WO2012173075A1 - 成膜基板の成膜位置検査方法 - Google Patents

成膜基板の成膜位置検査方法 Download PDF

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敦史 庄司
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シャープ株式会社
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    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/70—Testing, e.g. accelerated lifetime tests

Definitions

  • the present invention relates to a film formation position inspection method for a film formation substrate.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a film formation position inspection method for a film formation substrate that can stably inspect film formation defects due to misalignment. To do.
  • the method for inspecting the film formation position of a film formation substrate according to the present invention is based on an imaging process for photographing a grayscale image of the surface of a rectangular film formation substrate and a predetermined threshold value of darkness in a region above this threshold value.
  • the film formation position inspection method for the film formation substrate includes: a first region located at an edge of the film formation substrate in a predetermined region on the gray image after the image processing step; A boundary extracting step for extracting the boundary of the film, a defining step for defining the film formation region by connecting the extracted boundaries, and a distance between the edge of the film formation region and the edge of the film formation substrate on the grayscale image To a position detecting step for detecting the position of the film forming region in the film forming substrate.
  • the predetermined region is set at two locations so that each of the four corners of the film formation substrate includes a part of an orthogonal side of the film formation substrate.
  • the film formation substrate position inspection method further includes a confirmation step of determining whether the detected position of the film formation region is within a predetermined allowable range.
  • a deposition position inspection method for deposition substrates sequentially detects deposition positions of a plurality of deposition substrates, and positions of deposition regions of the plurality of deposition substrates that are sequentially detected are predetermined.
  • the method further includes a monitoring step of monitoring the tendency of the film forming position so as to issue a warning when the variation tends to increase within the allowable range.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a film formation position inspection method for a film formation substrate according to an embodiment of the present invention.
  • the film formation position inspection method for a film formation substrate according to the present embodiment includes a photographing step (S101) for photographing a grayscale image of the surface of a rectangular film formation substrate, and a predetermined threshold value for density. And an image processing step (S102) for dividing the grayscale image into a first region that is an area equal to or greater than the threshold and a second area that is lower than the threshold.
  • a method for inspecting a film formation position of a film formation substrate includes: a predetermined region of a film formation substrate on a black and white image; a first region located at an edge of the film formation substrate; A boundary extraction step (S103) for extracting a boundary, a demarcation step (S104) for defining a film formation region by connecting the extracted boundaries, and an edge of the film formation region and an edge of the film formation substrate on the black and white image A position detecting step (S105) for detecting the position of the film forming region in the film forming substrate from the distance between the two.
  • the film formation substrate position inspection method includes a confirmation step (S106) for determining whether the position of the detected film formation region is within a predetermined allowable range.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the film formation substrate.
  • a film having a rectangular outer shape is formed on a part of the surface of a substrate 10 having a rectangular outer shape such as a glass substrate by a film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method.
  • a film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method.
  • a predetermined film forming position is set in the surface of the substrate 10 so that a predetermined interval is formed between the edge 11 of the substrate 10 and the edge 21 of the film 20.
  • FIG. 3 is a grayscale image of the surface of the film formation substrate.
  • the photographing step (S101) the surface of the film formation substrate on which the film 20 is formed on the substrate 10 is photographed using an AM (Auto Macro) apparatus.
  • the grayscale image 30 as shown in FIG. 3 is taken by irradiating the surface of the deposition substrate with light and receiving the reflected light.
  • the method of capturing the grayscale image 30 is not limited to the above, and various methods can be used.
  • the shading of the shading image 30 is due to the film thickness of the film 20. Where the film 20 is thin, the intensity of the reflected light is strong, so that the light receiving sensitivity is high and the display is dark. On the other hand, when the film 20 is thick, the intensity of the reflected light is weak, so the light receiving sensitivity is low and the display is thin.
  • the grayscale image 30 is divided into a first area that is an area equal to or higher than this threshold and a second area that is lower than the threshold, with a predetermined threshold of density as a boundary.
