膜厚测定装置制造方法
【专利摘要】测定头(23)对产品基板(10)的膜(12)照射原始X射线，检测由该膜(12)产生的荧光X射线。解析单元(33)由利用测定头(23)检测出的荧光X射线的强度求出膜(12)的厚度。
【专利说明】膜厚测定装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及测定基板上的膜厚的膜厚测定装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为膜厚测定装置，有日本特开平11 一 6804号公报(专利文献I)所记载的装置。该膜厚测定装置使用X射线反射率法测定基板上的膜厚。
[0003]但是，在上述以往的膜厚测定装置中，因为使用X射线反射率法，所以膜上的X射线的光点直径变大，不能测定基板上的膜的微小区域，有膜厚的测定精度劣化的问题。另夕卜，在X射线反射率法中，有测定时间延长的问题。因此，X射线反射率法不适合特别是大型的基板的膜厚测定。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平11 - 6804号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]因此，本发明的课题在于提供能提高膜厚的测定精度并且能缩短膜厚的测定时间的膜厚测定装置。
_9] 用于解决问题的方案
[0010]为了解决上述课题，本发明的膜厚测定装置的特征在于，具备:
[0011 ]基座；
[0012]基板工作台，其设于上述基座，并且载置成膜后的产品基板；
[0013]龙门架，其相对于上述基板工作台在第I方向延伸，并且以相对于上述基板工作台能向第2方向移动的方式安装于上述基座；
[0014]滑动件，其能向上述第I方向移动地安装于上述龙门架；
[0015]测定头，其固定于上述滑动件，并且对载置于上述基板工作台的上述产品基板的膜照射原始X射线，检测由该膜产生的荧光X射线；以及
[0016]解析单元，其由利用上述测定头检测出的上述荧光X射线的强度求出上述膜的厚度。
[0017]在此，上述产品基板具有基板和形成于该基板上的一层以上的膜。
[0018]根据本发明的膜厚测定装置，上述测定头对产品基板的膜照射原始X射线，检测由该膜产生的荧光X射线，上述解析单元由利用上述测定头检测出的上述荧光X射线的强度求出上述膜的厚度。
[0019]这样，因为利用荧光X射线分析法求出膜厚，所以能测定产品基板的膜的微小区域，能提高膜厚的测定精度。另外，在荧光X射线分析法中，与X射线反射率法相比，能缩短膜厚的测定时间。
[0020]而且，因为上述测定头相对于上述基板工作台能向第I方向和第2方向移动，所以能用该测定头测定产品基板的多处的膜厚。由此，适合大型的产品基板的膜厚测定。
[0021]另外，在一实施方式的膜厚测定装置中，具备:
[0022]照相机，其固定于上述滑动件，并且对载置于上述基板工作台的上述产品基板的对准标记进行检测；
[0023]基板位置校正单元，其基于上述照相机的检测结果，对载置于上述基板工作台的上述产品基板的位置信息进行校正；
[0024]位移传感器，其固定于上述滑动件，并且测定与载置于上述基板工作台的上述产品基板的距离；以及
[0025]头位置调整单元，其基于上述位移传感器的测定值调整上述测定头的位置，以使得载置于上述基板工作台的上述产品基板与上述测定头之间的距离为预定的恒定值。
[0026]根据该实施方式的膜厚测定装置，上述照相机对载置于基板工作台的产品基板的对准标记进行检测，上述基板位置校正单元基于该照相机的检测结果对载置于基板工作台的产品基板的位置信息进行校正。并且，上述位移传感器测定与载置于基板工作台的产品基板的距离，上述头位置调整单元基于该位移传感器的测定值调整测定头的位置，以使得载置于基板工作台的产品基板与测定头之间的距离为恒定值。
[0027]这样，在用上述测定头测定膜厚前调整产品基板的位置，将产品基板与测定头之间的距离调整为恒定值，所以能进一步提高产品基板的膜厚的测定精度。
[0028]发明效果
