成膜装置及び成膜方法
【課題】成膜した基板の膜厚寸法のばらつきを防止することができる成膜装置及び成膜方法を提供する。
【解決手段】基板１４を成膜するための成膜源と、基板１４の中心を中心軸として回転させる基板回転手段２０と、基板１４の回転座標を検出する回転座標検出手段２２と、基板１４の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板１４との間を開放又は遮断するシャッタ３０と、シャッタ３０を回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段２８と、シャッタ３０が成膜源と基板との間を開放開始するときの基板１４の回転座標を記憶する記憶手段３８Ａと、記憶手段３８Ａに記憶された基板１４の回転座標と同じ回転座標のときにシャッタ３０が成膜源と基板１４との間を遮断開始するようにシャッタ駆動手段２８を制御する制御手段３８と、を有する。
【解決手段】基板１４を成膜するための成膜源と、基板１４の中心を中心軸として回転させる基板回転手段２０と、基板１４の回転座標を検出する回転座標検出手段２２と、基板１４の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板１４との間を開放又は遮断するシャッタ３０と、シャッタ３０を回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段２８と、シャッタ３０が成膜源と基板との間を開放開始するときの基板１４の回転座標を記憶する記憶手段３８Ａと、記憶手段３８Ａに記憶された基板１４の回転座標と同じ回転座標のときにシャッタ３０が成膜源と基板１４との間を遮断開始するようにシャッタ駆動手段２８を制御する制御手段３８と、を有する。
【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】
従来からのスパッタリング成膜方法として、基板の被成膜面に対してターゲットを傾斜して配置し、該基板を面内で回転させながら成膜するステップと、成膜開始から所定のタイミングで成膜を終了するステップと、を備え、前記成膜を終了するステップは、基板が３６０°×ｎ＋１８０°＋α（ｎは０を含む自然数、−１０°＜α＜１０°）回転したタイミングで成膜を終了することを特徴とするスパッタリング成膜方法がある。
【０００３】
また、従来のパッタリング装置として、基板の被成膜面に対してターゲットを傾斜して配置し、該基板を面内で回転させながら成膜するスパッタリング装置であって、前記基板を回転させる回転駆動手段と、前記ターゲットと前記基板の間に配置されたシャッタと、前記シャッタを開閉駆動する開閉駆動手段と、前記回転駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段により、成膜開始したときから３６０°×ｎ＋１８０°＋α（ｎは０を含む自然数、−１０°＜α＜１０°）の回転を検出した時に、前記シャッタ駆動手段を駆動させ、前記シャッタを閉じる制御手段と、を有するスパッタリング装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９４４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術によれば、成膜時間は、基板が1回転する時間ごとのとびとびの値しかとれなくなり、膜厚精度が低下するため、目標膜厚を得ることが困難となる問題がある。
【０００６】
また、従来技術のシャッタ機構は、従来より知られた任意の機構を用いることができるものであり（上記特許文献１の段落（００２５）参照）、シャッタ機構自体には何ら工夫されていない。このため、シャッタ機構のシャッタ開閉に要する時間の間に回転していく基板の各部での露出時間が一定に保たれる保証がない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、成膜した基板の膜厚寸法のばらつきを防止す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】
【０００８】
本発明は、基板を成膜するための成膜源と、基板の中心を中心軸として回転させる基板回転手段と、基板の回転座標を検出する回転座標検出手段と、基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間を開放又は遮断するシャッタと、前記シャッタを前記回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段と、前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御する制御手段と、を有する成膜装置である。
【０００９】
本発明によれば、基板表面のどの部分をとっても同じ露出時間となるような制御が可能になる。この結果、成膜された基板の膜の膜厚を一定にすることができ、膜厚ムラが発生することを防止できる。
【００１０】
この場合、前記制御手段は、前記基板の回転速度、前記シャッタの回転速度及び回転方向のそれぞれが、前記シャッタが前記基板を開放開始するときと遮断開始するときで同一となるように、前記基板回転手段及び前記シャッタ駆動手段を制御することが好ましい。
【００１１】
これによれば、シャッタと基板との回転速度の相違によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１２】
この場合、前記シャッタは、回転時に前記成膜源と前記基板との間を横切る上流側端部と下流側端部とを有し、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から開放するときの前記下流側端部の形状と、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から遮断するときの前記上流側端部の形状が、前記シャッタの回転軸回りに回転させることで一致するものであることが好ましい。
【００１３】
これによれば、シャッタが基板を成膜源から開放したときの下流側端部の位置が、シャッタが基板を成膜源から遮断しているときの上流側端部の位置に重なる。このように、シャッタの基板に対する位置を調整することにより、基板の成膜中においては、シャッタが基板の一部を遮断して成膜を妨げることがない。この結果、シャッタの形状によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１４】
この場合、前記シャッタの回転座標を検出するシャッタ回転座標検出手段を有し、前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御することが好ましい。
【００１５】
これによれば、前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御する。これにより、シャッタの回転速度と回転位置によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１６】
本発明は、成膜される前記基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有することが好ましい。
【００１７】
これによれば、成膜される基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有しているため、基板表面上の膜の膜厚を正確に測定することができる。これにより、適正な膜厚を制御することが可能になり、成膜精度を高めることができる。
【００１８】