  • the predetermined threshold is prepared by visual observation when a plurality of sample film formation substrates are prepared, and the film formation positions of the plurality of sample film formation substrates are detected by changing the threshold value and performing each step described later.
  • the threshold value was most suitable for the position detection result.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing a grayscale image after the image processing step.
  • the first region 41 positioned at the edge of the film formation substrate and the first region 41 are set with a predetermined threshold value of the darkness as a boundary line 43. It is divided into a second region 42 located inside.
  • the grayscale image 40 is binarized for ease of viewing. However, it is not always necessary to binarize the image 40, and it may be divided into two regions by the boundary line 43. Further, the gray image 40 may be a color image.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which a boundary between the first region and the second region is extracted in a predetermined region on the grayscale image.
  • two predetermined regions are set so that each of the four corners of the deposition substrate on the gray image 40 includes a part of the orthogonal sides of the deposition substrate. .
  • the first extraction region T 1 is set to be orthogonal to the short side of the substrate 10
  • the second extraction region T 2 is set to be orthogonal to the long side of the substrate 10.
  • the third extraction region T 3 is set to be orthogonal to the short side of the substrate 10
  • the fourth extraction region T 4 is set to be orthogonal to the long side of the substrate 10.
  • the fifth extraction region T 5 is set to be orthogonal to the short side of the substrate 10
  • the sixth extraction region T 6 is set to be orthogonal to the long side of the substrate 10.
  • the seventh extraction region T 7 is set to be orthogonal to the short side of the substrate 10
  • the eighth extraction region T 8 is set to be orthogonal to the long side of the substrate 10.
  • Each extraction region T 1 to T 8 extends from the edge of the substrate 10 toward the inside of the substrate 10 until it reaches the second region 42.
  • each of the extraction regions T 1 to T 8 is rectangular, but may be linear.
  • two predetermined areas are set in each of the four corners of the film formation substrate, but three or more areas may be set.
  • the boundary between the first region 41 and the second region 42 located in each of the extraction regions T 1 to T 8 is extracted. Specifically, the boundary P 1 located in the first extraction region T 1, the boundary P 2 located in the second extraction region T 2, the boundary P 3 located in the third extraction region T 3, fourth extraction Boundary P 4 located in the region T 4 , Boundary P 5 located in the fifth extraction region T 5 , Boundary P 6 located in the sixth extraction region T 6 , Boundary located in the seventh extraction region T 7 extracting the boundary P 8 located P 7 and the eighth extraction region T 8.
  • the boundary between the first region 41 and the second region 42 tends to become clear because the contrast between the first region 41 and the second region 42 tends to become clear at each of the four corners of the film formation substrate.
  • the predetermined regions to be extracted in the boundary extraction step are not limited to the four corners of the substrate 10, and for example, two regions are set at the center of each of the four sides of the substrate 10 or a pair of corners facing each other. Also good.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a film formation region is defined. As shown in FIG. 6, the film formation region 52 is defined by connecting the extracted boundaries P 1 to P 8 .
  • boundary P 2 and the boundary P 4 are connected by the straight line 53
  • the boundary P 3 and the boundary P 5 are connected by the straight line 54
  • the boundary P 6 and the boundary P 8 are connected by the straight line 55
  • the boundary P 7 and the boundary P Connect 1 with a straight line 56 A region surrounded by the straight lines 53, 54, 55, and 56 is a film forming region 52, and the outside thereof is a non-film forming region 51.
  • the film formation region 52 can be defined with high accuracy by connecting the boundaries P 1 to P 8 extracted from each of the four corners of the film formation substrate having a high contrast in the grayscale image 40.
