wavelength is selected by the observation wavelength forming means from the light passing through the thin film. Is detected by the light intensity detecting means, and the thickness of the thin film can be detected by the film thickness detecting means based on the light intensity.

【0010】請求項2と請求項3に係る本発明の膜厚測
定装置の特徴は、観測波長形成手段を帯域通過フィルタ
あるいは分光器により構成した点にある。そして、この
ような構成を採用したことにより、必要に応じ観測波長
形成手段として帯域通過フィルタあるいは分光器を用い
ることができる。
A feature of the film thickness measuring apparatus of the present invention according to claims 2 and 3 is that the observation wavelength forming means is constituted by a band-pass filter or a spectroscope. By adopting such a configuration, a band-pass filter or a spectroscope can be used as the observation wavelength forming means as necessary.

【0011】請求項4に係る本発明の膜厚測定装置の特
徴は、基板が透明基板とされ、光照射手段から薄膜に照
射された光は透明基板を通過して観測波長形成手段に捕
捉される点にある。そして、このような構成を採用した
ことにより、薄膜を通過してある程度光度を薄膜に吸収
された光は透明基板を通過したうえで観測波長形成手段
に捕捉される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus according to the present invention, wherein the substrate is a transparent substrate, and the light irradiated on the thin film from the light irradiating means passes through the transparent substrate and is captured by the observation wavelength forming means. It is in a point. By adopting such a configuration, light having passed through the thin film and having a certain degree of luminous intensity absorbed by the thin film passes through the transparent substrate and is captured by the observation wavelength forming means.

【0012】請求項5に係る本発明の膜厚測定装置の特
徴は、基板が反射基板とされ、光照射手段から薄膜に照
射された光は反射基板の表面で反射して観測波長形成手
段に捕捉される点にある。そして、このような構成を採
用したことにより、薄膜を通過してある程度光度を薄膜
に吸収された光は反射基板の表面で反射して再度薄膜を
通過し、さらに光度を吸収されたうえでを通過したうえ
で観測波長形成手段に捕捉される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus according to the present invention, wherein the substrate is a reflective substrate, and the light irradiated on the thin film from the light irradiating means is reflected on the surface of the reflective substrate to be transmitted to the observation wavelength forming means. At the point of being captured. By adopting such a configuration, light that has passed through the thin film and has absorbed a certain amount of luminous intensity into the thin film is reflected on the surface of the reflective substrate, passes through the thin film again, and is further absorbed by the luminous intensity. After passing through, it is captured by the observation wavelength forming means.

【0013】請求項6と請求項7に係る本発明の膜厚測
定装置の特徴は、光が可視光あるいは紫外光とされてい
る点にある。そして、このような構成を採用したことに
より、必要に応じ薄膜の膜厚を測定するための光として
可視光あるいは紫外光を用いることができる。
A feature of the film thickness measuring device according to the present invention according to claims 6 and 7 is that light is visible light or ultraviolet light. By adopting such a configuration, visible light or ultraviolet light can be used as light for measuring the thickness of the thin film, if necessary.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】まず、本発明の膜厚測定装置にお
いて薄膜が紫外光あるいは可視光を吸収するのは、薄膜
の分子の基底状態にある電子が光エネルギ(E=hν)
を吸収して励起状態に遷移することによって起こる。そ
の吸収の強さは波長によって異なり、吸収スペクトルは
物質に特有のものである。吸収の強さは、ランバートー
ベールの法則により知られているように、物質の濃度あ
るいは厚さに比例している。すなわち、A:吸光度,
K:吸光係数、d:厚さとしたとき、A=K・dで表さ
れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, in a film thickness measuring apparatus of the present invention, a thin film absorbs ultraviolet light or visible light because electrons in the ground state of molecules of the thin film have light energy (E = hν).
It is caused by absorbing and transiting to an excited state. The intensity of the absorption depends on the wavelength, and the absorption spectrum is peculiar to the substance. The strength of the absorption is proportional to the concentration or thickness of the substance, as is known by Lambert-Beer's law. That is, A: absorbance,
When K is the extinction coefficient and d is the thickness, A = K · d.