本発明は、基板の中心を中心軸として基板回転手段により回転させる工程と、基板の回転座標を回転座標検出手段により検出する工程と、基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間をシャッタにより開放又は遮断する工程と、前記シャッタをシャッタ駆動手段により前記回転軸の軸回りに回転させる工程と、前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶手段に記憶する工程と、前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御手段により制御する工程と、を有する成膜方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、成膜した基板の膜厚寸法のばらつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材と基板との位置関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の変形例と基板との位置関係を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の開閉動作の説明図である。
【図５】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の開動作の工程図である。
【図６】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の閉動作の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る成膜装置及び成膜方法について、図面を参照して説明する。本発明の「成膜装置」及び「成膜方法」は、蒸着装置、スパッタリング装置、蒸着方法及びスパッタリング方法を含む概念である。また、「基板」としては、半導体基板などが挙げられる。
【００２２】
図１に示すように、成膜装置１０は、中空状の箱体１２を備えている。箱体１２の上部には、基板１４を水平に保持した状態で回転軸１６の軸回りに回転させる基板保持部材１８が設けられている。基板保持部材１８は、基板回転駆動機構２０により回転軸１６の軸回りに回転可能に設けられている。なお、回転軸１６の軸心は、第１軸Ｘ１と重なっている。また、基板回転駆動機構２０には、回転軸１６の回転座標を検出するための基板回転座標検出部２２が設けられている。基板回転座標検出部２２は、基板保持部材１８に保持されて回転する基板１４の回転座標を検出する。
【００２３】
なお、本明細書では、「回転座標」とは、所定の部材の現在の位置を意味し、「回転角」とは、所定の部材が実際に回転した量を意味する。
【００２４】
箱体１２の底部には、ハースライナー２４が設けられている。ハースライナー２４は、ハースライナー２４の中心と基板保持部材１８で保持された基板１４の中心とを結んだ第１軸Ｘ１上に位置するように位置決めされている。ハースライナー２４には、成膜物質Ｇが収容されている。ハースライナー２４の近傍には、電子ビームＢを発射する電子ビーム発射装置２６が設けられている。基板１４の成膜時には、電子ビーム発射装置２６から発射された電子ビームＢがハースライナー２４に収容された成膜物質Ｇに照射されて成膜物質Ｇが蒸発する。
【００２５】
箱体１２の上部であって第１軸Ｘ１から所定の距離だけ離れた位置に、シャッタ回転駆動機構２８が設けられている。シャッタ回転駆動機構２８は、シャッタ部材３０を回転軸３１の軸回りに回転させるためのものである。シャッタ回転駆動機構２８は、第２軸Ｘ２上に設けられている。また、回転軸３１の軸心は、第２軸Ｘ２と重なっている。なお、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２とは、所定の距離だけ離間している。さらに、また、シャッタ回転駆動機構２８には、回転軸３１の回転座標を検出するためのシャッタ回転座標検出部３４が設けられている。シャッタ回転座標検出部３４により、シャッタ部材３０の回転座標が検出される。
【００２６】
図２及び図３に示すように、シャッタ部材３０は、２枚の羽根部３２を備えている。なお、羽根部３２は、２枚に限定されるものではなく、１枚式のもの、３枚以上のものでもよい。１枚の羽根部３２の上面面積は、基板１４の成膜領域よりも広くなるように設定されている。各羽根部３２は、回転時にハースライナー２４と基板１４との間を横切る上流側端部３２Ａと下流側端部３２Ｂとを有している。図２に示すシャッタ部材３０の羽根部３２の回転方向に対する上流側端部３２Ａ及び下流側端部３２Ｂは、直線状に形成されており、両者の開き角度が略９０度となるように設定されている。なお、図２のシャッタ部材３０の羽根部３２の上流側端部３２Ａの領域はＡで示され、下流側端部３２Ｂの領域はＢで示されている。
【００２７】
シャッタ部材３０は、回転時にハースライナー２４と基板１４との間を横切る上流側端部３２Ａと下流側端部３２Ｂとを有し、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から開放するときの下流側端部３４Ｂの形状と、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断するときの上流側端部３２Ａの形状が、シャッタ部材３０の回転軸３１の軸回りに回転させることで一致する。
【００２８】
また、図３に示す回転方向に対する上流側端部３２Ａ及び下流側端部３２Ｂは、曲線状となるように設定されている。図３のシャッタ部材３０の羽根部３２の上流側端部３２Ａの領域はＡで示され、下流側端部３２Ｂの領域はＢで示されている。
【００２９】
シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上に位置したり、あるいは退避したりすることにより、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を開閉可能にする。すなわち、シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上に位置している場合には、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を閉じた状態になり、蒸発した成膜物質Ｇが基板１４に付着しない。一方、シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上から退避している場合には、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を開放した状態になり、蒸発した成膜物質Ｇが基板１４に付着可能になる。
【００３０】
図２及び図３では、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じている状態を示している。その状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、ハースライナー２４と基板１４との間を閉じていたときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように設定されている。
【００３１】
シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板１４までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されている。ここで、「シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置」とは、例えば、図２及び図３に示されるように、一方の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置して基板１４を閉じている位置をいい、これがシャッタ部材３０の開閉動作前の位置になる。
