(57)【要約】【課題】破損に至るおそれがある基板を事前に検査して排除する基板検査方法及び基板検査装置及びそれを備えたインライン成膜装置を提供する。【解決手段】検査後に行われるプロセスでの加熱条件と同等以上の条件で、ガラス基板６を加熱ヒータ７により加熱し、加熱したガラス基板６の端部又は全面を割れセンサ８、９で検査して、該ガラス基板６の割れ及び破損を検出し、検出した割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板６及び破損したガラス基板６を排除する。【選択図】図１
2008102062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査後に行われるプロセスで付与される応力と同等以上の条件で、ガラス基板に応力を付与し、
応力が付与されたガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を光学手段で検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出し、
検出した割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする基板検査方法。
【請求項２】
検査後に行われるプロセスでの加熱条件と同等以上の条件で、ガラス基板を加熱ヒータにより加熱し、
加熱したガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を光学手段で検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出し、
検出した割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする基板検査方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の基板検査方法において、
前記光学手段として、光学式センサ、ラインカメラ、エリアカメラを用いることを特徴とする基板検査方法。
【請求項４】
検査後に行われるプロセスで付与される応力と同等以上の条件でガラス基板に応力を付与する応力付与手段と、
応力が付与されたガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出する光学手段と、
前記応力付与手段、前記光学手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記光学手段により検出された割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板検査装置において、
前記光学手段を、光学式センサ、ラインカメラ、エリアカメラとしたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の基板検査装置において、
前記応力付与手段を、検査後に行われるプロセスでの加熱条件と同等以上の条件でガラス基板を加熱する加熱ヒータとすることを特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
複数の成膜チャンバを有するインライン成膜装置の前段側に、請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の基板検査装置を備え、
前記基板検査装置は、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除し、排除されなかったガラス基板を前記複数の成膜チャンバ側に供給することを特徴とする基板検査装置を備えたインライン成膜装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板検査装置を備えたインライン成膜装置において、
前記基板検査装置における応力付与手段は、前記複数の成膜チャンバのなかでガラス基板に付与される最も大きな応力と同等若しくはそれ以上の応力を付与するものであることを特徴とする基板検査装置を備えたインライン成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の事前検査を行う基板検査方法及び基板検査装置及びそれを備えたインライン成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着窓を有する蒸着マスク上にガラス基板を載置し、蒸着マスクの蒸着窓を通して、蒸着材料の蒸気をガラス基板に付着して、ガラス基板上に成膜を行う方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−１５７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記成膜方法では、蒸着マスクを支持するマスクホルダや蒸着マスク自身の陰になる部分のガラス基板の温度が低くなるため、ガラス基板の面内の温度差が大きくなり、その結果、ガラス基板の熱変形、熱応力を大きくさせていた。例えば、図３（ａ）に示すように、ガラス基板の面内温度分布は、ガラス基板の中央部が高く、周辺部が低いという傾向があるが、マスクホルダや蒸着マスクの陰になる部分（図３（ａ）中の格子形状の部分）は更に温度が低くなっていた。又、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板の面内温度分布に応じて、ガラス基板の中央部が鉛直下方へ下がり、周辺部が鉛直上方へ上がるという熱変形を生じていた。そして、ガラス基板の面内温度差が大きくなると、その熱変形、熱応力も大きくなり、熱応力が甚だしい場合には、ガラス基板が破損するという問題が生じていた。
【０００５】
