成膜装置及び成膜方法
【課題】 光学薄膜の膜厚測定精度を向上させることができる成膜装置及び成膜方法を提供すること。
【解決手段】制御部８は、受光部２２Ｃから伝送された電圧データをデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）２３と、得られたデジタルデータを基板の回転周期に対応して平均化する平均化回路（演算部）２５と、予めシミュレーションで求められた成膜を停止する条件値として入力される条件設定値と平均化回路２５から出力されるデジタルデータとの比較を行い、予め設定した範囲で一致したときに一致信号を出力する比較演算器２６と、比較演算器２６から出力された一致信号によってシャッター１８ａ、１８ｂを動作させる成膜制御部２７とを備えている。
【解決手段】制御部８は、受光部２２Ｃから伝送された電圧データをデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）２３と、得られたデジタルデータを基板の回転周期に対応して平均化する平均化回路（演算部）２５と、予めシミュレーションで求められた成膜を停止する条件値として入力される条件設定値と平均化回路２５から出力されるデジタルデータとの比較を行い、予め設定した範囲で一致したときに一致信号を出力する比較演算器２６と、比較演算器２６から出力された一致信号によってシャッター１８ａ、１８ｂを動作させる成膜制御部２７とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、顕微鏡等の光学機器には、反射防止膜や干渉フィルタ等の光学薄膜が多数用いられている。一般に波長λにおける透過率または反射率が、光学薄膜の膜厚がλ／４の整数倍のときに、極大値または極小値となる正弦関数となることが知られている。したがって、波長λの光をモニタに入射し、モニタを透過した光の透過率を成膜中に測定する。これにより、所望の膜厚に相当する透過率になったとき成膜を停止すれば、所望の膜厚の薄膜を成膜することができる。
【０００３】
上記のような光学薄膜を、蒸着法やイオンプレーティング法等の成膜方法で、被成膜対象物を回転させながらその表面に薄膜を形成する成膜装置と、被成膜対象物上に成膜された薄膜の膜厚を光学的に測定する膜厚測定装置とを備える薄膜形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この薄膜形成装置は、回転する被成膜対象物上に形成される薄膜に光を照射する光照射光学系と、この光照射光学系を通じて照射された光が薄膜を透過又は反射して生じた信号光を受光して外部に導く受光光学系とを備えており、受光光学系の焦点位置が光軸上において薄膜からずれた位置に配された受光光学系の受光レンズで受光した信号光を外部に導くことによって、被成膜対象物の回転に伴って発生した変動に起因する信号光のノイズ成分を少なくして測定し、膜厚測定精度を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−１１５０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の成膜装置及び成膜方法では、被成膜対象物の回転に伴って発生する微小で高周波の変動に起因する信号光のノイズ成分（以下、信号ノイズ成分という。）は少なくできるが、被成膜対象物の回転の偏心に伴う、大きく低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができず、正確な分光特性を有する光学薄膜を得ることが困難である。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、光学薄膜の膜厚測定精度を向上させることができる成膜装置及び成膜方法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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る成膜装置は、成膜室内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、検出した前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータを前記被成膜対象物の回転周期に対応して平均化する演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る成膜方法は、成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、前記被成膜対象物の整数倍の周期で平均化する工程と、平均化した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この成膜装置及び成膜方法は、光学特性値をデジタル変換後に平均化するので、膜厚測定の際に、被成膜対象物が回転する際の回転の偏心に伴うような、大きく、低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る成膜装置は、前記成膜装置であって、前記被成膜対象物の回転速度を検出する測定部を備えていることを特徴とする。
この成膜装置は、実際に回転している被成膜対象物の回転速度を検出するので、演算部での平均化の際に、より正確に平均化することができ、信号ノイズ成分をより低減することができる。
【００１０】
本発明に係る成膜装置は、成膜室内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータを一時的に保持する記憶部と、該記憶部に保持された前記被成膜対象物のデジタルデータを用いて、その後に検出した前記デジタルデータを補正する補正演算部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る成膜方法は、成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、前記デジタルデータを成膜前の前記被成膜対象物のデジタルデータによって補正する工程と、補正した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この成膜装置及び成膜方法は、成膜後の被成膜対象物の光学特性値を成膜前の被成膜対象物の光学特性値に基づき補正するので、膜厚に関して得られたデータから被成膜対象物の回転の偏心に基づく信号ノイズ成分のみを好適に取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄膜の膜厚測定精度を向上させ、所望の透過光量、或いは、反射光量等の分光特性を有するフィルタ等の光学薄膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る成膜装置１は、図１から図３に示すように、真空槽（成膜室）２内に同心円状に複数（図示例では８個）配設された光学ガラス平板からなる基板（被成膜対象物）３と、基板３の中心位置に配設されたモニタガラス（被成膜対象物）５と、基板３とモニタガラス５とに薄膜を形成する成膜手段６と、モニタガラス５及びモニタガラス５上に成膜される薄膜の光学特性値から成膜された薄膜の膜厚を検出する膜厚測定機構（膜厚測定手段）７と、この膜厚測定機構７によって得られた薄膜の膜厚に関するデータに基づいて成膜プロセス全体を制御する制御部８とを備えている。