【００３２】
図１に示すように、箱体１２の上部であって第１軸Ｘ１から所定の距離だけ離れた位置に、基板１４に成膜された膜厚を測定するための膜厚検出部３５が設けられている。膜厚検出部３５は、水晶振動子３６を備えており、水晶振動子３６に付着した成膜物質Ｇを計測することにより、基板１４の膜厚を推定する。具体的には、膜厚検出部３５は、水晶振動子３６に付着した成膜物質Ｇの重さによって、発振周波数が低くなることを利用し、逆に発振周波数を正確に測定することによって、成膜物質Ｇの重さ、すなわち膜厚を計算する。なお、膜厚検出部３５による膜厚の検出結果は、信号として制御部３８に出力される。
【００３３】
成膜装置１０は、制御部３８を備えている。制御部３８は、基板回転駆動機構２０、シャッタ回転駆動機構２８及び電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。制御部３８は、内蔵された記憶部（記憶手段）３８Ａに記憶されたプログラムと、基板回転座標検出部２２から出力される基板１４の回転座標に関する検出信号及びシャッタ回転座標検出部３４から出力されるシャッタ部材３０の回転座標に関する検出信号と、に基づいて、基板回転駆動機構２０及びシャッタ回転駆動機構２８の駆動を制御する。また、制御部３８は、内蔵された記憶部３８Ａに記憶されたプログラムに基づいて、電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。
【００３４】
次に、本実施形態の成膜装置１０の作用及び成膜方法について説明する。
【００３５】
図１に示すように、ハースライナー２４の鉛直上方に位置した基板保持部材１８によって基板１４が水平に保持される。
【００３６】
基板保持部材１８が基板回転駆動機構２０によって回転され、基板回転座標検出部２２によって基板１４の回転座標を検出しながら、基板１４が所定の設定速度で回転する。なお、制御部３８は、基板回転駆動機構２０の駆動を制御し、基板回転座標検出部２２から入力される基板１４の回転座標に関する信号を得て、場合によっては基板回転駆動機構２０の回転速度を調整する。
【００３７】
基板１４に対する成膜が開始する。成膜は、ハースライナー２４に収容された成膜物質Ｇに電子ビームＢが照射されることによって蒸発し、これが基板１４の表面に付着することにより行われる。電子ビームＢは、制御部３８によって発射タイミング及びビーム強度が制御された電子ビーム発射装置２６から発射される。成膜中においては、基板１４は、回転軸１６の軸回りに所定の回転速度で回転を継続する。
【００３８】
制御部３８によりシャッタ回転駆動機構２８が駆動され、シャッタ部材３０が所定の回転角で回転する。なお、シャッタ部材３０の回転方向は、一方向のみに設定されている。ここで、シャッタ回転座標検出部３４によってシャッタ部材３０の回転座標が信号として制御部３８に出力されるため、シャッタ部材３０の回転座標と基板１４の回転座標との関係を制御部３８で把握することができる。
【００３９】
ここで、図４を用いてシャッタ部材３０の開閉動作について説明する。図４は成膜装置１０における基板１４とシャッタ部材３０を鉛直方向から見た図である。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、基板１４の成膜開始直前においてシャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置して基板１４をハースライナー２４から遮断している状態になっている。基板１４の成膜開始時には、シャッタ部材３０が図４（Ａ）に示す状態から基板１４の回転と同期するようにして回転し、図４（Ｂ）に示す第１軸Ｘ１から退避した位置に移動する。図４（Ｂ）に示すように、基板１４の成膜中では、基板１４とハースライナー２４との間が開放される。図４（Ｂ）に示す基板１４の成膜中では、基板１４が回転し続け、シャッタ部材３０の回転が停止した状態になる。図４（Ｂ）に示す状態で、基板１４の表面に蒸発した成膜物質Ｇが付着して成膜されていく。
【００４１】
なお、基板１４とシャッタ部材３０とが同じ角速度で回転させる構成に限られるものではなく、例えば、基板１４が５回転する間にシャッタ部材３０が１／４だけ回転してもよい。要するに、開放開始時と遮断開始時のシャッタ部材３０の回転速度がそれぞれ同じであり、開放開始時と遮断開始時の基板１４の回転速度がそれぞれ同じとなるように制御すればよい。
【００４２】
基板１４の成膜が終了するときには、シャッタ部材３０が基板１４の回転速度と同期して回転し、羽根部３２が基板１４を閉じようとする。なお、図４（Ｃ）は、シャッタ部材３０が閉動作を行う直前の図である。
【００４３】
次に、シャッタ部材３０の開動作について詳細に説明する。なお、シャッタ部材３０の開動作は、基板１４を成膜するときに行うシャッタ部材３０の動作である。
【００４４】
図５は、開動作するときのシャッタ部材３０と基板１４を鉛直方向から見た図である。基板１４は所定の回転速度で回転している。図５（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０が開動作する直前は、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から遮断した状態になっている。このとき、シャッタ部材３０の回転座標と基板１４の回転座標が記憶部３８Ａに記憶される。図５（Ｂ）に示すように、シャッタ部材３０が所定の回転速度で回転し開動作を行う。これにより基板１４の一部が露出した状態になり、羽根部３２の回転角に伴い、基板１４の露出する面積が徐々に大きくなるように変化していく。そして、図５（Ｃ）に示すように、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から完全に開放し、基板１４の表面の領域が全て露出する。
【００４５】
次に、シャッタ部材３０の閉動作について詳細に説明する。なお、シャッタ部材３０の閉動作は、基板１４の成膜が終了したときに行うシャッタ部材３０の動作である。
【００４６】
図６は、閉動作するときのシャッタ部材３０と基板１４を鉛直方向から見た図である。基板１４は所定の回転速度で回転しており、開動作するときの基板１４の回転速度と同一である。図６（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０が閉動作する直前は、基板１４がハースライナー２４に対して完全に露出した状態になっている。このとき基板１４の回転座標は、図５（Ａ）にて記憶部３８Ａにて記憶された回転座標と同じである。また、シャッタ部材３０についていえば、開動作する直前の下流側端部Ｂの位置と、閉動作する直前の上流側端部Ａの位置が一致するようになっている。図６（Ｂ）に示すように、シャッタ部材３０が閉動作を行うと、シャッタ部材３０が所定の回転速度で回転する。このときのシャッタ部材３０の回転速度、回転方向は、図５（Ｂ）にて開動作を行うときの所定の回転速度、回転方向と同一である。シャッタ部材３０の回転により、基板１４の一部が隠れた状態になり、羽根部３２の回転角に伴い、基板１４の露出する面積が徐々に小さくなるように変化していく。そして、図６（Ｃ）に示すように、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から完全に遮断し、基板１４の表面の領域が羽根部３２に隠れる。
【００４７】