【0015】本発明の膜厚測定装置は、紫外光または可
視光を透明基板あるいは反射基板上に形成されている薄
膜に投じ、その膜厚を測定するものである。測定の対象
とする薄膜としては、液晶配向膜、カラーフィルタ、カ
ラーフィルタ保護膜、絶縁膜など主に有機化合物により
形成され、紫外・可視領域において電子遷移強度が十分
に大きく、かつ基板が測定波長領域の光を透過あるいは
反射できれば、種々の薄膜の膜厚が測定可能である。
The film thickness measuring apparatus of the present invention is to project ultraviolet light or visible light onto a thin film formed on a transparent substrate or a reflective substrate and measure the film thickness. The thin film to be measured is mainly formed of an organic compound such as a liquid crystal alignment film, a color filter, a color filter protective film, an insulating film, and has a sufficiently large electron transition intensity in the ultraviolet / visible region, and the substrate has a measurement wavelength. If the light in the region can be transmitted or reflected, the thickness of various thin films can be measured.

【0016】前記液晶配向膜は、多くがポリイミド系芳
香族高分子により形成されているが、イミド環は250
〜300nmの領域に比較的強度の強い吸収性を有して
いる。また、イミド化前の乾操膜の膜厚を測定する場合
は、その高分子の特性吸収、例えば、芳香環などの有し
ている吸収ピークを確認したうえで、検量線を用いれば
膜厚を測定することができる。
Most of the liquid crystal alignment film is formed of a polyimide-based aromatic polymer.
It has relatively strong absorption in the region of ~ 300 nm. When measuring the film thickness of the dry membrane before imidization, the characteristic absorption of the polymer, for example, after confirming the absorption peak possessed by an aromatic ring, etc., using a calibration curve, the film thickness Can be measured.

【0017】測定対象となる薄膜の厚さは、測定の感度
があればいくら薄くてもよいが、基本的には薄膜材料の
吸収強度に大きく依存する性質のものであり、通常は5
nm程度が下限で、上限は100μm程度、好ましくは
10nm〜10μm程度である。すなわち、膜厚が5n
mより薄いと十分な精度が得られず、また、100μm
より厚いと測定波長において不透明になる。ただし、厚
くて不透明な場合は測定波長を変更すれば対応できるこ
ともあり、この場合特性吸収のうちで比較的強度の小さ
い波長を選択すればよい。
The thickness of the thin film to be measured may be as thin as possible as long as it has the sensitivity of the measurement, but basically has a property that greatly depends on the absorption intensity of the thin film material.
The lower limit is about nm and the upper limit is about 100 μm, preferably about 10 nm to 10 μm. That is, the film thickness is 5n.
If the thickness is smaller than 100 m, sufficient accuracy cannot be obtained.
Thicker is opaque at the measurement wavelength. However, in the case where the film is thick and opaque, it may be possible to cope with it by changing the measurement wavelength. In this case, a wavelength having a relatively small intensity among the characteristic absorptions may be selected.

【0018】本発明において使用できる透明基板には、
ソーダライム、ホウケイ酸ガラス、低アルカリガラス、
無アルカリガラス、石英、ポリエチレンフタレート、ポ
リカーボネート製などのものがあり、反射基板には、ア
ルミニウムなどの金属製などのものがある。
The transparent substrate that can be used in the present invention includes:
Soda lime, borosilicate glass, low alkali glass,
Examples include those made of alkali-free glass, quartz, polyethylene phthalate, and polycarbonate, and examples of the reflective substrate include those made of metal such as aluminum.

【0019】つぎに、透明基板または反射基板上に形成
される薄膜の膜厚は、基板上の任意の位置において測定
することができるが、基板上の測定位置を一定にするほ
うが望ましい。また、測定にかける薄膜の面積として
は、通常1〜1000mm2 程度、好ましくは100〜
300mm2 程度である。
Next, the thickness of the thin film formed on the transparent substrate or the reflective substrate can be measured at an arbitrary position on the substrate, but it is preferable to keep the measurement position on the substrate constant. The area of the thin film to be measured is usually about 1 to 1000 mm 2 , preferably 100 to 1000 mm 2.
It is about 300 mm 2 .