【００１５】
成膜手段６は、基板３とモニタガラス５とを保持し、真空槽２内の上方側で水平状態で回転操作される円盤状の保持部材１０と、基板３に対向する同一平面上の同一円周上位置にそれぞれ配設された第１の成膜材料１１及び第２の成膜材料１２とを備えている。
保持部材１０は、基板３及びモニタガラス５を固定するヤトイ１３と、このヤトイ１３を保持して各成膜材料１１、１２が配設されている平面と平行な位置に配設される回転板１５とを備えている。
モニタガラス５は、基板３と同じ光学ガラス平板で構成され、基板３上にそれぞれ成膜される第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とにより同様の条件で成膜されるようになっている。
【００１６】
回転板１５は、この回転板１５に一体に取り付けられた中空の回転軸Ｒの外周に設けた外歯車（図示略）を介して、基板３が各成膜材料１１、１２の直上を通過できるように中心軸Ｃまわりに回転させる回転モータ１６と連結した歯車１６ａに接続されている。各基板３は、図１に示すように、回転板１５の中心軸Ｃから等距離離れた同一円周上にほぼ等間隔に配設されている。
【００１７】
回転軸Ｒの一部には、切り欠き（図示略）が設けられ、回転軸Ｒの回転に伴い切り欠きが通過する毎に通過の信号を出力信号として出力するセンサ（図示略）を有して基板３の回転速度を検出するセンサ回路（測定部）１７が、回転軸Ｒと対向する位置に配設されている。
回転モータ１６は、真空槽２の上部に貫通した回転軸Ｒを回転させる歯車１６ａと、これと連結するモータロッド１６ｂとを有しており、回転板１５は回転軸Ｒの下端に水平状態に固定されている。
この回転モータ１６によって、各基板３は各成膜材料１１、１２上を回転通過するようになっている。
【００１８】
基板３と各成膜材料１１、１２との間には、加熱機構（図示略）を有する蒸発装置等の周知の手段によって加熱されてベーパ状態となって放出される各成膜材料１１、１２が基板３及びモニタガラス５への到達するのを制御するシャッター１８ａ、１８ｂが備えられている。
シャッター１８ａ、１８ｂは、シャッター用モータ２０ａ、２０ｂによって所定の速度で回転駆動される回転軸ＳＣに接続されており、シャッター１８ａ、１８ｂがこの回転軸ＳＣまわりに回転することによって、基板３と各成膜材料１１、１２との間及びモニタガラス５と各成膜材料１１、１２との間を開放・閉鎖するようになっている。
【００１９】
膜厚測定機構７は、真空槽２の下方側からモニタガラス５へ光を照射する投光ユニット２１と、モニタガラス５を透過した投光ユニット２１からの光を受光する受光ユニット２２とを備えている。
投光ユニット２１は、ハロゲン光源で構成される光源２１Ａと、この光源２１Ａに接続された光ファイバ２１Ｂを介して伝送された光をモニタガラス５に鉛直下方から照射するコリメートレンズ等の出射端光学系２１Ｃとを備えている。
出射端光学系２１Ｃは、直上にモニタガラス５が配置されるように真空槽２の底部に配されている。
【００２０】
受光ユニット２２は、回転板１５を挟んで出射端光学系２１Ｃに対向して設けられた集光レンズ等の入射端光学系２２Ａと、この入射端光学系２２Ａに接続された光ファイバ２２Ｂを介して伝送された光の中から設定された波長の光のみを検出して光量を測定する受光部２２Ｃとを備えている。
受光部２２Ｃは、モノクロメータとフォトダイオード等の受光素子とを備えており、基板３及び基板３上に成膜された薄膜の透過光量に応じた電圧データを膜厚に相当するものとして制御部８に伝送するものとされている。
【００２１】
入射端光学系２２Ａは、中空の回転軸Ｒの内部にその一部が挿入され、回転軸Ｒの回転に従属して回転しないように、その上部側で真空槽２の外壁に固定されている。
また、入射端光学系２２Ａは、出射端光学系２１Ｃに対向する位置となる真空槽２の上部に固定されて配設されている。
なお、入射端光学系２２Ａと出射端光学系２１Ｃとの各光軸は、回転板１５の中心軸Ｃに略一致する位置が望ましい。
これらにより、受光ユニット２２にて測定される投光ユニット２１からの波長λの測定光による測定光量は、モニタガラス５に成膜される膜厚が波長の１／４の整数倍のときにピークを有する正弦関数となって測定される。
【００２２】
制御部８は、受光部２２Ｃから伝送された電圧データをデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）２３と、得られたデジタルデータを基板３の回転周期に対応して平均化する平均化回路（演算部）２５と、予めシミュレーションで求められた成膜を停止する条件値として入力される条件設定値と平均化回路２５から出力されるデジタルデータとの比較を行い、予め設定した範囲で一致したときに一致信号を出力する比較演算器２６と、比較演算器２６から出力された一致信号によってシャッター１８ａ、１８ｂを動作させる成膜制御部２７とを備えている。
【００２３】
平均化回路２５は、入力されたデジタルデータを設定された時間で平均し、デジタルデータとして出力する回路である。この平均化回路２５では、回転板１５の回転周期としてセンサ回路１７から出力される出力信号が入力されることによって時間設定を行っている。
条件設定値は、モニタガラス５に成膜される薄膜の膜厚が所望の膜厚に達したときに得られる透過率の値と、モニタガラス５上に成膜中の薄膜の透過率が増加状態か減少状態かの増減判断用デジタルデータと、透過率が経過したピーク数に相当するデジタルデータ等の値である。
【００２４】
比較演算器２６は、平均化回路２５から出力されるところの現在測定している透過光量に相当するデジタルデータに基づいて透過率を演算し、この演算によって求められた透過率と条件設定値に入力されている透過率との比較を行う。また、現在測定している透過率のデータと前の透過率のデータとを比較し、透過率が減少状態であるか増加状態であるかの増減判断と、透過率が経過したピーク数の演算とを行い、条件設定値に入力されているデジタルデータとの比較を行う。そして、増減判断とピーク数とが予め設定された範囲で一致したときに一致信号を出力する。
【００２５】
成膜制御部２７は、シャッター用モータ２０ａ、２０ｂの回転制御を行い、シャッター１８ａ、１８ｂの開閉操作を制御して、基板３への成膜動作を開始又は終了させるようになっている。
真空槽２の外部には、真空槽２内を低圧にするための粗引きポンプ２８と、高真空ポンプ３０と、真空槽２内の真空度をモニタする真空計３１とが配されている。
【００２６】
次に、以上の構成からなる本実施形態に係る成膜装置１によって第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とからなる薄膜を形成する方法について説明する。
