膜形成装置および膜形成方法
【課題】成膜プロセスにおいて膜厚制御を容易に行うことができる膜形成装置および膜形成方法を提供することにある。
【解決手段】成膜を行う成膜室１０と、膜厚を測定する測定室２０とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室１０および測定室２０の内部を減圧した状態で、両室１０、２０の間で基板Ｂを行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっているから、測定室２０の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【解決手段】成膜を行う成膜室１０と、膜厚を測定する測定室２０とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室１０および測定室２０の内部を減圧した状態で、両室１０、２０の間で基板Ｂを行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっているから、測定室２０の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜形成装置および膜形成方法に関し、特に、インクジェットヘッド等に使用される圧電アクチュエータにおける圧電膜の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインクジェットヘッド等に用いられる圧電アクチュエータの製造方法として、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）と呼ばれるものがある。例えば、特許文献１（特開２００３−３０６７６２公報）には、エアロゾル室内で圧電材料の微粒子を気体中に分散させたエアロゾルを発生させるとともに、成膜室内を減圧することでエアロゾル室と成膜室との圧力差を利用してエアロゾルを成膜室内の噴射ノズルに導き、基板表面に向けて噴射させるという方法が開示されている。これにより、エアロゾルに含まれる微粒子が基板上に衝突・堆積し、圧電膜が形成される。
【特許文献１】特開２００３−３０６７６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、薄膜を形成する際に、その膜厚を完全に制御することは難しく、特に成膜速度が上がるにつれてばらつきが大きくなっていく傾向がある。そこで、経験的に初期条件を設定しておき、成膜中に膜厚を測定して、その結果によりある程度のパラメータ制御を行うことにより、随時膜厚をコントロールすることが行われている。
【０００４】
しかし、上記したＡＤ法のように減圧下で成膜プロセスを実行する方法を採用する場合には、成膜中に膜厚を測定しようとした場合、成膜チャンバ内をいったん常圧に戻して基板を取り出し、膜厚を測定した後に再び基板を成膜チャンバ内に戻し、チャンバ内の内圧を調整するという極めて煩雑な手順を経ることとなってしまう。この問題を解決するため、非接触の測定系を用いてチャンバ内部を減圧したままで測定することも考えられるが、ＡＤ法が微粒子を含むエアロゾルを噴出させて成膜するという方法であるため、長期間の使用により微粒子がチャンバの内壁に付着するなどしてチャンバの内部が汚れ、測定精度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成膜プロセスにおいて膜厚制御を容易に行うことができる膜形成装置および膜形成方法を提供するを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係る膜形成装置は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内で材料粒子を含むエアロゾルを基板に向けて噴射することによりこの基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある前記膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室および前記測定室に接続されてこの成膜室および測定室の内圧を制御する圧力調整機構と、前記基板を前記成膜室と前記測定室との間で搬送するコンベアと、前記成膜室と前記測定室とを遮断する遮断部と、を備えるものである。
【０００７】
本発明の膜形成装置は、例えばアルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト等の酸化物セラミックスの膜を形成するために使用することができ、特に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）等の、圧電アクチュエータ用の圧電膜を形成するために好適に使用することができる。膜を形成するための基板としては、エアロゾルデポジション法による成膜に通常に適用可能なものであれば特に制限はなく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）、４２Ａ合金、アルミナ、ジルコニア、チタン製のもの等を使用することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の膜形成装置であって、前記測定機構が非接触式のものであって、前記測定室の外部に設置されたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の膜形成装置であって、前記測定機構が、前記基板に光を出射する投光部と、前記基板からの反射光を受光する受光部とを備えた光学的機構とされたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記成膜室および前記測定室が、それぞれ弁体を介して一の圧力調整機構に接続されたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記基板の搬出入口が前記測定室に設けられたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアが複数設けられたものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記成膜室と前記測定室との間にはこれら両室を連通する中間室が設けられ、前記中間室には、前記基板の汚れを除去するクリーナが設けられたものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の膜形成装置であって、前記クリーナが、前記基板にガスを吹き付けることによって前記基板の汚れを除去するガスクリーナであるとともに、このガスクリーナが、前記中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する前記成膜室または前記測定室の圧力を調整する第２の圧力調整機構を兼ねているものである。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８に記載の膜形成装置であって、前記ガスが、前記エアロゾルを形成するガスと同種のものである。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項７〜請求項９のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記遮断部が前記中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に設けられたものである。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の膜形成装置であって、前記中間室において前記２箇所の遮断部の間に前記クリーナが設置されたものである。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１０または請求項１１に記載の膜形成装置であって、前記中間室には、前記２箇所の遮断部によって区画される空間の内圧を制御する中間室用圧力調整機構が設置されたものである。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアによって基板が搬送されているときに、前記測定室の内圧が前記成膜室の内圧よりも高くなるように前記圧力調整機構または前記弁体を制御する圧力制御部を備えるものである。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項５〜請求項１３のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記測定室に設けられて前記搬出入口を開閉する開閉部と、前記開閉部による前記搬出入口の開閉状態を検知する開閉検知部と、前記開閉検知部によって前記搬出入口が開放状態であることが検知されたときに前記遮断部を遮断する遮断制御部と、を備えるものである。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項１０〜請求項１４のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアに設けられてこのコンベア上での前記基板の位置を検知する位置検出部と、前記位置検出部が前記成膜室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記測定室側の遮断部を遮断するとともに前記成膜室側の遮断部を開放し、前記位置検出部が前記測定室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記成膜室側の遮断部を遮断するとともに前記測定室側の遮断部を開放する遮断制御部と、を備えるものである。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さがあらかじめ決められた基準厚さよりも小さいか否かを判断する判断部と、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さに基づいて前記噴射機構の噴射条件を調整する噴射条件調整部と、前記判断部により前記膜の厚さが前記基準厚さよりも小さいと判断されたときには、前記コンベアに前記基板を前記測定室から前記成膜室へ搬送させるとともに前記噴射条件調整部に前記噴射機構の噴射条件を前記膜の厚さに対応するように調整させ、調整された噴射条件に従って前記成膜室へ搬送された前記基板に対して前記噴射機構に前記エアロゾルの噴射を行わせる装置制御部と、を備えるものである。