【0020】さらに、基板自体の吸収による影響を避け
る場合には、同一基板の薄膜が存在しない同一面積の部
位を対照として測定し、膜厚測定を行う部位との吸光度
の差から膜厚を算出する方法が好ましく採用される。膜
厚算出のためには、絶対値の測定できる別法、例えば、
触針法などで検量線を求めておくことが必要とされる。
Further, in order to avoid the influence of the absorption of the substrate itself, a region having the same area where no thin film of the same substrate is present is measured as a control, and the film thickness is calculated from the difference in absorbance from the region where the film thickness is measured. Is preferably employed. To calculate the film thickness, another method that can measure the absolute value, for example,
It is necessary to obtain a calibration curve by the stylus method or the like.

【0021】また、面内における膜厚分布の測定も、原
理的には前述したと同様にして、測定光を移動するか、
あるいは、基板をXYステージ上において移動させるこ
とにより可能となる。
The measurement of the in-plane film thickness distribution can also be performed in the same manner as described above in principle, by moving the measurement light.
Alternatively, it becomes possible by moving the substrate on the XY stage.

【0022】図1は前述した原理により薄膜の膜厚を測
定する本発明の膜厚測定装置の第1の実施形態を示すも
のである。
FIG. 1 shows a first embodiment of a film thickness measuring apparatus of the present invention for measuring the film thickness of a thin film according to the above-described principle.

【0023】図1において、透明基板1上には薄膜2が
形成されており、この透明基板1に光を照射する光照射
手段としての重水素ランプ3がこの透明基板1の近傍に
配置されている。この重水素ランプ3の波長は190〜
400nmとされており、この重水素ランプ3からの光
は前記透明基板1から離間する方向に発光されるように
重水素ランプ3は図示しないカバーにより被覆されてい
る。なお、この重水素ランプ3に代えて350〜250
0nmの波長のタングステンランプを使用してもよい。
In FIG. 1, a thin film 2 is formed on a transparent substrate 1, and a deuterium lamp 3 as a light irradiation means for irradiating the transparent substrate 1 with light is arranged near the transparent substrate 1. I have. The wavelength of this deuterium lamp 3 is 190-
The deuterium lamp 3 is covered with a cover (not shown) so that the light from the deuterium lamp 3 is emitted in a direction away from the transparent substrate 1. The deuterium lamp 3 is replaced with 350 to 250
A tungsten lamp having a wavelength of 0 nm may be used.

【0024】前記重水素ランプ3の近傍には、この重水
素ランプ3からの光を前記透明基板1の表面に対し直交
する方向に規制する1対の反射鏡4A,4Bが配設され
ている。このうち、一方の反射鏡4Aは、薄膜2の形成
されている部位の透明基板1を透過する光を形成するも
のであり、他方の反射鏡4Bは、薄膜2の形成されてい
ない部位の透明基板1を透過する光を形成するものであ
る。また、各反射鏡4A,4Bと前記透明基板1との間
には、光を所定のタイミングで透明基板1に供給するた
めの板状のチョッパ5が介装されている。
In the vicinity of the deuterium lamp 3, a pair of reflecting mirrors 4A and 4B for regulating light from the deuterium lamp 3 in a direction perpendicular to the surface of the transparent substrate 1 is provided. . Among these, one reflecting mirror 4A is for forming light transmitted through the transparent substrate 1 in the portion where the thin film 2 is formed, and the other reflecting mirror 4B is for transmitting light in the portion where the thin film 2 is not formed. It forms light that passes through the substrate 1. A plate-shaped chopper 5 for supplying light to the transparent substrate 1 at a predetermined timing is interposed between each of the reflecting mirrors 4A and 4B and the transparent substrate 1.

