アニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システム
【課題】基板及び基板表面に形成された薄膜のうち、薄膜をより高温に加熱することができるアニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システムを提供する。
【解決手段】基板Ｋ及び基板Ｋ表面に形成された薄膜Ｈに電磁波を照射して加熱し、薄膜Ｈをアニールするアニール装置１において、所与の薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率に基づいて、基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、算出手段が算出した周波数の電磁波を基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射する電磁波供給手段とを備える。
【解決手段】基板Ｋ及び基板Ｋ表面に形成された薄膜Ｈに電磁波を照射して加熱し、薄膜Ｈをアニールするアニール装置１において、所与の薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率に基づいて、基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、算出手段が算出した周波数の電磁波を基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射する電磁波供給手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面の薄膜をアニールするアニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜を形成した後、電気伝導度等の膜特性向上のために、薄膜はアニールされる。例えば、特許文献１には、メンテナンス性を低下させずに効率的に発光素子を冷却することができるアニール装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板材料によっては、基板のガラス転移点が薄膜のアニール温度よりも低い場合があり、かかる場合基板に変形が生じ、薄膜が基板から剥離してしまうことがある。そのため、基板材料は薄膜のアニール温度よりも高いガラス転移点を有するものに限定される。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板及び基板表面に形成された薄膜のうち、薄膜をより高温に加熱することができるアニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係るアニール装置は、基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール装置において、所与の前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、該算出手段が算出した周波数の電磁波を前記基板及び薄膜に照射する電磁波供給手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本願に係るアニール装置は、前記算出手段は、前記薄膜に対する電磁波の浸透深さが該薄膜の膜厚に対応するように、電磁波の周波数を算出するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
本願に係るアニール装置は、前記電磁波供給手段は、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
本願に係るアニール装置は、前記基板を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本願に係るアニール方法は、基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール方法において、前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出し、算出した周波数の電磁波を用いて、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱することを特徴とする。
【００１１】
本願に係るアニール方法は、前記基板は有機材料からなることを特徴とする。
【００１２】
本願に係るアニール方法は、前記基板を冷却することを特徴とする。
【００１３】
本願に係る薄膜基板製造システムは、巻き出しロールに巻かれた可撓性を有する基板を巻き出し、巻き取りロールに巻き取る移送の過程で、該基板表面に薄膜を形成する成膜装置を設けた薄膜基板製造システムにおいて、前記成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする前述のアニール装置と、該アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する物性測定装置とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本願に係る薄膜基板製造システムは、前記物性測定装置から信号を受信し、前記成膜装置の動作を制御する制御装置を含み、前記成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、前記巻き出しロール及び巻き取りロールの間の移送路に沿って配置され、前記物性測定装置は、所定の信号を前記制御装置に送信する送信手段を有し、前記制御装置は、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記成膜装置の動作を停止する手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本願に係る薄膜基板製造システムは、前記制御装置は、前記アニール装置のアニール条件を設定するようにしてあり、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記アニール装置のアニール条件を変更する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本願に係る薄膜基板製造システムは、任意の移送速度で、前記基板を巻き出しロールから巻き出して移送し、該基板表面に薄膜が形成された薄膜基板を巻き取りロールに巻き取る基板移送手段を含み、前記制御装置は、前記基板移送手段の移送速度を制御するようにしてあり、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記基板移送手段の移送速度を変更する手段を有することを特徴とする。
【００１７】
本願に係るアニール装置にあっては、算出手段は与えられた薄膜の膜厚及び薄膜の抵抗率に基づいて、基板及び基板表面に形成された薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する。電磁波供給手段は、算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射する。
【００１８】
本願に係るアニール装置にあっては、算出手段は基板表面に形成された薄膜に対する電磁波の浸透深さが薄膜の膜厚に対応するように、薄膜の膜厚及び薄膜の抵抗率に基づいて、電磁波の周波数を算出する。
【００１９】
本願に係るアニール装置にあっては、電磁波供給手段は、算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射し、基板よりも薄膜をより高温に加熱する。
【００２０】
本願に係るアニール装置にあっては、冷却手段は基板を冷却する。
【００２１】
本願に係るアニール方法にあっては、基板表面に形成された薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する。算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射して、基板よりも薄膜をより高温に加熱する。
【００２２】
本願に係るアニール方法にあっては、電磁波が照射される基板は有機材料からなる。
【００２３】
本願に係るアニール方法にあっては、基板を冷却しながら、基板及び薄膜に電磁波を照射する。
【００２４】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、成膜装置、アニール装置及び物性測定装置を含む。成膜装置は可撓性を有する基板表面に薄膜を形成する。アニール装置は、成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする前述のアニール装置である。物性測定装置は、アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する。
【００２５】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、物性測定装置から信号を受信し、成膜装置の動作を制御する制御装置を含む。成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、巻き出しロールと巻き取りロールとの間の移送路に沿って配置される。物性測定装置は、所定の信号を制御装置へ送信する。制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、成膜装置の動作を停止する。
【００２６】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、制御装置は、アニール装置のアニール条件を設定する。制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、アニール装置のアニール条件を変更する。
【００２７】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、基板を移送する基板移送手段を含む。基板移送手段の移送速度を制御する制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、基板移送手段の移送速度を変更する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、基板及び基板表面に形成された薄膜のうち、薄膜をより高温に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１に係るアニール装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るコンピュータのブロック図である。
【図３】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの誘電損の周波数特性を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係るアニール装置のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るアニール装置のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る薄膜基板製造システムのブロック図である。
【図７】実施の形態２に係るアニール装置のブロック図である。
【図８】実施の形態２に係るコンピュータのブロック図である。
【図９】実施の形態２に係るコンピュータの制御部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係るアニール装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
実施の形態１
実施の形態１は、基板表面に形成された薄膜を電磁波の誘導加熱によりアニールするアニール装置に関する。試料に照射する電磁波の周波数として、基板表面の薄膜を選択的に加熱する周波数を算出する。そして、算出した周波数の電磁波を用いて、薄膜のアニールが行われる。
【００３２】
図１は、実施の形態１に係るアニール装置１のブロック図である。実施の形態１に係るアニール装置１は、処理容器２、ガス導入機構３、排気機構４、載置台５、放射温度計６、熱電変換素子制御部７、電磁波供給部８及びコンピュータ９を含む。なお、アニール装置１は、コンピュータ９を外付けにすることにより、コンピュータ９を含まなくてもよい。
【００３３】
処理容器２は、例えばアルミニウムにより直方体状に形成されており、接地されている。処理容器２の天井部は開口されており、この開口部にはシール部材２１を介して、天板２２が気密に設けられている。天板２２の材料は、例えば石英、窒化アルミニウム等である。
なお、処理容器２の形状は、上部が開口された直方体状に限らず、円柱状又は箱状であってもよい。
【００３４】
処理容器２の側壁には、開口２３が設けられると共に、試料Ｓの基板Ｋ及び薄膜Ｈを処理容器２内部に搬入出する際に開口２３を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
処理容器２底部の周縁部には、排気機構４と接続される排気口２５が設けられている。
【００３５】
ガス導入機構３は、処理容器２の側壁を貫通する２本のガスノズル３１Ａ、３１Ｂからなり、図示しないガス供給源から処理に必要なガスを処理容器２に供給する。ここでのガスは、例えばアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスや窒素等である。
なお、ガスノズル３１Ａ、３１Ｂの本数は、２本に限るものではなく、適宜増減してもよい。
【００３６】
