WO2023073756A1 - 薄膜の製造装置、薄膜の製造方法、 - Google Patents

薄膜の製造装置、薄膜の製造方法、 Download PDF

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orientation
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さえ 宮地
寿朗 西
雄大 稲葉
茂隆 冨谷
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ソニーグループ株式会社
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    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • This technology relates to thin film manufacturing equipment.
  • organic semiconductor materials have superior electrical properties compared to inorganic semiconductor materials, and are superior in terms of cost and workability, and are being developed for application in various electronic device fields.
  • An organic TFT (thin film transistor) using a thin film of an organic semiconductor material as a semiconductor channel and an organic photoelectric conversion element using a thin film of an organic semiconductor material have been proposed.
  • a method for manufacturing an organic semiconductor device disclosed in Patent Document 1 below prepares a transfer substrate having an alignment mark, and on the transfer substrate, a step of crystal-growing an organic semiconductor material to be a constituent material of an organic semiconductor thin film, a step of analyzing the crystal orientation of the organic semiconductor material on the transfer substrate with reference to the alignment mark, and a plurality of organic
  • the alignment mark is used as a reference for forming the channel region on the device forming substrate for forming the field effect transistor, and the organic semiconductor material is applied in the direction in which the source and drain electrodes of all the plurality of organic field effect transistors are arranged. and forming the organic semiconductor thin film by transferring the organic semiconductor material from the transfer substrate to the device formation substrate while aligning the crystal orientation direction in a certain direction. It has an organic field effect transistor that
  • Thin films such as organic semiconductor thin films have variations in molecular orientation, and due to such variations in molecular orientation, there is a problem that characteristics such as light absorption characteristics and mobility vary and the yield decreases.
  • Patent Document 1 has a step of determining the crystal orientation direction of the organic semiconductor material by analysis and a step of transferring from the transfer substrate to the device forming substrate accordingly.
  • it is necessary to perform alignment with the crystal orientation direction of the organic semiconductor material obtained by analysis each time, which increases parameter fluctuations and causes variations and abnormalities.
  • this technology can reduce variations in the molecular orientation of the thin film, reduce variations in light absorption characteristics, mobility, etc., and improve the yield.
  • the purpose is to provide a manufacturing apparatus for
  • the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film can be measured using oblique incidence X-ray diffraction GIXD.
  • the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film can be measured using Raman spectroscopy.
  • the deposition parameter Xn may be at least one of deposition rate, degree of vacuum, and film thickness.
  • the molecular orientation of the thin film may be a ratio of vertically oriented molecules to molecules in the entire thin film.
  • the thin film may be an organic thin film.
  • the thin film may be an organic semiconductor thin film.
  • the thin film may be an inorganic thin film.
  • FIG. 1 is a schematic conceptual diagram schematically showing the concept of a thin film manufacturing apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the thin film manufacturing apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram schematically showing the concept of a thin film manufacturing apparatus according to a second embodiment
  • 4 is a flowchart showing the operation of the thin film manufacturing apparatus shown in FIG. 3
  • It is a figure which shows the relationship between substrate temperature Tn and molecular orientation Yn.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 includes at least a film formation unit 12, an orientation measurement unit 18, a recording unit 19, a calculation unit 20, an orientation prediction unit 21, an abnormality detection unit 22, and a control unit 16. , and a substrate introduction section 11, an orientation measurement chamber 17, and a film product storage section 24 may be provided as necessary.
  • the substrate introduction section 11 and the film formation section 12 are connected to each other via a transportation connection section 13a.
  • the film forming section 12 and the orientation measurement chamber 17 are connected to each other via a transportation connecting section 13b.
  • the orientation measurement chamber 17 and film product storage section 24 are connected to each other via a transportation connection section 13c.
  • the transportation connection portion 13a, the transportation connection portion 13b, and the transportation connection portion 13c may be hermetically sealed, and the sample may be transported in a vacuum.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 includes a film forming unit 12 that forms a thin film on the substrate 14 .
  • the substrate 14 is conveyed from the substrate introducing section 11 to the film forming section 12 via the transportation connecting section 13a.
  • the substrate 14 is placed on a film forming holder (not shown).
  • the film-forming part 12 is equipped with the vapor deposition source 15a.
  • the vapor deposition source 15a is not particularly limited, crucibles preferably made of quartz, aluminum nitride, alumina, tungsten, tantalum, etc. may be used, and may have a boat shape or the like.
  • the voltage applied to the deposition source 15a is preferably optimized depending on the material so that the deposition rate is stabilized.
  • the temperature of the deposition source 15a is preferably close to the sublimation temperature of the deposition source.
  • it is preferable that the vapor deposition source 15a is resistance-heated and the thin film is formed on the substrate 14 by vacuum vapor deposition.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 includes a control unit 16 that sets numerical values of the substrate temperature Tn and the film formation parameter Xn when the thin film is formed on the substrate 14 in the film forming unit 12. Prepare.
  • the vapor deposition source 15 a in the film forming section 12 is resistance-heated based on the numerical values of the substrate temperature Tn and the film forming parameter Xn set by the control section 16 .
  • the control unit 16 receives a correction feedback signal 26b as an abnormality detection signal from the abnormality detection unit 22, and corrects the film formation parameter Xn in real time. do. That is, the control unit 16 performs film formation parameter control from the abnormality detection signal.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 includes an orientation measurement unit 18 for in-line measuring the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 14 by the film formation unit 12 .
  • the measurement of the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film may be performed in a vacuum.
  • the substrate 14 having a thin film formed on its surface is transported from the film forming unit 12 to the orientation measurement chamber 17 via the transportation connecting unit 13b.
  • the orientation measurement unit 18 measures the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 14 transported to the orientation measurement chamber 17 .
  • the molecular orientation of the thin film means the ratio of vertically oriented molecules to the molecules in the entire thin film.
  • the orientation measurement unit 18 transfers the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film to each of the recording unit 19 and the abnormality detection unit 22, which will be described later.
  • the substrate 14', on which the measured molecular orientation value Yn has already been measured, is transported to the film product storage unit 24 via the transportation connection unit 13c.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 includes a recording unit 19 that records the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film measured by the orientation measuring unit 18 .
  • the recording unit 19 records numerical values of the substrate temperature Tn and the film formation parameter Xn set by the control unit 16 .
  • the recording unit 19 correlates the numerical values of the set substrate temperature Tn and film formation parameter Xn with the actual measurement value Yn of the molecular orientation.
  • the calculator 20 calculates the orientation barrier energy ECOB as a correlation model using the following formula (1).
  • Yn Aexp( ECOB /kTn) (1)
  • A is an arbitrary constant (frequency factor)
  • ECOB is the orientation barrier energy
  • k is the Boltzmann constant
  • Tn is the substrate temperature.
  • the thin film manufacturing apparatus 10 calculates the above-mentioned
  • An orientation prediction unit 21 is provided for predicting the predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film using the equation (1). That is, in the present embodiment, the orientation predicting unit 21 predicts the predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film using the above equation (1).
  • the thin film manufacturing apparatus 10 uses the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film transferred from the orientation measuring unit 18 and the predicted value of the molecular orientation of the thin film predicted by the orientation predicting unit 21.
  • an abnormality detection signal is sent from the abnormality detection unit 22 to the patrol light 25, and the film-formed product storage unit 24 notifies the product of the abnormality.
  • the correction feedback signal 26a is sent as an abnormality detection signal from the abnormality detection unit 22 to the calculation unit 20, and the correlation model is corrected.
  • a correction feedback signal 26b is subsequently sent to the control unit 16 as an abnormality detection signal, the film formation parameter Xn is corrected in real time, and the film formation conditions in the film formation unit 12 are corrected based on the corrected film formation parameter Xn. Then, film formation is performed. That is, the control unit 16 performs film formation parameter control based on the abnormality detection signal.