【0025】さらに、前記透明基板1を通過した光の光
度を検出するための光度検出手段たる光度検出器6が前
記透明基板1を境として前記重水素ランプ3の反対側に
配設されており、この光度検出器6の近傍には、光度検
出器6へ入射される光を特定波長のみに限定する観測波
長形成手段としての帯域通過フィルタ7が配設されてい
る。前記光度検出器6としては、光電子増倍管やフォト
ダイオードなどを用いることができる。また、前記帯域
通過フィルタ7の通過波長幅としては、1nmから20
nm程度が適当である。
Further, a luminous intensity detector 6 as luminous intensity detecting means for detecting the luminous intensity of the light passing through the transparent substrate 1 is provided on the opposite side of the deuterium lamp 3 with respect to the transparent substrate 1. In the vicinity of the light intensity detector 6, a band-pass filter 7 as observation wavelength forming means for limiting light incident on the light intensity detector 6 to only a specific wavelength is provided. As the light intensity detector 6, a photomultiplier tube or a photodiode can be used. The pass wavelength width of the band pass filter 7 is 1 nm to 20 nm.
The order of nm is appropriate.

【0026】一方、前記透明基板1を通過した2種類の
光をそれぞれ帯域通過フィルタ7方向に反射する他の1
対の反射鏡8A,8Bがそれぞれいずれか一方の前記反
射鏡4A,4Bと対向する位置に配設されている。
On the other hand, the other ones which reflect the two kinds of light passing through the transparent substrate 1 toward the band-pass filter 7 respectively.
A pair of reflecting mirrors 8A and 8B are disposed at positions facing one of the reflecting mirrors 4A and 4B, respectively.

【0027】また、前記光度検出器6には、この光度検
出器6が検出した光の光度から前記薄膜2の膜厚を演算
して検出する膜厚検出手段としての膜厚検出器9が電気
的に接続されている。
The light intensity detector 6 is provided with a film thickness detector 9 as a film thickness detecting means for calculating and detecting the film thickness of the thin film 2 from the light intensity of the light detected by the light intensity detector 6. Connected.

【0028】前述した構成からなる本実施の形態の作用
について説明する。
The operation of the embodiment having the above-described configuration will be described.

【0029】透明基板1上にあらかじめ部分的に薄膜2
を形成しておき、この透明基板1の薄膜2が形成されて
いる部位を両反射鏡4A,8A間に位置させるととも
に、透明基板1の薄膜2が形成されていない部位を両反
射鏡4B,8B間に位置させる。
A thin film 2 is partially formed on a transparent substrate 1 in advance.
Is formed, the portion of the transparent substrate 1 where the thin film 2 is formed is located between the two reflecting mirrors 4A and 8A, and the portion of the transparent substrate 1 where the thin film 2 is not formed is the two reflecting mirrors 4B and 4B. 8B.

【0030】このような状態において、重水素ランプ3
を点灯し、重水素ランプ3からの光を各反射鏡4A,4
Bおよびチョッパ5を介して一定時間だけ透明基板1に
照射する。このとき、反射鏡4Aにおいて反射した光は
透明基板1上に形成された薄膜2を通過したうえで透明
基板1を通過するのに対し、反射鏡4Bにおいて反射し
た光は直接透明基板1を通過する。そして、薄膜2と透
明基板1を通過した光は透明基板1のみを通過した光よ
り多くの光度を吸収されることになる。その後、それぞ
れの光は、いずれかの反射鏡8A,8Bにおいて反射し
たうえで帯域通過フィルタ7を通過し、特定域の波長の
みが選択され、光度検出器6に入力される。
In such a state, the deuterium lamp 3
Is turned on, and the light from the deuterium lamp 3 is reflected by each of the reflecting mirrors 4A, 4A.
Irradiate the transparent substrate 1 for a certain time via B and the chopper 5. At this time, light reflected by the reflecting mirror 4A passes through the thin film 2 formed on the transparent substrate 1 and then passes through the transparent substrate 1, whereas light reflected by the reflecting mirror 4B passes directly through the transparent substrate 1. I do. Then, the light passing through the thin film 2 and the transparent substrate 1 absorbs more luminous intensity than the light passing only through the transparent substrate 1. After that, each light is reflected by one of the reflecting mirrors 8A and 8B, passes through the band-pass filter 7, and only the wavelength in a specific band is selected and input to the light intensity detector 6.