なお、第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２との層を交互に成膜するので、以下、第１の成膜材料１１からなる薄膜を形成する方法について説明する。
本実施形態に係る成膜装置１による成膜方法は、図４に示すように、モニタガラス５の透過率を電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）と、得られた電圧データをデジタルデータに変換する工程（Ｓ０２）と、回転板１５の回転周期で透過率を平均化する工程（Ｓ０３）と、平均化した透過率のデジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程（Ｓ０４）とを備えている。
【００２７】
まず、成膜装置１によって、基板３に薄膜を形成するのに先立ち、成膜を停止させる条件を条件設定値に設定する。停止させる条件としては、目標の透過率として図５に示すようにＰ３％を設定する。また、透過率の増減状態は、増加状態及び透過率のピーク経過数１（図５において、線図の最下点位置（Ｔｓ）の経過の数）を条件設定値に設定する。
【００２８】
次に、電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）を行う。
回転モータ１６を駆動してモニタガラス５のみが配された回転板１５を、例えば、毎分１００回転させ、成膜が開始される前の状態でモニタガラス５の透過光量を測定する。
この状態で光源２１Ａを作動して、光源２１Ａから発せられた測定光を光ファイバ２１Ｂを介してモニタガラス５に照射する。モニタガラス５を通過した光は、受光ユニット２２により受光されて透過光量に応じた電圧データとして出力される。
【００２９】
そして、デジタルデータに変換する工程（Ｓ０２）に移行して、電圧データをＡ／Ｄ変換回路２３でデジタルデータに変換し、続いて平均化する工程（Ｓ０３）として、平均化回路２５にて、回転板１５の１回転の回転時間である１／１００分の周期に合わせて平均化した透過光量として出力する。
ここで、平均化された透過光量は、モニタガラス５の透過光量を電圧に変換して得た電圧データ（ｄｏ）を、モニタガラス５を置かない状態で測定した透過光量を電圧に変換した電圧データ（ｄｓ）で除算（ｄｏ／ｄｓ）した透過率として計算する。こうして得られた成膜前の時間Ｔ０からＴ１までの透過率はＰ１％となる。
【００３０】
次に、薄膜を形成させるため、成膜準備として所定の屈折率（例えば１．５２）を有する各基板３をヤトイ１３にセットし、真空計３１にて所定の圧力（例えば、７×１０−５Ｐａ）まで真空槽２内を粗引きポンプ２８及び高真空ポンプ３０で排気する。このとき、各シャッター１８ａ、１８ｂは閉じた状態とする。
そして、回転モータ１６を駆動して、上述のようにモニタガラス５のみの透過光量を測定したときと同じ状態で回転板１５を回転させ、加熱機構（図示略）によって第１の成膜材料１１を加熱する。
【００３１】
成膜準備がなされた後、常時は閉鎖状態とされたシャッター１８ａ、１８ｂのうち、まずシャッター１８ａを開けることによって、第１の成膜材料１１を基板３とモニタガラス５とに成膜する。この間のモニタガラス５の透過率を膜厚測定機構７にて測定する。この開始時間が、図５に示す時間Ｔ１のときである。
そして、上述と同様に、電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）に移行して透過率を電圧データに変換する。
【００３２】
電圧データに変換された透過率は、上述と同様に、さらに工程（Ｓ０２）、（Ｓ０３）とを経て平均化される。
この平均化されたデジタルデータと、予め設定された透過率に対応した電圧値である条件設定値とが比較演算器２６において比較される。この状態が、図５に示す時間Ｔ１からＴ２まで繰り返される。
【００３３】
さらに、成膜時間が経過すると成膜が進行し、モニタガラス５の透過率が変化して、図５に示すように、時間Ｔ２の時点で透過率が条件設定値に設定した条件である透過率Ｐ３％となる。
このとき、次の工程（Ｓ０４）に移行して比較演算器２６から成膜制御部２７に一致信号が出力される。この一致信号を受信した成膜制御部２７は、シャッター１８ａを閉じてシャッター１８ａ、１８ｂをともに閉鎖位置とし、基板３及びモニタガラス５への成膜を終了する。
【００３４】
ここで、本実施形態に係る成膜装置１によって成膜した際の薄膜の透過率変化を図６に示す。成膜開始から終了に至る間、透過率の変動が抑えられているのがわかる。
一方、平均化回路２５を動作させなかった場合を図７に示す。この場合、モニタガラス５の回転によって生じるノイズ成分の影響が除去されないために時間Ｔ２のときの透過率が変動し、測定精度が悪化しているのがわかる。
【００３５】
この成膜装置１及び成膜方法によれば、モニタガラス５の透過率をデジタル変換後にさらに平均化するので、薄膜の透過率に対して、回転板１５が回転する際の回転の偏心に伴うような、大きく、低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができる。
この際、実際に回転している回転板１５の回転速度を検出するので、平均化回路２５での平均化の際に、より正確に平均化することができ、信号ノイズ成分をより低減することができる。
【００３６】
次に、第２の実施形態について図８から図１１を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では、成膜装置１が制御部８内に平均化回路２５を備えていたが、本実施形態に係る成膜装置４０は、図８に示すように、制御部４１内に、デジタルデータを一時的に保持するメモリ回路（記憶部）４２と、メモリ回路４２に保持されたモニタガラス５のデジタルデータを用いて、検出した成膜中のデジタルデータを補正する演算回路（補正演算部）４３とを備えているとした点である。
また、回転板１５の回転毎に同期信号を出力する同期信号発生回路４５が配されている。
【００３７】
メモリ回路４２は、Ａ／Ｄ変換回路４６のデジタルデータを記憶する動作と、記憶したデジタルデータを演算回路４３に出力する動作を行う。この記憶する動作と記憶したデジタルデータを出力する動作の切替は、成膜制御部４７の出力信号によって行われる。
演算回路４３は、Ａ／Ｄ変換回路４６のデジタルデータをメモリ回路４２から出力されるデジタルデータで補正演算して比較演算器２６へ出力する。この演算回路４３は、例えば、除算演算回路で構成される。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換回路４６のＡ／Ｄ変換で使用されるサンプリングパルスと、メモリ回路４２の書き込み動作に使用される書き込みパルスと、演算回路４３の演算動作に使用される同期パルスとは、同期信号発生回路４５から入力される。
同期信号発生回路４５には、モニタガラス５を保持する回転板１５の回転毎に信号が出力されるセンサ回路１７が接続されている。
【００３９】
次に、以上の構成からなる本実施形態に係る成膜装置４０による第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とからなる薄膜を形成する方法について説明する。