排気機構４は、排気が流通する排気通路４１、排気圧力を制御する圧力制御弁４２及び処理容器２内部の雰囲気を排出する排気ポンプ４３を含む。排気ポンプ４３は、排気通路４１、圧力制御弁４２を介して、処理容器２内部の雰囲気を、真空を含む減圧程度まで排気することができる。
【００３７】
載置台５は、処理容器２の底部に形成された開口に、シール部材２６を介在させて気密に取り付けられている。載置台５は接地されている。
載置台５は、載置台本体５１、熱電変換素子５２及び載置板５３を含む。載置台本体５１の上に熱電変換素子５２が、熱電変換素子５２の上に載置板５３が配置される。載置板５３の上には、アニール対象の薄膜Ｈが形成された基板Ｋが載置するように構成されている。
【００３８】
放射温度計６は、放射温度計本体６１と光ファイバ６２とを含み、載置板５３の温度を測定する。放射温度計６が測定した載置板５３の温度は、コンピュータ９に送信される。載置板５３の温度を受信したコンピュータ９は、載置板５３及び薄膜Ｈの間の温度勾配を考慮して、載置板５３の温度を薄膜Ｈの温度に変換する。
【００３９】
載置台本体５１には、上面から下面までを上下方向に貫通する貫通孔５１１が形成されており、貫通孔５１１には光ファイバ６２が気密に挿通されている。光ファイバ６２は、載置板５３の下面直下から載置台本体５１の下面を突き抜けて下方へ延び、処理容器２外部に設けられた放射温度計本体６１と接続されている。光ファイバ６２に載置板５３からの輻射光を取り入れることにより、放射温度計６は、載置板５３の温度を測定することができるように構成されている。
なお、処理容器２の側壁を貫通する貫通孔を設け、貫通孔に気密に挿通された直接薄膜Ｈからの輻射光を光ファイバに取り入れてもよい。これにより、薄膜Ｈの温度の直接測定が可能となる。
【００４０】
熱電変換素子５２は、基板Ｋを冷却する板状の冷却手段であり、例えばペルチェ素子が用いられる。ペルチェ素子は、ペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、直流電流を流すことにより一面で発熱が起こり、他面で吸熱が起こる。ここでは、基板Ｋに近い熱電変換素子５２の上側面で吸熱を起こし、基板Ｋを冷却する。他方、熱電変換素子５２の下側面では発熱が起こる。
【００４１】
熱電変換素子５２は、処理容器２の外部に設けられた熱電変換素子制御部７とリード線７１を介して電気的に接続されている。熱電変換素子制御部７は、アニール時に熱電変換素子５２に供給する電流の方向と大きさとを制御する。熱電変換素子制御部７が熱電変換素子５２に流す電流の方向を逆にすることにより、熱電変換素子５２は基板Ｋを加熱する加熱手段にもなり得る。
【００４２】
熱電変換素子５２の下側面と対向する載置台本体５１の上部には、冷媒流路５１２が載置台本体５１上面と略平行な面に沿って形成されている。冷媒流路５１２は、冷媒導入管５１３と冷媒排出管５１４とを介して、冷媒を供給する冷媒循環器５１５に接続されている。冷媒循環器５１５が動作することにより、アニール時に冷媒が冷媒流路５１２を流通循環し、熱電変換素子５２の下側面で発熱した熱を冷媒が奪うように構成されている。これにより、熱電変換素子５２の冷却効率が向上する。
なお、熱電変換素子５２を除き、基板Ｋを冷却する冷却手段は、冷媒循環器５１５による冷媒循環だけでもよい。また、基板Ｋを冷却する冷却手段は、放熱器でもよい。
なお、冷媒流路５１２に高温の温媒を流通循環させることも可能である。
【００４３】
載置板５３は、例えば酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ゲルマニウム、シリコン等の材料から製作される。
なお、載置台５に載置板５３を設けず、熱電変換素子５２の上に、直接基板Ｋが載置するように構成してもよい。
【００４４】
電磁波供給部８は、処理容器２の天板２２の上方に設けられている。
電磁波供給部８は、電磁波発生源８１、導波管８２及び入射アンテナ８３を含む。導波管８２の一端は電磁波発生源８１と接続され、導波管８２の他端は入射アンテナ８３と接続されている。
【００４５】
電磁波発生源８１は、例えばジャイロトロン又はマグネトロンを用いることができる。ジャイロトロンは概ねミリ波からサブミリ波にかけての電磁波を発生する。マグネトロンは概ねセンチ波の電磁波を発生する。電磁波発生源８１は、発生した電磁波を導波管８２に出力する。
【００４６】
導波管８２は、電磁波発生源８１で発生した電磁波を入射アンテナ８３に伝搬させる金属製の管であり、円形又は矩形の断面形状を有す。
【００４７】
入射アンテナ８３は、天板２２の上面に設けられた板であり、例えば表面が銀メッキされた銅板又はアルミニウム板である。入射アンテナ８３には、図示しない複数の鏡面反射レンズや反射ミラーが設けられており、導波管８２から導かれた電磁波を処理容器２の処理空間に向けて反射して導入できるように構成されている。
なお、入射アンテナ８３は、処理容器２の側面に設けられていてもよい。
【００４８】
コンピュータ９は、アニール装置１全体の動作を制御する。
図２は、実施の形態１に係るコンピュータ９のブロック図である。
コンピュータ９は、制御部９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、通信部９４、操作部９５、表示部９６、外部インタフェース９７及びタイマ９８を含む。
【００４９】
ＲＯＭ９２の内部には、各種プログラムが記憶されている。これらのプログラムの１つは、例えば制御部９１に、薄膜Ｈに対して照射する電磁波の周波数として、最も適切な周波数を算出させる。
【００５０】
制御部９１は、ＲＯＭ９２からプログラムを読み込み、各種処理を実行する。例えば、制御部９１は、ガス導入機構３が処理容器２に導入するガスの供給及びガスの流量を制御する。制御部９１は、電磁波供給部８が発生する電磁波及び電磁波供給部８への供給電力を制御する。また、制御部９１は、放射温度計６からの信号に基づき、アニール温度を制御する。
【００５１】
ＲＡＭ９３は、作業用の変数、測定データ等を一時的に記録する。
通信部９４は、アニール装置１の各構成部から送信される信号又はデータを受信する。また、通信部９４は、制御部９１の命令をアニール装置１の各構成部へ送信する。
【００５２】
操作部９５は、キーボード、マウス等の入力機器を含み、ユーザは操作部９５及び通信部９４を介してコンピュータ９を操作する。ユーザは操作部９５を介してアニール装置１を操作することができる。表示部９６は、通信部９４及び操作部９５を介して入力されたデータ、制御部９１が実行した計算結果等を表示する。
【００５３】
外部インタフェース９７は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の可搬型記録媒体１Ａと情報のやり取りをするインタフェースである。また、外部インタフェース９７はインターネット等の通信網Ｎに接続することができるインタフェースでもある。
タイマ９８は、計時を信号として制御部９１に送信する。
【００５４】
実施の形態１に係るアニール装置１を動作させるための各種プログラムは、外部インタフェース９７に可搬型記録媒体１Ａを読み取らせて、ＲＡＭ９３に記録してもよい。また、当該各種プログラムは、外部インタフェース９７及びインターネット等の通信網Ｎを介して接続される他のサーバコンピュータ（図示せず）からダウンロードすることも可能である。
【００５５】
薄膜Ｈに対して照射する電磁波の周波数を算出するプログラムは、アニール対象の薄膜Ｈの厚さを浸透深さとして電磁波の周波数を算出するものである。浸透深さとは、電磁波が垂直に導電性の均質媒質に入射し、当該媒質内を指数関数的に減衰しながら伝搬する場合、電磁波強度が入射強度の１／ｅ（約３７％）に減衰するときの深度のことである。
浸透深さは式（１）で示される。
【００５６】
【数１】
【００５７】
ただし、δは浸透深さ、ρは抵抗率、μは比透磁率、ｆは電磁波の周波数である。
μは非磁性材の場合、μ＝１となる。実施の形態１で扱う膜材料は非磁性材なので、μは１に固定される。
【００５８】
実施の形態１で対象とする基板Ｋは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等である。これらのプラスチック基板材料のガラス転移点は、夫々１００、１５５、１４５℃である。ここでは、ＰＥＴ基板を用いる。
【００５９】
実施の形態１で対象とする薄膜Ｈは、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳである。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのアニール温度は約２００℃であり、ＰＥＴのガラス転移点よりも高い。そのため、従来のランプ等によるアニール方法でＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈをアニールした場合、ＰＥＴ基板に変形が生じる。
【００６０】
しかしながら、センチ波、ミリ波、サブミリ波の電磁波に対するＰＥＴ基板の浸透深さは、薄膜Ｈの浸透深さに比べて遙かに深い。そこで、ＰＥＴ基板をほとんど透過し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈを膜厚の深さまでしか透過しない電磁波の周波数を算出する。具体的には、式（１）の浸透深さに膜厚を、抵抗率に薄膜Ｈの抵抗率を代入して周波数を算出する。得られた周波数の電磁波がミリ波又はサブミリ波である場合、電磁波発生源８１にジャイロトンを搭載したアニール装置１を使用する。得られた周波数の電磁波がセンチ波である場合、電磁波発生源８１にマグネトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
【００６１】
なお、電磁波の周波数を算出するに際し、薄膜Ｈの膜厚と浸透深さとを等しいものと想定した。しかし例えば、薄膜Ｈの厚さを浸透深さの９０％、１１０％等、適宜変更してもよく、薄膜Ｈの厚さと浸透深さとは等しい場合に限られない。
【００６２】
次に、実施の形態１に係るアニール装置１の動作について、説明する。
表１は、２種類のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ膜について、周波数を算出した一例である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
Ａは、膜厚として１１２４７ｎｍ、抵抗率５．０×１０-3Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。Ｂは、膜厚として１１２５ｎｍ、抵抗率５．０×１０-3Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０13Ｈｚである。
【００６５】
コンピュータ９に、操作部９５から薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率を代入する。
表１のＡの場合、制御部９１は、測定に好ましい周波数として、１００ＧＨｚ（ギガヘルツ）を算出する。１００ＧＨｚはミリ波の周波数に該当するため、ユーザは予め算出しておいた概算の周波数から、電磁波発生源８１にジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
表１のＢの場合、制御部９１は、測定に好ましい周波数として、１０ＴＨｚ（テラヘルツ）を算出する。１０ＴＨｚはサブミリ波の周波数に該当するため、ユーザは予め算出しておいた概算の周波数から、電磁波発生源８１にジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
【００６６】
図３は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの誘電損の周波数特性を示す説明図である。縦軸は誘電損であり、横軸は周波数である。電磁波の吸収エネルギーは、比誘電率と誘電正接との積である誘電損に比例する。図３に示すようにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの場合、誘電損の極大値は１００ＧＨｚ前後にある。従って、表１のＡの場合のように、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜の厚さを１１μｍに設定した場合、算出される周波数は１００ＧＨｚとなり、最も効率のよいアニール処理を施すことができる。一方で、ＰＥＴ基板は、１００ＧＨｚ前後の電磁波が照射されても、浸透深さが深いためにほとんど加熱されず、ＰＥＴ基板の温度はガラス転移点を超えない。
【００６７】
以下、表１のＡの場合について説明する。
ゲートバルブ２４を開き、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈが形成されたＰＥＴ基板を、図示しない搬送手段により載置板５３上に載置する。ゲートバルブ２４を閉じ、処理容器２を密閉する。操作部９５からアニール対象の薄膜Ｈの厚さ及び抵抗率をコンピュータ９に入力する。制御部９１は、薄膜Ｈの厚さ及び抵抗率に基づいて、電磁波の周波数を算出する。
【００６８】
制御部９１は、算出値に基づいて、電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数を１００ＧＨｚに設定する。制御部９１は、電磁波発生源８１が発生する電磁波の強度を設定する。制御部９１は、アニール時間及び処理圧力を設定する。制御部９１は、排気機構４により処理容器２内部を排気すると共に、ガス導入機構３のガスノズル３１Ａ、３１Ｂから不活性ガス等を処理容器２内部へ導入する。
【００６９】
制御部９１は、アニール処理を開始する。すなわち、制御部９１は、電磁波発生源８１に設定した周波数の電磁波を発生させる。制御部９１は、冷媒循環器５１５を作動させ、載置台本体５１を冷却すると共に、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２により基板Ｋを冷却する。制御部９１は、放射温度計６を介してアニール温度の制御を開始する。アニール温度の制御は、電磁波の強度を調整することにより行われる。