なお、ここでは、ガラス基板が割れて、ガラス基板の一部でも分離した状態（その後のプロセスが続行不可能となるような状態）を「破損」と定義して説明を行い、クラック等の割れが入った状態、つまり、ガラス基板が分離していない状態とは区別して説明する。
【０００６】
このような問題を避けるため、面内温度差を小さくして、熱変形、熱応力を小さくする対策が取られているが、ガラス基板が破損するという問題は、熱応力が甚だしくない場合にも起こることがあった。これは、主にガラス基板の端部に存在する初期欠陥（微細亀裂や欠け）等の特異点が起点となって、ガラス基板が破損に至るものであった。
【０００７】
例えば、図４（ａ）に示すように、金属材料の破損分布は、平均破壊応力σｍを中心に比較的狭い範囲に集中しているため、その破損分布を完全に避けた低い応力を許容応力σａに設定し、金属材料に付与する応力を許容応力σａ以下とすれば、金属材料の破損を確実に避けることができる。
【０００８】
これに対して、脆性材料（ガラス）の破損分布は、図４（ｂ）に示すように、平均破壊応力σｍを中心にかなり広い範囲に分布しているため、その破損分布を完全に避けた低い応力を許容応力σａに設定すると、脆性材料に付与する応力が極端に低くなってしまい、熱処理等の熱負荷を付与することも難しい状況となってしまう。そのため、実際は、破壊確率が１／１００００の時の応力を許容応力σａと設定して、脆性材料（ガラス）に付与する応力を許容応力σａ以下とすることにより、脆性材料（ガラス）の破損を避けるようにしている。しかしながら、上述したように初期欠陥等の特異点が存在する場合には、付与する応力を上記許容応力σａ以下としても、想定以上の確率で破損に至ることがあった。このように、ガラス基板の破損を確実に避けるため、ガラス基板に存在する初期欠陥等の特異点を十分考慮する必要があった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、破損に至るおそれがある基板を事前に検査して排除する基板検査方法及び基板検査装置及びそれを備えたインライン成膜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】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る基板検査方法は、
検査後に行われるプロセスで付与される応力と同等以上の条件で、ガラス基板に応力を付与し、
応力が付与されたガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を光学手段で検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出し、
検出した割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る基板検査方法は、
検査後に行われるプロセスでの加熱条件と同等以上の条件で、ガラス基板を加熱ヒータにより加熱し、
加熱したガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を光学手段で検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出し、
検出した割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る基板検査方法は、
上記第１又は第２の発明に記載の基板検査方法において、
前記光学手段として、光学式センサ、ラインカメラ、エリアカメラを用いることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る基板検査装置は、
検査後に行われるプロセスで付与される応力と同等以上の条件でガラス基板に応力を付与する応力付与手段と、
応力が付与されたガラス基板の少なくとも端部の一部又は全面の一部、望ましくは端部の全て又は全面を検査して、該ガラス基板の割れ及び破損を検出する光学手段と、
前記応力付与手段、前記光学手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記光学手段により検出された割れの大きさが所定の大きさより大きく、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る基板検査装置は、
上記第４の発明に記載の基板検査装置において、
前記光学手段を、光学式センサ、ラインカメラ、エリアカメラとしたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第６の発明に係る基板検査装置は、
上記第４又は第５の発明に記載の基板検査装置において、
前記応力付与手段を、検査後に行われるプロセスでの加熱条件と同等以上の条件でガラス基板を加熱する加熱ヒータとすることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第７の発明に係る基板検査装置を備えたインライン成膜装置は、
複数の成膜チャンバを有するインライン成膜装置の前段側に、上記第４乃至第６の発明のいずれかに記載の基板検査装置を備え、
前記基板検査装置は、破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損したガラス基板を排除し、排除されなかったガラス基板を前記複数の成膜チャンバ側に供給することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第８の発明に係る基板検査装置を備えたインライン成膜装置は、
上記第７の発明に記載の基板検査装置を備えたインライン成膜装置において、