  • the substrate 14 is transported from the substrate introducing portion 11 to the film forming portion 12 via the transportation connecting portion 13a, and film forming of a thin film is started.
  • the substrate 14 used in this embodiment is not particularly limited. etc.), silicon wafers, and the like.
  • the film forming step S ⁇ b>3 the substrate 14 is placed on a film forming holder (not shown) inside the film forming section 12 .
  • the vapor deposition source 15a provided in the film forming section 12 based on the numerical value set in the control step S2 is resistance-heated in the case of vacuum vapor deposition, for example, and a thin film is formed on the substrate .
  • the vapor deposition source 15 a is irradiated with an electron beam or the like to form a thin film on the substrate 14 .
  • the thin film formed on the substrate 14 is not particularly limited, it is preferably an organic thin film, more preferably an organic semiconductor thin film.
  • the organic semiconductor for forming the organic semiconductor thin film can be appropriately selected depending on the application such as organic photoelectric conversion element, organic EL, organic solar cell, organic TFT, organic memory, organic sensor, etc., but pentacene, tetracene, etc.
  • the thin film formed on the substrate 14 may be an inorganic thin film.
  • examples of such inorganic thin films include metal oxides.
  • control Step S2 the controller 16 sets numerical values for each of the substrate temperature Tn and the film formation parameter Xn.
  • the film formation parameters Xn refer to parameters other than the substrate temperature Tn, and include, for example, the degree of vacuum, the deposition rate, and the film thickness of the thin film.
  • the controller 16 Based on the numerical values of the substrate temperature Tn and the film formation parameters Xn set by the controller 16, the vapor deposition source 15a in the film formation step S3 can be controlled and the vapor deposition conditions can be set. Also, the set substrate temperature Tn and film formation parameters Xn are recorded by the recording unit 19 .
  • the abnormality detection unit 22 sends a correction feedback signal 26b as an abnormality detection signal to the control unit 16, and the film formation parameter Xn is determined. is corrected in real time.
  • the orientation measurement unit 18 measures the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 14 transported to the orientation measurement chamber 17 .
  • Molecular orientation can be measured by, for example, MAIRS (multiangle incidence resolution spectroscopy), pMAIRS (p-polarized multiangle incidence resolution spectroscopy), 2DGIXD (two-dimensional oblique incidence X-ray diffraction method), Raman spectroscopy, and the like. .
  • MAIRS multiangle incidence resolution spectroscopy
  • pMAIRS p-polarized multiangle incidence resolution spectroscopy
  • 2DGIXD two-dimensional oblique incidence X-ray diffraction method
  • Raman spectroscopy Raman spectroscopy
  • an infrared-transmitting substrate for example, silicon, CaF, etc.
  • an infrared-transmitting substrate for example, silicon, CaF, etc.
  • After forming a thin film on the surface of the substrate by vacuum deposition, etc. place the substrate with the thin film on the sample stage of the Fourier transform infrared spectrometer, place a polarizing plate on the infrared light source side, and adjust the incident angle to the thin film.
  • Eight conditions of 9 degrees, 14 degrees, 19 degrees, 24 degrees, 29 degrees, 34 degrees, 39 degrees, and 44 degrees are set to measure the infrared transmission of the thin film on the substrate surface.
  • IP spectrum in-plane spectrum
  • OP spectrum out-of-plane spectrum
  • a specular substrate for example, silicon, SiO2 glass, etc.
  • a point-shaped X-ray beam with a diameter of 0.5 mm or less is incident on the film at a glancing angle of 0.12°, and the scattered X-rays are irradiated with X-rays.
  • An image is taken with a line two-dimensional detector. At this time, the distance between the sample and the detector is adjusted so that the entire diffraction line of the object to be measured is within the detection plane.
  • the imaging time is adjusted so that the average X-ray intensity on the diffraction line is 100 counts or more.
  • the integration range is set so that the entire ring-shaped diffraction line that appears in the obtained image is included, the spectrum in the circumferential direction is derived within that range, and the full width at half maximum of the peak on the circumferential direction spectrum is calculated to determine the orientation. and measure the molecular orientation.
  • a substrate on which a thin film is formed by vacuum deposition or the like is irradiated with an excitation laser, and the Raman scattering spectrum obtained by backscattering is measured.
  • the wavelength of the excitation laser is generally 532, 632 nm, etc., it is not limited to this. From the ratio of the peak attributed to the dipole moment along the major axis of the molecule to the peak attributed to the dipole moment along the minor axis of the molecule (major axis/minor axis), the ratio of the vertically oriented component is estimated, and the molecular orientation is calculated. to measure.
  • the recording unit 19 records the actual value Yn of the measured molecular orientation, and correlates the actual value Yn, the substrate temperature Tn, and the film formation parameter Xn.
  • Yn Aexp( ECOB /kTn) (1)
  • A is an arbitrary constant (frequency factor)
  • ECOB is the orientation barrier energy
  • k is the Boltzmann constant
  • Tn is the substrate temperature.
  • the orientation prediction unit 21 calculates the above-mentioned A predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film is predicted using equation (1). In this embodiment, the orientation predicting unit 21 predicts the predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film using the above equation (1).
  • correction step S10 when an abnormality is detected in the abnormality detection step S9, the correction feedback signal 26a is sent from the abnormality detection unit 22 to the calculation unit 20 as an abnormality detection signal, and the correlation model is corrected. .
  • the correction feedback signal 26b as an abnormality detection signal is subsequently sent also to the control unit 16 to correct the film formation parameter Xn in real time.
  • the thin film manufacturing apparatus 110 includes at least a substrate introduction unit 111, a film formation unit 112, a control unit 116, an orientation measurement unit 118, a recording unit 119, a correlation model calculation unit 120, and an orientation prediction unit.
  • a unit 121 and an anomaly detection unit 122 may be provided, and an orientation measurement chamber 117 and a film product storage unit 124 may be provided as necessary.
  • the substrate introduction section 111 and the film formation section 112 are connected to each other via a transportation connection section 113a.
  • the film forming section 112 and the orientation measurement chamber 117 are connected to each other via a transportation connecting section 113b.
  • the orientation measurement chamber 117 and the film product storage section 124 are connected to each other via a transportation connection section 113c. Further, the transportation connection part 113a, the transportation connection part 113b, and the transportation connection part 113c may be sealed and the sample may be transported in a vacuum. Each part will be described below.
  • a thin film manufacturing apparatus 110 includes a substrate introduction portion 111 into which a substrate 114 on which a thin film is to be formed is inserted.
  • the thin film manufacturing apparatus 110 includes a film forming unit 112 that forms a thin film on a substrate 114 .
  • the substrate 114 is conveyed from the substrate introduction section 111 to the film forming section 112 via the transportation connecting section 113a.
  • the substrate 114 is placed on a film forming holder (not shown).
  • the film forming unit 112 includes a vapor deposition source 115a. Since the other explanation about the film-forming part 112 applies to the explanation about the film-forming part 12 of 1st embodiment, description is abbreviate
  • the thin-film manufacturing apparatus 110 includes a control unit 116 that sets numerical values of the substrate temperature Tn and the film-forming parameter Xn when forming a thin film on the substrate 114 in the film-forming unit 112. Prepare.
  • the vapor deposition source 115 a in the film forming unit 112 is resistance-heated based on the numerical values of the substrate temperature Tn and the film forming parameter Xn set by the control unit 116 .
  • the control unit 116 receives a correction feedback signal 126b as an abnormality detection signal from the abnormality detection unit 122, and corrects the film formation parameter Xn in real time. do.