【0031】前記光度検出器6に2種類の光が入力され
ると、この光度検出器6においてそれぞれの光の光度が
検出され、これらの2つの光の光度が膜厚検出器9に入
力され、両光度を演算して、薄膜2の膜厚が演算され
る。
When two types of light are input to the light intensity detector 6, the light intensity of each light is detected by the light intensity detector 6, and the light intensity of these two lights is input to the film thickness detector 9. By calculating both luminous intensities, the thickness of the thin film 2 is calculated.

【0032】このような本実施形態の膜厚測定装置によ
れば、重水素ランプ3からの光を薄膜2の形成された透
明基板1に通過させたうえで、帯域通過フィルタ7を介
して光度検出器6に入力し、この光度検出器6と膜厚検
出器9とにより薄膜2の膜厚を測定するので、例えば液
晶表示素子の製造ラインにおいて、配向膜のような薄膜
の膜厚を簡単に測定することができる。
According to such a film thickness measuring apparatus of the present embodiment, the light from the deuterium lamp 3 is passed through the transparent substrate 1 on which the thin film 2 is formed, and then the light intensity is passed through the band-pass filter 7. Since the light is input to the detector 6 and the light intensity detector 6 and the film thickness detector 9 measure the film thickness of the thin film 2, for example, in a production line of a liquid crystal display element, the thickness of a thin film such as an alignment film can be easily reduced. Can be measured.

【0033】図2は、本発明の膜厚測定装置の第2実施
形態を示すものであり、本実施の形態においては、透明
基板1上の薄膜2および透明基板1とを通過した光と透
明基板1のみを通過した光という2種類の光を時間差を
設けて個別に光度検出器6に入力させて薄膜2の膜厚を
検出するようにしたものである。この第2実施の形態に
ついて前述した第1実施形態と異なる構成のみについて
説明する。
FIG. 2 shows a second embodiment of the film thickness measuring apparatus according to the present invention. In this embodiment, the light transmitted through the thin film 2 on the transparent substrate 1 and the transparent substrate 1 is transmitted to the transparent substrate 1. Two types of light, that is, light that has passed only through the substrate 1, are provided with a time difference and individually input to the luminous intensity detector 6 to detect the thickness of the thin film 2. Only the configuration of the second embodiment that is different from that of the first embodiment will be described.

【0034】重水素ランプ1の近傍には、この重水素ラ
ンプ1の光を透明基板1の方に通過させる小孔11が形
成された遮蔽板10が配設されている。この遮蔽板10
と透明基板1との間には凸レンズ12が配設されてお
り、前記小孔11からの光を透明基板1の近傍において
収束させるようになっている。さらに、一度収束し拡開
した光を再度収束させる他の凸レンズ13が透明基板1
を境として前記凸レンズ12の反対側に配設されてお
り、この凸レンズ13により収束された光が入力される
観測波長形成手段としての分光器14が配設されてい
る。この分光器14としては、回折格子、プリズムある
いはモノクロメータなどが使用される。
In the vicinity of the deuterium lamp 1, there is provided a shielding plate 10 having a small hole 11 for passing the light of the deuterium lamp 1 toward the transparent substrate 1. This shielding plate 10
A convex lens 12 is provided between the transparent substrate 1 and the transparent substrate 1 so that light from the small holes 11 is converged in the vicinity of the transparent substrate 1. Further, another convex lens 13 that once converges and converges the expanded light again is provided on the transparent substrate 1.
And a spectroscope 14 as observation wavelength forming means to which the light converged by the convex lens 13 is input. As the spectroscope 14, a diffraction grating, a prism, a monochromator, or the like is used.