【００７０】
電磁波発生源８１が発生した電磁波は、導波管８２を介して入射アンテナ８３に導かれる。入射アンテナ８３に導かれた電磁波は、入射アンテナ８３により反射されて処理容器２内に供給される。処理容器２内に供給された電磁波は、薄膜Ｈ及び基板Ｋに照射される。
【００７１】
制御部９１は、アニール時間が終了したと判断した場合、電磁波発生源８１の駆動を停止する。制御部９１は、アニール温度の制御を停止する。制御部９１は、薄膜Ｈの冷却を待って、ガス導入機構３による不活性ガス等の導入を停止する。制御部９１は、排気機構４による排気を停止する。制御部９１は、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２への電流供給を停止する。制御部９１は、冷媒循環器５１５を停止する。すなわち、制御部９１は、基板Ｋの冷却を停止する。
【００７２】
ゲートバルブ２４を開き、図示しない搬送手段により載置板５３上の試料を処理容器２外部へ取り出す。ゲートバルブ２４を閉じ、処理容器２を密閉する。
【００７３】
図４及び図５は、実施の形態１に係るアニール装置１のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
制御部９１は、薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率を受け付ける（ステップＳ１０１）。制御部９１は、受け付けた薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出する（ステップＳ１０２）。制御部９１は、算出した周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する（ステップＳ１０３）。制御部９１は、電磁波発生源８１が発生する電磁波の強度を設定する（ステップＳ１０４）。制御部９１は、アニール時間を設定する（ステップＳ１０５）。制御部９１は、処理圧力を設定する（ステップＳ１０６）。
【００７４】
制御部９１は、処理容器２内部を排気する（ステップＳ１０７）。制御部９１は、ガスノズル３１Ａ、３１Ｂから不活性ガス等を処理容器２内部へ導入する（ステップＳ１０８）。制御部９１は、電磁波発生源８１に電磁波を発生させる（ステップＳ１０９）。制御部９１は、冷媒循環器５１５を作動させ、載置台本体５１を冷却すると共に、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２により基板Ｋの冷却を開始する（ステップＳ１１０）。制御部９１は、アニール温度の制御を開始する（ステップＳ１１１）。
【００７５】
制御部９１は、アニール時間が経過したか否かタイマ９８に基づいて判断する（ステップＳ１１２）。制御部９１は、アニール時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御をステップＳ１１２へ戻す。制御部９１は、アニール時間が経過したと判断した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、電磁波発生源８１による電磁波の発生を停止する（ステップＳ１１３）。制御部９１は、アニール温度の制御を停止する（ステップＳ１１４）。制御部９１は、ガス導入機構３による不活性ガス等の導入を停止する（ステップＳ１１５）。制御部９１は、排気機構４による排気を停止する（ステップＳ１１６）。制御部９１は、基板Ｋの冷却を停止し（ステップＳ１１７）、処理を終了する。
【００７６】
なお、ステップＳ１０１では、制御部９１は、薄膜Ｈの抵抗率を受け付ける。しかし、各種材料の抵抗率を予めＲＯＭ９２に記録しておき、制御部９１はＲＯＭ９２から薄膜Ｈの抵抗率を読み込んでもよい。かかる場合、制御部９１は、ステップＳ１０１で薄膜Ｈの材料を受け付け、受け付けた薄膜Ｈの材料に基づいてＲＯＭ９２から薄膜Ｈの抵抗率を読み込む。
【００７７】
なお、ステップＳ１０２では、制御部９１は、受け付けた薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出する。しかし、ユーザが薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出し、制御部９１はユーザから周波数の入力を受け付ける形態でもよい。かかる場合、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２における制御部９１の処理は、周波数を受け付ける処理になる。ステップＳ１０３では、制御部９１は、受け付けた周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する。
【００７８】
表２は、無機導電性材料及び半導体材料について、浸透深さを試算した一例である。
【００７９】
【表２】
【００８０】
Ｃの銀は、膜厚として１９４８ｎｍ、抵抗率１．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｄの銀は、膜厚として１９５ｎｍ、抵抗率１．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｅの銅は、膜厚として２０１２ｎｍ、抵抗率１．６×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｆの銅は、膜厚として２０１ｎｍ、抵抗率１．６×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｇのアルミニウムは、膜厚として２５１５ｎｍ、抵抗率２．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｈのアルミニウムは、膜厚として２５２ｎｍ、抵抗率２．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｊのシリコンは、膜厚として５０３０ｎｍ、抵抗率１．０×１０-1Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０13Ｈｚである。
【００８１】
表２のＣ、Ｅ、Ｇの場合、電磁波発生源８１にセンチ波の電磁波を照射するマグネトロンを搭載したアニール装置１を使用する。表２のＤ、Ｆ、Ｈ、Ｊの場合、電磁波発生源８１にミリ波及びサブミリ波の電磁波を照射するジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
また、夫々の薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率に応じて、表２に示した周波数の電磁波を選択してアニール処理を施す。このように、膜材料の違いに応じた電磁波の周波数を選択することで、基板Ｋの温度をガラス転移点以上の温度にすることなく、薄膜Ｈを選択的に加熱することができる。
【００８２】
実施の形態１に係るアニール装置１によれば、基板Ｋ及び薄膜Ｈのうち、薄膜Ｈをより高温で選択的に加熱することができる。
薄膜Ｈの厚さが電磁波の浸透深さに該当する周波数のセンチ波、ミリ波又はサブミリ波（周波数は３ＧＨｚ〜５０ＴＨｚに該当）を基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射することにより、基板Ｋをほとんど加熱することなく、薄膜Ｈを選択的に加熱することができる。
廉価な多くの有機材料基板は、有機導電性膜材料のアニール温度よりも低いガラス転移点を有す。そのため、実施の形態１に係るアニール装置１によれば、有機材料基板の変形を起こさずに有機導電性膜材料の薄膜Ｈのアニール処理が可能となり、有機デバイスの製造コストの低減を図ることができる。
【００８３】
実施の形態１に係るアニール装置１によれば、熱電変換素子５２及び冷媒循環器５１５により基板Ｋの温度上昇を抑えることができる。
電磁波が基板Ｋにほとんど吸収されない場合であっても、アニール時間が長引くほど、薄膜Ｈから基板Ｋへ熱が流れ、基板Ｋの温度は上昇する。しかし、熱電変換素子５２及び冷媒循環器５１５により基板Ｋを冷却することにより、熱平衡の過渡状態を長引かせることができる。電気伝導度等の膜特性はアニール温度が高く、アニール時間が長いほど向上するので、基板Ｋの冷却は膜特性向上に寄与する。
【００８４】
実施の形態２
実施の形態２は、可撓性を有す基板Ｋの上に薄膜Ｈを形成するロールツーロール製造ラインに、成膜装置、アニール装置及び物性測定装置を組み込んだ薄膜基板製造システムに関する。
【００８５】
実施の形態２で対象とする基板Ｋは、例えばフィルム状のＰＥＴ基板、ＰＥＮ基板等である。
実施の形態２で対象とする薄膜Ｈは、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、シリルエチン置換ペンタセン、ポリ（３−アルキルチオフェン）等の薄膜Ｈである。
【００８６】
図６は、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００のブロック図である。
薄膜基板製造システム１００は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０、物性測定装置１３及びコンピュータ９０を含む。
成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３は、この順に基板移送部１１による移送ラインの上流から下流へ配置されている。
【００８７】
基板移送部１１は、巻き出しロール１１１、巻き取りロール１１２及び基板Ｋを移送する移送ロール１１３、１１４を含む。基板移送部１１は、巻き出しロール１１１に巻かれた基板Ｋを、適切な張力及び速度で巻き出し、成膜装置１２及びアニール装置１０により形成された薄膜基板を巻き取りロール１１２に巻き取る。移送ロール１１３、１１４は、回転駆動により基板Ｋを上流から下流へ移送する。基板移送部１１の動作は、連続的又は不連続的である。
なお、基板移送部１１は、巻き出しロール１１１及び巻き取りロール１１２を含まなくてもよい。かかる場合、巻き出しロール１１１及び巻き取りロール１１２を回転する回転駆動部を別途用意する。
【００８８】
図６には、移送ロール１１３、１１４が２本描かれているが、移送ロール１１３、１１４の数は一例であり、適宜増減することができる。なお、基板移送部１１は、基板Ｋの移送能率を向上するために、基板Ｋを移送ロール１１３、１１４との間で夫々挟む複数の押さえロールを含んでもよい。
図６では、基板移送部１１は基板Ｋの幅方向を水平方向に保持して、基板Ｋを水平方向に移送している。しかし、基板移送部１１は基板Ｋの幅方向を鉛直方向に保持して、基板Ｋを鉛直方向に移送してもよい。
【００８９】
成膜装置１２は、例えば印刷により基板Ｋ表面に膜パターンを形成するパターン形成装置である。印刷によるパターン形成の対象は、ソース・ドレイン印刷、半導体印刷、ゲート印刷等を含む。なお、成膜装置１２は、ガスから材料を基板Ｋ上に堆積させるＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等であってもよい。
【００９０】
アニール装置１０は、ロールツーロール方式に対応している点が実施の形態１に係るアニール装置１と異なる。
図７は、実施の形態２に係るアニール装置１０のブロック図である。ここでは、アニール装置１０について、実施の形態１に係るアニール装置１と異なる部分について説明する。
【００９１】
アニール装置１０は、開口２３及びゲートバルブ２４を含まない。
処理容器２の側壁の対向位置には、アニール前の基板Ｋ及び薄膜Ｈを搬入する搬入口２７と、アニール後の基板Ｋ及び薄膜Ｈを搬出する搬出口２８とが開口されている。搬入口２７及び搬出口２８は、夫々基板Ｋの幅よりも長いスリット状をなし、略同じ高さに設けられている。
搬入口２７及び搬出口２８には、夫々シャッタ２７Ａ、２８Ａが設けられている。シャッタ２７Ａ、２８Ａは、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止し、基板Ｋ及び薄膜Ｈに電磁波が照射される場合、処理容器２内部の電磁波及びガスが外部へ漏れないようにシールドする。シャッタ２７Ａ、２８Ａは、夫々軟らかい金属、例えばインジウム、銅等から形成されており、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止した場合、基板Ｋを圧接する。
【００９２】
物性測定装置１３は、テラヘルツ分光装置、膜厚測定装置及び赤外分光装置を含む。テラヘルツ分光装置は、薄膜Ｈに対するテラヘルツ波の透過率又は反射率を測定する。膜厚測定装置は、薄膜Ｈの厚さを測定し、測定した薄膜Ｈの厚さをテラヘルツ分光装置に送信する。テラヘルツ分光装置は、膜厚測定装置から薄膜Ｈの厚さを受信する。赤外分光装置は、薄膜Ｈに対する赤外域の反射率を測定し、測定した赤外域の反射率をテラヘルツ分光装置に送信する。テラヘルツ分光装置は、赤外分光装置から薄膜Ｈに対する赤外域の反射率を受信する。
【００９３】
テラヘルツ分光装置は、テラヘルツ波の透過率又は反射率、薄膜Ｈの厚さ、赤外域の反射率に基づいて、薄膜Ｈの複素屈折率、複素誘電率、複素電気伝導度、キャリア移動度等の物性値を算出する。物性測定装置１３又はテラヘルツ分光装置は、算出された薄膜Ｈの物性値をコンピュータ９０に送信する。
【００９４】
図８は、実施の形態２に係るコンピュータ９０のブロック図である。
コンピュータ９０の構成は、実施の形態１に係るアニール装置１に含まれるコンピュータ９の構成と同様である。なお、コンピュータ９０は、アニール装置１０に含まれるコンピュータ９で代用してもよい。