【００２３】
請求項１７の発明は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において材料粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前記測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する方法であって、(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記膜を形成する膜形成工程と、(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、(d)前記膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、(f)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、を含み、前記再形成工程が、(g)前記成膜室内及び前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記工程(b)〜(e)を再度実行する工程と、を含むものである。
【００２４】
なお、本発明において、調整工程は基板移動工程と前後しても構わない。
【００２５】
請求項１８の発明は、請求項１７に記載の膜形成方法であって、前記判断構成において前記膜が前記基準厚さ以上である場合に、この判断工程の後に前記再形成工程に代えて(j)前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程を含むものである。
【００２６】
請求項１９の発明は、請求項１７または請求項１８に記載の膜形成方法であって、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記測定室の内圧を前記成膜室の内圧よりも高くするものである。
【００２７】
請求項２０の発明は、請求項１７〜請求項１９のいずれかに記載の膜形成方法であって、前記測定室に前記基板を装置内へ搬出入するための搬出入口を設け、前記基板搬入工程において、前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で前記基板を前記搬出入口から搬入し、さらにこの基板を前記測定室から前記成膜室に移動するものである。
【００２８】
請求項２１の発明は、請求項１７〜請求項２０のいずれかに記載の膜形成方法であって、前記成膜室と前記測定室との間にこれら両室を連通する中間室を設けるとともに、この中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に遮断部を設け、前記基板搬入工程後、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記成膜室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記測定室側の遮断部を閉じた状態で前記成膜室側の遮断部を開放し、前記測定室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記成膜室側の遮断部を閉じた状態で前記測定室側の遮断部を開放するものである。
【００２９】
請求項２２の発明は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前期測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記圧電材料の粒子からなる圧電膜を形成する圧電アクチュエータの製造方法であって、(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、(d)前記圧電膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、(f)前記判断工程において前記圧電膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、(i)前記判断構成において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程と、を含み、前記再形成工程が、(g)前記成膜室内及び前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記工程(b)〜(e)を再度実行する工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、成膜を行う成膜室と、膜厚を測定する測定室とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室および測定室の内部を減圧した状態で、両室の間で基板を行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室と測定室との間を遮断できるようになっているから、測定室の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【００３１】
請求項２および請求項３の発明によれば、測定機構として被接触式のもの、例えば光学的な機構を使用するとともに、この測定機構を測定室の外部に設置している。このような構成によれば、測定機構を測定室の外部から操作して、測定室内にある基板上の膜厚測定を行うことができる。したがって、測定の度に作業者が測定室内に入るために測定室内を常圧に戻す、といった作業が不要となるため、成膜プロセスをさらに簡略化することができる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、成膜室と測定室とに個別に圧力調整機構を設けなくとも、弁体を開閉することで、１つの圧力調整機構で双方の内圧を個別に調整できる。このため、コストの低減が図れる。
【００３３】
請求項５の発明によれば、基板の搬出入口が前記測定室に設けられている。ここで、ＡＤ法は、エアロゾルを発生させるエアロゾル室と成膜室との圧力差によりエアロゾルを成膜室内に導き、噴出させるものであるから、成膜室の圧力の変動は成膜に影響を与える。しかし、本請求項の発明によれば、基板の搬出入を行う際には測定室の内圧のみを常圧に戻せばよく、成膜室内を常に減圧状態に保つことができるから、成膜条件の変動を最小限度とすることができる。
【００３４】
請求項６の発明によれば、コンベアが複数設けられている。このような構成によれば、例えば成膜室で一の基板に成膜を行うと同時に、測定室で他の基板の膜厚測定を行い、次いで複数のコンベアによって双方の基板を同時に入れ替えて、測定室で一の基板の膜厚測定を行うと同時に、成膜室で他の基板の成膜を行う、というように、複数の基板の成膜プロセスを同時に行うことができる。これにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００３５】
請求項７の発明によれば、成膜室と測定室との間に設けられた中間室には、基板に付着した余剰の粒子等の汚れを除去するクリーナが設けられている。このような構成によれば、材料粒子が基板の搬送に伴って測定室に持ち込まれることを防止でき、測定室内を清浄に保つことができる。これにより、測定精度を維持することができる。
【００３６】
請求項８の発明によれば、クリーナを、基板にガスを吹き付けることによってこの基板の汚れを除去するガスクリーナとするとともに、このガスクリーナに中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する成膜室または測定室の圧力を調整する第２の圧力調整の役割を兼務させることにより、膜形成装置の構成を簡略化することができる。
【００３７】
請求項９の発明によれば、ガスクリーナによって吹き付けられるガスを、エアロゾルを形成するガスと同種のものとすることで、成膜時に近い雰囲気中で汚れの除去と測定とを行えるため、成膜時に粉体の割れによって生じた新生面を再成膜時まで新生に近い状態で維持することができ、再成膜を良好に行うことができる。
【００３８】
請求項１０及び請求項２１の発明によれば、遮断部が中間室において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている。そして、一方の遮断部が開放されるときには、他方の遮断部を閉鎖しておくようにすればよい。これにより、成膜室と測定室との内圧の差などによって、成膜室中に浮遊している材料粒子が測定室に流れ込んで測定室の内部が汚染されることを防止することができる。