【0035】このような構成の第2実施形態の膜厚測定
装置によれば、透明基板1の薄膜2の形成されている部
位と薄膜2の形成されていない部位とを順次両凸レンズ
12,13間に位置させて、薄膜2および透明基板1と
による吸光度と透明基板1のみによる吸光度の相違を検
出し、この吸光度の相違から薄膜2の膜厚を検出するこ
とができる。
According to the film thickness measuring apparatus of the second embodiment having the above-described configuration, the portions of the transparent substrate 1 where the thin film 2 is formed and the portions where the thin film 2 is not formed are sequentially placed on the biconvex lenses 12 and 13. The difference between the absorbance of the thin film 2 and the transparent substrate 1 and the difference of the absorbance of the transparent substrate 1 alone can be detected, and the thickness of the thin film 2 can be detected from the difference in absorbance.

【0036】つぎに、本発明の膜厚測定装置の具体的な
実施例について説明する。
Next, a specific embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention will be described.

【0037】[0037]

【実施例】実施例1 厚さ0.7mmのソーダガラス製の透明基板上に、配向
膜液SE−2170(日産化学製)を図3のようなパタ
ーンで固形分濃度を変えて印刷し、100℃で10分乾
燥、2OO℃で30分焼成して、薄膜たる配向膜2を形
成した。この透明基板1において、配向膜2のない対照
部位はGで示し、配向膜2の膜厚を測定した部位はSで
示した。この透明基板1の3つのサンプル(S−1,S
−2,S−3)の吸収スペクトルを紫外可視近赤外分光
光度計V−550(日本分光製)を用いてとった結果
(図4)としての吸光度が表1に示されている。
EXAMPLE 1 An alignment film liquid SE-2170 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was printed on a 0.7 mm thick soda glass transparent substrate in a pattern shown in FIG. The resultant was dried at 100 ° C. for 10 minutes and baked at 2OO ° C. for 30 minutes to form an alignment film 2 as a thin film. In this transparent substrate 1, a control site without the alignment film 2 is indicated by G, and a site where the thickness of the alignment film 2 was measured is indicated by S. Three samples of this transparent substrate 1 (S-1, S
Table 1 shows the absorbance as a result (FIG. 4) obtained by using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer V-550 (manufactured by JASCO) for the absorption spectrum of (−2, S-3).

【0038】 表1に示すように、各サンプルの吸光度は触針法で求め
た膜厚の絶対値とほぼ比例関係にあり、実用的に十分な
精度で膜厚を測定できることが確認できた。
[0038] As shown in Table 1, the absorbance of each sample was substantially proportional to the absolute value of the film thickness obtained by the stylus method, and it was confirmed that the film thickness could be measured with sufficient accuracy for practical use.

【0039】実施例2 厚さ0・4mmのホウケイ酸ガラス製の透明基板1上
に、配向膜液A−2504(チッソ社製)を、実施例1
と同様に、固形分濃度を変えて印刷し、100℃で10
分乾燥、270℃で15分焼成して、薄膜たる配向膜2
を形成した。この透明基板1の3つのサンプル(A−
1,A−2,A−3)の吸収スペクトルを、実施例1と
同様に測定した結果を表2に示す。
Example 2 On a transparent substrate 1 made of borosilicate glass having a thickness of 0.4 mm, an alignment film liquid A-2504 (manufactured by Chisso Corporation) was applied.
In the same manner as above, printing was performed while changing the solid concentration,
And dried at 270 ° C. for 15 minutes to obtain a thin alignment film 2
Was formed. Three samples of this transparent substrate 1 (A-
The results of measuring the absorption spectra of (1, A-2, A-3) in the same manner as in Example 1 are shown in Table 2.

【0040】 表2に示すように、各サンプルの吸光度は触針法で求め
た絶対値とほぼ比例関係にあり、実用的に十分な精度で
測定できることが確認できた。
[0040] As shown in Table 2, the absorbance of each sample was substantially proportional to the absolute value obtained by the stylus method, and it was confirmed that measurement was possible with sufficient accuracy for practical use.