コンピュータ９０は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３と電気的に接続されており、これら装置を制御する。
【００９５】
次に、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００の動作について説明する。
まず、薄膜基板製造システム１００を動作させる準備として、予めアニール装置１０の電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数をコンピュータ９０に設定する。
【００９６】
コンピュータ９０に、操作部９５０から薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚を入力する。コンピュータ９０の制御部９１０は、取得した薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚をアニール装置１０のコンピュータ９に送信する。コンピュータ９は、薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚を受信し、アニールに好適な電磁波の周波数を算出する。コンピュータ９０は、算出した周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する。
【００９７】
基板Ｋのロールを巻き出しロール１１１に取り付け、薄膜基板製造システム１００の動作を開始させる。
【００９８】
図９は、実施の形態２に係るコンピュータ９０の制御部９１０が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
制御部９１０は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を開始する（ステップＳ２０１）。その具体的な内容は、以下の通りである。
制御部９１０は、基板移送部１１を動作させ、基板Ｋをロールツーロール生産ラインに巻き出す。制御部９１０は、成膜装置１２を動作させて、基板Ｋ表面にパターンを印刷させる。制御部９１０は、コンピュータ９を介して、アニール装置１０に成膜装置１２が形成した薄膜Ｈをアニールさせる。制御部９１０は、物性測定装置１３にアニール装置１０がアニールした薄膜Ｈの物性を測定させる。制御部９１０は、製造した薄膜基板を巻き取りロール１１２に巻き取らせる。
【００９９】
物性測定装置１３は、測定した物性値をコンピュータ９０に送信する。
制御部９１０は、物性測定装置１３から薄膜Ｈの物性値を取得する（ステップＳ２０２）。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内か否か判断する（ステップＳ２０３）。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内であると判断した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に制御を戻す。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内にないと判断した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を停止する（ステップＳ２０４）。
制御部９１０は、以上のステップをマルチタスクで連続的に実行する。
基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を停止した場合、ユーザは巻き取りロール１１２から製造規格外の薄膜基板を取り外す。
【０１００】
制御部９１０は、ユーザからの指示待ち状態となる。ユーザは薄膜基板の製造を再開するか否かをコンピュータ９０に指示する。制御部９１０は、ユーザからの指示を受け付け、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を再開するか否か判断する（ステップＳ２０５）。制御部９１０は、動作を再開する場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、成膜装置１２に成膜条件を変更させるか、又はアニール装置１０にアニール条件を変更させ（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０１に処理を戻す。ここでの成膜条件の変更は、例えばレジスト条件、プリント速度等のパターン形成条件を変更することである。ここでのアニール条件の変更は、例えば電磁波の強度を所定値だけ大きい値に設定することである。あるいは、アニール条件の変更は、アニール時間を変更することである。制御部９１０は、動作を再開しない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、処理を終了する。
【０１０１】
実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００によれば、ロールツーロール方式により薄膜基板を連続的に製造することができる。また、ロールツーロール製造ラインに物性測定装置１３を組み込むことにより、製造中の薄膜基板の品質が製造規格から外れている場合、製造ラインを停止することができる。これにより、歩留りの向上を図ることができる。
【０１０２】
実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００によれば、製造中の薄膜基板の品質が製造規格から外れている場合、短時間で薄膜基板の製造条件を最適化した後、製造を再開することができる。薄膜基板の製造条件を最適化することは、例えば電磁波の強度を変更することである。実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００は、かかるフィードバック機能を有しているため、薄膜基板の生産効率を向上させることができる。
【０１０３】
本実施の形態２は以上の如きであり、その他は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０４】
実施の形態３
実施の形態３は、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００のアニール装置１０を、他のアニール装置に置き換えた形態に関する。
【０１０５】
図１０は、実施の形態３に係るアニール装置２０のブロック図である。
実施の形態３に係るアニール装置２０は、実施の形態２に係るアニール装置１０の載置台５を含まず、代わりに載置ロール５０を含む。
また、実施の形態３に係るアニール装置２０は、放射温度計６の光ファイバ６２が基板Ｋからの輻射光を受ける点で、実施の形態２のアニール装置１０と異なる。
【０１０６】
載置ロール５０は、円柱状又は楕円柱状をなし、処理容器２の底部に形成された開口に、一部嵌入するように取り付けられている。載置ロール５０は、図示しない様式で接地されている。載置ロール５０は、軸の周りを回転するように構成されており、側面と接する基板Ｋを移送する機能と基板Ｋを冷却する機能とがある。
基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止し、基板Ｋ及び薄膜Ｈに電磁波が照射される場合、図示しないシャッタが載置ロール５０と処理容器２底部との間の隙間を閉鎖するように構成されている。当該シャッタは、軟らかい金属、例えばインジウム、銅等から形成され、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止した場合、載置ロール５０の一部及び処理容器２底部の一部を圧接する。当該シャッタは、基板移送部１１が基板Ｋの移送を再開した場合、載置ロール５０と処理容器２底部との間の隙間を開放する。
【０１０７】
載置ロール５０は、載置ロール本体５１０、熱電変換素子５２０及び載置ロール板５３０を含む。円柱状の載置ロール本体５１０の外側面に複数の熱電変換素子５２０が、熱電変換素子５２０の外側面に円筒状の載置ロール板５３０が、夫々取り巻くように配置されている。基板Ｋは、載置ロール板５３０の最上位の位置に載置する。
【０１０８】
熱電変換素子５２０の内側面と対向する載置台本体５１０の縁部には、冷媒流路５１２が載置台本体５１０外側面と略平行な円筒状の面に沿って形成されている。冷媒流路５１２は、冷媒導入管５１３と冷媒排出管５１４とを介して、冷媒を供給する冷媒循環器５１５に接続されている。冷媒循環器５１５が動作することにより、アニール時に冷媒が冷媒流路５１２を流通循環し、熱電変換素子５２０の内側面で発熱した熱を冷媒が奪うように構成されている。これにより、熱電変換素子５２０の冷却効率が向上する。
なお、冷媒流路５１２に温媒を流通循環させることも可能である。
【０１０９】
載置ロール板５３０は、例えば酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ゲルマニウム、シリコン等の材料から製作される。
なお、載置ロール５０に載置ロール板５３０を設けず、熱電変換素子５２０の外側面上に、直接基板Ｋが載置するように構成してもよい。
【０１１０】
処理容器２の底部には、貫通孔２９が形成されており、貫通孔２９には光ファイバ６２が気密に挿通されている。光ファイバ６２は貫通孔２９を介して底部を貫通し、その一端は放射温度計本体６１と接続されている。光ファイバ６２の他端は基板Ｋの直下まで上方へ延び、基板Ｋからの輻射光を取り入れる。
このように、アニール装置２０の放射温度計６は、基板Ｋの温度を測定する。放射温度計６が測定した基板Ｋの温度は、アニール装置２０のコンピュータ９に信号として送信される。コンピュータ９は、放射温度計６からの信号を受信し、基板Ｋの温度を薄膜Ｈの温度に換算する。
【０１１１】
実施の形態３に係るアニール装置２０によれば、載置ロール５０がロール状の形状をなし、回転して基板Ｋを移送するため、ロールツーロール方式に対応したスムーズな基板Ｋの移動が可能である。これにより、薄膜基板製造システム１００は薄膜基板を効率的に連続生産することができる。載置ロール５０は、基板Ｋを冷却する熱電変換素子５２０及び冷媒流路５１２を備えているため、基板Ｋを冷却することにより、薄膜Ｈの選択的加熱に寄与する。
【０１１２】
本実施の形態３は以上の如きであり、その他は実施の形態１又は実施の形態２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【０１１３】
１ アニール装置
８ 電磁波供給部
８１ 電磁波発生源
８２ 導波管
８３ 入射アンテナ
９１ 制御部
Ｋ 基板
Ｈ 薄膜
Ｓ 試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面の薄膜をアニールするアニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜を形成した後、電気伝導度等の膜特性向上のために、薄膜はアニールされる。例えば、特許文献１には、メンテナンス性を低下させずに効率的に発光素子を冷却することができるアニール装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板材料によっては、基板のガラス転移点が薄膜のアニール温度よりも低い場合があり、かかる場合基板に変形が生じ、薄膜が基板から剥離してしまうことがある。そのため、基板材料は薄膜のアニール温度よりも高いガラス転移点を有するものに限定される。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板及び基板表面に形成された薄膜のうち、薄膜をより高温に加熱することができるアニール装置、アニール方法及び薄膜基板製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係るアニール装置は、基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール装置において、所与の前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、該算出手段が算出した周波数の電磁波を前記基板及び薄膜に照射する電磁波供給手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本願に係るアニール装置は、前記算出手段は、前記薄膜に対する電磁波の浸透深さが該薄膜の膜厚に対応するように、電磁波の周波数を算出するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
本願に係るアニール装置は、前記電磁波供給手段は、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
本願に係るアニール装置は、前記基板を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本願に係るアニール方法は、基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール方法において、前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出し、算出した周波数の電磁波を用いて、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱することを特徴とする。
【００１１】
本願に係るアニール方法は、前記基板は有機材料からなることを特徴とする。
【００１２】
本願に係るアニール方法は、前記基板を冷却することを特徴とする。
【００１３】