  • the position of the film formation region 52 within the surface of the substrate 10 is detected from the distance between the defined edge of the film formation region 52 and the edge of the substrate 10. Specifically, the distance L 1 between the edge of the lower film formation region 52 and the edge of the substrate 10 in the drawing, and the distance between the edge of the upper film formation region 52 and the edge of the substrate 10 in the drawing. The distance L 2 , the distance L 3 between the edge of the film formation region 52 on the left side in the figure and the edge of the substrate 10, and the distance between the edge of the film formation region 52 on the right side in the figure and the edge of the substrate 10 From the distance L 4 , the position of the film formation region 52 is detected.
  • the confirmation step (S106) it is determined whether the position of the film formation region 52 is within a predetermined allowable range. Specifically, for example, when at least one of the distances L 1 to L 4 is within 4 mm, the film formation substrate is determined to be out of the permissible range as a defective product.
  • the film formation positions of a plurality of film formation substrates are sequentially detected, and a warning is given when the position of the film formation region of the plurality of film formation substrates that has been sequentially detected tends to vary widely within a predetermined tolerance.
  • a monitoring step for monitoring the tendency of the film forming position may be further provided.
  • the film formation region 52 is gradually shifted before the defective product is generated before the film formation region 52 is displaced.
  • Position adjustment can be performed.
  • the film formation region 52 can be determined with high accuracy, so that it is possible to stably inspect for film formation defects due to misalignment. it can.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