【0041】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能で
ある。例えば、本発明は実施の形態において説明した透
明基板上の薄膜の膜厚の測定に限られるものではなく、
反射基板上の薄膜の膜厚を測定することももちろん可能
である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as needed. For example, the present invention is not limited to the measurement of the thickness of a thin film on a transparent substrate described in the embodiment,
It is of course possible to measure the thickness of the thin film on the reflective substrate.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明の膜厚測定装
置によれば、表示素子などの製造工程中において基板上
の薄膜の膜厚を測定することができる。
As described above, according to the film thickness measuring apparatus of the present invention, it is possible to measure the film thickness of a thin film on a substrate during a process of manufacturing a display element or the like.

【0043】すなわち、請求項1に係る本発明の膜厚測
定装置は、基板上の薄膜に光を照射する光照射手段と、
前記薄膜を通過した光から観測波長を形成する観測波長
形成手段と、この観測波長形成手段により形成された特
定波長の光度を検出する光度検出手段と、この光度検出
手段により検出された光度に基づいて前記薄膜の膜厚を
検出する膜厚検出手段とを有しているので、光照射手段
により基板上の薄膜に光を照射し、薄膜を通過した光か
ら観測波長形成手段により特定の観測波長のみを選択し
て、この特定波長の光度を光度検出手段により検出し、
この光度に基づいて膜厚検出手段により薄膜の膜厚を簡
単に検出することができ、製造工程中における膜厚の測
定が可能となる。
That is, the film thickness measuring apparatus of the present invention according to claim 1 comprises: a light irradiation means for irradiating a thin film on a substrate with light;
Observation wavelength forming means for forming an observation wavelength from the light passing through the thin film, light intensity detection means for detecting the light intensity of a specific wavelength formed by the observation wavelength formation means, and based on the light intensity detected by the light intensity detection means And a film thickness detecting means for detecting the film thickness of the thin film. Only, and the luminous intensity of this specific wavelength is detected by the luminous intensity detecting means,
The thickness of the thin film can be easily detected by the thickness detecting means based on the luminous intensity, and the thickness can be measured during the manufacturing process.

【0044】請求項2と請求項3に係る本発明の膜厚測
定装置は、観測波長形成手段を帯域通過フィルタあるい
は分光器により構成したので、製造工程の状態に合わせ
て観測波長形成手段として帯域通過フィルタあるいは分
光器を用いることができる。
In the film thickness measuring apparatus according to the second and third aspects of the present invention, the observation wavelength forming means is constituted by a band-pass filter or a spectroscope. A pass filter or a spectroscope can be used.

【0045】請求項4に係る本発明の膜厚測定装置は、
基板が透明基板とされ、光照射手段から薄膜に照射され
た光は透明基板を通過して観測波長形成手段に捕捉され
るので、薄膜を通過してある程度光度を薄膜に吸収され
た光は透明基板を通過したうえで観測波長形成手段に捕
捉されることになり、透明基板上の薄膜の膜厚を測定す
ることができる。
The film thickness measuring apparatus of the present invention according to claim 4 is
The substrate is a transparent substrate, and the light emitted from the light irradiating means to the thin film passes through the transparent substrate and is captured by the observation wavelength forming means. After passing through the substrate, it is captured by the observation wavelength forming means, so that the thickness of the thin film on the transparent substrate can be measured.

【0046】請求項5に係る本発明の膜厚測定装置の特
徴は、基板が反射基板とされ、光照射手段から薄膜に照
射された光は反射基板の表面で反射して観測波長形成手
段に捕捉される点にある。そして、このような構成を採
用したことにより、薄膜を通過してある程度光度を薄膜
に吸収された光は反射基板の表面で反射して再度薄膜を
通過し、さらに光度を吸収されたうえでを通過したうえ
で観測波長形成手段に捕捉されることになり、反射基板
上の薄膜の膜厚を測定することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus according to the present invention, wherein the substrate is a reflective substrate, and the light applied to the thin film from the light irradiating means is reflected on the surface of the reflective substrate to be transmitted to the observation wavelength forming means. At the point of being captured. By adopting such a configuration, light that has passed through the thin film and has absorbed a certain amount of luminous intensity into the thin film is reflected on the surface of the reflective substrate, passes through the thin film again, and is further absorbed by the luminous intensity. After passing through, it is captured by the observation wavelength forming means, and the thickness of the thin film on the reflective substrate can be measured.