  • the thin film manufacturing apparatus 110 includes an orientation measurement unit 118 that measures the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 114 by the film formation unit 112 .
  • the substrate 114 having a thin film formed on its surface is transported from the film forming unit 112 to the orientation measurement chamber 117 via the transportation connecting unit 113b.
  • the orientation measurement unit 118 measures the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 114 conveyed to the orientation measurement chamber 117 .
  • the orientation measurement unit 118 transfers the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film to the recording unit 119 and the abnormality detection unit 122, which will be described later.
  • the substrate 114', on which the measured value Yn of the molecular orientation has already been measured is transported to the film product storage section 124 via the transportation connection section 113c.
  • the thin film manufacturing apparatus 110 includes a recording unit 119 that records the measured value Yn of the molecular orientation of the thin film measured by the orientation measuring unit 118 .
  • the recording unit 119 records numerical values of the substrate temperature Tn and the film formation parameter Xn set by the control unit 116 .
  • the recording unit 119 correlates the numerical values of the set substrate temperature Tn and film formation parameter Xn with the actual measurement value Yn of the molecular orientation.
  • the correlation model calculator 120 calculates the orientation barrier energy ECOB using the following formula (1) as a correlation model.
  • Yn Aexp( ECOB /kTn) (1)
  • A is an arbitrary constant (frequency factor)
  • ECOB is the orientation barrier energy
  • k is the Boltzmann constant
  • Tn is the substrate temperature.
  • the thin film manufacturing apparatus 110 performs the An orientation prediction unit 121 is provided for predicting the predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film using the formula (1). That is, in the present embodiment, the orientation predicting unit 121 predicts the predicted value Y'n of the molecular orientation of the thin film using the above equation (1).
  • the abnormality detection unit 122 determines that there is no abnormality when the difference ⁇ Y is equal to or less than the threshold.
  • the abnormality detection unit 122 determines that "abnormality exists" when the difference ⁇ Y exceeds the threshold value.
  • an abnormality detection signal is sent from the abnormality detection unit 122 to the patrol light 125, and the film-formed product storage unit 124 notifies the product of the abnormality.
  • the correction feedback signal 126a is sent from the abnormality detection section 122 to the correlation model calculation section 120, and the correlation model is corrected.
  • the correction feedback signal 126b is subsequently sent to the control unit 116, and the control unit 116 corrects the film formation parameter Xn in real time, and the film formation conditions in the film formation unit 112 are corrected based on the corrected film formation parameter Xn. Then, film formation is performed.
  • the substrate 114 is transported from the substrate introducing portion 111 to the film forming portion 112 via the transportation connecting portion 113a, and the film forming of the thin film is started.
  • the controller 116 sets numerical values for each of the substrate temperature Tn and the film formation parameter Xn. Numerical values of the set substrate temperature Tn and film formation parameters Xn are recorded in the recording unit 119 .
  • the vapor deposition source 115a provided in the film formation unit 112 is resistance-heated, for example, in the case of vacuum vapor deposition, and a thin film is formed on the substrate 114.
  • the vapor deposition source 115 a is irradiated with an electron beam or the like to form a thin film on the substrate 114 .
  • the orientation measurement step S 34 the substrate 114 on which the thin film has been formed in the film forming section 112 is transported to the orientation measurement chamber 117 .
  • the orientation measurement unit 118 measures the actual measurement value Yn of the molecular orientation of the thin film formed on the substrate 114 transported to the orientation measurement chamber 117 .
  • Other descriptions of the orientation measurement step S34 are omitted because the description of the orientation measurement step S4 in the first embodiment applies.
  • the recording unit 119 records the actual value Yn of the measured molecular orientation.
  • the recording unit 119 correlates the measured molecular orientation value Yn, the substrate temperature Tn, and the film formation parameter Xn.
  • Yn Aexp( ECOB /kTn) (1)
  • A is an arbitrary constant (frequency factor)
  • ECOB is the orientation barrier energy
  • k is the Boltzmann constant
  • Tn is the substrate temperature.
  • the orientation barrier energy E COB it is preferable to previously form a plurality of test films and construct an initial value of the barrier energy E COB as a correlation model using 5 or more sets of data. .
  • correction Step When an abnormality is detected in the abnormality detection step S39, the correction feedback signal 126a is sent as an abnormality detection signal from the abnormality detection section 122 to the correlation model calculation section 120, and the correlation model is corrected.
  • the correction feedback signal 126b as an abnormality detection signal is subsequently sent also to the control unit 116 to correct the film formation parameter Xn in real time.
  • the present technology can also employ the following configuration.
  • the thin film manufacturing apparatus according to any one of [1] to [6], wherein the molecular orientation of the thin film is a ratio of vertically oriented molecules to molecules in the entire thin film.
  • the thin film manufacturing apparatus according to any one of [1] to [7], wherein the thin film is an organic thin film.
  • the thin film manufacturing apparatus according to any one of [1] to [8], wherein the thin film is an organic semiconductor thin film.
  • the thin film is an inorganic thin film.
  • the molecular orientation Yn was determined by the measurement method described in the above embodiment.
  • Pentacene was used as the organic semiconductor thin film material, and a SiO2 substrate was used as the substrate.
  • the deposition rate was set to 1 ⁇ /s
  • the degree of vacuum was set to 1 ⁇ 10 6 Pa
  • the film thickness was set to 20 nm
  • the substrate temperature Tn was set to 105 to 318K.
  • a thin film was deposited on a SiO2 substrate by varying the temperature at several temperatures in between and performing vacuum evaporation.
  • a molecular orientation Yn of a thin film formed at a predetermined substrate temperature was measured.
  • FIG. 5 shows the result of plotting the natural logarithm of Yn against the horizontal axis 1/T in order to confirm that the relationship of the following formula (1) holds.
  • the plot indicated by white circles is Example 1. It was confirmed that there is a linear correlation between ln(Yn) and 1/T. The R-squared value was 0.90. The ECOB obtained from this relationship was 0.02 eV. Therefore, it was confirmed from FIG.
  • Yn Aexp( ECOB /kTn) (1)
  • A is an arbitrary constant (frequency factor)
  • ECOB is the orientation barrier energy
  • k is the Boltzmann constant
  • Tn is the substrate temperature.
  • a IP is the in-plane spectral intensity and A OP is the out-of-plane spectral intensity.
  • Example 2 Pentacene was used as the organic semiconductor thin film material, and SiO 2 having a graphene monolayer transferred thereon was used as the substrate.
  • the same numerical film formation parameters as those in Example 1 were set, and the substrate temperature Tn was changed at several temperatures between 298 and 348 K, vacuum deposition was performed, and a graphene single layer was transferred. Thin films were deposited on SiO2 substrates. A molecular orientation Yn of a thin film formed at a predetermined substrate temperature was measured. The orientation parameter Yn measured using equation (2) is plotted against the reciprocal temperature 1/T in FIG. The plot indicated by black circles is Example 2.
  • a IP is the in-plane spectral intensity
  • a OP is the out-of-plane spectral intensity.
  • the configurations, methods, steps, shapes, materials, numerical values, etc. given in the above-described embodiments and examples are merely examples, and different configurations, methods, steps, shapes, materials, and the like may be necessary.
  • a numerical value or the like may be used.
  • the chemical formulas of compounds and the like are representative ones, and the valence numbers and the like are not limited as long as they are common names of the same compound.
  • a numerical range indicated using “to” indicates a range that includes the numerical values before and after “to” as the minimum and maximum values, respectively.
  • the upper limit or lower limit of the numerical range in one step may be replaced with the upper limit or lower limit of the numerical range in another step.
  • the materials exemplified in this specification can be used singly or in combination of two or more unless otherwise specified.

