(57)【要約】【課題】膜厚測定を行ったとしても、被検査体に形成された薄膜の品質が劣化することを防ぎ、次に続く工程や実際の最終製品においても被検査体を使用できるようにする膜厚測定装置を提供する。【解決手段】測定室Ｍ内において被検査体Ｅの膜厚を測定するものであって、前記測定室Ｍの外側に形成された送風経路Ｓと、前記測定室Ｍに形成され、前記送風経路Ｓの一端が接続される流入口Ｍ１と、前記流入口Ｍ１に設けられたフィルタ３３と、を備えており、前記送風経路Ｓに非反応性ガスを導入する導入口３５を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定室内において被検査体の膜厚を測定するものであって、
前記測定室の外側に形成された送風経路と、
前記測定室に形成され、前記送風経路の一端が接続される流入口と、
前記送風経路に設けられたフィルタと、を備えており、
前記送風経路に非反応性ガスを導入する導入口が設けてあることを特徴とする膜厚測定装置。
【請求項２】
前記送風経路の他端が、前記測定室における別の部位に形成された流出口に接続される請求項１記載の膜厚測定装置。
【請求項３】
前記測定室内の非反応性ガスの濃度を測定する濃度測定部を更に備え、
前記濃度測定部で測定された測定濃度が設定濃度となるように、前記導入口から非反応性ガスを補充するよう構成されている請求項１又は２記載の膜厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板等に形成された薄膜の厚さの測定を行う膜厚測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ等に用いられる有機ＥＬにおいて、その膜厚は品質や機能に大きな影響を与えるものである。そのため、特許文献１に示されるような基板が載置される移動ステージと、その基板に形成された薄膜に光を照射する光源と基板から反射した光を受光する受光部とからなる測定部と、を備えた膜厚測定装置によって製造された直後の有機ＥＬ膜の厚さを測定し、製造工程のチェック等を行うようにしている。
【０００３】
ところで、このような膜厚測定を行っていると有機ＥＬ膜は雰囲気中の水分や酸素によって劣化が生じてしまい、製品としての品質を保つことができない。そのため、通常は膜厚の測定が行われた後には測定に用いられた有機ＥＬのサンプルは廃棄されてしまっている。
【０００４】
つまり、膜厚測定による品質チェックは全数検査ではなく、抜き取り検査しか行うことができない。従って、全ての有機ＥＬの品質保証を完全に行うことはできない。また、実際にフラットパネルディスプレイ等に用いられる有機ＥＬも減少してしまうので、歩留まりが悪くなってしまう。
【０００５】
このような問題を解決するには、特許文献２に示されるように、測定室内に窒素ガスを充満させて有機ＥＬ膜の周囲の水分や酸素を除去し、劣化を防ぐことが考えられる。
【０００６】
ところで、特許文献２に記載されている膜厚測定装置では、測定室内のパーティクルが雰囲気中に舞い上がるのを防止するために、上方から下方に向けてクリーンファンユニットによって気流が形成されている。
【０００７】
しかしながら、この気流に対して窒素ガスを導入するための導入口の位置について配慮が行われていないため、窒素ガスが導入されると、クリーンファンユニットによる気流とは異なる方向に流れる窒素ガスによって、この気流が乱されてしまうので、パーティクルが舞い上がってしまい、有機ＥＬ膜に付着してしまうという問題が発生する。
【特許文献１】特開２００５−０８３８３４号公報
【特許文献２】ＷＯ９９／５７０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、膜厚測定を行ったとしても、被検査体に形成された薄膜の品質が劣化することを防ぎ、次に続く工程や実際の最終製品においても被検査体を使用できるようにしつつ、測定室内においてパーティクルが舞い上がり、被検査体に付着するのを防止することができる膜厚測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の膜厚測定装置は、測定室内において被検査体の膜厚を測定するものであって、前記測定室の外側に形成された送風経路と、前記測定室に形成され、前記送風経路の一端が接続される流入口と、前記導入口に設けられたフィルタと、を備えており、前記送風経路に非反応性ガスを導入する導入口が設けてあることを特徴とする膜厚測定装置。ここで、非反応性ガスとは、前記被検査体と反応を起こさない、又は起こしにくいガスのことを言う。