[0029]根据本发明的膜厚测定装置，上述测定头对产品基板的膜照射原始X射线，检测由该膜产生的荧光X射线，上述解析单元由利用上述测定头检测出的上述荧光X射线的强度求出上述膜的厚度，所以能提高膜厚的测定精度，并且能缩短膜厚的测定时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是示出本发明的一实施方式的膜厚测定装置的俯视图。
[0031]图2是从图1的箭头U方向观看的膜厚测定装置的侧视图。
[0032]图3是说明位移传感器的动作的说明图。
[0033]图4是说明测定头的动作的说明图。
[0034]图5是说明利用原始X射线的照射而产生荧光X射线的状态的说明图。
[0035]图6A是示出钛膜和钥膜中的X射线强度和膜厚的关系的表。
[0036]图6B是绘制图6A的数据的坐标图。
【具体实施方式】
[0037]以下利用图示的实施方式详细地说明本发明。
[0038]图1是示出本发明的一实施方式的膜厚测定装置的俯视图。图2是从图1的箭头U方向观看的侧视图。如图1和图2所示，该膜厚测定装置具有基座1、基板工作台2、校正工作台3、龙门架4、滑动件5、多个测定设备21、22、23以及控制单元30。
[0039]上述基板工作台2设于上述基座1，包括分割为多个的工作台。在基板工作台2上载置成膜后的产品基板10。
[0040]上述基板工作台2设有多个空气孔2a，从该空气孔2a吸入空气，由此能使产品基板10紧贴基板工作台2，另一方面，从空气孔2a吹出空气，由此能使产品基板10从基板工作台2浮起。
[0041]上述广品基板10例如是用于液晶显不器的液晶TFT。该广品基板10具有基板和形成于该基板上的一层以上的膜。上述膜例如利用溅射法、蒸镀法、电镀法在上述基板上成膜。上述基板例如是玻璃基板，上述膜例如是铝、钛、钨、钥等的金属膜。
[0042]上述校正工作台3设于上述基座1，与上述基板工作台2分开设置。该校正工作台3设有多个凹部3a，在该凹部3a嵌入各种校正试样60、70，使用该校正试样60、70进行上述测定设备21、22、23的校正。
[0043]上述龙门架4相对于上述基板工作台2和上述校正工作台3在第I方向延伸。龙门架4以相对于基板工作台2和校正工作台3能向第2方向移动的方式安装于基座I。所谓第I方向指箭头A方向，所谓第2方向指箭头B方向。第I方向和第2方向相互正交。
[0044]即，上述基座I设有向第2方向(箭头B方向)延伸的2个轨部6、6。这2个轨部6、6以夹着基板工作台2和校正工作台3的方式配置。上述龙门架4架设于这2个轨部6、6,能沿着该轨部6、6向第2方向移动。
[0045]上述滑动件5能向第I方向(箭头A方向)移动地安装于上述龙门架4。在该滑动件5上固定有作为上述测定设备的照相机21、位移传感器22以及测定头23。
[0046]并且，上述测定设备21、22、23能利用龙门架4的可动范围Zl覆盖基板工作台2和校正工作台3的第2方向(箭头B方向)的全部范围。另外，上述测定设备21、22、23能利用滑动件5的可动范围Z2覆盖基板工作台2和校正工作台3的第I方向(箭头A方向)的全部范围。
[0047]上述控制单元30具有基板位置校正单元31、头位置调整单元32、解析单元33以及测定设备校正单元34。
[0048]上述照相机21对载置于基板工作台2的产品基板10的对准标记进行检测。该对准标记是能由照相机21判断的标记，例如设于产品基板10的四角。
[0049]上述基板位置校正单元31基于上述照相机21的检测结果对载置于基板工作台2的产品基板10的平面方向(第1、第2方向)的位置信息进行校正。具体地说，在上述基座I上以按压产品基板10的周围的各边的方式设有多个夹子7。在利用夹子7将产品基板10固定于规定的位置后，用照相机21检测对准标记，基于该检测结果，利用基板位置校正单元31校正产品基板10的位置信息。
[0050]如图3所示，上述位移传感器22测定与载置于基板工作台2的产品基板10的高度方向的距离。位移传感器22利用例如红外线等光线测定与产品基板10的预定的测定点P的距离。
[0051]上述头位置调整单元32基于上述位移传感器22的测定值调整测定头23的高度方向的位置，以使得载置于基板工作台的产品基板10与测定头23之间的距离成为预定的设定值。具体地说，产品基板10的测定点P与测定头23的受光发光部23a之间的高度方向的距离被调整为2mm±30ym。