なお、第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２との層を交互に成膜するので、以下、第１の成膜材料１１からなる薄膜を形成する方法について説明する。
【００４０】
本実施形態に係る成膜方法は、図９に示すように、モニタガラス５の透過率を電圧データとして検出する工程（Ｓ１１）と、得られた電圧データをデジタルデータに変換する工程（Ｓ１２）と、得られたデジタルデータを成膜前のモニタガラス５のデジタルデータによって補正する工程（Ｓ１３）と、平均化した透過率のデジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程（Ｓ１４）とを備えている。
【００４１】
本実施形態に係る成膜方法においても、第１の実施形態に係る工程（Ｓ０１、Ｓ０２）と同様に、モニタガラス５のみに対して工程（Ｓ１１、Ｓ１２）を行う。
このとき、メモリ回路４２は成膜制御部４７の出力信号によって記憶動作状態とされており、図１０に示す時間Ｔｍ１からＴｍ２までに相当するモニタガラス５の透過光量の回転板１５の１回転分に相当するデジタルデータをメモリ回路４２に保存する。
【００４２】
次に、第１の実施形態と同様に成膜作業を行う。
この間、補正する工程（Ｓ１３）として、メモリ回路４２は成膜制御部４７の出力信号によって記憶されたデータを出力する状態とされる。
このメモリ回路４２の出力データを用いて、Ａ／Ｄ変換回路４６の出力データを演算回路４３で補正演算処理し、回転板１５の偏心等に伴う信号ノイズ成分が取り除かれた補正されたデータが出力される。
【００４３】
このデータに対して第１の実施形態と同様に比較演算器２６において時間Ｔ１からＴ２までの間繰り返し比較演算される。
そして、成膜時間が経過するとともに成膜が進行して、基板３及びモニタガラス５の透過率が変化し、図１１に示すように、時間Ｔ２になったときに透過率Ｐ２となって条件設定値に設定した条件となる。
この状態のとき、比較演算器２６から成膜制御部４７に一致信号を出力し、シャッター１８ａを閉じてシャッター１８ａ、１８ｂを閉鎖位置として、成膜手段６によるモニタガラス５及び各基板３への成膜を終了する。
【００４４】
この成膜装置４０及び成膜方法によれば、成膜後のモニタガラス５の光学特性値を成膜前のモニタガラス５の光学特性値に基づき補正するので、膜厚に関して得られたデータからモニタガラス５及び基板３の回転の偏心に基づく信号ノイズ成分のみを好適に取り除くことができ、測定精度を向上することができる。
【００４５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、受光ユニット２２の出力信号をＡ／Ｄ変換回路４６へ出力し、デジタルデータに変換することによって、全てソフトウエア処理で実施することにしても構わない。
【００４６】
また、被成膜対象物としてモニタガラス５を使用して透過率の測定を行っているが、基板３を直接測定しても構わない。
さらに、投光ユニット２１と受光ユニット２２との位置を調整して、透過率によって膜厚測定機構７の制御を行っているが、透過率、反射率、反射光量、及び、透過光量の少なくとも一つによって膜厚測定機構の制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の基板及びモニタガラスの配置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の成膜方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置によって第１の成膜材料の１つの層の成膜開始から成膜終了までの時間と薄膜の透過率との関係をシミュレーションにより示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置によって成膜したときの透過率の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の比較例として、平均化回路を動作させない場合の透過率の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の成膜方法を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の成膜前におけるモニタガラスの透過率を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置において補正演算後の透過率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１、４０ 成膜装置
２ 真空槽（成膜室）
３ 基板（被成膜対象物）
５ モニタガラス（被成膜対象物）
６ 成膜手段
７ 膜厚測定機構（膜厚測定手段）
１７ センサ回路（測定部）
２３、４６ Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）
２５ 平均化回路（演算部）
４２ メモリ回路（記憶部）
４３ 演算回路（補正演算部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、顕微鏡等の光学機器には、反射防止膜や干渉フィルタ等の光学薄膜が多数用いられている。一般に波長λにおける透過率または反射率が、光学薄膜の膜厚がλ／４の整数倍のときに、極大値または極小値となる正弦関数となることが知られている。したがって、波長λの光をモニタに入射し、モニタを透過した光の透過率を成膜中に測定する。これにより、所望の膜厚に相当する透過率になったとき成膜を停止すれば、所望の膜厚の薄膜を成膜することができる。
【０００３】
上記のような光学薄膜を、蒸着法やイオンプレーティング法等の成膜方法で、被成膜対象物を回転させながらその表面に薄膜を形成する成膜装置と、被成膜対象物上に成膜された薄膜の膜厚を光学的に測定する膜厚測定装置とを備える薄膜形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この薄膜形成装置は、回転する被成膜対象物上に形成される薄膜に光を照射する光照射光学系と、この光照射光学系を通じて照射された光が薄膜を透過又は反射して生じた信号光を受光して外部に導く受光光学系とを備えており、受光光学系の焦点位置が光軸上において薄膜からずれた位置に配された受光光学系の受光レンズで受光した信号光を外部に導くことによって、被成膜対象物の回転に伴って発生した変動に起因する信号光のノイズ成分を少なくして測定し、膜厚測定精度を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−１１５０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の成膜装置及び成膜方法では、被成膜対象物の回転に伴って発生する微小で高周波の変動に起因する信号光のノイズ成分（以下、信号ノイズ成分という。）は少なくできるが、被成膜対象物の回転の偏心に伴う、大きく低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができず、正確な分光特性を有する光学薄膜を得ることが困難である。