なお、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０の開動作のスタート時の基板１４の回転座標と、シャッタ部材３０の閉動作のスタート時の基板１４の回転座標と、が同じ位置となるように設定されている。具体的には、シャッタ部材３０の開動作のスタート時の基板１４のオリフラ１４Ａの位置と、シャッタ部材３０の閉動作のスタート時の基板１４のオリフラ１４Ａの位置と、が同じ位置となる。
【００４８】
次に、シャッタ部材３０が開いて基板１４がハースライナー２４に対して露出してからシャッタ部材３０が閉じて基板１４がハースライナー２４から遮断するまでの制御部３８による制御内容について説明する。
【００４９】
制御部３８は、成膜された基板１４の膜厚が所定の目標膜厚となるように基板１４、シャッタ部材３０及び電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。具体的には、制御部３８は、シャッタ部材３０の羽根部３２が基板１４を開放して成膜を開始したときの基板１４の回転座標を記憶する。なお、基板１４の回転座標は、制御部３８に内蔵された記憶部３８Ａにより記憶される。
【００５０】
制御部３８は、膜厚検出部３５からの膜厚に関する信号に基づいて基板１４の目標膜厚に至る時間を算出する。そして、制御部３８は、基板１４の目標膜厚に至る時間に、基板１４が成膜を開始した回転座標にくるように、回転動作中の基板１４の回転速度を制御する。基板１４は、制御部３８により回転速度を制御された状態で、成膜される。
【００５１】
そして、制御部３８は、基板１４の目標膜厚に至る時間に、成膜を開始したときの基板１４の回転速度と同じ回転速度で基板１４を回転させ、かつ成膜を開始したときの基板１４の回転速度と同じ回転速度でシャッタを回転させ、両者が同期するように制御する。これにより、基板１４とシャッタ部材３０とが同期した状態でシャッタ部材３０の羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から遮断して、成膜が終了する。
【００５２】
本実施形態によれば、図２及び図３に示すように、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じている状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じていたときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように設定されている。また、シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板１４までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されている。さらに、シャッタ部材３０の開動作時と閉動作時おいて、基板１４とシャッタ部材３０とがそれぞれ同一方向に同じ回転速度にて同期して回転する。これらにより、基板１４の表面上の各領域において、ハースライナー２４に対する露出時間を同じに制御することができる。この結果、成膜された基板１４の膜の膜厚を一定にすることができ、膜厚ムラが発生することを防止できる。
【００５３】
特に、制御部３８は、シャッタ部材３０が基板１４を開放するときの基板１４の回転座標とシャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断するときの基板１４の回転座標とを合わせ、かつシャッタ部材３０の回転速度と基板１４の回転速度とを開動作時と閉動作時とで同期させてシャッタ部材３０及び基板１４を同じ回転速度で回転させるため、シャッタ部材３０と基板１４との回転速度の相違によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００５４】
また、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断している状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断しているときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように、制御部３８がシャッタ部材３０の基板１４に対する位置を調整することにより、基板１４の成膜中においては、シャッタ部材３０が基板１４の一部を遮断して成膜を妨げることがない。この結果、シャッタ部材３０の形状によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００５５】
また、開閉動作を行う前のシャッタ部材３０の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されているため、シャッタ部材３０の回転速度と回転座標によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 成膜装置
１４ 基板
２０ 基板回転駆動機構（基板回転手段）
２２ 基板回転座標検出部（基板回転座標検出手段）
２４ ハースライナー（成膜源）
２８ シャッタ回転駆動機構（シャッタ駆動手段）
３０ シャッタ部材（シャッタ）
３２Ａ 上流側端部
３２Ｂ 下流側端部
３４ シャッタ回転座標検出部（シャッタ回転座標検出手段）
３５ 膜厚検出部（膜厚測定手段）
３８ 制御部（制御手段）
３８Ａ 記憶部（記憶手段）
【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】
従来からのスパッタリング成膜方法として、基板の被成膜面に対してターゲットを傾斜して配置し、該基板を面内で回転させながら成膜するステップと、成膜開始から所定のタイミングで成膜を終了するステップと、を備え、前記成膜を終了するステップは、基板が３６０°×ｎ＋１８０°＋α（ｎは０を含む自然数、−１０°＜α＜１０°）回転したタイミングで成膜を終了することを特徴とするスパッタリング成膜方法がある。
【０００３】
また、従来のパッタリング装置として、基板の被成膜面に対してターゲットを傾斜して配置し、該基板を面内で回転させながら成膜するスパッタリング装置であって、前記基板を回転させる回転駆動手段と、前記ターゲットと前記基板の間に配置されたシャッタと、前記シャッタを開閉駆動する開閉駆動手段と、前記回転駆動手段の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段により、成膜開始したときから３６０°×ｎ＋１８０°＋α（ｎは０を含む自然数、−１０°＜α＜１０°）の回転を検出した時に、前記シャッタ駆動手段を駆動させ、前記シャッタを閉じる制御手段と、を有するスパッタリング装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９４４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術によれば、成膜時間は、基板が1回転する時間ごとのとびとびの値しかとれなくなり、膜厚精度が低下するため、目標膜厚を得ることが困難となる問題がある。
【０００６】
また、従来技術のシャッタ機構は、従来より知られた任意の機構を用いることができるものであり（上記特許文献１の段落（００２５）参照）、シャッタ機構自体には何ら工夫されていない。このため、シャッタ機構のシャッタ開閉に要する時間の間に回転していく基板の各部での露出時間が一定に保たれる保証がない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、成膜した基板の膜厚寸法のばらつきを防止す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】