[0052]另外，上述头位置调整单元32在调整测定头23的高度方向的位置后，将测定头23移动到测定头23能测定产品基板10的测定点P的位置。
[0053]如图4所示，上述测定头23具有X射线照射部231和荧光X射线检测部232。
[0054]上述X射线照射部231从受光发光部23a向产品基板10的测定点P照射原始X射线51。原始X射线51例如是铑、钥、钨等。于是如图5所示，产品基板10的基板11上的膜12由于原始X射线51的照射而产生荧光X射线52。
[0055]上述荧光X射线检测部232从受光发光部23a检测出由上述膜12产生的上述荧光X射线52。荧光X射线检测部232例如是硅漂移检测器。
[0056]上述解析单元33由利用上述测定头23检测出的上述荧光X射线52的强度求出上述膜12的厚度。具体地说，解析单元33具有前置放大器331和多道分析器(以下称为MCA)332。
[0057]上述前置放大器331将从荧光X射线检测部232输出的电信号放大。上述MCA332解析由前置放大器331放大的电信号。在MCA332中，筛选从荧光X射线检测部232输出的能量，测量脉冲，由此求出构成膜12的元素的X射线强度。并且，基于该X射线强度，由已知的数据求出膜12的厚度。此外，因为使用MCA332，所以能检测出混入膜12的异物、杂质。
[0058]例如，在上述膜12是钛膜或者钥膜的情况下，X射线强度和膜厚的关系为图6A和图6B所不的关系。
[0059]此外，在上述中说明了单层膜(图5)的厚度测定，但是也能测定多层膜的厚度。在该情况下，利用测定头23检测从各膜产生的荧光X射线，利用解析单元33求出构成各膜的各元素的X射线强度，基于该X射线强度求出各膜的厚度。而且，由该各元素的X射线强度也能求出各元素的组分比。
[0060]如图1所示，将上述测定设备21、22、23移动到校正工作台3，上述测定设备校正单元34进行测定设备21、22、23的校正。测定设备21、22、23的校正按规定间隔进行。所谓该规定间隔例如是每天进行I次校正这样的规定时间间隔，或者是在测定规定片数的产品基板10的膜厚后进行校正这样的处理数量间隔。
[0061]在上述校正工作台3上设置第I校正试样60和第2校正试样70。第I校正试样60例如是用于调整测定头23的荧光X射线检测部232的增益的试样。第2校正试样70例如是用于调整各测定设备21、22、23的偏移量的试样。
[0062]并且，上述测定设备21、22、23的校正使用上述第1、上述第2校正试样60、70进行。
[0063]接着，说明上述构成的膜厚测定装置的动作。
[0064]如图1所示，首先，上述产品基板10从膜厚测定装置的右方(箭头R方向)被搬运到基板工作台2上。被搬运到基板工作台2上的产品基板10利用夹子7固定于规定的位置。然后，用照相机21检测对准标记，基于该检测结果，利用基板位置校正单元31校正产品基板10的位置信息。
[0065]然后，在上述产品基板10的多个测定点中的第I测定点处，利用位移传感器22测定第I测定点与位移传感器22之间的高度方向的距离。并且，上述头位置调整单元32基于该测定值调整测定头23的高度方向的位置，以使得第I测定点与测定头23之间的距离为恒定值。
[0066]然后，上述测定头23利用头位置调整单元32移动到第I测定点的正上方，对产品基板10的膜照射原始X射线，检测由该膜产生的荧光X射线。并且，上述解析单元33由该检测出的荧光X射线的强度求出膜的厚度。
[0067]然后，对上述产品基板10的其它测定点也同样地在调整测定头23的高度后利用测定头23测定其它测定点的膜厚。
[0068]这样，测定上述产品基板10的全部测定点的膜厚，基于该测定结果判断产品基板10是不是不合格品。
[0069]然后，上述测定设备校正单元34以规定间隔将上述测定设备21、22、23移动到校正工作台3，进行测定设备21、22、23的校正。
[0070]根据上述构成的膜厚测定装置，上述测定头23对产品基板10的膜12照射原始X射线51，检测由该膜12产生的荧光X射线52，上述解析单元33由利用上述测定头23检测出的上述荧光X射线52的强度求出上述膜12的厚度。
[0071]这样，因为利用荧光X射线分析法求出膜厚，所以能测定产品基板10的膜12的微小区域，能提高膜厚的测定精度。另外，在荧光X射线分析法中，与X射线反射率法相比，能缩短膜厚的测定时间。