前記基板検査装置における応力付与手段は、前記複数の成膜チャンバのなかでガラス基板に付与される最も大きな応力と同等若しくはそれ以上の応力を付与するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１〜第６の発明によれば、ガラス基板にプロセス時と同等以上の応力をかけた後、ガラス基板の割れを検査するので、プロセス時に破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損に至ったガラス基板を事前に排除することができる。
【００１９】
第７、第８の発明によれば、インライン成膜装置の前段側に第４乃至第６の発明のいずれかに記載の基板検査装置を備えたので、プロセス時に破損に至るおそれがあるガラス基板及び破損に至ったガラス基板を事前に排除し、良好なガラス基板のみを後段側の成膜チャンバに供給して、プロセス時のガラス基板の破損を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１、図２を用いて本発明に係る基板検査装置及びそれを備えたインライン成膜装置を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明に係る基板検査装置の実施形態の一例を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例の基板検査装置１０は、ロードロックチャンバ１と、ゲートドア２を介してロードロックチャンバ１と接続された加熱チャンバ３と、加熱チャンバ３と接続された検査チャンバ４とを有し、ロードロックチャンバ１、加熱チャンバ３、検査チャンバ４が一直線上に配置されたものである。ロードロックチャンバ１、加熱チャンバ３、検査チャンバ４の内部には、各々搬送ベルト５が設けられており、搬送ベルト５によりガラス基板６が矢印方向へ順次搬送される構成である。又、ロードロックチャンバ１、加熱チャンバ３、検査チャンバ４には、各々真空ポンプ、ガス供給系（図示省略）が設けられ、内部を所望の雰囲気、圧力に制御可能な構成である。
【００２２】
加熱チャンバ３の下方側には、搬送ベルト５に支持されたガラス基板６を下方から望む加熱用ヒータ７が設けられている。この加熱用ヒータ７は、ガラス基板６の進行方向に垂直な幅方向（以降、幅方向と呼ぶ。）に長い矩形状のものであり、ガラス基板６を加熱することにより、ガラス基板６の面内に所定の温度分布を形成して、後述する成膜チャンバにおいてガラス基板６に生じる熱応力と同等若しくはそれ以上の熱応力を付与できるように構成されている（応力付与手段）。具体的には、加熱用ヒータ７を、成膜チャンバにより加熱される温度と同等若しくはそれ以上の温度に加熱可能な構成とする。これは、プロセス前に、プロセス時と等価若しくはそれ以上の応力状態を、加熱によりガラス基板６に付与することを意味する。
【００２３】
検査チャンバ４の上方側には、割れ検出センサ８（光学手段）が設けられており、加熱チャンバ３で加熱されたガラス基板６を搬送ベルト５上で静止させて、ガラス基板６の割れを検知するようにしている。これは、加熱等による応力により割れが発生、拡大したガラス基板６や破損に至ったガラス基板６を排除（スクリーニング）するためである。割れ検出センサ８としては、光学式センサ、ラインカメラ、エリアカメラ等を用いた画像処理方式等が適用可能であり、少なくとも、ガラス基板６の全面の一部又は４辺の端部の一部を、望ましくは、ガラス基板６の全面又は４辺の端部全てを走査できるものが望ましい。ガラス基板６の全面又は４辺の端部全てを走査する場合には、割れ検出センサ８は、ガラス基板６の幅方向に長いセンサやガラス基板６を幅方向にスキャン可能なセンサを用いればよい。なお、ガラス基板６において、応力が相対的に高くなる箇所は、解析及び実証試験で予測可能であることから、通常、割れの発生箇所は限られるため、必ずしもガラス基板６の全面又は４辺の端部全てを検査しなくても、ガラス基板６の全面の一部又は４辺の端部の一部の検査でも十分対応可能である。
【００２４】
基板検査装置１０には制御装置（図示せず）が設けられており、制御装置が、割れ検出センサ８により検出されたガラス基板６の割れの大きさ、位置等を判断して、ガラス基板６が検査後のプロセスで使用可能か判断し、使用不可能と判断した場合には、該当するガラス基板６を排除して、良好なガラス基板６のみ検査後のプロセスで使用するようにしている。当然ながら、割れ検出センサ８により破損が検出されたガラス基板６も排除される。
【００２５】
なお、検査チャンバ４を省略して、加熱チャンバ３に、割れ検出センサ８と同等の割れ検出センサ９を設け、加熱チャンバ３において、搬送ベルト５でガラス基板６を搬送しながら、ガラス基板６の加熱及び割れ検査を行うようにしてもよい。又、応力付与手段としては、加熱だけではなく、ガラス基板６に荷重をかけて、応力を付与するようにしてもよい。又、加熱チャンバ３は、真空雰囲気下においてガラス基板６を加熱すれば、ガラス基板６のベーキング装置としても兼用可能である。
【００２６】
ここで、基板検査装置１０における検査手順を説明する。
（１）まず、マスク（図示省略）が装着されたガラス基板６をロードロックチャンバ１へ搬入する。ロードロックチャンバ１を所定の真空圧力まで減圧した後、ゲートドア２を開き、返送ベルト５により、ガラス基板６を加熱チャンバ３へ搬送する。
【００２７】
（２）次に、加熱チャンバ３でガラス基板６の加熱を行う。このとき、加熱チャンバ３では、成膜チャンバと同じ条件下（例えば、ガラス基板６の搬送速度、加熱チャンバ３の真空圧力等）、若しくは、更に熱負荷の大きい条件下でガラス基板６の加熱を行う。
【００２８】
（３）最後に、ガラス基板６を検査チャンバ４へ搬送して、ガラス基板６の割れ検査を行う。このとき、少なくとも、ガラス基板６の全面の一部又は４辺の端部の一部を、望ましくは、ガラス基板６の全面又は４辺の端部全てを検査し、例えば、成膜チャンバで成膜を行うガラス基板６の領域まで割れが入っていたり、予め規定した大きさ以上の割れ（例えば、０．５ｍｍ以上）が検出されたりした場合、そして、破損が検出された場合、該当するガラス基板６を排除して、良好なガラス基板６のみ成膜チャンバで使用するようにする。