　矩形状の成膜基板の表面の濃淡画像(３０)を撮影する撮影工程(Ｓ１０１)と、濃さの所定の閾値を境界にして、この閾値以上の領域である第１領域(４１)とこの閾値より低い領域である第２領域(４２)とに濃淡画像(３０)を分割する画像処理工程(Ｓ１０２)とを備える。また、画像処理工程後の濃淡画像(４０)上の所定の領域において、成膜基板の縁部に位置する第１領域(４１)と内側で隣接している第２領域(４２)との境界を抽出する境界抽出工程(Ｓ１０３)と、抽出された境界同士を結ぶことにより成膜領域(５２)を画定する画定工程(Ｓ１０４)と、濃淡画像(４０)上において、成膜領域(５２)の縁と成膜基板の縁との間の距離から成膜基板内における成膜領域(５２)の位置を検出する位置検出工程(Ｓ１０５)とを備える。

Description

成膜基板の成膜位置検査方法
　本発明は、成膜基板の成膜位置検査方法に関する。
　積層された層の中でどの層が位置ずれによる成膜不良になっているかを判断できる有機ＥＬ(Electro-Luminescence)パネルの形成方法を開示した先行文献として、特開２００５－２６８１８７号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された有機ＥＬパネルの形成方法においては、意図的な重なりずれを有するように成膜されている。
特開２００５－２６８１８７号公報
　成膜不良の検査は、顕微鏡などによる目視または画像処理検査によって行なわれているが、目視に頼るところが多く、確立された画像処理検査方法がない。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、位置ずれによる成膜不良の検査を安定して行なうことができる、成膜基板の成膜位置検査方法を提供することを目的とする。
　本発明に基づく成膜基板の成膜位置検査方法は、矩形状の成膜基板の表面の濃淡画像を撮影する撮影工程と、濃さの所定の閾値を境界にして、この閾値以上の領域である第１領域とこの閾値より低い領域である第２領域とに濃淡画像を分割する画像処理工程とを備える。また、成膜基板の成膜位置検査方法は、画像処理工程後の濃淡画像上の所定の領域において、成膜基板の縁部に位置する第１領域と内側で隣接している第２領域との境界を抽出する境界抽出工程と、抽出された境界同士を結ぶことにより成膜領域を画定する画定工程と、濃淡画像上において、成膜領域の縁と成膜基板の縁との間の距離から成膜基板内における成膜領域の位置を検出する位置検出工程とを備える。
　本発明の一形態においては、境界抽出工程において、上記所定の領域は、成膜基板の四隅の各々に、成膜基板の直交する辺の一部をそれぞれ含むように２箇所設定される。
　本発明の一形態においては、成膜基板の成膜位置検査方法は、検出された成膜領域の位置が、所定の許容範囲内に入っているか判定する確認工程をさらに備える。
　本発明の一形態においては、成膜基板の成膜位置検査方法は、複数の成膜基板の成膜位置を順次検出し、順次検出された複数の成膜基板の成膜領域の位置が所定の許容範囲内においてばらつきが大きくなる傾向を示した場合に警告を発するように、成膜位置の傾向を監視する監視工程をさらに備える。
　本発明によれば、位置ずれによる成膜不良の検査を安定して行なうことができる。
本発明の一実施形態に係る成膜基板の成膜位置検査方法を示すブロック図である。 成膜基板の構成を示す平面図である。 成膜基板の表面の濃淡画像である。 画像処理工程後の濃淡画像を模式的に示す平面図である。 濃淡画像上の所定の領域において、第１領域と第２領域との境界を抽出した状態を示す図である。 成膜領域を画定した状態を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る成膜基板の成膜位置検査方法について説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。なお、実施形態の説明において、説明の便宜上、上、下、左、右の表現を用いるが、これらの表現は示した図に基づくものであって発明の構成を限定するものではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係る成膜基板の成膜位置検査方法を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る成膜基板の成膜位置検査方法は、矩形状の成膜基板の表面の濃淡画像を撮影する撮影工程(Ｓ１０１)と、濃さの所定の閾値を境界にして、この閾値以上の領域である第１領域とこの閾値より低い領域である第２領域とに濃淡画像を分割する画像処理工程(Ｓ１０２)とを備える。