【０００８】
本発明は、基板を成膜するための成膜源と、基板の中心を中心軸として回転させる基板回転手段と、基板の回転座標を検出する回転座標検出手段と、基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間を開放又は遮断するシャッタと、前記シャッタを前記回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段と、前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御する制御手段と、を有する成膜装置である。
【０００９】
本発明によれば、基板表面のどの部分をとっても同じ露出時間となるような制御が可能になる。この結果、成膜された基板の膜の膜厚を一定にすることができ、膜厚ムラが発生することを防止できる。
【００１０】
この場合、前記制御手段は、前記基板の回転速度、前記シャッタの回転速度及び回転方向のそれぞれが、前記シャッタが前記基板を開放開始するときと遮断開始するときで同一となるように、前記基板回転手段及び前記シャッタ駆動手段を制御することが好ましい。
【００１１】
これによれば、シャッタと基板との回転速度の相違によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１２】
この場合、前記シャッタは、回転時に前記成膜源と前記基板との間を横切る上流側端部と下流側端部とを有し、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から開放するときの前記下流側端部の形状と、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から遮断するときの前記上流側端部の形状が、前記シャッタの回転軸回りに回転させることで一致するものであることが好ましい。
【００１３】
これによれば、シャッタが基板を成膜源から開放したときの下流側端部の位置が、シャッタが基板を成膜源から遮断しているときの上流側端部の位置に重なる。このように、シャッタの基板に対する位置を調整することにより、基板の成膜中においては、シャッタが基板の一部を遮断して成膜を妨げることがない。この結果、シャッタの形状によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１４】
この場合、前記シャッタの回転座標を検出するシャッタ回転座標検出手段を有し、前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御することが好ましい。
【００１５】
これによれば、前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御する。これにより、シャッタの回転速度と回転位置によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００１６】
本発明は、成膜される前記基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有することが好ましい。
【００１７】
これによれば、成膜される基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有しているため、基板表面上の膜の膜厚を正確に測定することができる。これにより、適正な膜厚を制御することが可能になり、成膜精度を高めることができる。
【００１８】
本発明は、基板の中心を中心軸として基板回転手段により回転させる工程と、基板の回転座標を回転座標検出手段により検出する工程と、基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間をシャッタにより開放又は遮断する工程と、前記シャッタをシャッタ駆動手段により前記回転軸の軸回りに回転させる工程と、前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶手段に記憶する工程と、前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御手段により制御する工程と、を有する成膜方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、成膜した基板の膜厚寸法のばらつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材と基板との位置関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の変形例と基板との位置関係を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の開閉動作の説明図である。
【図５】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の開動作の工程図である。
【図６】第１実施形態に係る成膜装置のシャッタ部材の閉動作の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る成膜装置及び成膜方法について、図面を参照して説明する。本発明の「成膜装置」及び「成膜方法」は、蒸着装置、スパッタリング装置、蒸着方法及びスパッタリング方法を含む概念である。また、「基板」としては、半導体基板などが挙げられる。
【００２２】
図１に示すように、成膜装置１０は、中空状の箱体１２を備えている。箱体１２の上部には、基板１４を水平に保持した状態で回転軸１６の軸回りに回転させる基板保持部材１８が設けられている。基板保持部材１８は、基板回転駆動機構２０により回転軸１６の軸回りに回転可能に設けられている。なお、回転軸１６の軸心は、第１軸Ｘ１と重なっている。また、基板回転駆動機構２０には、回転軸１６の回転座標を検出するための基板回転座標検出部２２が設けられている。基板回転座標検出部２２は、基板保持部材１８に保持されて回転する基板１４の回転座標を検出する。
【００２３】
なお、本明細書では、「回転座標」とは、所定の部材の現在の位置を意味し、「回転角」とは、所定の部材が実際に回転した量を意味する。
【００２４】
箱体１２の底部には、ハースライナー２４が設けられている。ハースライナー２４は、ハースライナー２４の中心と基板保持部材１８で保持された基板１４の中心とを結んだ第１軸Ｘ１上に位置するように位置決めされている。ハースライナー２４には、成膜物質Ｇが収容されている。ハースライナー２４の近傍には、電子ビームＢを発射する電子ビーム発射装置２６が設けられている。基板１４の成膜時には、電子ビーム発射装置２６から発射された電子ビームＢがハースライナー２４に収容された成膜物質Ｇに照射されて成膜物質Ｇが蒸発する。
【００２５】
箱体１２の上部であって第１軸Ｘ１から所定の距離だけ離れた位置に、シャッタ回転駆動機構２８が設けられている。シャッタ回転駆動機構２８は、シャッタ部材３０を回転軸３１の軸回りに回転させるためのものである。シャッタ回転駆動機構２８は、第２軸Ｘ２上に設けられている。また、回転軸３１の軸心は、第２軸Ｘ２と重なっている。なお、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２とは、所定の距離だけ離間している。さらに、また、シャッタ回転駆動機構２８には、回転軸３１の回転座標を検出するためのシャッタ回転座標検出部３４が設けられている。シャッタ回転座標検出部３４により、シャッタ部材３０の回転座標が検出される。
【００２６】