本願に係る薄膜基板製造システムは、巻き出しロールに巻かれた可撓性を有する基板を巻き出し、巻き取りロールに巻き取る移送の過程で、該基板表面に薄膜を形成する成膜装置を設けた薄膜基板製造システムにおいて、前記成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする前述のアニール装置と、該アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する物性測定装置とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本願に係る薄膜基板製造システムは、前記物性測定装置から信号を受信し、前記成膜装置の動作を制御する制御装置を含み、前記成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、前記巻き出しロール及び巻き取りロールの間の移送路に沿って配置され、前記物性測定装置は、所定の信号を前記制御装置に送信する送信手段を有し、前記制御装置は、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記成膜装置の動作を停止する手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本願に係る薄膜基板製造システムは、前記制御装置は、前記アニール装置のアニール条件を設定するようにしてあり、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記アニール装置のアニール条件を変更する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本願に係る薄膜基板製造システムは、任意の移送速度で、前記基板を巻き出しロールから巻き出して移送し、該基板表面に薄膜が形成された薄膜基板を巻き取りロールに巻き取る基板移送手段を含み、前記制御装置は、前記基板移送手段の移送速度を制御するようにしてあり、前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記基板移送手段の移送速度を変更する手段を有することを特徴とする。
【００１７】
本願に係るアニール装置にあっては、算出手段は与えられた薄膜の膜厚及び薄膜の抵抗率に基づいて、基板及び基板表面に形成された薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する。電磁波供給手段は、算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射する。
【００１８】
本願に係るアニール装置にあっては、算出手段は基板表面に形成された薄膜に対する電磁波の浸透深さが薄膜の膜厚に対応するように、薄膜の膜厚及び薄膜の抵抗率に基づいて、電磁波の周波数を算出する。
【００１９】
本願に係るアニール装置にあっては、電磁波供給手段は、算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射し、基板よりも薄膜をより高温に加熱する。
【００２０】
本願に係るアニール装置にあっては、冷却手段は基板を冷却する。
【００２１】
本願に係るアニール方法にあっては、基板表面に形成された薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する。算出した周波数の電磁波を基板及び薄膜に照射して、基板よりも薄膜をより高温に加熱する。
【００２２】
本願に係るアニール方法にあっては、電磁波が照射される基板は有機材料からなる。
【００２３】
本願に係るアニール方法にあっては、基板を冷却しながら、基板及び薄膜に電磁波を照射する。
【００２４】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、成膜装置、アニール装置及び物性測定装置を含む。成膜装置は可撓性を有する基板表面に薄膜を形成する。アニール装置は、成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする前述のアニール装置である。物性測定装置は、アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する。
【００２５】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、物性測定装置から信号を受信し、成膜装置の動作を制御する制御装置を含む。成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、巻き出しロールと巻き取りロールとの間の移送路に沿って配置される。物性測定装置は、所定の信号を制御装置へ送信する。制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、成膜装置の動作を停止する。
【００２６】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、制御装置は、アニール装置のアニール条件を設定する。制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、アニール装置のアニール条件を変更する。
【００２７】
本願に係る薄膜基板製造システムにあっては、基板を移送する基板移送手段を含む。基板移送手段の移送速度を制御する制御装置は、物性測定装置が送信した所定の信号を受信した場合、基板移送手段の移送速度を変更する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、基板及び基板表面に形成された薄膜のうち、薄膜をより高温に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１に係るアニール装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るコンピュータのブロック図である。
【図３】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの誘電損の周波数特性を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係るアニール装置のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るアニール装置のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る薄膜基板製造システムのブロック図である。
【図７】実施の形態２に係るアニール装置のブロック図である。
【図８】実施の形態２に係るコンピュータのブロック図である。
【図９】実施の形態２に係るコンピュータの制御部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係るアニール装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
実施の形態１
実施の形態１は、基板表面に形成された薄膜を電磁波の誘導加熱によりアニールするアニール装置に関する。試料に照射する電磁波の周波数として、基板表面の薄膜を選択的に加熱する周波数を算出する。そして、算出した周波数の電磁波を用いて、薄膜のアニールが行われる。
【００３２】
図１は、実施の形態１に係るアニール装置１のブロック図である。実施の形態１に係るアニール装置１は、処理容器２、ガス導入機構３、排気機構４、載置台５、放射温度計６、熱電変換素子制御部７、電磁波供給部８及びコンピュータ９を含む。なお、アニール装置１は、コンピュータ９を外付けにすることにより、コンピュータ９を含まなくてもよい。
【００３３】
処理容器２は、例えばアルミニウムにより直方体状に形成されており、接地されている。処理容器２の天井部は開口されており、この開口部にはシール部材２１を介して、天板２２が気密に設けられている。天板２２の材料は、例えば石英、窒化アルミニウム等である。
なお、処理容器２の形状は、上部が開口された直方体状に限らず、円柱状又は箱状であってもよい。
【００３４】
処理容器２の側壁には、開口２３が設けられると共に、試料Ｓの基板Ｋ及び薄膜Ｈを処理容器２内部に搬入出する際に開口２３を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
処理容器２底部の周縁部には、排気機構４と接続される排気口２５が設けられている。
【００３５】
ガス導入機構３は、処理容器２の側壁を貫通する２本のガスノズル３１Ａ、３１Ｂからなり、図示しないガス供給源から処理に必要なガスを処理容器２に供給する。ここでのガスは、例えばアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスや窒素等である。
なお、ガスノズル３１Ａ、３１Ｂの本数は、２本に限るものではなく、適宜増減してもよい。
【００３６】
排気機構４は、排気が流通する排気通路４１、排気圧力を制御する圧力制御弁４２及び処理容器２内部の雰囲気を排出する排気ポンプ４３を含む。排気ポンプ４３は、排気通路４１、圧力制御弁４２を介して、処理容器２内部の雰囲気を、真空を含む減圧程度まで排気することができる。
【００３７】
載置台５は、処理容器２の底部に形成された開口に、シール部材２６を介在させて気密に取り付けられている。載置台５は接地されている。
載置台５は、載置台本体５１、熱電変換素子５２及び載置板５３を含む。載置台本体５１の上に熱電変換素子５２が、熱電変換素子５２の上に載置板５３が配置される。載置板５３の上には、アニール対象の薄膜Ｈが形成された基板Ｋが載置するように構成されている。
【００３８】
放射温度計６は、放射温度計本体６１と光ファイバ６２とを含み、載置板５３の温度を測定する。放射温度計６が測定した載置板５３の温度は、コンピュータ９に送信される。載置板５３の温度を受信したコンピュータ９は、載置板５３及び薄膜Ｈの間の温度勾配を考慮して、載置板５３の温度を薄膜Ｈの温度に変換する。
【００３９】
載置台本体５１には、上面から下面までを上下方向に貫通する貫通孔５１１が形成されており、貫通孔５１１には光ファイバ６２が気密に挿通されている。光ファイバ６２は、載置板５３の下面直下から載置台本体５１の下面を突き抜けて下方へ延び、処理容器２外部に設けられた放射温度計本体６１と接続されている。光ファイバ６２に載置板５３からの輻射光を取り入れることにより、放射温度計６は、載置板５３の温度を測定することができるように構成されている。
なお、処理容器２の側壁を貫通する貫通孔を設け、貫通孔に気密に挿通された直接薄膜Ｈからの輻射光を光ファイバに取り入れてもよい。これにより、薄膜Ｈの温度の直接測定が可能となる。
【００４０】
熱電変換素子５２は、基板Ｋを冷却する板状の冷却手段であり、例えばペルチェ素子が用いられる。ペルチェ素子は、ペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、直流電流を流すことにより一面で発熱が起こり、他面で吸熱が起こる。ここでは、基板Ｋに近い熱電変換素子５２の上側面で吸熱を起こし、基板Ｋを冷却する。他方、熱電変換素子５２の下側面では発熱が起こる。
【００４１】
熱電変換素子５２は、処理容器２の外部に設けられた熱電変換素子制御部７とリード線７１を介して電気的に接続されている。熱電変換素子制御部７は、アニール時に熱電変換素子５２に供給する電流の方向と大きさとを制御する。熱電変換素子制御部７が熱電変換素子５２に流す電流の方向を逆にすることにより、熱電変換素子５２は基板Ｋを加熱する加熱手段にもなり得る。
【００４２】
熱電変換素子５２の下側面と対向する載置台本体５１の上部には、冷媒流路５１２が載置台本体５１上面と略平行な面に沿って形成されている。冷媒流路５１２は、冷媒導入管５１３と冷媒排出管５１４とを介して、冷媒を供給する冷媒循環器５１５に接続されている。冷媒循環器５１５が動作することにより、アニール時に冷媒が冷媒流路５１２を流通循環し、熱電変換素子５２の下側面で発熱した熱を冷媒が奪うように構成されている。これにより、熱電変換素子５２の冷却効率が向上する。
なお、熱電変換素子５２を除き、基板Ｋを冷却する冷却手段は、冷媒循環器５１５による冷媒循環だけでもよい。また、基板Ｋを冷却する冷却手段は、放熱器でもよい。
なお、冷媒流路５１２に高温の温媒を流通循環させることも可能である。
【００４３】
載置板５３は、例えば酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ゲルマニウム、シリコン等の材料から製作される。
なお、載置台５に載置板５３を設けず、熱電変換素子５２の上に、直接基板Ｋが載置するように構成してもよい。
【００４４】
電磁波供給部８は、処理容器２の天板２２の上方に設けられている。
電磁波供給部８は、電磁波発生源８１、導波管８２及び入射アンテナ８３を含む。導波管８２の一端は電磁波発生源８１と接続され、導波管８２の他端は入射アンテナ８３と接続されている。
【００４５】
電磁波発生源８１は、例えばジャイロトロン又はマグネトロンを用いることができる。ジャイロトロンは概ねミリ波からサブミリ波にかけての電磁波を発生する。マグネトロンは概ねセンチ波の電磁波を発生する。電磁波発生源８１は、発生した電磁波を導波管８２に出力する。
【００４６】
導波管８２は、電磁波発生源８１で発生した電磁波を入射アンテナ８３に伝搬させる金属製の管であり、円形又は矩形の断面形状を有す。
【００４７】
入射アンテナ８３は、天板２２の上面に設けられた板であり、例えば表面が銀メッキされた銅板又はアルミニウム板である。入射アンテナ８３には、図示しない複数の鏡面反射レンズや反射ミラーが設けられており、導波管８２から導かれた電磁波を処理容器２の処理空間に向けて反射して導入できるように構成されている。
なお、入射アンテナ８３は、処理容器２の側面に設けられていてもよい。
【００４８】
コンピュータ９は、アニール装置１全体の動作を制御する。
図２は、実施の形態１に係るコンピュータ９のブロック図である。