【００１０】
このようなものであれば、前記流入口に送風経路の一端が接続されており、その流入口にはフィルタが設けられているので、測定室内部に清浄な気体による気流を形成し、パーティクルを一方向に流したり、測定室内の特定の領域に閉じ込めたりしてパーティクルが前記被検査体に付着しにくくすることができる。しかも、前記送風経路に非反応性ガスを導入する導入口が設けてあるので、前記非反応性ガスは測定室内部に形成されている気流に沿って流すことができる。従って、非反応ガスを導入することによって前述した測定室内部の気流が乱されることもないので、パーティクルが舞い上がってしまい前記被検査体に付着することも防ぐことができる。
【００１１】
さらに、非反応性ガスを測定室内に充満させることができるので、被検査体の品質に影響を与える水分や酸素を十分に除去することができる。そのため、被検査体に形成された薄膜の品質劣化を防ぐことができるので、次の工程や実際の製品に被検査体を使うことができるようになる。従って、例えば、品質チェックのために全数検査を行うことができるようになり、全ての薄膜について品質保証を行うことができるようになったり、歩留まりを大幅に改善したりすることが可能となる。
【００１２】
非反応性ガスを測定室内に送風し続けるのに必要な総量を節約することができ、測定室内に流れている非反応性ガスの流量をできる限り多くするには、前記送風経路の他端が、前記測定室における別の部位に形成された流出口に接続されるものが好ましい。このようなものであれば、前記非反応ガスを測定室の内外に循環させることができ、その消費量を抑えることができる。しかも、循環するたびに、前記流入口に設けられたフィルタによってパーティクルの除去が行われるので、測定室内の清浄度をより向上させることができる。
【００１３】
例えば、膜厚測定装置の測定室内に被検査体を搬入する際に、測定室内の非反応性ガスが外部に流出し、水分や酸素を除去するのに必要な量から不足してしまうのを防ぐには、前記測定室内の非反応性ガスの濃度を測定する濃度測定部を更に備え、前記送風機構は、前記濃度測定部で測定された測定濃度が設定濃度となるように、前記導入口から非反応性ガスを補充するよう構成されていればよい。このようなものであれば、常に被検査体の品質が劣化してしまうのを防ぐために十分な量の非反応性ガスを被検査体に対して流し続けることができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
このように本発明によれば、測定室の外側にある送風経路に非反応性ガスを導入する導入口が設けてあるので、送風経路が乱されることがなく、非反応性ガスを導入してもパーティクルが舞い上がって被検査体に付着するのを防ぐことができる。また、測定室内に非反応性ガスを充満させることができるので、水分や酸素等を十分に除去することができる。従って、被検査体に形成された薄膜が劣化するのを防ぐことができるので、全数検査を行ったり、次の工程や実際の最終製品に被検査体を使用したりすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示されるように、本発明の膜厚測定装置１００は、フラットパネルディスプレイ等に用いられる基板上に形成された有機ＥＬの膜厚を製造工程のライン中において測定するために用いられるものである。
【００１７】
前記膜厚測定装置１００は、クリーンルーム等に設置されるものであり、有機ＥＬの膜厚測定を行う測定室Ｍである。前記測定室Ｍは隔壁によって外部と仕切られるように構成してある。測定室Ｍの内側には、被検査体Ｅである有機ＥＬ膜が形成された基板が載置される移動ステージ１と、前記基板に形成された有機ＥＬ膜の膜圧を測定するための測定部２とを設けてある。
【００１８】