図２及び図３に示すように、シャッタ部材３０は、２枚の羽根部３２を備えている。なお、羽根部３２は、２枚に限定されるものではなく、１枚式のもの、３枚以上のものでもよい。１枚の羽根部３２の上面面積は、基板１４の成膜領域よりも広くなるように設定されている。各羽根部３２は、回転時にハースライナー２４と基板１４との間を横切る上流側端部３２Ａと下流側端部３２Ｂとを有している。図２に示すシャッタ部材３０の羽根部３２の回転方向に対する上流側端部３２Ａ及び下流側端部３２Ｂは、直線状に形成されており、両者の開き角度が略９０度となるように設定されている。なお、図２のシャッタ部材３０の羽根部３２の上流側端部３２Ａの領域はＡで示され、下流側端部３２Ｂの領域はＢで示されている。
【００２７】
シャッタ部材３０は、回転時にハースライナー２４と基板１４との間を横切る上流側端部３２Ａと下流側端部３２Ｂとを有し、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から開放するときの下流側端部３４Ｂの形状と、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断するときの上流側端部３２Ａの形状が、シャッタ部材３０の回転軸３１の軸回りに回転させることで一致する。
【００２８】
また、図３に示す回転方向に対する上流側端部３２Ａ及び下流側端部３２Ｂは、曲線状となるように設定されている。図３のシャッタ部材３０の羽根部３２の上流側端部３２Ａの領域はＡで示され、下流側端部３２Ｂの領域はＢで示されている。
【００２９】
シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上に位置したり、あるいは退避したりすることにより、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を開閉可能にする。すなわち、シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上に位置している場合には、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を閉じた状態になり、蒸発した成膜物質Ｇが基板１４に付着しない。一方、シャッタ部材３０の各羽根部３２がハースライナー２４と基板保持部材１８とを結ぶ第１軸Ｘ１上から退避している場合には、ハースライナー２４と基板保持部材１８との間を開放した状態になり、蒸発した成膜物質Ｇが基板１４に付着可能になる。
【００３０】
図２及び図３では、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じている状態を示している。その状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、ハースライナー２４と基板１４との間を閉じていたときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように設定されている。
【００３１】
シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板１４までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されている。ここで、「シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置」とは、例えば、図２及び図３に示されるように、一方の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置して基板１４を閉じている位置をいい、これがシャッタ部材３０の開閉動作前の位置になる。
【００３２】
図１に示すように、箱体１２の上部であって第１軸Ｘ１から所定の距離だけ離れた位置に、基板１４に成膜された膜厚を測定するための膜厚検出部３５が設けられている。膜厚検出部３５は、水晶振動子３６を備えており、水晶振動子３６に付着した成膜物質Ｇを計測することにより、基板１４の膜厚を推定する。具体的には、膜厚検出部３５は、水晶振動子３６に付着した成膜物質Ｇの重さによって、発振周波数が低くなることを利用し、逆に発振周波数を正確に測定することによって、成膜物質Ｇの重さ、すなわち膜厚を計算する。なお、膜厚検出部３５による膜厚の検出結果は、信号として制御部３８に出力される。
【００３３】
成膜装置１０は、制御部３８を備えている。制御部３８は、基板回転駆動機構２０、シャッタ回転駆動機構２８及び電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。制御部３８は、内蔵された記憶部（記憶手段）３８Ａに記憶されたプログラムと、基板回転座標検出部２２から出力される基板１４の回転座標に関する検出信号及びシャッタ回転座標検出部３４から出力されるシャッタ部材３０の回転座標に関する検出信号と、に基づいて、基板回転駆動機構２０及びシャッタ回転駆動機構２８の駆動を制御する。また、制御部３８は、内蔵された記憶部３８Ａに記憶されたプログラムに基づいて、電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。
【００３４】
次に、本実施形態の成膜装置１０の作用及び成膜方法について説明する。
【００３５】
図１に示すように、ハースライナー２４の鉛直上方に位置した基板保持部材１８によって基板１４が水平に保持される。
【００３６】
基板保持部材１８が基板回転駆動機構２０によって回転され、基板回転座標検出部２２によって基板１４の回転座標を検出しながら、基板１４が所定の設定速度で回転する。なお、制御部３８は、基板回転駆動機構２０の駆動を制御し、基板回転座標検出部２２から入力される基板１４の回転座標に関する信号を得て、場合によっては基板回転駆動機構２０の回転速度を調整する。
【００３７】
基板１４に対する成膜が開始する。成膜は、ハースライナー２４に収容された成膜物質Ｇに電子ビームＢが照射されることによって蒸発し、これが基板１４の表面に付着することにより行われる。電子ビームＢは、制御部３８によって発射タイミング及びビーム強度が制御された電子ビーム発射装置２６から発射される。成膜中においては、基板１４は、回転軸１６の軸回りに所定の回転速度で回転を継続する。
【００３８】
制御部３８によりシャッタ回転駆動機構２８が駆動され、シャッタ部材３０が所定の回転角で回転する。なお、シャッタ部材３０の回転方向は、一方向のみに設定されている。ここで、シャッタ回転座標検出部３４によってシャッタ部材３０の回転座標が信号として制御部３８に出力されるため、シャッタ部材３０の回転座標と基板１４の回転座標との関係を制御部３８で把握することができる。
【００３９】
ここで、図４を用いてシャッタ部材３０の開閉動作について説明する。図４は成膜装置１０における基板１４とシャッタ部材３０を鉛直方向から見た図である。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、基板１４の成膜開始直前においてシャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置して基板１４をハースライナー２４から遮断している状態になっている。基板１４の成膜開始時には、シャッタ部材３０が図４（Ａ）に示す状態から基板１４の回転と同期するようにして回転し、図４（Ｂ）に示す第１軸Ｘ１から退避した位置に移動する。図４（Ｂ）に示すように、基板１４の成膜中では、基板１４とハースライナー２４との間が開放される。図４（Ｂ）に示す基板１４の成膜中では、基板１４が回転し続け、シャッタ部材３０の回転が停止した状態になる。図４（Ｂ）に示す状態で、基板１４の表面に蒸発した成膜物質Ｇが付着して成膜されていく。