【００２９】
つまり、基板検査装置１０は、事前に（プロセス前に）、プロセス時と同等以上の熱負荷をガラス基板６に与え、このときの熱負荷による応力により破損したガラス基板６及び割れが発生、拡大したガラス基板６を検出して、該当するガラス基板６のみを排除するものである。従って、基板検査装置１０を用いることにより、プロセス時に割れが発生する可能性があるガラス基板６を、事前に排除することができ、実際のプロセス時におけるガラス基板６の割れを回避することができる。
【実施例２】
【００３０】
図２は、本発明に係る基板検査装置を備えたインライン成膜装置の実施形態の一例を示す概略図であり、図２（ａ）は、その平面を、図２（ｂ）はその側面を示すものである。
【００３１】
図２に示すように、本実施例のインライン成膜装置は、その前段側に実施例１（図１）に示した基板検査装置１０を設置し、基板検査装置１０を含めて、インライン成膜装置が一直線上に配置されたものである。
【００３２】
インライン成膜装置の前段側の基板検査装置１０については、実施例１で説明した通りであり、加熱チャンバ３において、成膜前に、成膜時と同等以上の応力状態を与え、その後、検査チャンバ４において、ガラス基板６の割れを検査して、破損したガラス基板６及び成膜時に割れが発生する可能性があるガラス基板６を排除し、良好なガラス基板６のみを後段側の成膜チャンバ１１〜１８に搬送するようにしたものである。
【００３３】
インライン成膜装置の後段側は、電荷発生層（ＣＧＬ；Charge Generation Layer）を形成するＣＧＬ成膜チャンバ１１と、正孔注入層（ＨＩＬ；Hole Injection Layer）を形成するＨＩＬ成膜チャンバ１２と、正孔輸送層（ＨＴＬ；Hole Transmission Layer）を形成するＨＴＬ成膜チャンバ１３と、青色の発光層（ＥＭＬ；Emission Layer）を形成するＥＭＬ（Ｂ）成膜チャンバ１４と、橙色の発光層（ＥＭＬ；Emission Layer）を形成するＥＭＬ（Ｏ）成膜チャンバ１５と、電子注入層（ＥＩＬ；Electron Injection Layer）を形成するＥＩＬ成膜チャンバ１６と、アルミニウム電極（陰極）を形成するＡｌ成膜チャンバ１７と、カソード電極（陽極）を形成するカソード成膜チャンバ１８と、ゲートドア２を介してカソード成膜チャンバ１８と接続され、ガラス基板６を搬出するロードロックチャンバ１９とから構成されている。
【００３４】
なお、ここでは、後段側の成膜チャンバ１１〜１８の一例として、照明用有機エレクトロルミネセンス（以下、ＥＬと略す。）パネルの製造ラインを図示して説明するが、本願発明は、照明用有機ＥＬパネルだけではなく、ＦＰＤ用有機ＥＬパネル等の他の成膜製造ラインにも適用可能である。
【００３５】
これらの成膜チャンバ１１〜１８及びロードロックチャンバ１９は、基板検査装置１０と共に、一直線上に配置されており、各々搬送ベルト５や真空ポンプ、ガス供給系（図示省略）等を有している。又、成膜チャンバ１１〜１８の下方側には、搬送ベルト５に支持されたガラス基板６を下方から望む蒸着源２１〜２８が設けられており、ガラス基板６に所望の成膜ができるように構成されている。従って、成膜チャンバ１１〜１８側に供給されたガラス基板６は、蒸着マスクを支持するマスクホルダに載置された後、搬送ベルト５により矢印方向へ順次搬送されて、各々の成膜チャンバ１１〜１８において、所望の雰囲気、圧力下で、所望の成膜を行うことにより、照明用有機ＥＬパネルが製造される。
【００３６】
上記構成の成膜チャンバ１１〜１８においては、ＣＧＬ成膜チャンバ１１において、ガラス基板６に最も大きい熱応力が付与される状況である。従って、基板検査装置１０の加熱用ヒータ７としては、ＣＧＬ成膜チャンバ１１と同等以上の条件でガラス基板を加熱できればよく、例えば、加熱用ヒータ７の設定温度としては、ＣＧＬ成膜チャンバ１１の蒸着源２１の温度である５００℃以上の温度に設定すれば、事前に、成膜チャンバ１１〜１８のなかで最も大きい応力を付与することになり、成膜時に割れが発生する可能性があるガラス基板を事前に排除して、実際の成膜時におけるガラス基板の割れを確実に回避することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る基板検査装置は、一例として、有機ＥＬパネルの製造ラインに好適なものであるが、プラズマディスプレイの製造ライン等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る基板検査装置の実施形態の一例（実施例１）を示す概略図である。
【図２】本発明に係る基板検査装置を備えたインライン成膜装置の実施形態の一例（実施例２）を示す概略図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、その側面図である。
【図３】（ａ）は、ガラス基板の面内温度分布を示す図であり、（ｂ）は、ガラス基板の熱変形を示す図である。
【図４】（ａ）は、金属材料の許容応力を説明するグラフであり、（ｂ）は、脆性材料（ガラス）の許容応力を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１    ロードロックチャンバ
２    ゲートドア
３    加熱チャンバ
４    検査チャンバ
５    搬送ベルト
６    ガラス基板６
７    加熱用ヒータ
８、９  割れ検出センサ
１０  基板検査装置
【図１】
2008102062.tif 000003
【図２】
2008102062.tif 000004
【図３】
2008102062.tif 000005
【図４】
2008102062.tif 000006