　また、成膜基板の成膜位置検査方法は、白黒画像上の成膜基板の所定の領域において、成膜基板の縁部に位置する第１領域と内側で隣接している第２領域との境界を抽出する境界抽出工程(Ｓ１０３)と、抽出された境界同士を結ぶことにより成膜領域を画定する画定工程(Ｓ１０４)と、白黒画像上において、成膜領域の縁と成膜基板の縁との間の距離から成膜基板内における成膜領域の位置を検出する位置検出工程(Ｓ１０５)とを備える。
　さらに、本実施形態においては、成膜基板の成膜位置検査方法は、検出された成膜領域の位置が、所定の許容範囲内に入っているか判定する確認工程(Ｓ１０６)を備える。
　以下、各工程について詳細に説明する。
　図２は、成膜基板の構成を示す平面図である。図２に示すように、ガラス基板などの矩形状の外形を有する基板１０の表面上の一部に、ＣＶＤ(Chemical　Vapor　Deposition)法またはスパッタ法などの成膜法により矩形状の外形を有する膜２０が形成される。基板１０の縁１１と膜２０の縁２１との間に所定の間隔が形成されるように、基板１０の表面内において所定の成膜位置が設定されている。
　図３は、成膜基板の表面の濃淡画像である。撮影工程(Ｓ１０１)において、ＡＭ(Auto　Macro)装置を用いて、基板１０に膜２０が形成された成膜基板の表面を撮影する。具体的には、成膜基板の表面に光を照射して、反射した光を受光することにより、図３に示すような濃淡画像３０を撮影する。ただし、濃淡画像３０の撮影方法は上記に限られず、様々な方法を用いることができる。
　濃淡画像３０の濃淡は、膜２０の膜厚に起因するものである。膜２０が薄いところでは、反射光の強度が強いため受光感度が高くなって濃く表示される。一方、膜２０が厚いところでは、反射光の強度が弱いため受光感度が低くなって薄く表示される。
　画像処理工程(Ｓ１０２)において、濃さの所定の閾値を境界にして、この閾値以上の領域である第１領域とこの閾値より低い領域である第２領域とに濃淡画像３０を分割する。所定の閾値は、複数のサンプル用成膜基板を準備し、閾値を変えて後述する各工程を行なって複数のサンプル用成膜基板の成膜位置を検出した場合に、それらの目視による成膜位置の検出結果と最も適合する閾値とした。
　図４は、画像処理工程後の濃淡画像を模式的に示す平面図である。図４に示すように、画像処理工程後の濃淡画像４０においては、濃さの所定の閾値を境界線４３として、成膜基板の縁部に位置する第１領域４１と、第１領域４１の内側に位置する第２領域４２とに分割されている。なお、図４においては、見やすくするために濃淡画像４０を二値化して示したが、必ずしも二値化して示される必要はなく、境界線４３により２つの領域に分割されていればよい。また、濃淡画像４０は、カラー画像であってもよい。
　図５は、濃淡画像上の所定の領域において、第１領域と第２領域との境界を抽出した状態を示す図である。図５に示すように、本実施形態においては、濃淡画像４０上の成膜基板の四隅の各々に、成膜基板の直交する辺の一部をそれぞれ含むように所定の領域を２箇所設定する。
　具体的には、図中の左下の隅部において、基板１０の短辺と直交するように第１抽出領域Ｔ1、および、基板１０の長辺と直交するように第２抽出領域Ｔ2を設定する。図中の右下の隅部において、基板１０の短辺と直交するように第３抽出領域Ｔ3、および、基板１０の長辺と直交するように第４抽出領域Ｔ4を設定する。
　図中の右上の隅部において、基板１０の短辺と直交するように第５抽出領域Ｔ5、および、基板１０の長辺と直交するように第６抽出領域Ｔ6を設定する。図中の左上の隅部において、基板１０の短辺と直交するように第７抽出領域Ｔ7、および、基板１０の長辺と直交するように第８抽出領域Ｔ8を設定する。
　各抽出領域Ｔ1～Ｔ8は、基板１０の縁から基板１０の内側に向けて第２領域４２に到達するまで延在している。本実施形態においては、各抽出領域Ｔ1～Ｔ8は矩形状であるが、線状であってもよい。本実施形態においては、上記所定の領域を成膜基板の四隅の各々に２箇所設定したが、３箇所以上設定してもよい。
　境界抽出工程(Ｓ１０３)において、各抽出領域Ｔ1～Ｔ8内に位置する第１領域４１と第２領域４２との境界を抽出する。具体的には、第１抽出領域Ｔ1内に位置する境界Ｐ1、第２抽出領域Ｔ2内に位置する境界Ｐ2、第３抽出領域Ｔ3内に位置する境界Ｐ3、第４抽出領域Ｔ4内に位置する境界Ｐ4、第５抽出領域Ｔ5内に位置する境界Ｐ5、第６抽出領域Ｔ6内に位置する境界Ｐ6、第７抽出領域Ｔ7内に位置する境界Ｐ7および第８抽出領域Ｔ8内に位置する境界Ｐ8を抽出する。