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Abstract

  薄膜の製造装置は、基板温度Ｔｎと、それ以外の成膜パラメータＸｎで薄膜を成膜する成膜部と、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定する配向測定部と、前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記分子配向の実測値Ｙｎを記録する記録部と、前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記分子配向の実測値Ｙｎの相関モデルとして式Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB／ｋＴｎ) ［Ａは任意の定数（頻度因子）、ｋはボルツマン定数］を用いて配向障壁エネルギーＥCOBを算出する算出部と、前記相関モデルとしての配向障壁エネルギーＥCOBと前記基板温度Ｔｎから前記式を用いて分子配向の予測値Ｙ'ｎを予測する配向予測部と、前記分子配向の予測値Ｙ'ｎと前記分子配向の実測値Ｙｎの配向差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ'ｎを計測し、異常を検知し、異常検知信号を送信する異常検知部と、前記異常検知信号から成膜パラメータ制御を行う制御部と、を有する。

Description

薄膜の製造装置、薄膜の製造方法、
　本技術は、薄膜の製造装置に関する。
　近年、有機半導体材料は、無機半導体材料と比較しても優れた電気的特性を有し、コスト、加工性に優れることから、種々の電子デバイス分野への応用開発が進められている。有機半導体材料の薄膜を半導体チャネルに用いた有機ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、有機半導体材料の薄膜を用いた有機光電変換素子が提案されている。
　有機半導体材料の薄膜に関して、これまでに種々の技術が提案されている。例えば結晶性が均一で、移動度の揃った有機ＴＦＴに関する技術として、下記特許文献１に開示される有機半導体装置の製造方法は、アライメントマークを有する転写用基板を用意し、該転写用基板上に有機半導体薄膜の構成材料となる有機半導体材料を結晶成長させる工程と、前記アライメントマークを基準として、前記転写用基板上における前記有機半導体材料の結晶の配向方位を分析する工程と、複数の有機電界効果トランジスタを形成するためのデバイス形成用基板におけるチャネル領域の形成位置に、前記アライメントマークを基準として、前記複数の有機電界効果トランジスタすべてのソース電極およびドレイン電極の配列方向に対する前記有機半導体材料の結晶の配向方位を一定の方向に揃えて、前記転写用基板から前記有機半導体材料を前記デバイス形成用基板に転写することで前記有機半導体薄膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする有機電界効果トランジスタを備えている。
特開２０１４－２３２８４８号公報
　有機半導体薄膜等の薄膜は分子配向にバラツキが存在し、このような分子配向のバラツキのために、光吸収特性や移動度などの特性がばらつき、歩留まりが低下するという問題が存在した。
　特許文献１に開示された技術においては、有機半導体材料の結晶配向方向を分析により求める工程と、それに合わせて転写基板からデバイス形成用基板に転写する工程とを有する。しかしながら、分析して求めた有機半導体材料の結晶配向方向に対して位置合わせ込みを、その都度行う必要があり、パラメータ変動が大きくなり、バラツキや異常発生の原因となる。
　本技術は、有機半導体薄膜等の薄膜を基板に成膜するに際し、薄膜の分子配向のバラツキを低減し、光吸収特性や移動度などのバラツキを低減し、歩留まりを向上させることができる、薄膜の製造装置を提供することを目的とする。
　本技術は、
　基板温度Ｔｎと、前記基板温度Ｔｎ以外の成膜パラメータＸｎで薄膜を成膜するための成膜部と、
　前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定するための配向測定部と、
　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを記録するための記録部と、
　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの相関モデルとして下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出するための算出部と、
　前記相関モデルとしての配向障壁エネルギーＥＣＯＢと前記基板温度Ｔｎから下記式（１）を用いて前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎ予測するための配向予測部と、
　前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎと前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの配向差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎを計測し、異常を検知し、異常検知信号を送信するための異常検知部と、
　前記異常検知信号から成膜パラメータ制御を行うための制御部と、
を有する薄膜の製造装置を提供する。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定することが真空一貫で行われうる。
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは多角入射分解分光法ＭＡＩＲＳを用いて測定されうる。
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは斜め入射Ｘ線回折ＧＩＸＤを用いて測定されうる。
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎはラマン分光法を用いて測定されうる。
　前記成膜パラメータＸｎは、蒸着レート、真空度、又は膜厚のうちの少なくとも１種以上でありうる。
　前記薄膜の分子配向は、薄膜全体の分子に対する垂直配向した分子の比率でありうる。
　前記薄膜は、有機薄膜でありうる。
　前記薄膜は、有機半導体薄膜でありうる。
　前記薄膜は、無機薄膜でありうる。
　本技術は、
　基板を挿入するための基板導入部と、
　前記基板に薄膜を形成するための成膜部と、
　前記成膜部において成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを設定するための制御部と、
　形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定するための配向測定部と、
　前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎと、前記分子配向の実測値Ｙｎを記録し、前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎとを相関付けるための記録部と、
　相関付けられた前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎに基づいて相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））を計算するための相関モデル計算部と、
　前記相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））により分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測するための配向予測部と、
　前記分子配向の実測値Ｙｎと前記分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎが閾値以下であるか否かを検査するための異常検知部と、を備え、
　前記異常検知部で前記分子配向の差分ΔＹが閾値超である場合、前記異常検知部は、補正フィードバック信号を前記相関モデル計算部に送り、相関モデルの補正を行うとともに、前記異常検知部は、前記補正フィードバック信号を前記制御部に送り、成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを補正する、薄膜の製造装置を提供する。
第一の実施形態に係る薄膜の製造装置の概念を模式的に示す模式概念図である。 図１に示す薄膜の製造装置の動作を示すフローチャートである。 第二の実施形態に係る薄膜の製造装置の概念を模式的に示す模式概念図である。 図３に示す薄膜の製造装置の動作を示すフローチャートである。 基板温度Ｔｎと分子配向Ｙｎの関係を示す図である。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態のみに限定されることはない。
　本技術について、以下の順序で説明を行う。
１．第一実施形態に係る薄膜の製造装置
　（１）成膜部
　（２）制御部
　（３）配向測定部
　（４）記録部
　（５）算出部
　（６）配向予測部
　（７）異常検知部
２．第一実施形態に係る薄膜の製造装置の動作説明
　（１）成膜工程
　（２）制御工程
　（３）配向測定工程
　（４）相関工程
　（５）算出工程
　（６）配向予測工程
　（７）差分検査工程
　（８）終了工程
　（９）異常検知工程
　（１０）補正工程
３．第二実施形態に係る薄膜の製造装置
　（１）基板導入部
　（２）成膜部
　（３）制御部
　（４）配向測定部
　（５）記録部
　（６）相関モデル計算部
　（７）配向予測部
　（８）異常検知部
４．第二実施形態に係る薄膜の製造装置の動作説明
　（１）開始工程
　（２）基板温度及び成膜パラメータ設定工程
  （３）成膜工程
　（４）配向測定工程
　（５）相関工程
　（６）相関モデル計算工程
　（７）配向予測工程
　（８）差分検査工程
　（９）終了工程
　（１０）異常検知工程
　（１１）補正工程
　　＜１．第一実施形態に係る薄膜の製造装置＞
　図１を用いて、本技術に係る薄膜の製造装置の第一実施形態について説明する。
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、少なくとも、成膜部１２と、配向測定部１８と、記録部１９と、算出部２０と、配向予測部２１と、異常検知部２２と、制御部１６とを備え、必要に応じて基板導入部１１、配向測定室１７、成膜品保管部２４を備えていてもよい。基板導入部１１と、成膜部１２は相互に輸送用連結部１３ａを介して連結されている。成膜部１２と、配向測定室１７は相互に輸送用連結部１３ｂを介して連結されている。配向測定室１７と成膜品保管部２４は相互に輸送用連結部１３ｃを介して連結されている。また、試料の大気暴露を避ける観点から輸送用連結部１３ａ、輸送用連結部１３ｂ、輸送用連結部１３ｃは密閉されていて、真空一貫で試料を搬送してもよい。以下、各部について説明する。