【0047】請求項6と請求項7に係る本発明の膜厚測
定装置の特徴は、光が可視光あるいは紫外光とされてい
る点にある。そして、このような構成を採用したことに
より、製造工程の状態に合わせて薄膜の膜厚を測定する
ための光として可視光あるいは紫外光を用いることがで
きる。
A feature of the film thickness measuring apparatus according to the present invention according to claims 6 and 7 is that light is visible light or ultraviolet light. By adopting such a configuration, visible light or ultraviolet light can be used as light for measuring the thickness of the thin film in accordance with the state of the manufacturing process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る膜厚測定装置の第1実施形態を
示す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a film thickness measuring apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明に係る膜厚測定装置の第2実施形態を
示す概略構成図
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a film thickness measuring apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係る膜厚測定装置の実施例における
透明基板を示す平面図
FIG. 3 is a plan view showing a transparent substrate in an embodiment of the film thickness measuring apparatus according to the present invention.

【図4】 図3の実施例において測定した吸光度を示す
グラフ
4 is a graph showing the absorbance measured in the example of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 2 薄膜 3 重水素ランプ 4A,4B,8A,8B 反射鏡 5 チョッパ 6 光度検出器 7 帯域通過フィルタ 9 膜厚検出器 10 遮蔽板 11 小孔 12,13 凸レンズ 14 分光器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Thin film 3 Deuterium lamp 4A, 4B, 8A, 8B Reflector 5 Chopper 6 Luminous intensity detector 7 Bandpass filter 9 Film thickness detector 10 Shielding plate 11 Small hole 12, 13 Convex lens 14 Spectroscope

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成される薄膜の厚さを測定す
る膜厚測定装置において、 基板上の薄膜に光を照射する光照射手段と、 前記薄膜を通過した光から観測波長を形成する観測波長
形成手段と、 前記観測波長形成手段により形成された特定波長の光度
を検出する光度検出手段と、 前記光度検出手段により検出された光度に基づいて前記
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出手段とを有することを特
徴とする膜厚測定装置。
1. A film thickness measuring apparatus for measuring the thickness of a thin film formed on a substrate, comprising: a light irradiating means for irradiating the thin film on the substrate with light; and forming an observation wavelength from the light passing through the thin film. Observation wavelength forming means; light intensity detecting means for detecting the light intensity of a specific wavelength formed by the observation wavelength forming means; film thickness detection for detecting the thickness of the thin film based on the light intensity detected by the light intensity detecting means Means for measuring film thickness.
【請求項2】 前記観測波長形成手段を帯域通過フィル
タにより構成したことを特徴とする請求項1に記載の膜
厚測定装置。
2. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein said observation wavelength forming means is constituted by a band-pass filter.
【請求項3】 前記観測波長形成手段を分光器により構
成したことを特徴とする請求項1に記載の膜厚測定装
置。
3. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein said observation wavelength forming means is constituted by a spectroscope.
【請求項4】 前記基板は透明基板とされ、前記光照射
手段から前記薄膜に照射された光は前記透明基板を通過
して前記観測波長形成手段に捕捉されることを特徴とす
る請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の膜厚
測定装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a transparent substrate, and the light emitted from the light irradiating means to the thin film passes through the transparent substrate and is captured by the observation wavelength forming means. The film thickness measuring device according to claim 3.
【請求項5】 前記基板は反射基板とされ、前記光照射
手段から前記薄膜に照射された光は前記反射基板の表面
で反射して前記観測波長形成手段に捕捉されることを特
徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載
の膜厚測定装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a reflective substrate, and the light emitted from the light irradiating means to the thin film is reflected by a surface of the reflective substrate and captured by the observation wavelength forming means. The film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 前記光は可視光とされていることを特徴
とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の
膜厚測定装置。
6. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the light is visible light.
【請求項7】 前記光は紫外光とされていることを特徴
とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の
膜厚測定装置。
7. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the light is ultraviolet light.
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