【００３９】
請求項１１の発明によれば、中間室において前記２箇所の遮断部の間にクリーナが設置されている。このような構成によれば、基板に付着した余剰の材料粒子等の除去作業を行う際には、２箇所の遮断部を閉鎖した状態で行うことができる。このようにすれば、除去作業時の中間室の内圧の変動や基板から除去された材料粒子等が成膜や測定に悪影響を与えることを回避することができる。
【００４０】
請求項１２の発明によれば、中間室には中間室用圧力調整機構が設けられている。このような構成によれば、成膜室と中間室との間で基板を移動する際には、測定室側の遮断部を閉じた状態で、中間室の内圧を成膜室側に合わせ、成膜室側の遮断部を開放して基板を移動させればよい。一方、測定室と中間室との間で基板を移動する際には、成膜室側の遮断部を閉じた状態で、中間室の内圧を測定室側に合わせ、測定室側の遮断部を開放すればよい。このように、成膜室、測定室に比べて比較的狭いスペースしか必要とせず、内圧の調整を簡単に行える中間室の内圧を変化させるだけで基板の移動を行うことができる。
【００４１】
請求項１３、１４、１５の発明によれば、基板の搬出入、あるいは成膜室と測定室との間での移動の際の成膜室と測定室との圧力調整等を自動化することができる。
【００４２】
請求項１６の発明によれば、測定機構により測定された膜の厚さが基準厚さより小さいときに、その膜の厚さの測定結果に基づいて膜の形成条件（噴射機構の噴射条件）を調整してから、再度膜の形成を行うことができる。よって、膜厚の不足分を補うための成膜を高精度に行うことができる。
【００４３】
請求項１８の発明によれば、既に所望の厚さの膜が形成されている場合や所望の厚さを超えた膜が形成されて修復が困難である場合のように、再度の成膜を行う必要がないときは、基板を測定室から搬出するので、余分な工程を行わずに直ちに成膜の後工程に移行することができる。よって、膜形成を迅速に行うことができる。
【００４４】
請求項１９の発明によれば、基板を移動させる際には、測定室の内圧を成膜室の内圧よりも高くする。これにより、成膜室中に浮遊している材料粒子が測定室に流れ込んで測定室の内部が汚染されることを防止し、測定室内を清浄に保つことができるから、測定精度を維持することができる。
【００４５】
請求項２０の発明によれば、搬出入口から基板を測定室に搬入するときは、成膜室は測定室から遮断されているため、成膜室を減圧状態に維持したまま基板を外部から装置内に取り込むことができる。よって、後の成膜工程に直ちに移行することができ、膜形成を迅速に行うことができる。
【００４６】
請求項１７および請求項２２の発明によれば、成膜を行う成膜室と、膜厚を測定する測定室とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。そして、成膜室および測定室の内部を減圧した状態で、両室の間で基板を行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行う。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室と測定室との間を遮断できるようになっているから、測定室の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。これにより、厚さが均一の膜、および圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図７を参照しつつ詳細に説明する。図１には、本発明の膜形成装置１の全体概略図を、図２には、この膜形成装置１のブロック図を示す。この膜形成装置１は、成膜を行うための成膜室１０と、形成された膜の厚みを測定するための測定室２０と、これら成膜室１０と測定室２０との間に設けられて両室１０、２０を連通する中間室３０と、この膜形成装置１の運転を自動制御するためのホストコンピュータＣ（本発明の圧力制御部、遮断制御部、および装置制御部に該当する）とを備えている。
【００４８】
成膜室１０は、エアロゾルＺを基板Ｂに向けて吹き付けてこのエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍを基板Ｂに付着させることで、基板Ｂ上に材料粒子Ｍの薄膜を形成するためのものである。この成膜室１０の内部には、基板Ｂを載置するためのステージ１１が設置されている。また、このステージ１１の上方には、エアロゾルＺを噴射するための噴射ノズル１２が、その噴射口をステージ１１側に向けて設置されている。
【００４９】
噴射ノズル１２はトラバース機構（図示せず）によりステージ１１に対して相対移動可能とされており、この噴射ノズル１２がステージ１１に載置された基板Ｂ上において所望の経路を走査できるようになっている。これにより、噴射ノズル１２は基板Ｂ上の所望の位置に向けてエアロゾルＺを噴射することができる。
【００５０】
この噴射ノズル１２は、エアロゾル発生器１３に接続されている。このエアロゾル発生器１３には、内部に材料粒子Ｍを収容可能なエアロゾル室１４と、このエアロゾル室１４に取り付けられてエアロゾル室１４を振動する加振装置１５とが備えられている。エアロゾル室１４には、キャリアガスを導入するためのガスボンベＧが導入管１６を介して接続されている。導入管１６の先端はエアロゾル室１４内部において底面付近に位置し、材料粒子Ｍ中に埋没するようにされている。キャリアガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスや空気、酸素等を使用することができる。
【００５１】
このエアロゾル室１４は、エアロゾル供給管１７を介して噴射ノズル１２に接続されており、エアロゾル室１４内で発生するエアロゾルＺが、エアロゾル供給管１７を通って噴射ノズル１２から噴射されるようになっている。以上説明した噴射ノズル１２、エアロゾル発生器１３、ガスボンベＧ、トラバース機構等、および後述する成膜室１０とエアロゾル室１４との間に差圧を生じさせる真空ポンプＰが本発明の噴射機構に該当する。
【００５２】
一方、測定室２０は、成膜室１０で基板Ｂ上に形成された薄膜の厚さムラ等を測定するためのものであって、後述の中間室３０を介して成膜室１０に接続されている。この測定室２０の内部には、基板Ｂを載置するための測定台２１が設置されている。また、測定室２０の天井部には、窓部２２が設けられており、この窓部２２の上部には、光学的な測定機構であるレーザ干渉計２３が設置されている。この窓部２２には、光透過性のガラス板が嵌め込まれており、レーザ干渉計２３からの出射光、および基板Ｂからの反射光を透過できるようになっている。これにより、測定室２０の外部に設置したレーザ干渉計２３によって基板Ｂに形成された膜の測定が行えるようになっている。
【００５３】
成膜室１０と測定室２０との間には、両者を結ぶ細長い角筒状の中間室３０が設けられている。この中間室３０には仕切弁３１（本発明の遮断部に該当する）が設けられており、この仕切弁３１を開閉することによって成膜室１０と測定室２０とを連通したり遮断したりすることができるようになっている。成膜室１０に設置されたステージ１１と測定室２０に設置された測定台２１との間には、この中間室３０を通過して両者の間で基板Ｂを搬送するためのベルトコンベア３２（本発明のコンベアに該当する）が設けられている。
【００５４】
このベルトコンベア３２については、図３に示すように、測定室２０側（図３の左上方）から成膜室１０側（図３の右下方）へ基板Ｂを搬送する上り側ベルトコンベア３２Ａと、成膜室１０側から測定室２０側へ基板Ｂを搬送する下り側ベルトコンベア３２Ｂとの２列が並行して設けられており、これにより、２枚の基板を成膜室１０と測定室２０との間で一度に入れ替えることができるようになっている。したがって、例えば成膜室１０で一の基板Ｂに成膜を行うと同時に、測定室２０で他の基板Ｂの膜厚測定を行った後、２列のベルトコンベア３２Ａ、３２Ｂによって双方の基板Ｂを同時に入れ替え、次いで測定室２０で一の基板Ｂの膜厚測定を行うと同時に、成膜室１０で他の基板Ｂの成膜を行う、というように、２枚の基板Ｂの成膜プロセスを同時に行うことができる。これにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００５５】
また、各列のベルトコンベア３２Ａ、３２Ｂは、仕切弁３１を境として成膜室側コンベア３３Ａと測定室側コンベア３３Ｂとに分割されており、仕切弁３１を閉鎖する際には、両コンベア３３Ａ、３３Ｂ間に、仕切弁３１の弁板（図示せず）が進入するようになっている。これにより、仕切弁３１を閉鎖する際にベルトコンベア３２の存在が障害となって遮蔽性が損なわれるといったことがないようにされている。
【００５６】
成膜室側コンベア３３Ａと測定室側コンベア３３Ｂとの間には、両コンベア３３Ａ、３３Ｂ間で基板Ｂを受け渡すための受け渡し機構３４が設けられている。この受け渡し機構３４は、両コンベア３３Ａ、３３Ｂのうち進行方向上流側のコンベア（上り側ベルトコンベア３２Ａにおいては測定室側コンベア３３Ｂ、下り側ベルトコンベア３２Ｂにおいては成膜室側コンベア３３Ａ）において相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂと対向する側の端部付近に、両サイドに一対設けられたシリンダ部３５により構成されている。このシリンダ部３５は、シリンダチューブ３６と、このシリンダチューブ３６の内部に収容されるとともに相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂに向かって突出するピストンロッド３７とを備え、油圧、空気圧等の周知の方法でピストンロッド３７を駆動するものである。