[0072]而且，上述测定头23相对于上述基板工作台2能向第I方向和第2方向移动，所以能用该测定头23测定产品基板10的多处的膜厚。由此，适合大型的产品基板10的膜厚测定。
[0073]另外，上述照相机21对载置于基板工作台2的产品基板10的对准标记进行检测，上述基板位置校正单元31基于该照相机21的检测结果对载置于基板工作台2的产品基板10的位置信息进行校正。并且，上述位移传感器22测定与载置于基板工作台2的产品基板10的距离，上述头位置调整单元32基于该位移传感器22的测定值调整测定头23的位置，以使得载置于基板工作台2的产品基板10与测定头23之间的距离为恒定值。
[0074]这样，在用上述测定头23测定膜厚前调整产品基板10的位置，将产品基板10与测定头23之间的距离调整为恒定值，所以能进一步提高产品基板10的膜厚的测定精度。
[0075]此外，本发明不限于上述的实施方式。例如，也可以省略照相机21、位移传感器22而仅设置测定头23。另外，也可以省略校正工作台3而仅设置基板工作台2。
[0076]另外，作为龙门架4的延伸方向的第I方向和作为龙门架4的移动方向的第2方向也可以不相互正交地交叉。
[0077]另外，照相机21、位移传感器22以及测定头23的数量不限于一个，也可以是多个。
[0078]另外，在校正工作台3上设置2个校正试样60、70，但是校正试样的数量增减是自由的。另外，也可以是其它种类的校正试样，例如可以是用于校正X射线强度的偏移的校正试样。
[0079]另外，也可以用本发明的膜厚测定装置测定小型的产品基板的膜厚，另外，除了液晶TFT以外，也可以测定有机EL等半导体基板的膜厚。
[0080]附图标记说明
[0081]I 基座
[0082]2基板工作台
[0083]3校正工作台
[0084]4龙门架
[0085]5滑动件
[0086]6 轨部
[0087]7 夹子
[0088]10广品基板
[0089]21照相机
[0090]22位移传感器
[0091]23测定头
[0092]30控制单元
[0093]31基板位置校正单元
[0094]32头位置调整单元
[0095]33解析单元
[0096]34测定设备校正单元
[0097]60第I校正试样
[0098]70第2校正试样
[0099]A第I方向
[0100]B第2方向
【权利要求】
1.一种膜厚测定装置，其特征在于，具备: 基座⑴; 基板工作台(2)，其设于上述基座(I)，并且载置成膜后的产品基板(10)； 龙门架(4)，其相对于上述基板工作台(2)在第I方向(A)延伸，并且以相对于上述基板工作台⑵能向第2方向⑶移动的方式安装于上述基座(I)； 滑动件(5)，其能向上述第I方向(A)移动地安装于上述龙门架(4)； 测定头(23)，其固定于上述滑动件(5)，并且对载置于上述基板工作台(2)的上述产品基板(10)的膜(12)照射原始X射线，检测由该膜(12)产生的荧光X射线；以及 解析单元(33)，其由利用上述测定头(23)检测出的上述荧光X射线的强度求出上述膜(12)的厚度。
2.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，具备: 照相机(21)，其固定于上述滑动件(5)，并且对载置于上述基板工作台(2)的上述产品基板(10)的对准标记进行检测； 基板位置校正单元(31)，其基于上述照相机(21)的检测结果，对载置于上述基板工作台(2)的上述产品基板(10)的位置信息进行校正； 位移传感器(22)，其固定于上述滑动件(5)，并且测定与载置于上述基板工作台(2)的上述产品基板(10)的距离；以及 头位置调整单元(32)，其基于上述位移传感器(22)的测定值调整上述测定头(23)的位置，以使得载置于上述基板工作台(2)的上述产品基板(10)与上述测定头(23)之间的距离为预定的恒定值。
【文档编号】G01B15/02GK104412062SQ201380035853
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】方志教和, 坂上英和, 原田德实, 山胁千明 申请人:夏普株式会社