そして、測定室Ｍの外側には、測定室Ｍの内部に送風を行うために、前記移動ステージ１の上方に、測定室Ｍ内に上方から下方に形成する送風機構であるクリーンファンユニット３（ＦＦＵ、ファンフィルターユニット）がに取り付けてある。前記測定室Ｍの隔壁には前記クリーンファンユニット３の下方には流入口Ｍ１が設けてあり、前記測定室Ｍの下方には流出口Ｍ２が設けてある。前記流出口Ｍ２とクリーンファンユニット３と間には測定室Ｍ内の空気を戻すための戻し流路４が設けてある。すなわち、戻し流路４とクリーンファンユニット３とで形成される流路が請求項での送風経路Ｓに当たる。送風経路Ｓの基端部は前記流出口Ｍ２に接続され、先端部は流入口Ｍ１に接続されている。測定室Ｍの非反応性ガスの濃度を測定する濃度測定部５が測定室の隔壁に取り付けてある。
【００１９】
前記移動ステージ１は、被検査体Ｅを移動させ、有機ＥＬの膜厚測定点を変更するために用いられるものである。
【００２０】
前記測定部２は、被検査体Ｅに入射した光と反射した光の偏光の違いに基づいて膜厚測定するエリプソメータである。前記測定部２は、被検査体Ｅに偏光した光を照射する光照射部２１と、被検査体Ｅの表面から反射または散乱した光を受光する受光部２２とを備えたものである。図１に示すように前記光照射部２１は被検査体Ｅに対して斜め上方から光を入射させるように配置してあり、前記受光部２２もその反射又は散乱した光を受光し得る位置に配置してある。
【００２１】
前記クリーンファンユニット３は、ファン３１（送風機）と、非反応性ガスである窒素ガスの供給源（図示しない）と接続され、測定室Ｍに窒素ガスを導入するための導入管３４と、戻し流路４から戻ってきた測定室Ｍ内の空気の除塵を行うためのフィルタ３３とを備えたものである。なお、測定室Ｍに流入する気体は全てフィルタ３３を通過するように構成してある。このように構成したクリーンファンユニット３によって、ファン３１によって前記光照射部２１と受光部２２の間を通り、測定室Ｍの上方から基板に向かって流れる気流が形成されて、測定室Ｍの下方から戻し流路４を通って再びクリーンファンユニット３に戻るようにしてあるので、窒素ガスを膜厚測定装置１００において循環させて使用することができる。
【００２２】
また、導入管３４の先端部にある導入口３５は、前記送風経路Ｓに開口するように設けてある。このため、ファン３１によって形成される気流を乱すことなく、測定室内に窒素ガスを導入することができる。
【００２３】
前記導入管３４には制御弁３２が設けてあり、測定室Ｍに流入する窒素ガスの量を制御できるように構成してある。
【００２４】
さらに、クリーンファンユニット３は、前記濃度測定部５で測定された測定室Ｍの窒素ガスの測定濃度が設定濃度なるように前記制御弁３２の開度を制御する濃度制御部６を備えている。
【００２５】
ここで、設定濃度は、例えば、有機ＥＬ膜が水分や酸素で劣化するのを防止して、次の工程や最終製品でも使用できるようにするのに必要な窒素ガスの濃度やその近傍の値に設定される。この設定濃度は、予め実験などによって最適な値を求めておけばよい。有機ＥＬ膜が劣化しないように確実を期す場合には、窒素ガスの設定濃度を１００％としておけばよい。
【００２６】
この濃度制御部６による窒素ガスの濃度制御の動作について説明すると、濃度測定部５によって測定される窒素ガスの濃度が設定濃度である場合には、前記制御弁３２を閉塞させて、測定室Ｍに窒素ガスが新たに流入しないようにする。
【００２７】
測定される基板が測定室Ｍ内に搬入されること等に起因して、測定室Ｍの窒素ガスの濃度が低下した場合には、前記制御弁３２を開放し窒素ガスが測定室Ｍに流入する量を大きくする。
【００２８】
このように構成された本実施形態の膜厚測定装置１００によれば、クリーンファンユニット３によって流入口Ｍ１から測定室Ｍの内部に気流を形成して、パーティクルを下方に流し、有機ＥＬ膜に付着しにくくすることができる。しかも、クリーンファンユニット３に設けられた導入管３４の導入口３５は、送風経路Ｓにおいて開口するように設けてあるので、窒素ガスをファン３１によって形成された気流に沿って流すことができる。従って、窒素ガスを導入したとしても、前記ファン３１によって形成された測定室Ｍの内部の気流を乱すことがないので、パーティクルが舞い上がり有機ＥＬ膜に付着することを防止することができる。
【００２９】