【００５７】
基板Ｂは、ベルトコンベア３２のベルト幅よりもやや幅広に形成されたワーク台３８上に載置された状態で搬送される。基板Ｂを両コンベア３３Ａ、３３Ｂの間で受け渡す際には、ワーク台３８の両側縁部、すなわちベルトコンベア３２のベルトから側方へ張り出している部分が、シリンダ部３５のピストンロッド３７によって下面側から支持される。この状態で、ピストンロッド３７が相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂに向かって駆動されると、このピストンロッド３７で支持されたワーク台３８が、両コンベア３３Ａ、３３Ｂの間を渡される。
【００５８】
また、中間室３０において、仕切弁３１よりも測定室２０寄りの位置には、基板Ｂの除塵を行うためのクリーナ３９（本発明のクリーナおよび第２の圧力調整機構に該当する）が設けられている。このクリーナ３９は、エアブロー式のものであって、ベルトコンベア３２の上方に設けられた吹出ノズル３９Ａから、ベルトコンベア３２上を搬送される基板Ｂに向かってパージ用ガスを吹き付ける。このパージ用ガスは、エアロゾルＺを形成するキャリアガスと同じガスとされている。これにより、成膜中に基板Ｂに付着した余剰の材料粒子Ｍが払い落とされるようになっている。
【００５９】
成膜室１０および測定室２０は、それぞれ排気管４０を介して真空ポンプＰに接続されている。排気管４０の一端部は、真空ポンプＰ（本発明の圧力調整機構に該当する）に接続されており、他端部は二股に分岐されてそれぞれ成膜室１０、測定室２０に接続されている。分岐された枝管部４０Ａ、４０Ｂにはそれぞれ圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂ（本発明の弁体に該当する）が設けられている。そして、この圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂと、中間室３０に設けられた仕切弁３１との開閉を制御することによって、１台の真空ポンプＰで成膜室１０、測定室２０の内圧を個別に調整できるようになっている。
【００６０】
また、測定室２０には搬出入口２４が設けられており、膜形成装置１への基板Ｂの搬入、搬出が、この測定室２０側から行われるようになっている。この搬出入口２４には扉部２５が設けられており、必要に応じて搬出入口２４を閉鎖できるようになっている。また、搬出入口２４には、この扉部２５による搬出入口２４の開閉状態を検知する開閉検知センサ２６（本発明の開閉検知部に該当する）が設けられている。この開閉検知センサ２６によって得られた搬出入口２４の開閉状態の情報はホストコンピュータＣに送られ、搬出入口２４が開放状態にあるときには仕切弁３１が常に閉鎖されるように、ホストコンピュータＣによって制御がなされる。これにより、測定室２０内が常圧とされる際には、測定室２０と成膜室１０とが遮断され、成膜室１０の内部が常に減圧状態に保たれるようになっている。エアロゾルＺの噴出速度は減圧状態の成膜室１０と加圧状態のエアロゾル室１４との圧力差によって決定されるものであるため、成膜室１０内部の圧力変動をできるだけ少なくすることにより、成膜プロセスの効率を上げるとともに成膜条件の意図しない変動を抑制しているのである。
【００６１】
次に、上記のように構成された膜形成装置１によって成膜を行う手順について、図４〜図６の膜形成工程図、および図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する膜形成装置１の動作は、ホストコンピュータＣに格納されたプログラムによって自動制御されている。
【００６２】
まず、図４Ａに示すように、成膜室側の圧力調整バルブ４１Ａを開放し、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂと仕切弁３１とを閉鎖した状態で、真空ポンプＰを起動し、成膜室１０の内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。
【００６３】
次いで、基板Ｂが外部の搬送ラインＬによって測定室２０の搬出入口２４まで搬送されてくると、搬出入口２４を開放する。そして、基板Ｂを開放状態の搬出入口２４から測定室２０の内部に搬入する。このとき、開閉検知センサ２６は搬出入口２４が開放状態であることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、搬出入口２４が開放されている間は、仕切弁３１が開放されることがないように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【００６４】
基板Ｂの搬入後、搬出入口２４を扉部２５によって閉鎖する。そして、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開放し、測定室２０内をほぼ真空となるまで減圧する。減圧後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００６５】
次に、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、図４Ｂに示すように、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを成膜室１０へ搬送する。このように測定室２０の搬出入口２４から搬入された基板Ｂを成膜室１０へ搬送するまでの工程を基板搬入工程（ステップＳ１）と称する。このとき、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないから、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込むのを防止する。
【００６６】
すなわち、成膜室１０における膜の形成は、エアロゾルＺを基板Ｂに向けて吹き付けてこのエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍを基板Ｂに付着させることによって行うものであるから、残留したエアロゾルＺが浮遊し、また材料粒子Ｍが内壁部に付着するなどして、成膜室１０の内部が相当に汚れていることがある。そこで、これらの汚れが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つために、測定室２０の内圧を成膜室１０の内圧よりも高くする。これにより、測定精度を維持することができる。
【００６７】
成膜室１０へ搬入された基板Ｂは、ステージ１１上にセットされる。基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、基板Ｂの搬送時に測定室２０の内圧が高くされているので、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開いて、測定室２０内を成膜室１０の内圧とほぼ等しい圧力まで減圧する。調整後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００６８】
続いて、図５Ａに示すように、成膜を行う。まず、エアロゾル室１４の内部に材料粒子Ｍを投入する。そして、ガスボンベＧからキャリアガスを導入して、そのガス圧で材料粒子Ｍを舞い上がらせる。それととともに、加振装置１５によってエアロゾル室１４を振動することで、材料粒子Ｍとキャリアガスとを混合してエアロゾルＺを発生させる。そして、エアロゾル室１４と成膜室１０との間の差圧により、エアロゾル室１４内のエアロゾルＺを高速に加速しつつ噴射ノズル１２から噴出させる。噴出したエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍは基板Ｂに衝突して堆積し、膜を形成する（膜形成工程または圧電膜形成工程；ステップＳ２）。
【００６９】
成膜後、図５Ｂに示すように、基板Ｂを成膜室１０から測定室２０へ移動する（第１の基板移動工程；ステップＳ３）。まず、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを測定室２０へ搬送する。そして、基板Ｂがクリーナ３９の下方を通過する際に、このクリーナ３９から供給されるパージ用ガスを基板Ｂに吹き付け、基板Ｂのクリーニングを行う。これにより、基板Ｂに余剰の材料粒子Ｍが付着して測定室２０に運び込まれ、測定室２０の内部を汚染することを防止する。
【００７０】
また、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないから、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込むのを防止する。
【００７１】
また、このとき、中間室３０と測定室２０とはパージ用ガスで満たされる状態となるが、パージ用ガスはエアロゾルＺを形成するキャリアガスと同じガスであるため、中間室３０と測定室２０とは成膜時の成膜室１０に近い雰囲気となる。したがって、成膜時に近い雰囲気中で、成膜室１０と測定室２０との間での基板Ｂの移動と後述する成膜室２０で行われる膜の測定とを行うことができ、後述するように膜形成工程Ｓ２が再度行われる場合には、その再成膜を良好に行うことができる。