　　（１）成膜部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、基板１４に薄膜を成膜する成膜部１２を備える。成膜部１２には、基板導入部１１から、輸送用連結部１３ａを介して基板１４が搬送される。成膜部１２では基板１４が成膜ホルダー（図示しない）に設置される。成膜部１２は、蒸着源１５ａを備えている。蒸着源１５ａは特に制限されないが、るつぼとして、好ましくは石英、窒化アルミ、アルミナ、タングステン、タンタル等を材料とするものが用いられ、形状がボート等のものであってよい。抵抗加熱による真空蒸着の場合、電子ビーム蒸着の場合、いずれも蒸着源１５ａに印加される電圧は、蒸着レートが安定するように、材料によって最適化することが好ましい。蒸着源１５ａの温度は好ましくは蒸着源の昇華温度に近い温度である。本実施形態においては、蒸着源１５ａが抵抗加熱され、真空蒸着により基板１４に薄膜を形成するのが好ましい。
　　（２）制御部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、成膜部１２において基板１４に薄膜を成膜する際、基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値を設定する制御部１６を備える。制御部１６によって設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値に基づいて成膜部１２における蒸着源１５ａが抵抗加熱される。また、後記する異常検知部２２において、「異常あり」と判断された場合、制御部１６は、異常検知部２２から異常検知信号として補正フィードバック信号２６ｂが送られ、成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正する。すなわち、制御部１６は、異常検知信号から成膜パラメータ制御を行う。
　　（３）配向測定部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、成膜部１２で基板１４に形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定する配向測定部１８を備える。なお、薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの測定は真空一貫で行なわれてもよい。成膜部１２から、輸送用連結部１３ｂを介して、配向測定室１７に表面に薄膜が形成された基板１４が搬送される。配向測定部１８は、配向測定室１７に搬送された基板１４に形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定する。なお、薄膜の分子配向とは、薄膜全体の分子に対する垂直配向した分子の比率を意味する。
　また、配向測定部１８は、後記する記録部１９と、異常検知部２２のそれぞれに薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを転送する。分子配向の実測値Ｙｎが測定済みの基板１４‘は、輸送用連結部１３ｃを介して成膜品保管部２４へ搬送される。
　　（４）記録部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、配向測定部１８で測定された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを記録する記録部１９を備える。記録部１９は、制御部１６において、設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値を記録する。記録部１９は、設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値と、分子配向の実測値Ｙｎとを相関付ける。
　　（５）算出部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出する算出部２０を備える。本実施形態において、算出部２０は、下記式（１）を用いて相関モデルとして配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出する。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
　　（６）配向予測部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、算出部２０で算出された相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））である配向障壁エネルギーＥＣＯＢと基板温度Ｔｎとから前記式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する配向予測部２１を備える。すわなち、本実施形態において、配向予測部２１は、上記式（１）により薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。
　　（７）異常検知部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１０は、配向測定部１８から転送された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎと前記配向予測部２１で予測された薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下であるか否かを検査する異常検知部２２を備える。異常検知部２２は、前記差分ΔＹが閾値以下であるときは、「異常なし」と判断する。異常検知部２２は、前記差分ΔＹが閾値超であるときは、「異常あり」と判断する。「異常あり」と判断された場合、異常検知部２２から異常検知信号がパトライト２５に送られて、成膜品保管部２４にて、該当品の異常が伝達される。また、「異常あり」と判断された場合、異常検知部２２から異常検知信号として補正フィードバック信号２６ａが算出部２０へ送られ、相関モデルの補正が行われる。異常検知信号として補正フィードバック信号２６ｂが続いて制御部１６にも送られ、成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正し、当該補正された成膜パラメータＸｎに基づいて成膜部１２における成膜条件が修正されて成膜が行われる。すなわち、制御部１６は、前記異常検知信号から成膜パラメータ制御を行う。
　　＜２．第一実施形態に係る薄膜の製造装置の動作説明＞
　次に、図２を用いて、第一実施形態に係る薄膜の製造装置の動作を説明する。
　　（１）成膜工程
　開始工程Ｓ１では基板導入部１１から、輸送用連結部１３ａを介して基板１４が成膜部１２に搬送されて、薄膜の成膜が開始される。本実施形態で用いられる基板１４としては、特に限定されないが、例えば、ガラス基板、樹脂基板（アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等）、シリコンウェハ等が挙げられる。成膜工程Ｓ３において、基板１４は成膜部１２内の成膜ホルダー（図示しない）に設置される。制御工程Ｓ２で設定された数値に基づいて成膜部１２に設けられた蒸着源１５ａは、例えば、真空蒸着の場合、抵抗加熱され、基板１４に薄膜が形成される。また、蒸着源１５ａは、例えば、電子ビーム蒸着の場合、蒸着源１５ａに電子ビーム等が照射され、基板１４に薄膜が形成される。基板１４に形成される薄膜としては、特に限定されないが、有機薄膜であることが好ましく、より好ましくは有機半導体薄膜であってもよい。有機半導体薄膜を形成するための有機半導体としては、有機光電変換素子、有機ＥＬ、有機太陽電池、有機ＴＦＴ、有機メモリー、有機センサー等の用途に応じて適宜選択され得るが、ペンタセン、テトラセン等のアセン系、４，４‘－ビス［（Ｎ－カルバゾル）スチリル］ビフェニル等のビススチリルベンゼン系、キナクリドン系、ポリフィリン系、メロシアニン系、オリゴチオフェン系、フタロシアニン系、ペリレン系、ルブレン系、ジアミン系、ナフタレン系、フラーレン系等が挙げられる。さらに、基板１４に形成される薄膜としては、無機薄膜であってもよい。このような無機薄膜として、例えば、金属酸化物等が挙げられる。
　　（２）制御工程
　制御工程Ｓ２では、制御部１６によって基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎのそれぞれについて数値が設定される。成膜パラメータＸｎとは基板温度Ｔｎ以外のパラメータをいい、例えば、真空度、蒸着レート、薄膜の膜厚等が挙げられる。制御部１６によって設定された基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値に基づいて、成膜工程Ｓ３における蒸着源１５ａが制御され、蒸着条件が設定され得る。また、設定された基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎは、記録部１９によって記録される。さらに、制御工程Ｓ２では、後記する異常検知工程Ｓ９において、「異常あり」と判断された場合、異常検知部２２から異常検知信号として補正フィードバック信号２６ｂが制御部１６に送られ、成膜パラメータＸｎがリアルタイムで補正される。
　　（３）配向測定工程
　配向測定工程Ｓ４では、成膜部１２において薄膜が成膜された基板１４は、配向測定室１７に搬送される。配向測定部１８は、配向測定室１７に搬送された基板１４に成膜された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定する。分子配向の測定は、例えば、ＭＡＩＲＳ（多角入射分解分光法）、ｐＭＡＩＲＳ（ｐ偏光多角入射分解分光法）、２ＤＧＩＸＤ（二次元斜め入射Ｘ線回析法）、ラマン分光法等により行うことができる。以下、分子配向の実測値Ｙｎを測定する方法について説明する。
［ＭＡＩＲＳ（多角入射分解分光法）］
　基板として、両鏡面の赤外透過性基板（例えば、シリコン、ＣａＦ等）を準備する。真空蒸着等により基板表面に薄膜を成膜後、薄膜が成膜された基板をフーリエ変換赤外分光装置のサンプル台に置き、赤外光源側に偏光板を置いて、薄膜への入射角を９度、１４度、１９度、２４度、２９度、３４度、３９度、４４度の８条件に設定して、基板表面における薄膜の赤外透過測定を行う。得られた赤外スペクトルから下記参考文献１に記載されたＭＡＩＲＳ演算を行うことにより面内スペクトル（ＩＰスペクトル）と面外スペクトル（ＯＰスペクトル）を算出し、分子配向を測定する。入射角度条件は基板の種類に依存して下記参考文献２の記載に従って最適化することが好ましい（参考文献１：T. Hasegawa, Analytical Chemistry, (2007), 79, 4385-4389、参考文献２：N. shioya, et al. Applied Spectroscopy (2017), 71(5): 901-910）。