コンピュータ９は、制御部９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、通信部９４、操作部９５、表示部９６、外部インタフェース９７及びタイマ９８を含む。
【００４９】
ＲＯＭ９２の内部には、各種プログラムが記憶されている。これらのプログラムの１つは、例えば制御部９１に、薄膜Ｈに対して照射する電磁波の周波数として、最も適切な周波数を算出させる。
【００５０】
制御部９１は、ＲＯＭ９２からプログラムを読み込み、各種処理を実行する。例えば、制御部９１は、ガス導入機構３が処理容器２に導入するガスの供給及びガスの流量を制御する。制御部９１は、電磁波供給部８が発生する電磁波及び電磁波供給部８への供給電力を制御する。また、制御部９１は、放射温度計６からの信号に基づき、アニール温度を制御する。
【００５１】
ＲＡＭ９３は、作業用の変数、測定データ等を一時的に記録する。
通信部９４は、アニール装置１の各構成部から送信される信号又はデータを受信する。また、通信部９４は、制御部９１の命令をアニール装置１の各構成部へ送信する。
【００５２】
操作部９５は、キーボード、マウス等の入力機器を含み、ユーザは操作部９５及び通信部９４を介してコンピュータ９を操作する。ユーザは操作部９５を介してアニール装置１を操作することができる。表示部９６は、通信部９４及び操作部９５を介して入力されたデータ、制御部９１が実行した計算結果等を表示する。
【００５３】
外部インタフェース９７は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の可搬型記録媒体１Ａと情報のやり取りをするインタフェースである。また、外部インタフェース９７はインターネット等の通信網Ｎに接続することができるインタフェースでもある。
タイマ９８は、計時を信号として制御部９１に送信する。
【００５４】
実施の形態１に係るアニール装置１を動作させるための各種プログラムは、外部インタフェース９７に可搬型記録媒体１Ａを読み取らせて、ＲＡＭ９３に記録してもよい。また、当該各種プログラムは、外部インタフェース９７及びインターネット等の通信網Ｎを介して接続される他のサーバコンピュータ（図示せず）からダウンロードすることも可能である。
【００５５】
薄膜Ｈに対して照射する電磁波の周波数を算出するプログラムは、アニール対象の薄膜Ｈの厚さを浸透深さとして電磁波の周波数を算出するものである。浸透深さとは、電磁波が垂直に導電性の均質媒質に入射し、当該媒質内を指数関数的に減衰しながら伝搬する場合、電磁波強度が入射強度の１／ｅ（約３７％）に減衰するときの深度のことである。
浸透深さは式（１）で示される。
【００５６】
【数１】
【００５７】
ただし、δは浸透深さ、ρは抵抗率、μは比透磁率、ｆは電磁波の周波数である。
μは非磁性材の場合、μ＝１となる。実施の形態１で扱う膜材料は非磁性材なので、μは１に固定される。
【００５８】
実施の形態１で対象とする基板Ｋは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等である。これらのプラスチック基板材料のガラス転移点は、夫々１００、１５５、１４５℃である。ここでは、ＰＥＴ基板を用いる。
【００５９】
実施の形態１で対象とする薄膜Ｈは、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳである。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのアニール温度は約２００℃であり、ＰＥＴのガラス転移点よりも高い。そのため、従来のランプ等によるアニール方法でＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈをアニールした場合、ＰＥＴ基板に変形が生じる。
【００６０】
しかしながら、センチ波、ミリ波、サブミリ波の電磁波に対するＰＥＴ基板の浸透深さは、薄膜Ｈの浸透深さに比べて遙かに深い。そこで、ＰＥＴ基板をほとんど透過し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈを膜厚の深さまでしか透過しない電磁波の周波数を算出する。具体的には、式（１）の浸透深さに膜厚を、抵抗率に薄膜Ｈの抵抗率を代入して周波数を算出する。得られた周波数の電磁波がミリ波又はサブミリ波である場合、電磁波発生源８１にジャイロトンを搭載したアニール装置１を使用する。得られた周波数の電磁波がセンチ波である場合、電磁波発生源８１にマグネトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
【００６１】
なお、電磁波の周波数を算出するに際し、薄膜Ｈの膜厚と浸透深さとを等しいものと想定した。しかし例えば、薄膜Ｈの厚さを浸透深さの９０％、１１０％等、適宜変更してもよく、薄膜Ｈの厚さと浸透深さとは等しい場合に限られない。
【００６２】
次に、実施の形態１に係るアニール装置１の動作について、説明する。
表１は、２種類のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ膜について、周波数を算出した一例である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
Ａは、膜厚として１１２４７ｎｍ、抵抗率５．０×１０-3Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。Ｂは、膜厚として１１２５ｎｍ、抵抗率５．０×１０-3Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０13Ｈｚである。
【００６５】
コンピュータ９に、操作部９５から薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率を代入する。
表１のＡの場合、制御部９１は、測定に好ましい周波数として、１００ＧＨｚ（ギガヘルツ）を算出する。１００ＧＨｚはミリ波の周波数に該当するため、ユーザは予め算出しておいた概算の周波数から、電磁波発生源８１にジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
表１のＢの場合、制御部９１は、測定に好ましい周波数として、１０ＴＨｚ（テラヘルツ）を算出する。１０ＴＨｚはサブミリ波の周波数に該当するため、ユーザは予め算出しておいた概算の周波数から、電磁波発生源８１にジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
【００６６】
図３は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの誘電損の周波数特性を示す説明図である。縦軸は誘電損であり、横軸は周波数である。電磁波の吸収エネルギーは、比誘電率と誘電正接との積である誘電損に比例する。図３に示すようにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの場合、誘電損の極大値は１００ＧＨｚ前後にある。従って、表１のＡの場合のように、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜の厚さを１１μｍに設定した場合、算出される周波数は１００ＧＨｚとなり、最も効率のよいアニール処理を施すことができる。一方で、ＰＥＴ基板は、１００ＧＨｚ前後の電磁波が照射されても、浸透深さが深いためにほとんど加熱されず、ＰＥＴ基板の温度はガラス転移点を超えない。
【００６７】
以下、表１のＡの場合について説明する。
ゲートバルブ２４を開き、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの薄膜Ｈが形成されたＰＥＴ基板を、図示しない搬送手段により載置板５３上に載置する。ゲートバルブ２４を閉じ、処理容器２を密閉する。操作部９５からアニール対象の薄膜Ｈの厚さ及び抵抗率をコンピュータ９に入力する。制御部９１は、薄膜Ｈの厚さ及び抵抗率に基づいて、電磁波の周波数を算出する。
【００６８】
制御部９１は、算出値に基づいて、電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数を１００ＧＨｚに設定する。制御部９１は、電磁波発生源８１が発生する電磁波の強度を設定する。制御部９１は、アニール時間及び処理圧力を設定する。制御部９１は、排気機構４により処理容器２内部を排気すると共に、ガス導入機構３のガスノズル３１Ａ、３１Ｂから不活性ガス等を処理容器２内部へ導入する。
【００６９】
制御部９１は、アニール処理を開始する。すなわち、制御部９１は、電磁波発生源８１に設定した周波数の電磁波を発生させる。制御部９１は、冷媒循環器５１５を作動させ、載置台本体５１を冷却すると共に、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２により基板Ｋを冷却する。制御部９１は、放射温度計６を介してアニール温度の制御を開始する。アニール温度の制御は、電磁波の強度を調整することにより行われる。
【００７０】
電磁波発生源８１が発生した電磁波は、導波管８２を介して入射アンテナ８３に導かれる。入射アンテナ８３に導かれた電磁波は、入射アンテナ８３により反射されて処理容器２内に供給される。処理容器２内に供給された電磁波は、薄膜Ｈ及び基板Ｋに照射される。
【００７１】
制御部９１は、アニール時間が終了したと判断した場合、電磁波発生源８１の駆動を停止する。制御部９１は、アニール温度の制御を停止する。制御部９１は、薄膜Ｈの冷却を待って、ガス導入機構３による不活性ガス等の導入を停止する。制御部９１は、排気機構４による排気を停止する。制御部９１は、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２への電流供給を停止する。制御部９１は、冷媒循環器５１５を停止する。すなわち、制御部９１は、基板Ｋの冷却を停止する。
【００７２】
ゲートバルブ２４を開き、図示しない搬送手段により載置板５３上の試料を処理容器２外部へ取り出す。ゲートバルブ２４を閉じ、処理容器２を密閉する。
【００７３】
図４及び図５は、実施の形態１に係るアニール装置１のアニール処理の手順を示すフローチャートである。
制御部９１は、薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率を受け付ける（ステップＳ１０１）。制御部９１は、受け付けた薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出する（ステップＳ１０２）。制御部９１は、算出した周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する（ステップＳ１０３）。制御部９１は、電磁波発生源８１が発生する電磁波の強度を設定する（ステップＳ１０４）。制御部９１は、アニール時間を設定する（ステップＳ１０５）。制御部９１は、処理圧力を設定する（ステップＳ１０６）。
【００７４】
制御部９１は、処理容器２内部を排気する（ステップＳ１０７）。制御部９１は、ガスノズル３１Ａ、３１Ｂから不活性ガス等を処理容器２内部へ導入する（ステップＳ１０８）。制御部９１は、電磁波発生源８１に電磁波を発生させる（ステップＳ１０９）。制御部９１は、冷媒循環器５１５を作動させ、載置台本体５１を冷却すると共に、熱電変換素子制御部７を介して熱電変換素子５２により基板Ｋの冷却を開始する（ステップＳ１１０）。制御部９１は、アニール温度の制御を開始する（ステップＳ１１１）。
【００７５】
制御部９１は、アニール時間が経過したか否かタイマ９８に基づいて判断する（ステップＳ１１２）。制御部９１は、アニール時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御をステップＳ１１２へ戻す。制御部９１は、アニール時間が経過したと判断した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、電磁波発生源８１による電磁波の発生を停止する（ステップＳ１１３）。制御部９１は、アニール温度の制御を停止する（ステップＳ１１４）。制御部９１は、ガス導入機構３による不活性ガス等の導入を停止する（ステップＳ１１５）。制御部９１は、排気機構４による排気を停止する（ステップＳ１１６）。制御部９１は、基板Ｋの冷却を停止し（ステップＳ１１７）、処理を終了する。
【００７６】
なお、ステップＳ１０１では、制御部９１は、薄膜Ｈの抵抗率を受け付ける。しかし、各種材料の抵抗率を予めＲＯＭ９２に記録しておき、制御部９１はＲＯＭ９２から薄膜Ｈの抵抗率を読み込んでもよい。かかる場合、制御部９１は、ステップＳ１０１で薄膜Ｈの材料を受け付け、受け付けた薄膜Ｈの材料に基づいてＲＯＭ９２から薄膜Ｈの抵抗率を読み込む。
【００７７】
なお、ステップＳ１０２では、制御部９１は、受け付けた薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出する。しかし、ユーザが薄膜Ｈの膜厚及び薄膜Ｈの抵抗率に基づいて、式（１）より試料に照射する電磁波の周波数を算出し、制御部９１はユーザから周波数の入力を受け付ける形態でもよい。かかる場合、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２における制御部９１の処理は、周波数を受け付ける処理になる。ステップＳ１０３では、制御部９１は、受け付けた周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する。
【００７８】
表２は、無機導電性材料及び半導体材料について、浸透深さを試算した一例である。
【００７９】
【表２】
【００８０】