【００７２】
すなわち、上記の膜形成工程Ｓ２において、基板Ｂに衝突した材料粒子Ｍには割れが生じ、密着性の高い新生面が露出するが、再成膜に至るまでの工程を成膜室１０に近い雰囲気の中で行えるため、露出した新生面を新生に近い状態で維持できるのである。
【００７３】
さらに、本実施形態の膜形成装置１には、２列のベルトコンベア３２が設置されている。よって、次に処理される基板（図示せず）をあらかじめ測定室２０内に搬入しておき、上記の基板Ｂの成膜室１０から測定室２０への移動と同時に、測定室２０から成膜室１０へ移動させても良い（図３を併せて参照）。このようにすれば、次の膜厚測定工程において先の基板Ｂに形成された膜の膜厚分布を測定している間に、次の基板の成膜を行うことができる。これにより、２枚の基板を同時に処理することができ、製造プロセスの短縮につながる。
【００７４】
測定室２０へ搬入された基板Ｂは、測定台２１上にセットされる。基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、第１の基板移動工程Ｓ３において測定室２０の内圧が高くなっているので、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開いて、測定室２０の内圧を成膜室１０の内圧とほぼ等しくなるまで調整する。調整後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００７５】
続いて、図６に示すように、成膜工程で成膜された膜の膜厚分布を測定する（膜厚測定工程；ステップＳ４）。レーザ干渉計２３を作動させると、投受光部２３Ａ（本発明の投光部および受光部に該当する）に備えられた光源（図示せず）から出射された光は、測定室２０の窓部２２に嵌め込まれた光透過性のガラス板を通過して、測定室２０内部に設置された基板Ｂの表面に到達する。基板Ｂに到達した光はこの基板Ｂ上に形成された膜に反射されて、再び測定室２０の窓部２２に嵌め込まれたガラス板を通過し、投受光部２３Ａに備えられたＣＣＤカメラ（図示せず）によって受光される。
【００７６】
このように、測定機構として被接触式の光学的な機構であるレーザ干渉計２３を使用するとともに、このレーザ干渉計２３を測定室２０の外部に設置している。また、測定室２０の天井部には光透過性のガラス板を嵌め込んだ窓部２２が設けられており、レーザ干渉計２３からの出射光をこの窓部２２から測定室２０内部に照射できるようになっている。これにより、レーザ干渉計２３を測定室２０の外部から操作して、内部にある基板Ｂ上の膜厚測定を行うことができる。したがって、測定条件の調整やレーザ干渉計２３のメンテナンス等のために測定室２０を開閉する必要がなく、測定室２０内を減圧としたままでレーザ干渉計２３の操作を行うことができる。
【００７７】
また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっている。加えて、成膜室１０と測定室２０との間にはクリーナ３９が設けられており、成膜室１０から搬送される基板Ｂはクリーニングされた状態で測定室２０内に搬入される。これにより、測定室２０の内部がエアロゾルＺによって汚染されることを回避し、測定精度を維持することができる。
【００７８】
ＣＣＤカメラによって受光された反射光のデータはホストコンピュータＣに送られ、膜の表面状態が解析される。
【００７９】
なお、先の第１の基板移動工程Ｓ３において、次に処理される基板を成膜室１０へ移動させた場合には、この膜厚測定工程Ｓ４を行っている間に、成膜室１０へ搬入された基板への成膜を併せて行う。
【００８０】
測定が終了したら、ホストコンピュータＣ（本発明の判断部）は、送信されたデータに基づいて、予め定められた基準厚さを有する膜が形成されたか否かを判断する（判断工程；ステップＳ５）。そして、膜が基準厚さを有していると判断した場合、もしくは膜が基準厚さよりも大きな厚みを有していると判断した場合は、成膜を終了し、仕切弁３１を閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する（基板搬出工程；ステップＳ６）。このとき、測定室２０内部は外気圧と同じ常圧状態に戻されるが、仕切弁３１が閉鎖されているため、成膜室１０の内部は減圧状態に保たれる。また、基板Ｂの測定室２０への搬入時と同様に、開閉検知センサ２６は搬出入口２４が開状態であることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、搬出入口２４が開放されている間は、仕切弁３１が開放されることがないように制御を行う。
【００８１】
このように、基板Ｂの搬出入口２４が測定室２０に設けられ、測定室２０と成膜室１０との間が仕切り弁３１によって閉鎖されるから、基板Ｂの搬出時には測定室２０の内圧のみを常圧に戻せばよく、成膜条件の変動を最小限度とすることができる。なお、このとき、成膜を終えた基板Ｂの搬出と同時に新たな基板（図示せず）を搬入し、続いてこの新たな基板への膜形成を行うこともできる。判断工程Ｓ５において、形成された膜が基準厚さを有すると判断された基板Ｂは、基板搬出工程Ｓ６の後、膜の形成に失敗した不良基板として処理される。
【００８２】
一方、膜が基準厚さ未満であると判断した場合は、再び基板Ｂを成膜室１０に移動させる（第２の基板移動工程；ステップＳ７）。すなわち、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを成膜室１０へ搬送する（図４Ｂ）。このとき、基板搬入工程Ｓ１および第１の基板移動工程Ｓ３と同様に、クリーナ３９から供給されるパージ用ガスによって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるようにする。これにより、測定室２０の内部の汚染を防止する。
【００８３】
なお、先の膜厚測定と同時に成膜室１０で次の基板の膜形成を行っている場合には、膜形成終了後の基板Ｂの測定室２０への移動を併せて行う。
【００８４】
基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。成膜室１０へ搬入された基板Ｂは、ステージ１１上にセットされる。
【００８５】
基板Ｂがステージにセットされたら、ホストコンピュータＣ（本発明の噴射条件調整部）は、先の膜厚測定工程Ｓ４における解析結果にしたがって、膜形成条件の調整を行う（調整工程；ステップＳ８）。例えば、膜厚が薄くなっている領域に材料粒子Ｍが厚く付着するように噴射ノズル１２の走査経路やエアロゾルＺの噴射量等の噴射条件（膜形成条件）を調整する。その後、調整した膜形成条件に従って、再び膜形成工程Ｓ２を行う（図５Ａ）。これにより、１回目の膜形成工程Ｓ２における膜厚のばらつきが解消される。
【００８６】
膜形成が終了したら、基板Ｂを再び測定室２０に搬送し（図５Ｂ）、膜厚の測定を行う（図６）。このようにして、膜が所望の厚さとなるまで、成膜室１０と測定室２０との間で基板Ｂを往復させ、膜形成と測定とを繰り返す。
【００８７】
以上のように本実施形態によれば、成膜を行う成膜室１０と、膜厚を測定する測定室２０とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室１０および測定室２０の内部を減圧した状態で、両室１０、２０の間で基板Ｂを行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっているから、測定室２０の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【００８８】
本実施形態の膜形成装置１を用いて、材料粒子Ｍとして圧電材料の粒子を使用し、圧電アクチュエータを製造する場合には、例えば基板Ｂを一の電極に利用できるように金属製とし、圧電材料の粒子により形成された圧電膜の上に、他の電極を形成すればよい。これによれば、圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。
【００８９】
本実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）において、成膜室１０の内圧は測定室２０の内圧に比べて常に低い状態に保たれるので、成膜装置１内の大気の流れは測定室２０側から成膜室１０側へ向かう。つまり、測定室２０は、成膜室１０に対して常に上流に設けられていることとなる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図８〜図１３を参照しつつ説明する。本実施形態の第１実施形態との主たる相違点は、仕切弁６１が中間室６０において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている点にある。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８には、膜形成装置５０の全体概略図を、図９には、この膜形成装置５０のブロック図を示す。この膜形成装置５０は、第１実施形態と同様に、成膜を行うための成膜室１０と、形成された膜の厚みを測定するための測定室２０と、この膜形成装置５０の運転を自動制御するためのホストコンピュータＣとを備えている。
【００９２】