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、光学薄膜の膜厚測定精度を向上させることができる成膜装置及び成膜方法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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る成膜装置は、成膜室内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、検出した前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータを前記被成膜対象物の回転周期に対応して平均化する演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る成膜方法は、成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、前記被成膜対象物の整数倍の周期で平均化する工程と、平均化した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この成膜装置及び成膜方法は、光学特性値をデジタル変換後に平均化するので、膜厚測定の際に、被成膜対象物が回転する際の回転の偏心に伴うような、大きく、低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る成膜装置は、前記成膜装置であって、前記被成膜対象物の回転速度を検出する測定部を備えていることを特徴とする。
この成膜装置は、実際に回転している被成膜対象物の回転速度を検出するので、演算部での平均化の際に、より正確に平均化することができ、信号ノイズ成分をより低減することができる。
【００１０】
本発明に係る成膜装置は、成膜室内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータを一時的に保持する記憶部と、該記憶部に保持された前記被成膜対象物のデジタルデータを用いて、その後に検出した前記デジタルデータを補正する補正演算部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る成膜方法は、成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、前記デジタルデータを成膜前の前記被成膜対象物のデジタルデータによって補正する工程と、補正した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この成膜装置及び成膜方法は、成膜後の被成膜対象物の光学特性値を成膜前の被成膜対象物の光学特性値に基づき補正するので、膜厚に関して得られたデータから被成膜対象物の回転の偏心に基づく信号ノイズ成分のみを好適に取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄膜の膜厚測定精度を向上させ、所望の透過光量、或いは、反射光量等の分光特性を有するフィルタ等の光学薄膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る成膜装置１は、図１から図３に示すように、真空槽（成膜室）２内に同心円状に複数（図示例では８個）配設された光学ガラス平板からなる基板（被成膜対象物）３と、基板３の中心位置に配設されたモニタガラス（被成膜対象物）５と、基板３とモニタガラス５とに薄膜を形成する成膜手段６と、モニタガラス５及びモニタガラス５上に成膜される薄膜の光学特性値から成膜された薄膜の膜厚を検出する膜厚測定機構（膜厚測定手段）７と、この膜厚測定機構７によって得られた薄膜の膜厚に関するデータに基づいて成膜プロセス全体を制御する制御部８とを備えている。
【００１５】
成膜手段６は、基板３とモニタガラス５とを保持し、真空槽２内の上方側で水平状態で回転操作される円盤状の保持部材１０と、基板３に対向する同一平面上の同一円周上位置にそれぞれ配設された第１の成膜材料１１及び第２の成膜材料１２とを備えている。
保持部材１０は、基板３及びモニタガラス５を固定するヤトイ１３と、このヤトイ１３を保持して各成膜材料１１、１２が配設されている平面と平行な位置に配設される回転板１５とを備えている。
モニタガラス５は、基板３と同じ光学ガラス平板で構成され、基板３上にそれぞれ成膜される第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とにより同様の条件で成膜されるようになっている。
【００１６】
回転板１５は、この回転板１５に一体に取り付けられた中空の回転軸Ｒの外周に設けた外歯車（図示略）を介して、基板３が各成膜材料１１、１２の直上を通過できるように中心軸Ｃまわりに回転させる回転モータ１６と連結した歯車１６ａに接続されている。各基板３は、図１に示すように、回転板１５の中心軸Ｃから等距離離れた同一円周上にほぼ等間隔に配設されている。
【００１７】
回転軸Ｒの一部には、切り欠き（図示略）が設けられ、回転軸Ｒの回転に伴い切り欠きが通過する毎に通過の信号を出力信号として出力するセンサ（図示略）を有して基板３の回転速度を検出するセンサ回路（測定部）１７が、回転軸Ｒと対向する位置に配設されている。
回転モータ１６は、真空槽２の上部に貫通した回転軸Ｒを回転させる歯車１６ａと、これと連結するモータロッド１６ｂとを有しており、回転板１５は回転軸Ｒの下端に水平状態に固定されている。
この回転モータ１６によって、各基板３は各成膜材料１１、１２上を回転通過するようになっている。
【００１８】
基板３と各成膜材料１１、１２との間には、加熱機構（図示略）を有する蒸発装置等の周知の手段によって加熱されてベーパ状態となって放出される各成膜材料１１、１２が基板３及びモニタガラス５への到達するのを制御するシャッター１８ａ、１８ｂが備えられている。
シャッター１８ａ、１８ｂは、シャッター用モータ２０ａ、２０ｂによって所定の速度で回転駆動される回転軸ＳＣに接続されており、シャッター１８ａ、１８ｂがこの回転軸ＳＣまわりに回転することによって、基板３と各成膜材料１１、１２との間及びモニタガラス５と各成膜材料１１、１２との間を開放・閉鎖するようになっている。
【００１９】
膜厚測定機構７は、真空槽２の下方側からモニタガラス５へ光を照射する投光ユニット２１と、モニタガラス５を透過した投光ユニット２１からの光を受光する受光ユニット２２とを備えている。
投光ユニット２１は、ハロゲン光源で構成される光源２１Ａと、この光源２１Ａに接続された光ファイバ２１Ｂを介して伝送された光をモニタガラス５に鉛直下方から照射するコリメートレンズ等の出射端光学系２１Ｃとを備えている。
出射端光学系２１Ｃは、直上にモニタガラス５が配置されるように真空槽２の底部に配されている。
【００２０】