Ｃの銀は、膜厚として１９４８ｎｍ、抵抗率１．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｄの銀は、膜厚として１９５ｎｍ、抵抗率１．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｅの銅は、膜厚として２０１２ｎｍ、抵抗率１．６×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｆの銅は、膜厚として２０１ｎｍ、抵抗率１．６×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｇのアルミニウムは、膜厚として２５１５ｎｍ、抵抗率２．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０ 9Ｈｚである。Ｈのアルミニウムは、膜厚として２５２ｎｍ、抵抗率２．５×１０-6Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０11Ｈｚである。
Ｊのシリコンは、膜厚として５０３０ｎｍ、抵抗率１．０×１０-1Ωｃｍを選択した場合の例であり、周波数は１．０×１０13Ｈｚである。
【００８１】
表２のＣ、Ｅ、Ｇの場合、電磁波発生源８１にセンチ波の電磁波を照射するマグネトロンを搭載したアニール装置１を使用する。表２のＤ、Ｆ、Ｈ、Ｊの場合、電磁波発生源８１にミリ波及びサブミリ波の電磁波を照射するジャイロトロンを搭載したアニール装置１を使用する。
また、夫々の薄膜Ｈの膜厚及び抵抗率に応じて、表２に示した周波数の電磁波を選択してアニール処理を施す。このように、膜材料の違いに応じた電磁波の周波数を選択することで、基板Ｋの温度をガラス転移点以上の温度にすることなく、薄膜Ｈを選択的に加熱することができる。
【００８２】
実施の形態１に係るアニール装置１によれば、基板Ｋ及び薄膜Ｈのうち、薄膜Ｈをより高温で選択的に加熱することができる。
薄膜Ｈの厚さが電磁波の浸透深さに該当する周波数のセンチ波、ミリ波又はサブミリ波（周波数は３ＧＨｚ〜５０ＴＨｚに該当）を基板Ｋ及び薄膜Ｈに照射することにより、基板Ｋをほとんど加熱することなく、薄膜Ｈを選択的に加熱することができる。
廉価な多くの有機材料基板は、有機導電性膜材料のアニール温度よりも低いガラス転移点を有す。そのため、実施の形態１に係るアニール装置１によれば、有機材料基板の変形を起こさずに有機導電性膜材料の薄膜Ｈのアニール処理が可能となり、有機デバイスの製造コストの低減を図ることができる。
【００８３】
実施の形態１に係るアニール装置１によれば、熱電変換素子５２及び冷媒循環器５１５により基板Ｋの温度上昇を抑えることができる。
電磁波が基板Ｋにほとんど吸収されない場合であっても、アニール時間が長引くほど、薄膜Ｈから基板Ｋへ熱が流れ、基板Ｋの温度は上昇する。しかし、熱電変換素子５２及び冷媒循環器５１５により基板Ｋを冷却することにより、熱平衡の過渡状態を長引かせることができる。電気伝導度等の膜特性はアニール温度が高く、アニール時間が長いほど向上するので、基板Ｋの冷却は膜特性向上に寄与する。
【００８４】
実施の形態２
実施の形態２は、可撓性を有す基板Ｋの上に薄膜Ｈを形成するロールツーロール製造ラインに、成膜装置、アニール装置及び物性測定装置を組み込んだ薄膜基板製造システムに関する。
【００８５】
実施の形態２で対象とする基板Ｋは、例えばフィルム状のＰＥＴ基板、ＰＥＮ基板等である。
実施の形態２で対象とする薄膜Ｈは、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、シリルエチン置換ペンタセン、ポリ（３−アルキルチオフェン）等の薄膜Ｈである。
【００８６】
図６は、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００のブロック図である。
薄膜基板製造システム１００は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０、物性測定装置１３及びコンピュータ９０を含む。
成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３は、この順に基板移送部１１による移送ラインの上流から下流へ配置されている。
【００８７】
基板移送部１１は、巻き出しロール１１１、巻き取りロール１１２及び基板Ｋを移送する移送ロール１１３、１１４を含む。基板移送部１１は、巻き出しロール１１１に巻かれた基板Ｋを、適切な張力及び速度で巻き出し、成膜装置１２及びアニール装置１０により形成された薄膜基板を巻き取りロール１１２に巻き取る。移送ロール１１３、１１４は、回転駆動により基板Ｋを上流から下流へ移送する。基板移送部１１の動作は、連続的又は不連続的である。
なお、基板移送部１１は、巻き出しロール１１１及び巻き取りロール１１２を含まなくてもよい。かかる場合、巻き出しロール１１１及び巻き取りロール１１２を回転する回転駆動部を別途用意する。
【００８８】
図６には、移送ロール１１３、１１４が２本描かれているが、移送ロール１１３、１１４の数は一例であり、適宜増減することができる。なお、基板移送部１１は、基板Ｋの移送能率を向上するために、基板Ｋを移送ロール１１３、１１４との間で夫々挟む複数の押さえロールを含んでもよい。
図６では、基板移送部１１は基板Ｋの幅方向を水平方向に保持して、基板Ｋを水平方向に移送している。しかし、基板移送部１１は基板Ｋの幅方向を鉛直方向に保持して、基板Ｋを鉛直方向に移送してもよい。
【００８９】
成膜装置１２は、例えば印刷により基板Ｋ表面に膜パターンを形成するパターン形成装置である。印刷によるパターン形成の対象は、ソース・ドレイン印刷、半導体印刷、ゲート印刷等を含む。なお、成膜装置１２は、ガスから材料を基板Ｋ上に堆積させるＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等であってもよい。
【００９０】
アニール装置１０は、ロールツーロール方式に対応している点が実施の形態１に係るアニール装置１と異なる。
図７は、実施の形態２に係るアニール装置１０のブロック図である。ここでは、アニール装置１０について、実施の形態１に係るアニール装置１と異なる部分について説明する。
【００９１】
アニール装置１０は、開口２３及びゲートバルブ２４を含まない。
処理容器２の側壁の対向位置には、アニール前の基板Ｋ及び薄膜Ｈを搬入する搬入口２７と、アニール後の基板Ｋ及び薄膜Ｈを搬出する搬出口２８とが開口されている。搬入口２７及び搬出口２８は、夫々基板Ｋの幅よりも長いスリット状をなし、略同じ高さに設けられている。
搬入口２７及び搬出口２８には、夫々シャッタ２７Ａ、２８Ａが設けられている。シャッタ２７Ａ、２８Ａは、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止し、基板Ｋ及び薄膜Ｈに電磁波が照射される場合、処理容器２内部の電磁波及びガスが外部へ漏れないようにシールドする。シャッタ２７Ａ、２８Ａは、夫々軟らかい金属、例えばインジウム、銅等から形成されており、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止した場合、基板Ｋを圧接する。
【００９２】
物性測定装置１３は、テラヘルツ分光装置、膜厚測定装置及び赤外分光装置を含む。テラヘルツ分光装置は、薄膜Ｈに対するテラヘルツ波の透過率又は反射率を測定する。膜厚測定装置は、薄膜Ｈの厚さを測定し、測定した薄膜Ｈの厚さをテラヘルツ分光装置に送信する。テラヘルツ分光装置は、膜厚測定装置から薄膜Ｈの厚さを受信する。赤外分光装置は、薄膜Ｈに対する赤外域の反射率を測定し、測定した赤外域の反射率をテラヘルツ分光装置に送信する。テラヘルツ分光装置は、赤外分光装置から薄膜Ｈに対する赤外域の反射率を受信する。
【００９３】
テラヘルツ分光装置は、テラヘルツ波の透過率又は反射率、薄膜Ｈの厚さ、赤外域の反射率に基づいて、薄膜Ｈの複素屈折率、複素誘電率、複素電気伝導度、キャリア移動度等の物性値を算出する。物性測定装置１３又はテラヘルツ分光装置は、算出された薄膜Ｈの物性値をコンピュータ９０に送信する。
【００９４】
図８は、実施の形態２に係るコンピュータ９０のブロック図である。
コンピュータ９０の構成は、実施の形態１に係るアニール装置１に含まれるコンピュータ９の構成と同様である。なお、コンピュータ９０は、アニール装置１０に含まれるコンピュータ９で代用してもよい。
コンピュータ９０は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３と電気的に接続されており、これら装置を制御する。
【００９５】
次に、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００の動作について説明する。
まず、薄膜基板製造システム１００を動作させる準備として、予めアニール装置１０の電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数をコンピュータ９０に設定する。
【００９６】
コンピュータ９０に、操作部９５０から薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚を入力する。コンピュータ９０の制御部９１０は、取得した薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚をアニール装置１０のコンピュータ９に送信する。コンピュータ９は、薄膜Ｈの抵抗率及び膜厚を受信し、アニールに好適な電磁波の周波数を算出する。コンピュータ９０は、算出した周波数を電磁波発生源８１が発生する電磁波の周波数に設定する。
【００９７】
基板Ｋのロールを巻き出しロール１１１に取り付け、薄膜基板製造システム１００の動作を開始させる。
【００９８】
図９は、実施の形態２に係るコンピュータ９０の制御部９１０が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
制御部９１０は、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を開始する（ステップＳ２０１）。その具体的な内容は、以下の通りである。
制御部９１０は、基板移送部１１を動作させ、基板Ｋをロールツーロール生産ラインに巻き出す。制御部９１０は、成膜装置１２を動作させて、基板Ｋ表面にパターンを印刷させる。制御部９１０は、コンピュータ９を介して、アニール装置１０に成膜装置１２が形成した薄膜Ｈをアニールさせる。制御部９１０は、物性測定装置１３にアニール装置１０がアニールした薄膜Ｈの物性を測定させる。制御部９１０は、製造した薄膜基板を巻き取りロール１１２に巻き取らせる。
【００９９】
物性測定装置１３は、測定した物性値をコンピュータ９０に送信する。
制御部９１０は、物性測定装置１３から薄膜Ｈの物性値を取得する（ステップＳ２０２）。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内か否か判断する（ステップＳ２０３）。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内であると判断した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に制御を戻す。制御部９１０は、薄膜Ｈの物性値が製造規格の範囲内にないと判断した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を停止する（ステップＳ２０４）。
制御部９１０は、以上のステップをマルチタスクで連続的に実行する。
基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を停止した場合、ユーザは巻き取りロール１１２から製造規格外の薄膜基板を取り外す。
【０１００】
制御部９１０は、ユーザからの指示待ち状態となる。ユーザは薄膜基板の製造を再開するか否かをコンピュータ９０に指示する。制御部９１０は、ユーザからの指示を受け付け、基板移送部１１、成膜装置１２、アニール装置１０及び物性測定装置１３の動作を再開するか否か判断する（ステップＳ２０５）。制御部９１０は、動作を再開する場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、成膜装置１２に成膜条件を変更させるか、又はアニール装置１０にアニール条件を変更させ（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０１に処理を戻す。ここでの成膜条件の変更は、例えばレジスト条件、プリント速度等のパターン形成条件を変更することである。ここでのアニール条件の変更は、例えば電磁波の強度を所定値だけ大きい値に設定することである。あるいは、アニール条件の変更は、アニール時間を変更することである。制御部９１０は、動作を再開しない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、処理を終了する。
【０１０１】
実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００によれば、ロールツーロール方式により薄膜基板を連続的に製造することができる。また、ロールツーロール製造ラインに物性測定装置１３を組み込むことにより、製造中の薄膜基板の品質が製造規格から外れている場合、製造ラインを停止することができる。これにより、歩留りの向上を図ることができる。
【０１０２】
実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００によれば、製造中の薄膜基板の品質が製造規格から外れている場合、短時間で薄膜基板の製造条件を最適化した後、製造を再開することができる。薄膜基板の製造条件を最適化することは、例えば電磁波の強度を変更することである。実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００は、かかるフィードバック機能を有しているため、薄膜基板の生産効率を向上させることができる。