　第１領域４１と第２領域４２との境界は、成膜基板の四隅の各々において、第１領域４１と第２領域４２とのコントラストが高くなり明確になる傾向にあるため、境界抽出工程において抽出する所定の領域を、基板１０の四隅の各々において基板１０の直交する辺の一部をそれぞれ含むように２箇所設定することにより、抽出する位置精度を高くすることができる。
　ただし、境界抽出工程において抽出する所定の領域は、基板１０の四隅に限られず、たとえば、基板１０の４辺の各々の中央部、または、互いに対向する１対の隅にそれぞれ２箇所設定してもよい。
　図６は、成膜領域を画定した状態を示す図である。図６に示すように、抽出された境界Ｐ1～Ｐ8同士を結ぶことにより成膜領域５２を画定する。
　具体的には、境界Ｐ2と境界Ｐ4と直線５３で結び、境界Ｐ3と境界Ｐ5と直線５４で結び、境界Ｐ6と境界Ｐ8と直線５５で結び、境界Ｐ7と境界Ｐ1と直線５６で結ぶ。直線５３，５４，５５，５６で囲まれた領域が成膜領域５２であり、その外側が非成膜領域５１である。
　このように、濃淡画像４０においてコントラストの高い成膜基板の四隅の各々から抽出した境界Ｐ1～Ｐ8を結ぶことにより高精度に成膜領域５２を画定することができる。
　位置検出工程(Ｓ１０５)において、画定された成膜領域５２の縁と基板１０の縁との間の距離から基板１０の表面内における成膜領域５２の位置を検出する。具体的には、図中の下側の成膜領域５２の縁と基板１０の縁との間の距離Ｌ1、図中の上側の成膜領域５２の縁と基板１０の縁との間の距離Ｌ2、図中の左側の成膜領域５２の縁と基板１０の縁との間の距離Ｌ3、および、図中の右側の成膜領域５２の縁と基板１０の縁との間の距離Ｌ4から、成膜領域５２の位置を検出する。
　確認工程(Ｓ１０６)において、成膜領域５２の位置が、所定の許容範囲内に入っているか判定する。具体的には、たとえば、距離Ｌ1～Ｌ4のうち少なくとも１つが４ｍｍ以内である場合に、許容範囲外であるとしてその成膜基板を不良品と判定する。
　なお、複数の成膜基板の成膜位置を順次検出し、順次検出された複数の成膜基板の成膜領域の位置が所定の許容範囲内においてばらつきが大きくなる傾向を示した場合に警告を発するように、成膜位置の傾向を監視する監視工程をさらに備えてもよい。
　このようにした場合、当初は、成膜領域５２の位置が所定の許容範囲内に入っていても、次第に成膜領域５２の位置がずれて不良品が発生する前に、成膜領域５２の位置調整を行なうことが可能になる。
　本実施形態に係る成膜基板の成膜位置検査方法を導入することにより、成膜領域５２を高精度に確定することができるため、位置ずれによる成膜不良の検査を安定して行なうことができる。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０　基板、１１，２１　縁、２０　膜、３０，４０　濃淡画像、４１　第１領域、４２　第２領域、４３　境界線、５１　非成膜領域、５２　成膜領域。

Claims (4)

  1. 　矩形状の成膜基板の表面の濃淡画像(３０)を撮影する撮影工程(Ｓ１０１)と、
    　濃さの所定の閾値を境界にして、該閾値以上の領域である第１領域(４１)と該閾値より低い領域である第２領域(４２)とに前記濃淡画像(３０)を分割する画像処理工程(Ｓ１０２)と、
    　前記画像処理工程後の前記濃淡画像(４０)上の所定の領域において、前記成膜基板の縁部に位置する前記第１領域(４１)と内側で隣接している前記第２領域(４２)との境界を抽出する境界抽出工程(Ｓ１０３)と、
    　抽出された前記境界同士を結ぶことにより成膜領域(５２)を画定する画定工程(Ｓ１０４)と、
    　前記濃淡画像(４０)上において、前記成膜領域(５２)の縁と前記成膜基板の縁との間の距離から前記成膜基板内における前記成膜領域(５２)の位置を検出する位置検出工程(Ｓ１０５)と
    を備える、成膜基板の成膜位置検査方法。
  2. 　前記境界抽出工程(Ｓ１０３)において、前記所定の領域は、前記成膜基板の四隅の各々に、前記成膜基板の直交する辺の一部をそれぞれ含むように２箇所設定される、請求項１に記載の成膜基板の成膜位置検査方法。
  3. 　検出された前記成膜領域(５２)の位置が、所定の許容範囲内に入っているか判定する確認工程(Ｓ１０６)をさらに備える、請求項１または２に記載の成膜基板の成膜位置検査方法。
  4. 　複数の成膜基板の成膜位置を順次検出し、
    　順次検出された前記複数の成膜基板の前記成膜領域(５２)の位置が前記所定の許容範囲内においてばらつきが大きくなる傾向を示した場合に警告を発するように、前記成膜位置の傾向を監視する監視工程をさらに備える、請求項３に記載の成膜基板の成膜位置検査方法。
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