［２ＤＧＩＸＤ（二次元斜め入射Ｘ線回析法）］
　基板として、鏡面基板（例えば、シリコン、ＳｉＯ２ガラス等）を準備する。真空蒸着等により基板表面に薄膜を成膜後、０．５ｍｍφ以下のポイント状に成形したＸ線平行ビームを膜に対して視斜角０．１２°で入射し、散乱されたＸ線をＸ線用２次元検出器で撮像する。このとき、試料と検出器の間の距離は、測定対象の回折線全体が検出面内に収まるように調整する。撮像時間は回折線上の平均Ｘ線強度が１００カウント以上になるように調整する。得られた画像に現れるリング状の回折線全体が入るように積分範囲を設定し、その範囲で円周方向のスペクトルを導出し、円周方向スペクトル上のピークの半値全幅を算出して配向性とし、分子配向を測定する。
［ラマン分光法］
　真空蒸着等により薄膜が成膜された基板に対して励起レーザーを照射し、後方散乱により得られたラマン散乱スペクトルを測定する。励起レーザーの波長は５３２、６３２ ｎｍなどが一般的だが、これに限らない。分子の長軸方向の双極子モーメントに帰属されるピークと分子の短軸方向の双極子モーメントに帰属されるピークとの比（長軸／短軸）から垂直配向成分の比率を見積もり、分子配向を測定する。
　　（４）相関工程
　相関工程Ｓ５ａでは、記録部１９は測定された分子配向の実測値Ｙｎを記録し、当該実測値Ｙｎと、基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎとを相関付ける。
　　（５）算出工程
　算出工程Ｓ５ｂでは、算出部２０は相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出する。本実施形態において、算出部２０は、相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として、下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出する。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
　相関モデルは、予め複数の薄膜をテスト成膜しておき、５セット以上のデータを用いて相関モデルの初期値を構築しておくことが好ましい。
　　（６）配向予測工程
　配向予測工程Ｓ６では、配向予測部２１は、算出部２０で算出された相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））である配向障壁エネルギーＥＣＯＢと基板温度Ｔｎから前記式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。本実施形態において、配向予測部２１は、上記式（１）により薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。
　　（７）差分検査工程
　差分検査工程Ｓ７では、異常検知部２２は、配向測定部１８から転送された分子配向の実測値Ｙｎと配向予測部２１で予測された分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下であるか否かを検査する。差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下の場合、成膜に異常はないと判定され、終了工程Ｓ８に移行する。異常なしと判定された基板１４‘は成膜品保管部２４へ搬送される。一方、差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値超の場合、成膜に異常ありと判定され、異常検知工程へ移行する。
　　（８）終了工程
　差分検査工程Ｓ７において、異常なしと判定された場合、終了工程Ｓ８へ移行して、基板１４‘は成膜品保管部２４へ搬送される。
　　（９）異常検知工程
　異常検知工程Ｓ９では、差分検査工程Ｓ７において、成膜に異常ありと判定された際、異常検知部２２から異常検知信号がパトライト２５に送られて、成膜品保管部２４にて、該当品の異常が伝達される。
　　（１０）補正工程
　補正工程Ｓ１０では、異常検知工程Ｓ９において異常が検知された際、異常検知部２２から異常検知信号として補正フィードバック信号２６ａが算出部２０へ送られ、相関モデルの補正が行われる。異常検知信号として補正フィードバック信号２６ｂは続いて制御部１６にも送られ、成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正する。
　　＜３．第二実施形態に係る薄膜の製造装置＞
　図３を用いて、本技術に係る薄膜の製造装置の第二実施形態について説明する。
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、少なくとも、基板導入部１１１と、成膜部１１２と、制御部１１６と、配向測定部１１８と、記録部１１９と、相関モデル計算部１２０と、配向予測部１２１と、異常検知部１２２とを備え、必要に応じて配向測定室１１７、成膜品保管部１２４を備えていてもよい。基板導入部１１１と、成膜部１１２は相互に輸送用連結部１１３ａを介して連結されている。成膜部１１２と、配向測定室１１７は相互に輸送用連結部１１３ｂを介して連結されている。配向測定室１１７と成膜品保管部１２４は相互に輸送用連結部１１３ｃを介して連結されている。また、輸送用連結部１１３ａ、輸送用連結部１１３ｂ、輸送用連結部１１３ｃは密閉されていて、真空一貫で試料を搬送してもよい。以下、各部について説明する。
　　（１）基板導入部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、表面に薄膜が成膜される基板１１４が挿入される基板導入部１１１を備える。
　　（２）成膜部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、基板１１４に薄膜を成膜する成膜部１１２を備える。成膜部１１２には、基板導入部１１１から、輸送用連結部１１３ａを介して基板１１４が搬送される。成膜部１１２では基板１１４が成膜ホルダー（図示しない）に設置される。成膜部１１２は、蒸着源１１５ａを備えている。成膜部１１２に関するその他の説明は、第一実施形態の成膜部１２に関する説明が当てはまるので、説明を省略する。
　　（３）制御部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、成膜部１１２において基板１１４に薄膜を成膜する際、基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値を設定する制御部１１６を備える。制御部１１６によって設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値に基づいて成膜部１１２における蒸着源１１５ａは抵抗加熱される。また、後記する異常検知部１２２において、「異常あり」と判断された場合、制御部１１６は、異常検知部１２２から異常検知信号として補正フィードバック信号１２６ｂが送られ、成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正する。
　　（４）配向測定部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、成膜部１１２で基板１１４に形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定する配向測定部１１８を備える。成膜部１１２から、輸送用連結部１１３ｂを介して、配向測定室１１７に表面に薄膜が形成された基板１１４が搬送される。配向測定部１１８は、配向測定室１１７に搬送された基板１１４に形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定する。また、配向測定部１１８は、後記する記録部１１９と、異常検知部１２２のそれぞれに薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを転送する。分子配向の実測値Ｙｎが測定済みの基板１１４‘は、輸送用連結部１１３ｃを介して成膜品保管部１２４へ搬送される。
　　（５）記録部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、配向測定部１１８で測定された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを記録する記録部１１９を備える。記録部１１９は、制御部１１６において、設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値を記録する。記録部１１９は、設定された基板温度Ｔｎと成膜パラメータＸｎのそれぞれの数値と、分子配向の実測値Ｙｎとを相関付ける。
　　（６）相関モデル計算部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、記録部１１９において、相関付けられた分子配向の実測値Ｙｎと、基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎとに基づいて、相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として配向障壁エネルギーＥＣＯＢを計算する相関モデル計算部１２０を備える。相関モデル計算部１２０は、相関モデルとして下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出する。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
　　（７）配向予測部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、相関モデル計算部１２０で算出された相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））である配向障壁エネルギーＥＣＯＢと基板温度Ｔｎから前記式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する配向予測部１２１を備える。すわなち、本実施形態において、配向予測部１２１は、上記式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。