【００４１】
なお、基板１４とシャッタ部材３０とが同じ角速度で回転させる構成に限られるものではなく、例えば、基板１４が５回転する間にシャッタ部材３０が１／４だけ回転してもよい。要するに、開放開始時と遮断開始時のシャッタ部材３０の回転速度がそれぞれ同じであり、開放開始時と遮断開始時の基板１４の回転速度がそれぞれ同じとなるように制御すればよい。
【００４２】
基板１４の成膜が終了するときには、シャッタ部材３０が基板１４の回転速度と同期して回転し、羽根部３２が基板１４を閉じようとする。なお、図４（Ｃ）は、シャッタ部材３０が閉動作を行う直前の図である。
【００４３】
次に、シャッタ部材３０の開動作について詳細に説明する。なお、シャッタ部材３０の開動作は、基板１４を成膜するときに行うシャッタ部材３０の動作である。
【００４４】
図５は、開動作するときのシャッタ部材３０と基板１４を鉛直方向から見た図である。基板１４は所定の回転速度で回転している。図５（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０が開動作する直前は、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から遮断した状態になっている。このとき、シャッタ部材３０の回転座標と基板１４の回転座標が記憶部３８Ａに記憶される。図５（Ｂ）に示すように、シャッタ部材３０が所定の回転速度で回転し開動作を行う。これにより基板１４の一部が露出した状態になり、羽根部３２の回転角に伴い、基板１４の露出する面積が徐々に大きくなるように変化していく。そして、図５（Ｃ）に示すように、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から完全に開放し、基板１４の表面の領域が全て露出する。
【００４５】
次に、シャッタ部材３０の閉動作について詳細に説明する。なお、シャッタ部材３０の閉動作は、基板１４の成膜が終了したときに行うシャッタ部材３０の動作である。
【００４６】
図６は、閉動作するときのシャッタ部材３０と基板１４を鉛直方向から見た図である。基板１４は所定の回転速度で回転しており、開動作するときの基板１４の回転速度と同一である。図６（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０が閉動作する直前は、基板１４がハースライナー２４に対して完全に露出した状態になっている。このとき基板１４の回転座標は、図５（Ａ）にて記憶部３８Ａにて記憶された回転座標と同じである。また、シャッタ部材３０についていえば、開動作する直前の下流側端部Ｂの位置と、閉動作する直前の上流側端部Ａの位置が一致するようになっている。図６（Ｂ）に示すように、シャッタ部材３０が閉動作を行うと、シャッタ部材３０が所定の回転速度で回転する。このときのシャッタ部材３０の回転速度、回転方向は、図５（Ｂ）にて開動作を行うときの所定の回転速度、回転方向と同一である。シャッタ部材３０の回転により、基板１４の一部が隠れた状態になり、羽根部３２の回転角に伴い、基板１４の露出する面積が徐々に小さくなるように変化していく。そして、図６（Ｃ）に示すように、羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から完全に遮断し、基板１４の表面の領域が羽根部３２に隠れる。
【００４７】
なお、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、シャッタ部材３０の開動作のスタート時の基板１４の回転座標と、シャッタ部材３０の閉動作のスタート時の基板１４の回転座標と、が同じ位置となるように設定されている。具体的には、シャッタ部材３０の開動作のスタート時の基板１４のオリフラ１４Ａの位置と、シャッタ部材３０の閉動作のスタート時の基板１４のオリフラ１４Ａの位置と、が同じ位置となる。
【００４８】
次に、シャッタ部材３０が開いて基板１４がハースライナー２４に対して露出してからシャッタ部材３０が閉じて基板１４がハースライナー２４から遮断するまでの制御部３８による制御内容について説明する。
【００４９】
制御部３８は、成膜された基板１４の膜厚が所定の目標膜厚となるように基板１４、シャッタ部材３０及び電子ビーム発射装置２６の駆動を制御する。具体的には、制御部３８は、シャッタ部材３０の羽根部３２が基板１４を開放して成膜を開始したときの基板１４の回転座標を記憶する。なお、基板１４の回転座標は、制御部３８に内蔵された記憶部３８Ａにより記憶される。
【００５０】
制御部３８は、膜厚検出部３５からの膜厚に関する信号に基づいて基板１４の目標膜厚に至る時間を算出する。そして、制御部３８は、基板１４の目標膜厚に至る時間に、基板１４が成膜を開始した回転座標にくるように、回転動作中の基板１４の回転速度を制御する。基板１４は、制御部３８により回転速度を制御された状態で、成膜される。
【００５１】
そして、制御部３８は、基板１４の目標膜厚に至る時間に、成膜を開始したときの基板１４の回転速度と同じ回転速度で基板１４を回転させ、かつ成膜を開始したときの基板１４の回転速度と同じ回転速度でシャッタを回転させ、両者が同期するように制御する。これにより、基板１４とシャッタ部材３０とが同期した状態でシャッタ部材３０の羽根部３２が基板１４をハースライナー２４から遮断して、成膜が終了する。
【００５２】
本実施形態によれば、図２及び図３に示すように、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じている状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、シャッタ部材３０の羽根部３２が第１軸Ｘ１上に位置してハースライナー２４と基板１４との間を閉じていたときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように設定されている。また、シャッタ部材３０が開閉動作を行う前の各羽根部３２の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板１４までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されている。さらに、シャッタ部材３０の開動作時と閉動作時おいて、基板１４とシャッタ部材３０とがそれぞれ同一方向に同じ回転速度にて同期して回転する。これらにより、基板１４の表面上の各領域において、ハースライナー２４に対する露出時間を同じに制御することができる。この結果、成膜された基板１４の膜の膜厚を一定にすることができ、膜厚ムラが発生することを防止できる。
【００５３】
特に、制御部３８は、シャッタ部材３０が基板１４を開放するときの基板１４の回転座標とシャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断するときの基板１４の回転座標とを合わせ、かつシャッタ部材３０の回転速度と基板１４の回転速度とを開動作時と閉動作時とで同期させてシャッタ部材３０及び基板１４を同じ回転速度で回転させるため、シャッタ部材３０と基板１４との回転速度の相違によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００５４】
また、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断している状態から回転して基板１４を開放したときの下流側端部３２Ｂの位置が、シャッタ部材３０が基板１４をハースライナー２４から遮断しているときの上流側端部３２Ａの位置に重なるように、制御部３８がシャッタ部材３０の基板１４に対する位置を調整することにより、基板１４の成膜中においては、シャッタ部材３０が基板１４の一部を遮断して成膜を妨げることがない。この結果、シャッタ部材３０の形状によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【００５５】