成膜室１０と測定室２０との間には、両者を結ぶ細長い角筒状の中間室６０が設けられている。この中間室６０には、成膜室側と測定室側との２箇所に仕切弁６１Ａ、６１Ｂが設けられている。この中間室６０において、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂに挟まれた空間は、基板Ｂの除塵を行うためのクリーニング室６０Ａとされており、ここには、第１実施形態と同様の構成のクリーナ３９が設けられている。そして、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開閉することによって、成膜室１０とクリーニング室６０Ａ、およびクリーニング室６０Ａと測定室２０とを連通したり遮断したりすることができるようになっている。
【００９３】
また、成膜室１０に設置されたステージ１１と測定室２０に設置された測定台２１との間には、第１実施形態と同様に、この中間室６０を通過して両者の間で基板Ｂを搬送するためのベルトコンベア６２が設けられている。
【００９４】
このベルトコンベア６２は、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂを境として成膜室側コンベア６２Ａ、中間室側コンベア６２Ｂ、および測定室側コンベア６２Ｃの３つに分割されている。仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖する際には、成膜室側コンベア６２Ａと中間室側６２Ｂとの間、および中間室側６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間に、それぞれ仕切弁６１Ａ、６１Ｂの弁板（図示せず）が進入するようになっている。これにより、第１実施形態と同様に、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖する際にベルトコンベア６２の存在が障害となって遮蔽性が損なわれるといったことがないようにされている。また、成膜室側コンベア６２Ａと中間室側コンベア６２Ｂとの間、および中間室側コンベア６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間には、第１実施形態と同様の構成の受け渡し機構３４が設けられており、この受け渡し機構３４によって、これらのコンベア６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ間で、ワーク台３８に載置された基板Ｂの受け渡しができるようになっている。
【００９５】
また、中間室６０には、ベルトコンベア６２上での基板Ｂの位置を検出するための位置検出センサ６３（本発明の位置検出部に該当する）が設けられている。この位置検出センサ６３によって得られた基板Ｂの位置情報はホストコンピュータＣに送られ、この位置情報に基づいてホストコンピュータＣから仕切弁６１Ａ、６１Ｂの開閉の指示が出されるようになっている。
【００９６】
クリーニング室６０Ａは、排気管５１を介して真空ポンプＰ２（本発明の中間室用圧力調整機構に該当する）に接続されている。この排気管５１には圧力調整バルブ５２が設けられており、クリーニング室６０Ａの内圧を調整できるようになっている。
【００９７】
次に、上記のように構成された膜形成装置５０によって成膜を行う手順について、図７のフローチャート、および図１０〜図１３を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する膜形成装置５０の動作は、第１実施形態と同様、ホストコンピュータＣに格納されたプログラムによって自動制御されている。
【００９８】
まず、図１０Ａに示すように、成膜室側の圧力調整バルブ４１Ａを開放し、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂと測定室側の仕切弁６１Ｂとを閉鎖した状態で、真空ポンプＰを起動し、成膜室１０の内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。同時に、中間室側の圧力調整バルブ５２を開放し、真空ポンプＰ２を起動して、クリーニング室６０Ａの内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。
【００９９】
次いで、搬出入口２４を開放し、基板Ｂを測定室２０の内部に搬入する。基板Ｂの搬入後、搬出入口２４を扉部２５によって閉鎖する。そして、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開放し、測定室２０内をほぼ真空となるまで減圧する。
【０１００】
次に、図１０Ｂおよび図１１Ａに示すように、ベルトコンベア６２を駆動し基板Ｂを測定室２０から成膜室１０へと搬送する（基板搬入工程Ｓ１）。ベルトコンベア６２が駆動されると、まず、位置検出センサ６３は測定室２０から中間室６０のクリーニング室６０Ａへ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、測定室側の仕切弁６１Ｂを開く。そして、基板Ｂを測定室側コンベア６２Ｃと中間室側コンベア６２Ｂとの間で受け渡して、クリーニング室６０Ａへ搬入する（図１０Ｂ）。同時に、測定室側の仕切弁６１Ｂが開放されている間は、成膜室側の仕切弁６１Ａが常に閉鎖されるように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【０１０１】
次に、位置検出センサ６３はクリーニング室６０Ａから成膜室１０へ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスをクリーニング室６０Ａ内に供給する。この状態で、成膜室側の仕切弁６１Ａを開く。そして、基板Ｂを中間室側コンベア６２Ｂと成膜室側コンベア６２Ａとの間で受け渡して、成膜室１０へ搬入する（図１１Ａ）。同時に、成膜室側の仕切弁６１Ａが開放されている間は、測定室側の仕切弁６１Ｂが常に閉鎖されるように制御を行う。
【０１０２】
このとき、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、中間室６０のクリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないから、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。このようにすれば、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込み、ひいては測定室２０側に流れ込むことを防止できる。つまり、エアロゾルＺや材料粒子Ｍによる測定室２０内部の汚染を防止し、測定室２０内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。
【０１０３】
基板Ｂの搬送が終了したら、成膜室側の仕切弁６１Ａを閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、基板Ｂの搬送時にクリーニング室６０Ａの内圧が高くなっているので、中間室側の圧力調整バルブ５２を開いて、クリーニング室６０Ａの内圧を成膜室１０および測定室２０の内圧とほぼ等しくなるまで調整する。調整後、圧力調整バルブ５２を閉鎖する。
【０１０４】
続いて、図１１Ｂに示すように、成膜を行う（膜形成工程または圧電膜形成工程Ｓ２）。成膜の手順は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
成膜後、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、基板Ｂを成膜室１０から測定室２０へ移動する（第１の基板移動工程Ｓ３）。ベルトコンベア６２が駆動されると、まず、位置検出センサ６３は成膜室１０から中間室６０のクリーニング室６０Ａへ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。それとともに、成膜室側の仕切弁６１Ａを開く。そして、基板Ｂを成膜室側コンベア６２Ａと中間室側コンベア６２Ｂとの間で受け渡して、クリーニング室６０Ａへ搬入する（図１２Ａ）。同時に、成膜室側の仕切弁６１Ａが開放されている間は、測定室側の仕切弁６１Ｂが常に閉鎖されるように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【０１０６】
このとき、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、中間室６０のクリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないから、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。このようにすれば、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込むことを防止でき、ひいては、測定室２０側に流れ込むのを防止できる。このようにして、成膜室１０中のエアロゾルＺや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つ。これにより、測定精度を維持することができる。
【０１０７】
クリーニング室６０Ａ内では、基板Ｂがクリーナ３９の下方を通過する間に、このクリーナ３９によってパージ用ガスを基板Ｂに吹き付け、基板Ｂのクリーニングを行う。これにより、基板Ｂに余剰の材料粒子Ｍが付着して測定室２０に運び込まれ、測定室２０の内部を汚染することを防止する。基板Ｂのクリーニングが終了したら、クリーナ３９を停止する。