　　（８）異常検知部
　本実施形態に従う薄膜の製造装置１１０は、配向測定部１１８から転送された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎと配向予測部１２１で予測された薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下であるか否かを検査する異常検知部１２２を備える。異常検知部１２２は、前記差分ΔＹが閾値以下であるときは、「異常なし」と判断する。異常検知部１２２は、前記差分ΔＹが閾値超であるときは、「異常あり」と判断する。「異常あり」と判断された場合、異常検知部１２２から異常検知信号がパトライト１２５に送られて、成膜品保管部１２４にて、該当品の異常が伝達される。また、「異常あり」と判断された場合、異常検知部１２２から補正フィードバック信号１２６ａが相関モデル計算部１２０へ送られ、相関モデルの補正が行われる。補正フィードバック信号１２６ｂは続いて制御部１１６にも送られ、制御部１１６は成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正し、当該補正された成膜パラメータＸｎに基づいて成膜部１１２における成膜条件が修正されて成膜が行われる。
　　＜４．第二実施形態に係る薄膜の製造装置の動作説明＞
　次に、図４を用いて、第二実施形態に係る薄膜の製造装置の動作を説明する。
　　（１）開始工程
　開始工程Ｓ３１では基板導入部１１１から、輸送用連結部１１３ａを介して基板１１４が成膜部１１２に搬送されて、薄膜の成膜が開始される。
　　（２）基板温度及び成膜パラメータ設定工程
　基板温度及び成膜パラメータ設定工程Ｓ３２では、制御部１１６によって基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎのそれぞれについて数値が設定される。設定された基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎのそれぞれについての数値は記録部１１９にて記録される。
　　（３）成膜工程
　成膜工程Ｓ３３では、基板１１４は成膜部１１２内の成膜ホルダー（図示しない）に設置される。基板温度及び成膜パラメータ設定工程Ｓ３２で設定された数値に基づいて、成膜部１１２に設けられた蒸着源１１５ａは、例えば、真空蒸着の場合、抵抗加熱され、基板１１４に薄膜が形成される。蒸着源１１５ａは、例えば、電子ビーム蒸着の場合、蒸着源１１５ａに電子ビーム等が照射され、基板１１４に薄膜が形成される。
　　（４）配向測定工程
　配向測定工程Ｓ３４では、成膜部１１２において薄膜が成膜された基板１１４は、配向測定室１１７に搬送される。配向測定部１１８は、配向測定室１１７に搬送された基板１１４に成膜された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定する。配向測定工程Ｓ３４についてのその他の説明は、第一の実施形態における配向測定工程Ｓ４に関する説明が当てはまるので、説明を省略する。
　　（５）相関工程
　相関工程Ｓ３５ａでは、記録部１１９は測定された分子配向の実測値Ｙｎを記録する。記録部１１９は、分子配向の実測値Ｙｎと、基板温度Ｔｎと、成膜パラメータＸｎとを相関付ける。
　　（６）相関モデル計算工程
　相関モデル計算工程Ｓ３５ｂでは、相関モデル計算部１２０は相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として配向障壁エネルギーＥＣＯＢを計算する。相関モデル計算部１２０は相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））として、下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを計算する。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
　相関モデルとしての配向障壁エネルギーＥＣＯＢは、予め複数の薄膜をテスト成膜しておき、５セット以上のデータを用いて相関モデルとしての障壁エネルギーＥＣＯＢの初期値を構築しておくことが好ましい。
　　（７）配向予測工程
　配向予測工程Ｓ３６では、配向予測部１２１は、相関モデル計算部１２０で計算された相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））としての配向障壁エネルギーＥＣＯＢと基板温度Ｔｎから式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。本実施形態において、配向予測部１２１は、上記式（１）を用いて薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測する。
　　（８）差分検査工程
　差分検査工程Ｓ３７では、異常検知部１２２は、配向測定部１１８から転送された分子配向の実測値Ｙｎと配向予測部１２１で予測された分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下であるか否かを検査する。当該差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値以下の場合、成膜に異常はないと判定され、終了工程Ｓ３８に移行する。異常なしと判定された基板１１４‘は成膜品保管部１２４へ搬送される。一方、差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ’ｎが閾値超の場合、成膜に異常ありと判定され、異常検知工程Ｓ３９へ移行する。
　　（９）終了工程
　差分検査工程Ｓ３７において、異常なしと判定された場合、終了工程Ｓ３８へ移行して、基板１１４‘は成膜品保管部１２４へ搬送される。
　　（１０）異常検知工程
　異常検知工程Ｓ３９では、差分検査工程Ｓ３７において、成膜に異常ありと判定された際、異常検知部１２２から異常検知信号がパトライト１２５に送られて、成膜品保管部１２４にて、該当品の異常が伝達される。
　　（１１）補正工程
　異常検知工程Ｓ３９において異常が検知された際、異常検知部１２２から異常検知信号として補正フィードバック信号１２６ａが相関モデル計算部１２０へ送られ、相関モデルの補正が行われる。異常検知信号として補正フィードバック信号１２６ｂは続いて制御部１１６にも送られ、成膜パラメータＸｎをリアルタイムで補正する。
　本技術は、以下のような構成を採用することもできる。
［１］
　基板温度Ｔｎと、前記基板温度Ｔｎ以外の成膜パラメータＸｎで薄膜を成膜するための成膜部と、
　前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定するための配向測定部と、
　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを記録するための記録部と、
　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの相関モデルとして下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出するための算出部と、
　前記相関モデルとしての配向障壁エネルギーＥＣＯＢと前記基板温度Ｔｎから下記式（１）を用いて前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎ予測するための配向予測部と、
　前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎと前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの配向差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎを計測し、異常を検知し、異常検知信号を送信するための異常検知部と、
　前記異常検知信号から成膜パラメータ制御を行うための制御部と、
を有する薄膜の製造装置。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
［２］
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定することが真空一貫で行われる、［１］に記載の薄膜の製造装置。
［３］
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは多角入射分解分光法ＭＡＩＲＳを用いて測定される、［１］又は［２］に記載の薄膜の製造装置。
［４］
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは斜め入射Ｘ線回折ＧＩＸＤを用いて測定される、［１］又は［２］に記載の薄膜の製造装置。
［５］
　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎはラマン分光法を用いて測定される、［１］又は［２］に記載の薄膜の製造装置。
［６］
　前記成膜パラメータＸｎは、蒸着レート、真空度、又は膜厚のうちの少なくとも１種以上である、［１］～［５］のいずれか一つに記載の薄膜の製造装置。
［７］
　前記薄膜の分子配向は、薄膜全体の分子に対する垂直配向した分子の比率である、［１］～［６］のいずれか一つに記載の薄膜の製造装置。
［８］
　前記薄膜は、有機薄膜である、［１］～［７］のいずれか一つに記載の薄膜の製造装置。
［９］
　前記薄膜は、有機半導体薄膜である、［１］～［８］のいずれか一つに記載の薄膜の製造装置。
［１０］
　前記薄膜は、無機薄膜である、［１］～［７］のいずれか一つに記載の薄膜の製造装置。
［１１］
　基板を挿入するための基板導入部と、
　前記基板に薄膜を形成するための成膜部と、
　前記成膜部において成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを設定するための制御部と、
　形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定するための配向測定部と、
　前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎと、前記分子配向の実測値Ｙｎを記録し、前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎとを相関付けるための記録部と、
　相関付けられた前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎに基づいて相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））を計算するための相関モデル計算部と、