また、開閉動作を行う前のシャッタ部材３０の待機位置は、上流側端部３２Ａから基板までの距離と、下流側端部３２Ｂから基板１４までの距離と、が同じ距離になるように設定されているため、シャッタ部材３０の回転速度と回転座標によって基板表面上の露出時間にずれが発生することを阻止することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 成膜装置
１４ 基板
２０ 基板回転駆動機構（基板回転手段）
２２ 基板回転座標検出部（基板回転座標検出手段）
２４ ハースライナー（成膜源）
２８ シャッタ回転駆動機構（シャッタ駆動手段）
３０ シャッタ部材（シャッタ）
３２Ａ 上流側端部
３２Ｂ 下流側端部
３４ シャッタ回転座標検出部（シャッタ回転座標検出手段）
３５ 膜厚検出部（膜厚測定手段）
３８ 制御部（制御手段）
３８Ａ 記憶部（記憶手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を成膜するための成膜源と、
基板の中心を中心軸として回転させる基板回転手段と、
基板の回転座標を検出する回転座標検出手段と、
基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間を開放又は遮断するシャッタと、
前記シャッタを前記回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段と、
前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御する制御手段と、
を有する成膜装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記基板の回転速度、前記シャッタの回転速度及び回転方向のそれぞれが、前記シャッタが前記基板を開放開始するときと遮断開始するときで同一となるように、前記基板回転手段及び前記シャッタ駆動手段を制御する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記シャッタは、回転時に前記成膜源と前記基板との間を横切る上流側端部と下流側端部とを有し、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から開放するときの前記下流側端部の形状と、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から遮断するときの前記上流側端部の形状が、前記シャッタの回転軸回りに回転させることで一致する請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記シャッタの回転座標を検出するシャッタ回転座標検出手段を有し、
前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、
前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
成膜される前記基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
基板の中心を中心軸として基板回転手段により回転させる工程と、
基板の回転座標を回転座標検出手段により検出する工程と、
基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間をシャッタにより開放又は遮断する工程と、
前記シャッタをシャッタ駆動手段により前記回転軸の軸回りに回転させる工程と、
前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶手段に記憶する工程と、
前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御手段により制御する工程と、
を有する成膜方法。
【請求項１】
基板を成膜するための成膜源と、
基板の中心を中心軸として回転させる基板回転手段と、
基板の回転座標を検出する回転座標検出手段と、
基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間を開放又は遮断するシャッタと、
前記シャッタを前記回転軸の軸回りに回転させるシャッタ駆動手段と、
前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御する制御手段と、
を有する成膜装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記基板の回転速度、前記シャッタの回転速度及び回転方向のそれぞれが、前記シャッタが前記基板を開放開始するときと遮断開始するときで同一となるように、前記基板回転手段及び前記シャッタ駆動手段を制御する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記シャッタは、回転時に前記成膜源と前記基板との間を横切る上流側端部と下流側端部とを有し、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から開放するときの前記下流側端部の形状と、前記シャッタが前記基板を前記成膜源から遮断するときの前記上流側端部の形状が、前記シャッタの回転軸回りに回転させることで一致する請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記シャッタの回転座標を検出するシャッタ回転座標検出手段を有し、
前記開閉動作を行う前の前記シャッタの待機位置では、閉動作開始前の待機位置における前記上流側端部から前記基板までの距離と、開動作開始前の待機位置における前記下流側端部から前記基板までの距離と、が同じ距離になるように設定されており、
前記制御手段は、前記シャッタの回転速度と回転座標とを制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
成膜される前記基板の膜の膜厚を測定するための膜厚測定手段を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
基板の中心を中心軸として基板回転手段により回転させる工程と、
基板の回転座標を回転座標検出手段により検出する工程と、
基板の成膜領域から外側にある位置を回転軸として回転することにより、成膜源と基板との間をシャッタにより開放又は遮断する工程と、
前記シャッタをシャッタ駆動手段により前記回転軸の軸回りに回転させる工程と、
前記シャッタが成膜源と基板との間を開放開始するときの基板の回転座標を記憶手段に記憶する工程と、
前記記憶手段に記憶された基板の回転座標と同じ回転座標のときに前記シャッタが成膜源と基板との間を遮断開始するように前記シャッタ駆動手段を制御手段により制御する工程と、
を有する成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７２４２６（Ｐ２０１２−７２４２６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７００４（Ｐ２０１０−２１７００４）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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