また、戻し流路４とクリーンファンユニット３によって、送風経路Ｓが流入口Ｍ１と流出口Ｍ２に接続されるように構成してあるので、測定室Ｍ内の窒素ガスは循環することができ、濃度制御部６が測定室Ｍの窒素濃度が低下しているときにのみに窒素ガスを補充するように濃度制御を行うようにしているので、窒素ガスの消費量を抑えつつ、クリーンファンユニット３の送風する流量を多くすることができる。そのため、基板近傍の気体から水分や酸素を十分に排除することができ、パーティクル等が付着するのをより防止することができるようになる。
【００３０】
さらに、被検査体Ｅである基板の搬出入に伴って測定室Ｍ内にパーティクル等が入ったとしても、クリーンファンユニット３のフィルタ３３によって除去することができるので、測定室Ｍ内を清浄に保つことができる。
【００３１】
従って、特に基板近傍の空気から酸素や水分を排除することができ、パーティクルの付着を防ぐこともできるので、有機ＥＬ膜の膜厚測定を行ってもほとんど劣化させることがないので、全数検査を行い、全ての有機ＥＬの品質保証を行うことができるようにしたり、測定の終わった基板をそのまま次に続く工程や最終製品に使用したりすることができる。
【００３２】
その他の実施形態について説明する。
【００３３】
本発明は、有機ＥＬ膜の膜厚測定以外の測定を行うものであっても構わない。例えば、その他の物理的、化学的特性を測定する測定装置であっても構わない。測定対象が変わったとしても前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
測定室は陽圧に保たれるように構成されていてもよい。このようなものであれば、基板の搬出入があり、測定室Ｍが外部に開かれる場合でも外部から空気が流入することを防ぐことができる。従って、パーティクル等が測定室に入るのを防ぎ、清浄度を保つことが容易になる。例えば、濃度制御部に設定される設定濃度は測定室が陽圧であるという条件を考慮したものになるようにすればよい。
【００３５】
基板の搬出入口はエアカーテン等で外部からパーティクルが内部へ侵入するのを防ぐように構成してもよい。
【００３６】
十分な窒素ガスの流量を確保できる、又は、測定室の容積がそれほど大きくない場合には、戻し流路を設けずに、窒素ガス供給源から導入管を介して窒素ガスが常に垂れ流しの状態を維持するように構成してあっても構わない。このようなものであっても、有機ＥＬ膜の劣化を防ぎ、次の工程や最終製品に使用できる品質を保ちつつ膜厚測定を行うことができる。
【００３７】
送風経路は配管によって形成されるものだけに限らない。例えば、流入口の上部にファンなどだけが設けてある場合には、吸い込まれる気流自体が送風経路となる。
【００３８】
濃度測定部は被検査対象の近傍の濃度を測定するように取り付けておいてもよい。このようなものであれば、特に非反応性ガスによって水分や酸素の除去を行わなければならない領域について非反応性ガスの濃度制御を行うことができるようになる。なお、非反応性ガスは例えば、不活性ガスなどであってもよい。
【００３９】
前記実施形態では流出口は１つだけ設けてあったが、複数の流出口が形成されており、それぞれに送風経路が接続してあるものであっても構わない。流出口の設ける位置としては、例えば、測定室の四隅、各隔壁の水平方向の辺の中線上などが挙げられる。また、対称となるように流出口を設けてもよい。
【００４０】
フィルタを取り付ける位置としては、流入口とファンとの間に設けることが好ましい。このようなものであれば、ファンが回転することによってファン自体から生じるパーティクルをフィルタで除去することができ、測定室内の清浄度を保ちやすくなる。
【００４１】
パーティクル等がほとんど含まれない非反応性気体を用いる場合には、非反応性気体を導入する導入口は、送風経路内であれば、フィルタの下流に設けてあっても構わない。
【００４２】
その他、本発明の趣旨に反しない範囲において、それぞれの実施形態を組み合わせるなどして、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の模式的機器構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１００・・・膜厚測定装置
Ｓ・・・送風経路
５・・・濃度測定部
Ｅ・・・被検査体
Ｍ・・・測定室
Ｍ１・・・流入口
Ｍ２・・・流出口
３３・・・フィルタ
３５・・・導入口
【図１】
2010122196.tif 000003