　前記相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））により分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測するための配向予測部と、
　前記分子配向の実測値Ｙｎと前記分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎが閾値以下であるか否かを検査するための異常検知部と、を備え、
　前記異常検知部で前記分子配向の差分ΔＹが閾値超である場合、前記異常検知部は、補正フィードバック信号を前記相関モデル計算部に送り、相関モデルの補正を行うとともに、前記異常検知部は、前記補正フィードバック信号を前記制御部に送り、成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを補正する、薄膜の製造装置。
４．実施例
　以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
　本実施例において、分子配向Ｙｎは、上述の一実施形態にて説明した測定方法により求められたものである。
［実施例１］
　有機半導体薄膜材料としてペンタセンを、基板としてＳｉＯ２基板を用いた。図１の制御部１６において成膜パラメータとして蒸着レートを１Å/ｓに設定し、真空度を１×１０６ Ｐａに設定し、膜厚を２０ ｎｍに設定し、基板温度Ｔｎを１０５～３１８Ｋの間のいくつかの温度で変化させ、真空蒸着を行い、ＳｉＯ２基板上に薄膜を成膜した。所定の基板温度で成膜した薄膜の分子配向Ｙｎを測定した。分子配向はｐＭＡＩＲＳを用いて芳香環ＣＨの面外変角振動の配向を示す面内スペクトル（ＩＰスペクトル）と面外スペクトル（ＯＰスペクトル）の比から下記式（２）を用いて、分子配向のパラメータＹｎを求めた。下記式（１）の関係が成り立つことを確認するため、横軸１／Ｔに対してＹｎの自然対数をプロットした結果を図５に示す。白丸で示したプロットが実施例１である。ｌｎ（Ｙｎ）と1／Ｔに線形の相関があることが確認できた。Ｒ二乗値は０．９０であった。この関係からＥＣＯＢを求めると０．０２ｅＶであった。従って、図５より式（１）の関係が成り立つことを確認でき、基板温度Ｔｎにおける配向Ｙｎを予測できた。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
Ｙｎ＝（垂直配向した分子）／（薄膜中の全分子）
＝２ＡＩＰ／ＡＯＰ／（２ＡＩＰ／ＡＯＰ＋１）・・・（２）
［式（２）中、ＡＩＰは面内スペクトル強度であり、ＡＯＰは面外スペクトル強度である。］
［実施例２］
　有機半導体薄膜材料としてペンタセンを、基板としてグラフェン単層を転写したＳｉＯ２を用いた。図１の制御部１６において実施例１と同じ数値の成膜パラメータを設定し、基板温度Ｔｎを２９８～３４８Ｋの間のいくつかの温度で変化させ、真空蒸着を行い、グラフェン単層を転写したＳｉＯ２基板上に薄膜を成膜した。所定の基板温度で成膜した薄膜の分子配向Ｙｎを測定した。式（２）を用いて測定した配向のパラメータＹｎを温度の逆数１／Ｔに対して図５に重ねてプロットした。黒丸で示したプロットが実施例２である。実施例１と同様にｌｎ(Ｙｎ)と１／Ｔに線形の相関があることが確認できた。Ｒ二乗値は０．９２であった。この関係からＥＣＯＢを求めると０．２ｅＶであった。従って、図５より式（１）の関係が成り立つことを確認でき、基板温度Ｔｎにおける配向Ｙｎを予測できた。
　Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
Ｙｎ＝（垂直配向した分子）／（薄膜中の全分子）
＝２ＡＩＰ／ＡＯＰ／（２ＡＩＰ／ＡＯＰ＋１）・・・（２）
［式（２）中、ＡＩＰは面内スペクトル強度であり、ＡＯＰは面外スペクトル強度である。］
　以上、本技術の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等を用いてもよい。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。
　また、上述の実施形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　また、本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
１０，１１０　　　薄膜の製造装置
１１，１１１　　　基板導入部
１２，１１２　　　成膜部
１３ａ，１１３ａ　輸送用連結部
１３ｂ，１１３ｂ　輸送用連結部
１３ｃ，１１３ｃ　輸送用連結部
１４，１１４　　　基板
１４‘，１１４’　測定済基板
１５ａ，１１５ａ　蒸着源
１６，１１６　　　制御部
１７，１１７　　　配向測定室
１８，１１８　　　配向測定部
１９，１１９　　　記録部
２０　　　　　　　算出部
１２０　　　　　　相関モデル計算部
２１，１２１　　　配向予測部
２２，１２２　　　異常検知部
２４，１２４　　　成膜品保管部
２５，１２５　　　パトライト
２６ａ，１２６ａ　補正フィードバック信号
２６ｂ，１２６ｂ　補正フィードバック信号　

Claims (11)

  1. 　基板温度Ｔｎと、前記基板温度Ｔｎ以外の成膜パラメータＸｎで薄膜を成膜するための成膜部と、
    　前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定するための配向測定部と、
    　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを記録するための記録部と、
    　前記基板温度Ｔｎ、前記成膜パラメータＸｎと、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの相関モデルとして下記式（１）を用いて配向障壁エネルギーＥＣＯＢを算出するための算出部と、
    　前記相関モデルとしての配向障壁エネルギーＥＣＯＢと前記基板温度Ｔｎから下記式（１）を用いて前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎ予測するための配向予測部と、
    　前記薄膜の分子配向の予測値Ｙ‘ｎと前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎの配向差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎを計測し、異常を検知し、異常検知信号を送信するための異常検知部と、
    　前記異常検知信号から成膜パラメータ制御を行うための制御部と、
    を有する薄膜の製造装置。
    Ｙｎ＝Ａexp(ＥCOB/ｋＴｎ)　・・・（１）
    ［式（１）中、Ａは任意の定数（頻度因子）であり、ＥＣＯＢは配向障壁エネルギーであり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔｎは基板温度である。］
  2. 　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎをインラインで測定することが真空一貫で行われる、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  3. 　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは多角入射分解分光法ＭＡＩＲＳを用いて測定される、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  4. 　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎは斜め入射Ｘ線回折ＧＩＸＤを用いて測定される、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  5. 　前記配向測定部において、前記薄膜の分子配向の実測値Ｙｎはラマン分光法を用いて測定される、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  6. 　前記成膜パラメータＸｎは、蒸着レート、真空度、又は膜厚のうちの少なくとも１種以上である、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  7. 　前記薄膜の分子配向は、薄膜全体の分子に対する垂直配向した分子の比率である、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  8. 　前記薄膜は、有機薄膜である、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  9. 　前記薄膜は、有機半導体薄膜である、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  10. 　前記薄膜は、無機薄膜である、請求項１に記載の薄膜の製造装置。
  11. 　基板を挿入するための基板導入部と、
    　前記基板に薄膜を形成するための成膜部と、
    　前記成膜部において成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを設定するための制御部と、
    　形成された薄膜の分子配向の実測値Ｙｎを測定するための配向測定部と、
    　前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎと、前記分子配向の実測値Ｙｎを記録し、前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎとを相関付けるための記録部と、
    　相関付けられた前記分子配向の実測値Ｙｎと、前記成膜パラメータＸｎと、前記基板温度Ｔｎに基づいて相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））を計算するための相関モデル計算部と、
    　前記相関モデル（Ｙｎ＝ｆ（Ｘｎ，Ｔｎ））により分子配向の予測値Ｙ‘ｎを予測するための配向予測部と、
    　前記分子配向の実測値Ｙｎと前記分子配向の予測値Ｙ‘ｎとの差分ΔＹ＝Ｙｎ－Ｙ‘ｎが閾値以下であるか否かを検査するための異常検知部と、を備え、
    　前記異常検知部で前記分子配向の差分ΔＹが閾値超である場合、前記異常検知部は、補正フィードバック信号を前記相関モデル計算部に送り、相関モデルの補正を行うとともに、前記異常検知部は、前記補正フィードバック信号を前記制御部に送り、成膜パラメータＸｎと基板温度Ｔｎを補正する、薄膜の製造装置。
     
     
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