【０１０８】
次に、クリーナ３９からのパージ用ガスの供給によってクリーニング室６０Ａの内圧が高くなっているので、中間室側の圧力調整バルブ５２を開いて、クリーニング室６０Ａ内を成膜室１０および測定室２０の内圧とほぼ等しくなるまで減圧する。減圧後、圧力調整バルブ５２Ｂを閉鎖する。
【０１０９】
次いで、基板Ｂをクリーニング室６０Ａから測定室２０へ搬送する。ベルトコンベア６２が駆動されると、位置検出センサ６３はクリーニング室６０Ａから測定室２０へ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、測定室側の仕切弁６１Ｂを開く。そして、基板Ｂを中間室側コンベア６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間で受け渡して、測定室２０へ搬入する。同時に、測定室側の仕切弁６１Ｂが開放されている間は、成膜室側の仕切弁６１Ａが常に閉鎖されるように制御を行う。このようにして、成膜室１０中のエアロゾルＺや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つ。これにより、測定精度を維持することができる。
【０１１０】
基板Ｂの搬送が終了したら、測定室側の仕切弁３１Ｂを閉鎖する。
【０１１１】
続いて、図１３に示すように、成膜工程で成膜された膜の膜厚分布を測定する（膜厚測定工程Ｓ４）。測定の手順は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１１２】
測定が終了したら、ホストコンピュータＣは、送信されたデータに基づいて、予め定められた基準厚さを有する膜が形成されたか否かを判断する（判断工程Ｓ５）。そして、膜が基準厚さを有していると判断した場合、もしくは膜が基準厚さよりも大きな厚みを有していると判断した場合は、成膜を終了し、仕切弁６１Ｂを閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する（基板搬出工程Ｓ６）。この基板搬出工程Ｓ６の詳細は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
一方、膜が基準厚さ未満であると判断した場合は、再び基板Ｂを成膜室１０に移動させる（第２の基板移動工程Ｓ７）。すなわち、上記した基板Ｂの搬入時と同様にして、まず測定室側の仕切弁６１Ｂを開き、成膜室側の仕切弁６１Ａを閉じた状態で、測定室２０からクリーニング室６０Ａへ基板Ｂを搬送する（図１０Ｂ）。次いで、クリーナ３９からパージ用ガスを供給しつつ、成膜室側の仕切弁６１Ａを開き、測定室側の仕切弁６１Ｂを閉じた状態で、クリーニング室６０Ａから成膜室１０へ基板Ｂを搬送する（図１１Ａ）。このとき、第１の基板移動工程と同様に、クリーナ３９から供給されるパージ用ガスによって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるようにする。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込むことを防止する。
【０１１４】
基板Ｂがステージにセットされたら、第１実施形態と同様に、ホストコンピュータＣは、先の膜厚測定工程における解析結果にしたがって、膜形成条件の調整を行う（調整工程Ｓ８）。その後、再び膜形成工程Ｓ２を行う（図１１Ｂ）。
【０１１５】
膜形成が終了したら、基板Ｂを再び測定室２０に搬送し（図１２Ａ、図１２Ｂ）、膜厚の測定を行う（図１３）。このようにして、膜が所望の厚さとなるまで成膜室１０と測定室２０との間で基板Ｂを往復させ、膜形成と測定とを繰り返す。
【０１１６】
成膜が完了したら、第１実施形態と同様にして、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する。
【０１１７】
以上のように本実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１８】
加えて、仕切弁６１が中間室６０において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている。そして、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂのうち一方が開放されるときには、他方を閉鎖しておくようにすればよい。これにより、成膜室１０中に残留したエアロゾルＺが浮遊し、また材料粒子Ｍが内壁部に付着するなどして、成膜室１０の内部が相当に汚れていたとしても、これらが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止することができる。これにより、測定室２０での測定精度を保つことができる。
【０１１９】
なお、本実施形態の膜形成装置１を用いても、圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。例えば、材料粒子Ｍとして圧電材料の粒子を使用し、基板Ｂを一の電極に利用できるように金属製とし、金属製基板Ｂ上に圧電材料の粒子により圧電膜を形成する。そして、その上にスクリーン印刷等により他の電極を形成することにより、圧電素子を動作させることができる。即ち圧電アクチュエータとして用いることができる。
【０１２０】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【０１２１】
第１実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）において、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気される。一方、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないため、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。つまり、測定室２０は真空ポンプＰから見て常に成膜室１０の上流に設けられていることとなる。
【０１２２】
第２実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）においても、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気される。一方、クリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないため、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。つまり、クリーニング室６０Ａは真空ポンプＰから見て常に成膜室１０の上流に設けられ、さらにその上流に測定室２０が設けられていることとなる。
（１）第１実施形態では、クリーナ３９が第２の圧力調整機構を兼ねていたが、第２の圧力調整機構をクリーナ３９とは別に設けても良い。例えば、測定室２０にガスボンベ等のガス供給機構を接続して測定室２０のみにガスを供給することによって、成膜室１０と測定室２０との内圧の差を調整しても良い。また、例えば、２つの圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂの開口度に差を設けることによって、成膜室１０と測定室２０との内圧の差を調整しても良い。また、第２実施形態でも同様に、クリーニング室６０Ａに別途ガス供給機構を設けても良く、圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂ、５２の開口度の差によって成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの内圧の差を調整しても良い。
（２）第２実施形態では、クリーナ３９からパージ用ガスを供給しつつ仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開いて基板Ｂを成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で移動させいていたが、上記（１）で述べたようにクリーナ３９が第２の圧力調整機構を兼ねない場合には、２箇所の仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖した状態でクリーナ３９を作動させて基板Ｂのクリーニング作業を行い、クリーニング終了後、クリーナ３９を停止して、クリーニング室６０Ａ内圧力が成膜室１０、測定室２０と等しくなるように調製してから仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開放して基板Ｂを移動させるようにしても良い。このようにすれば、除去作業時の中間室の内圧の変動や基板から除去された材料粒子等が成膜や測定に影響を与えることを回避することができる。
（３）第２実施形態では、成膜室１０、クリーニング室６０Ａ、測定室２０をいずれも減圧した状態で、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開いて基板Ｂを成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で移動させいていたが、２つの仕切り弁６１Ａ、６１Ｂおよび中間室側圧力調整バルブ５２、真空ポンプ５０等を制御することにより、例えば測定室２０を常に常圧としておき、測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で基板Ｂを移動させる際にはクリーニング室６０Ａ内を常圧とし、成膜室１０とクリーニング室６０Ａとの間で基板Ｂを移動させる際にはクリーニング室６０Ａを減圧としても良い。このようにすれば、成膜室、測定室に比べて比較的狭いスペースしか必要とせず、内圧の調整を簡単に行える中間室の内圧を変化させるだけで基板の移動を行うことができる。