受光ユニット２２は、回転板１５を挟んで出射端光学系２１Ｃに対向して設けられた集光レンズ等の入射端光学系２２Ａと、この入射端光学系２２Ａに接続された光ファイバ２２Ｂを介して伝送された光の中から設定された波長の光のみを検出して光量を測定する受光部２２Ｃとを備えている。
受光部２２Ｃは、モノクロメータとフォトダイオード等の受光素子とを備えており、基板３及び基板３上に成膜された薄膜の透過光量に応じた電圧データを膜厚に相当するものとして制御部８に伝送するものとされている。
【００２１】
入射端光学系２２Ａは、中空の回転軸Ｒの内部にその一部が挿入され、回転軸Ｒの回転に従属して回転しないように、その上部側で真空槽２の外壁に固定されている。
また、入射端光学系２２Ａは、出射端光学系２１Ｃに対向する位置となる真空槽２の上部に固定されて配設されている。
なお、入射端光学系２２Ａと出射端光学系２１Ｃとの各光軸は、回転板１５の中心軸Ｃに略一致する位置が望ましい。
これらにより、受光ユニット２２にて測定される投光ユニット２１からの波長λの測定光による測定光量は、モニタガラス５に成膜される膜厚が波長の１／４の整数倍のときにピークを有する正弦関数となって測定される。
【００２２】
制御部８は、受光部２２Ｃから伝送された電圧データをデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）２３と、得られたデジタルデータを基板３の回転周期に対応して平均化する平均化回路（演算部）２５と、予めシミュレーションで求められた成膜を停止する条件値として入力される条件設定値と平均化回路２５から出力されるデジタルデータとの比較を行い、予め設定した範囲で一致したときに一致信号を出力する比較演算器２６と、比較演算器２６から出力された一致信号によってシャッター１８ａ、１８ｂを動作させる成膜制御部２７とを備えている。
【００２３】
平均化回路２５は、入力されたデジタルデータを設定された時間で平均し、デジタルデータとして出力する回路である。この平均化回路２５では、回転板１５の回転周期としてセンサ回路１７から出力される出力信号が入力されることによって時間設定を行っている。
条件設定値は、モニタガラス５に成膜される薄膜の膜厚が所望の膜厚に達したときに得られる透過率の値と、モニタガラス５上に成膜中の薄膜の透過率が増加状態か減少状態かの増減判断用デジタルデータと、透過率が経過したピーク数に相当するデジタルデータ等の値である。
【００２４】
比較演算器２６は、平均化回路２５から出力されるところの現在測定している透過光量に相当するデジタルデータに基づいて透過率を演算し、この演算によって求められた透過率と条件設定値に入力されている透過率との比較を行う。また、現在測定している透過率のデータと前の透過率のデータとを比較し、透過率が減少状態であるか増加状態であるかの増減判断と、透過率が経過したピーク数の演算とを行い、条件設定値に入力されているデジタルデータとの比較を行う。そして、増減判断とピーク数とが予め設定された範囲で一致したときに一致信号を出力する。
【００２５】
成膜制御部２７は、シャッター用モータ２０ａ、２０ｂの回転制御を行い、シャッター１８ａ、１８ｂの開閉操作を制御して、基板３への成膜動作を開始又は終了させるようになっている。
真空槽２の外部には、真空槽２内を低圧にするための粗引きポンプ２８と、高真空ポンプ３０と、真空槽２内の真空度をモニタする真空計３１とが配されている。
【００２６】
次に、以上の構成からなる本実施形態に係る成膜装置１によって第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とからなる薄膜を形成する方法について説明する。
なお、第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２との層を交互に成膜するので、以下、第１の成膜材料１１からなる薄膜を形成する方法について説明する。
本実施形態に係る成膜装置１による成膜方法は、図４に示すように、モニタガラス５の透過率を電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）と、得られた電圧データをデジタルデータに変換する工程（Ｓ０２）と、回転板１５の回転周期で透過率を平均化する工程（Ｓ０３）と、平均化した透過率のデジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程（Ｓ０４）とを備えている。
【００２７】
まず、成膜装置１によって、基板３に薄膜を形成するのに先立ち、成膜を停止させる条件を条件設定値に設定する。停止させる条件としては、目標の透過率として図５に示すようにＰ３％を設定する。また、透過率の増減状態は、増加状態及び透過率のピーク経過数１（図５において、線図の最下点位置（Ｔｓ）の経過の数）を条件設定値に設定する。
【００２８】
次に、電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）を行う。
回転モータ１６を駆動してモニタガラス５のみが配された回転板１５を、例えば、毎分１００回転させ、成膜が開始される前の状態でモニタガラス５の透過光量を測定する。
この状態で光源２１Ａを作動して、光源２１Ａから発せられた測定光を光ファイバ２１Ｂを介してモニタガラス５に照射する。モニタガラス５を通過した光は、受光ユニット２２により受光されて透過光量に応じた電圧データとして出力される。
【００２９】
そして、デジタルデータに変換する工程（Ｓ０２）に移行して、電圧データをＡ／Ｄ変換回路２３でデジタルデータに変換し、続いて平均化する工程（Ｓ０３）として、平均化回路２５にて、回転板１５の１回転の回転時間である１／１００分の周期に合わせて平均化した透過光量として出力する。
ここで、平均化された透過光量は、モニタガラス５の透過光量を電圧に変換して得た電圧データ（ｄｏ）を、モニタガラス５を置かない状態で測定した透過光量を電圧に変換した電圧データ（ｄｓ）で除算（ｄｏ／ｄｓ）した透過率として計算する。こうして得られた成膜前の時間Ｔ０からＴ１までの透過率はＰ１％となる。
【００３０】
次に、薄膜を形成させるため、成膜準備として所定の屈折率（例えば１．５２）を有する各基板３をヤトイ１３にセットし、真空計３１にて所定の圧力（例えば、７×１０−５Ｐａ）まで真空槽２内を粗引きポンプ２８及び高真空ポンプ３０で排気する。このとき、各シャッター１８ａ、１８ｂは閉じた状態とする。
そして、回転モータ１６を駆動して、上述のようにモニタガラス５のみの透過光量を測定したときと同じ状態で回転板１５を回転させ、加熱機構（図示略）によって第１の成膜材料１１を加熱する。
【００３１】
成膜準備がなされた後、常時は閉鎖状態とされたシャッター１８ａ、１８ｂのうち、まずシャッター１８ａを開けることによって、第１の成膜材料１１を基板３とモニタガラス５とに成膜する。この間のモニタガラス５の透過率を膜厚測定機構７にて測定する。この開始時間が、図５に示す時間Ｔ１のときである。
そして、上述と同様に、電圧データとして検出する工程（Ｓ０１）に移行して透過率を電圧データに変換する。
【００３２】
電圧データに変換された透過率は、上述と同様に、さらに工程（Ｓ０２）、（Ｓ０３）とを経て平均化される。