【０１０３】
本実施の形態２は以上の如きであり、その他は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０４】
実施の形態３
実施の形態３は、実施の形態２に係る薄膜基板製造システム１００のアニール装置１０を、他のアニール装置に置き換えた形態に関する。
【０１０５】
図１０は、実施の形態３に係るアニール装置２０のブロック図である。
実施の形態３に係るアニール装置２０は、実施の形態２に係るアニール装置１０の載置台５を含まず、代わりに載置ロール５０を含む。
また、実施の形態３に係るアニール装置２０は、放射温度計６の光ファイバ６２が基板Ｋからの輻射光を受ける点で、実施の形態２のアニール装置１０と異なる。
【０１０６】
載置ロール５０は、円柱状又は楕円柱状をなし、処理容器２の底部に形成された開口に、一部嵌入するように取り付けられている。載置ロール５０は、図示しない様式で接地されている。載置ロール５０は、軸の周りを回転するように構成されており、側面と接する基板Ｋを移送する機能と基板Ｋを冷却する機能とがある。
基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止し、基板Ｋ及び薄膜Ｈに電磁波が照射される場合、図示しないシャッタが載置ロール５０と処理容器２底部との間の隙間を閉鎖するように構成されている。当該シャッタは、軟らかい金属、例えばインジウム、銅等から形成され、基板移送部１１が基板Ｋの移送を停止した場合、載置ロール５０の一部及び処理容器２底部の一部を圧接する。当該シャッタは、基板移送部１１が基板Ｋの移送を再開した場合、載置ロール５０と処理容器２底部との間の隙間を開放する。
【０１０７】
載置ロール５０は、載置ロール本体５１０、熱電変換素子５２０及び載置ロール板５３０を含む。円柱状の載置ロール本体５１０の外側面に複数の熱電変換素子５２０が、熱電変換素子５２０の外側面に円筒状の載置ロール板５３０が、夫々取り巻くように配置されている。基板Ｋは、載置ロール板５３０の最上位の位置に載置する。
【０１０８】
熱電変換素子５２０の内側面と対向する載置台本体５１０の縁部には、冷媒流路５１２が載置台本体５１０外側面と略平行な円筒状の面に沿って形成されている。冷媒流路５１２は、冷媒導入管５１３と冷媒排出管５１４とを介して、冷媒を供給する冷媒循環器５１５に接続されている。冷媒循環器５１５が動作することにより、アニール時に冷媒が冷媒流路５１２を流通循環し、熱電変換素子５２０の内側面で発熱した熱を冷媒が奪うように構成されている。これにより、熱電変換素子５２０の冷却効率が向上する。
なお、冷媒流路５１２に温媒を流通循環させることも可能である。
【０１０９】
載置ロール板５３０は、例えば酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ゲルマニウム、シリコン等の材料から製作される。
なお、載置ロール５０に載置ロール板５３０を設けず、熱電変換素子５２０の外側面上に、直接基板Ｋが載置するように構成してもよい。
【０１１０】
処理容器２の底部には、貫通孔２９が形成されており、貫通孔２９には光ファイバ６２が気密に挿通されている。光ファイバ６２は貫通孔２９を介して底部を貫通し、その一端は放射温度計本体６１と接続されている。光ファイバ６２の他端は基板Ｋの直下まで上方へ延び、基板Ｋからの輻射光を取り入れる。
このように、アニール装置２０の放射温度計６は、基板Ｋの温度を測定する。放射温度計６が測定した基板Ｋの温度は、アニール装置２０のコンピュータ９に信号として送信される。コンピュータ９は、放射温度計６からの信号を受信し、基板Ｋの温度を薄膜Ｈの温度に換算する。
【０１１１】
実施の形態３に係るアニール装置２０によれば、載置ロール５０がロール状の形状をなし、回転して基板Ｋを移送するため、ロールツーロール方式に対応したスムーズな基板Ｋの移動が可能である。これにより、薄膜基板製造システム１００は薄膜基板を効率的に連続生産することができる。載置ロール５０は、基板Ｋを冷却する熱電変換素子５２０及び冷媒流路５１２を備えているため、基板Ｋを冷却することにより、薄膜Ｈの選択的加熱に寄与する。
【０１１２】
本実施の形態３は以上の如きであり、その他は実施の形態１又は実施の形態２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【０１１３】
１ アニール装置
８ 電磁波供給部
８１ 電磁波発生源
８２ 導波管
８３ 入射アンテナ
９１ 制御部
Ｋ 基板
Ｈ 薄膜
Ｓ 試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール装置において、
所与の前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、
該算出手段が算出した周波数の電磁波を前記基板及び薄膜に照射する電磁波供給手段と
を備える
ことを特徴とするアニール装置。
【請求項２】
前記算出手段は、
前記薄膜に対する電磁波の浸透深さが該薄膜の膜厚に対応するように、電磁波の周波数を算出するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載のアニール装置。
【請求項３】
前記電磁波供給手段は、
前記基板よりも薄膜をより高温に加熱するようにしてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアニール装置。
【請求項４】
前記基板を冷却する冷却手段
を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のアニール装置。
【請求項５】
基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール方法において、
前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出し、
算出した周波数の電磁波を用いて、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱する
ことを特徴とするアニール方法。
【請求項６】
前記基板は有機材料からなる
ことを特徴とする請求項５に記載のアニール方法。
【請求項７】
前記基板を冷却する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアニール方法。
【請求項８】
巻き出しロールに巻かれた可撓性を有する基板を巻き出し、巻き取りロールに巻き取る移送の過程で、該基板表面に薄膜を形成する成膜装置を設けた薄膜基板製造システムにおいて、
前記成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のアニール装置と、
該アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する物性測定装置と
を含むことを特徴とする薄膜基板製造システム。
【請求項９】
前記物性測定装置から信号を受信し、前記成膜装置の動作を制御する制御装置
を含み、
前記成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、前記巻き出しロール及び巻き取りロールの間の移送路に沿って配置され、
前記物性測定装置は、
所定の信号を前記制御装置に送信する送信手段
を有し、
前記制御装置は、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記成膜装置の動作を停止する手段
を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の薄膜基板製造システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記アニール装置のアニール条件を設定するようにしてあり、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記アニール装置のアニール条件を変更する手段
を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜基板製造システム。
【請求項１１】
任意の移送速度で、前記基板を巻き出しロールから巻き出して移送し、該基板表面に薄膜が形成された薄膜基板を巻き取りロールに巻き取る基板移送手段
を含み、
前記制御装置は、
前記基板移送手段の移送速度を制御するようにしてあり、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記基板移送手段の移送速度を変更する手段
を有する
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の薄膜基板製造システム。
【請求項１】
基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール装置において、
所与の前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出する算出手段と、
該算出手段が算出した周波数の電磁波を前記基板及び薄膜に照射する電磁波供給手段と
を備える
ことを特徴とするアニール装置。
【請求項２】
前記算出手段は、
前記薄膜に対する電磁波の浸透深さが該薄膜の膜厚に対応するように、電磁波の周波数を算出するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載のアニール装置。
【請求項３】
前記電磁波供給手段は、
前記基板よりも薄膜をより高温に加熱するようにしてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアニール装置。
【請求項４】
前記基板を冷却する冷却手段
を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のアニール装置。
【請求項５】
基板及び該基板表面に形成された薄膜に電磁波を照射して加熱し、該薄膜をアニールするアニール方法において、
前記薄膜の膜厚及び抵抗率に基づいて、前記基板及び薄膜に照射する電磁波の周波数を算出し、
算出した周波数の電磁波を用いて、前記基板よりも薄膜をより高温に加熱する
ことを特徴とするアニール方法。
【請求項６】
前記基板は有機材料からなる
ことを特徴とする請求項５に記載のアニール方法。
【請求項７】
前記基板を冷却する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアニール方法。
【請求項８】
巻き出しロールに巻かれた可撓性を有する基板を巻き出し、巻き取りロールに巻き取る移送の過程で、該基板表面に薄膜を形成する成膜装置を設けた薄膜基板製造システムにおいて、
前記成膜装置が形成した薄膜を任意のアニール条件でアニールする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のアニール装置と、
該アニール装置がアニールした薄膜の物性を測定する物性測定装置と
を含むことを特徴とする薄膜基板製造システム。
【請求項９】
前記物性測定装置から信号を受信し、前記成膜装置の動作を制御する制御装置
を含み、
前記成膜装置、アニール装置及び物性測定装置は、前記巻き出しロール及び巻き取りロールの間の移送路に沿って配置され、
前記物性測定装置は、
所定の信号を前記制御装置に送信する送信手段
を有し、
前記制御装置は、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記成膜装置の動作を停止する手段
を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の薄膜基板製造システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記アニール装置のアニール条件を設定するようにしてあり、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記アニール装置のアニール条件を変更する手段
を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜基板製造システム。
【請求項１１】
任意の移送速度で、前記基板を巻き出しロールから巻き出して移送し、該基板表面に薄膜が形成された薄膜基板を巻き取りロールに巻き取る基板移送手段
を含み、
前記制御装置は、
前記基板移送手段の移送速度を制御するようにしてあり、
前記物性測定装置の送信手段が送信した前記所定の信号を受信した場合、前記基板移送手段の移送速度を変更する手段
を有する
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の薄膜基板製造システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８１６８９（Ｐ２０１１−１８１６８９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４５４７（Ｐ２０１０−４４５４７）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３０４０２３９９４）国立大学法人山梨大学 (223)
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３０４０２３９９４）国立大学法人山梨大学 (223)
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
[ Back to top ]