この平均化されたデジタルデータと、予め設定された透過率に対応した電圧値である条件設定値とが比較演算器２６において比較される。この状態が、図５に示す時間Ｔ１からＴ２まで繰り返される。
【００３３】
さらに、成膜時間が経過すると成膜が進行し、モニタガラス５の透過率が変化して、図５に示すように、時間Ｔ２の時点で透過率が条件設定値に設定した条件である透過率Ｐ３％となる。
このとき、次の工程（Ｓ０４）に移行して比較演算器２６から成膜制御部２７に一致信号が出力される。この一致信号を受信した成膜制御部２７は、シャッター１８ａを閉じてシャッター１８ａ、１８ｂをともに閉鎖位置とし、基板３及びモニタガラス５への成膜を終了する。
【００３４】
ここで、本実施形態に係る成膜装置１によって成膜した際の薄膜の透過率変化を図６に示す。成膜開始から終了に至る間、透過率の変動が抑えられているのがわかる。
一方、平均化回路２５を動作させなかった場合を図７に示す。この場合、モニタガラス５の回転によって生じるノイズ成分の影響が除去されないために時間Ｔ２のときの透過率が変動し、測定精度が悪化しているのがわかる。
【００３５】
この成膜装置１及び成膜方法によれば、モニタガラス５の透過率をデジタル変換後にさらに平均化するので、薄膜の透過率に対して、回転板１５が回転する際の回転の偏心に伴うような、大きく、低周波の信号ノイズ成分を少なくすることができる。
この際、実際に回転している回転板１５の回転速度を検出するので、平均化回路２５での平均化の際に、より正確に平均化することができ、信号ノイズ成分をより低減することができる。
【００３６】
次に、第２の実施形態について図８から図１１を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では、成膜装置１が制御部８内に平均化回路２５を備えていたが、本実施形態に係る成膜装置４０は、図８に示すように、制御部４１内に、デジタルデータを一時的に保持するメモリ回路（記憶部）４２と、メモリ回路４２に保持されたモニタガラス５のデジタルデータを用いて、検出した成膜中のデジタルデータを補正する演算回路（補正演算部）４３とを備えているとした点である。
また、回転板１５の回転毎に同期信号を出力する同期信号発生回路４５が配されている。
【００３７】
メモリ回路４２は、Ａ／Ｄ変換回路４６のデジタルデータを記憶する動作と、記憶したデジタルデータを演算回路４３に出力する動作を行う。この記憶する動作と記憶したデジタルデータを出力する動作の切替は、成膜制御部４７の出力信号によって行われる。
演算回路４３は、Ａ／Ｄ変換回路４６のデジタルデータをメモリ回路４２から出力されるデジタルデータで補正演算して比較演算器２６へ出力する。この演算回路４３は、例えば、除算演算回路で構成される。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換回路４６のＡ／Ｄ変換で使用されるサンプリングパルスと、メモリ回路４２の書き込み動作に使用される書き込みパルスと、演算回路４３の演算動作に使用される同期パルスとは、同期信号発生回路４５から入力される。
同期信号発生回路４５には、モニタガラス５を保持する回転板１５の回転毎に信号が出力されるセンサ回路１７が接続されている。
【００３９】
次に、以上の構成からなる本実施形態に係る成膜装置４０による第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２とからなる薄膜を形成する方法について説明する。
なお、第１の成膜材料１１と第２の成膜材料１２との層を交互に成膜するので、以下、第１の成膜材料１１からなる薄膜を形成する方法について説明する。
【００４０】
本実施形態に係る成膜方法は、図９に示すように、モニタガラス５の透過率を電圧データとして検出する工程（Ｓ１１）と、得られた電圧データをデジタルデータに変換する工程（Ｓ１２）と、得られたデジタルデータを成膜前のモニタガラス５のデジタルデータによって補正する工程（Ｓ１３）と、平均化した透過率のデジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程（Ｓ１４）とを備えている。
【００４１】
本実施形態に係る成膜方法においても、第１の実施形態に係る工程（Ｓ０１、Ｓ０２）と同様に、モニタガラス５のみに対して工程（Ｓ１１、Ｓ１２）を行う。
このとき、メモリ回路４２は成膜制御部４７の出力信号によって記憶動作状態とされており、図１０に示す時間Ｔｍ１からＴｍ２までに相当するモニタガラス５の透過光量の回転板１５の１回転分に相当するデジタルデータをメモリ回路４２に保存する。
【００４２】
次に、第１の実施形態と同様に成膜作業を行う。
この間、補正する工程（Ｓ１３）として、メモリ回路４２は成膜制御部４７の出力信号によって記憶されたデータを出力する状態とされる。
このメモリ回路４２の出力データを用いて、Ａ／Ｄ変換回路４６の出力データを演算回路４３で補正演算処理し、回転板１５の偏心等に伴う信号ノイズ成分が取り除かれた補正されたデータが出力される。
【００４３】
このデータに対して第１の実施形態と同様に比較演算器２６において時間Ｔ１からＴ２までの間繰り返し比較演算される。
そして、成膜時間が経過するとともに成膜が進行して、基板３及びモニタガラス５の透過率が変化し、図１１に示すように、時間Ｔ２になったときに透過率Ｐ２となって条件設定値に設定した条件となる。
この状態のとき、比較演算器２６から成膜制御部４７に一致信号を出力し、シャッター１８ａを閉じてシャッター１８ａ、１８ｂを閉鎖位置として、成膜手段６によるモニタガラス５及び各基板３への成膜を終了する。
【００４４】
この成膜装置４０及び成膜方法によれば、成膜後のモニタガラス５の光学特性値を成膜前のモニタガラス５の光学特性値に基づき補正するので、膜厚に関して得られたデータからモニタガラス５及び基板３の回転の偏心に基づく信号ノイズ成分のみを好適に取り除くことができ、測定精度を向上することができる。
【００４５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、受光ユニット２２の出力信号をＡ／Ｄ変換回路４６へ出力し、デジタルデータに変換することによって、全てソフトウエア処理で実施することにしても構わない。
【００４６】
また、被成膜対象物としてモニタガラス５を使用して透過率の測定を行っているが、基板３を直接測定しても構わない。
さらに、投光ユニット２１と受光ユニット２２との位置を調整して、透過率によって膜厚測定機構７の制御を行っているが、透過率、反射率、反射光量、及び、透過光量の少なくとも一つによって膜厚測定機構の制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の基板及びモニタガラスの配置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の成膜方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置によって第１の成膜材料の１つの層の成膜開始から成膜終了までの時間と薄膜の透過率との関係をシミュレーションにより示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置によって成膜したときの透過率の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の比較例として、平均化回路を動作させない場合の透過率の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の成膜方法を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の成膜前におけるモニタガラスの透過率を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置において補正演算後の透過率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１、４０ 成膜装置
２ 真空槽（成膜室）
３ 基板（被成膜対象物）
５ モニタガラス（被成膜対象物）
６ 成膜手段
７ 膜厚測定機構（膜厚測定手段）
１７ センサ回路（測定部）
２３、４６ Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）
２５ 平均化回路（演算部）
４２ メモリ回路（記憶部）
４３ 演算回路（補正演算部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内に配設された被成膜対象物と、
該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、
前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、
検出した前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータを前記被成膜対象物の回転周期に対応して平均化する演算部とを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記被成膜対象物の回転速度を検出する測定部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
成膜室内に配設された被成膜対象物と、
該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、
前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、
前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータを一時的に保持する記憶部と、
該記憶部に保持された前記被成膜対象物のデジタルデータを用いて、その後に検出した前記デジタルデータを補正する補正演算部とを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、
前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、
前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、
前記被成膜対象物の整数倍の周期で平均化する工程と、
平均化した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、
前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、
前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、
前記デジタルデータを成膜前の前記被成膜対象物のデジタルデータによって補正する工程と、
補正した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする成膜方法。
【請求項１】
成膜室内に配設された被成膜対象物と、
該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、
前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、
検出した前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータを前記被成膜対象物の回転周期に対応して平均化する演算部とを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記被成膜対象物の回転速度を検出する測定部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
成膜室内に配設された被成膜対象物と、
該被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜する成膜手段と、
前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記薄膜の膜厚を検出する膜厚測定手段とを備える成膜装置であって、
前記光学特性値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータを一時的に保持する記憶部と、
該記憶部に保持された前記被成膜対象物のデジタルデータを用いて、その後に検出した前記デジタルデータを補正する補正演算部とを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、
前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、
前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、
前記被成膜対象物の整数倍の周期で平均化する工程と、
平均化した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
成膜室内に配設された被成膜対象物を回転させて前記被成膜対象物上に薄膜を成膜し、膜厚測定手段によって前記被成膜対象物及び前記薄膜の光学特性値から前記膜厚を検出する成膜方法であって、
前記光学特性値を電圧データとして検出する工程と、
前記電圧データをデジタルデータに変換する工程と、
前記デジタルデータを成膜前の前記被成膜対象物のデジタルデータによって補正する工程と、
補正した前記デジタルデータが所定の値に達したときに成膜を停止する工程とを備えていることを特徴とする成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２２３４７（Ｐ２００６−２２３４７Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９９３１９（Ｐ２００４−１９９３１９）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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