（４）上記実施形態では、１台の真空ポンプＰが圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂを介して成膜室１０と測定室２０との双方に接続されていたが、２台の圧力調整機構がそれぞれ成膜室、測定室に接続されて、個別に圧力調整を行うようにされていても構わない。
（５）上記実施形態では、成膜室１０と測定室２０とは中間室３０、６０により接続されていたが、本発明によれば中間室は必ずしも必要ではなく、例えば測定室が成膜室に直接に連結され、両者の間をシャッター等の遮蔽部材で仕切るようにしても良い。
（６）上記実施形態では、レーザ干渉計２３が測定室２０の外部に設けられ、窓部２２越しに膜の測定を行うようにされていたが、測定機構が測定室の内部に設置されていても構わない。
（７）上記実施形態では、ベルトコンベア３２は２列が設けられていたが、コンベアは１列であっても構わない。
（８）上記実施形態では、膜形成装置１、５０の運転はホストコンピュータＣにより自動制御されていたが、膜形成装置の運転の一部または全部を作業者等により手動で制御しても構わない。
（９）第２実施形態では、クリーニング室から測定室へ搬送する際には特に両者の間に圧力差を設けなかったが、測定室２０の内圧がクリーニング室６０Ａの内圧よりも高くなるように圧力調整を行っても良い。このようにすれば、例えばクリーニング室６０Ａに成膜室からエアロゾルＺが流入したり、クリーニングにより基板Ｂから取り除かれた材料粒子Ｍ等がクリーニング室６０Ａ内に浮遊している場合などにおいても、これらが測定室２０に流れ込んで測定室２０内を汚染することを防止できる。
（１０）上記実施形態では、調整工程Ｓ８は、第２の基板移動工程Ｓ７の後に行われていたが、判断工程Ｓ５の後であればいつ行ってもよく、例えば第２の基板移動工程Ｓ７と並行して行っても良い。
（１１）上記実施形態では、基板搬入工程Ｓ１において、測定室２０の搬出入口２４から搬入した基板Ｂをベルトコンベア３２で成膜室１０に移動させていたが、これに限られることはなく、例えば成膜室１０に基板Ｂの搬入口とその搬入口を開閉する扉を設け、基板Ｂを外部から直接に搬入するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１実施形態の膜形成装置の概略図である。
【図２】第１実施形態の膜形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ベルトコンベアの部分拡大図である。
【図４】図４Ａは第１実施形態の膜形成工程において基板を膜形成装置に搬送する様子を示す図、図４Ｂは第１実施形態の膜形成工程において基板を測定室から成膜室へ搬送する様子を示す図である。
【図５】図５Ａは第１実施形態の膜形成工程において成膜室にて膜形成を行う様子を示す図、図５Ｂは第１実施形態の膜形成工程において基板を成膜室から測定室に搬送する様子を示す図である。
【図６】第１実施形態の膜形成工程において測定室にて膜厚測定を行う様子を示す図である。
【図７】第１実施形態および第２実施形態における膜形成の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の膜形成装置の概略図である。
【図９】第１実施形態の膜形成装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を膜形成装置に搬送する様子を示す図、図１０Ｂは第２実施形態の膜形成工程において基板を測定室から中間室へ搬送する様子を示す図である。
【図１１】図１１Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を中間室から成膜室へ搬送する様子を示す図、図１１Ｂは第２実施形態の膜形成工程において成膜室にて膜形成を行う様子を示す図である。
【図１２】図１２Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を成膜室から中間室に搬送する様子を示す図、図１２Ｂは第２実施形態の膜形成工程において基板を中間室から測定室に搬送する様子を示す図である。
【図１３】第２実施形態の膜形成工程において測定室にて膜厚測定を行う様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１…膜形成装置
１０…成膜室
１２…噴射ノズル（噴射機構）
１３…エアロゾル発生器（噴射機構）
２０…測定室
２３…レーザ干渉計（測定機構）
２４…搬出入口
３０…中間室
３１…仕切り弁（遮断部）
３２…ベルトコンベア（コンベア）
３９…クリーナ（クリーナ）
４１Ａ、４１Ｂ…圧力調整バルブ（弁体）
Ｂ…基板
Ｇ…ガスボンベ（噴射機構）
Ｍ…材料粒子
Ｐ…真空ポンプ（噴射機構・圧力調整機構）
Ｚ…エアロゾル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜形成装置および膜形成方法に関し、特に、インクジェットヘッド等に使用される圧電アクチュエータにおける圧電膜の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインクジェットヘッド等に用いられる圧電アクチュエータの製造方法として、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）と呼ばれるものがある。例えば、特許文献１（特開２００３−３０６７６２公報）には、エアロゾル室内で圧電材料の微粒子を気体中に分散させたエアロゾルを発生させるとともに、成膜室内を減圧することでエアロゾル室と成膜室との圧力差を利用してエアロゾルを成膜室内の噴射ノズルに導き、基板表面に向けて噴射させるという方法が開示されている。これにより、エアロゾルに含まれる微粒子が基板上に衝突・堆積し、圧電膜が形成される。
【特許文献１】特開２００３−３０６７６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、薄膜を形成する際に、その膜厚を完全に制御することは難しく、特に成膜速度が上がるにつれてばらつきが大きくなっていく傾向がある。そこで、経験的に初期条件を設定しておき、成膜中に膜厚を測定して、その結果によりある程度のパラメータ制御を行うことにより、随時膜厚をコントロールすることが行われている。
【０００４】
しかし、上記したＡＤ法のように減圧下で成膜プロセスを実行する方法を採用する場合には、成膜中に膜厚を測定しようとした場合、成膜チャンバ内をいったん常圧に戻して基板を取り出し、膜厚を測定した後に再び基板を成膜チャンバ内に戻し、チャンバ内の内圧を調整するという極めて煩雑な手順を経ることとなってしまう。この問題を解決するため、非接触の測定系を用いてチャンバ内部を減圧したままで測定することも考えられるが、ＡＤ法が微粒子を含むエアロゾルを噴出させて成膜するという方法であるため、長期間の使用により微粒子がチャンバの内壁に付着するなどしてチャンバの内部が汚れ、測定精度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成膜プロセスにおいて膜厚制御を容易に行うことができる膜形成装置および膜形成方法を提供するを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係る膜形成装置は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内で材料粒子を含むエアロゾルを基板に向けて噴射することによりこの基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある前記膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室および前記測定室に接続されてこの成膜室および測定室の内圧を制御する圧力調整機構と、前記基板を前記成膜室と前記測定室との間で搬送するコンベアと、前記成膜室と前記測定室とを遮断する遮断部と、を備えるものである。
【０００７】
本発明の膜形成装置は、例えばアルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト等の酸化物セラミックスの膜を形成するために使用することができ、特に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）等の、圧電アクチュエータ用の圧電膜を形成するために好適に使用することができる。膜を形成するための基板としては、エアロゾルデポジション法による成膜に通常に適用可能なものであれば特に制限はなく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）、４２Ａ合金、アルミナ、ジルコニア、チタン製のもの等を使用することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の膜形成装置であって、前記測定機構が非接触式のものであって、前記測定室の外部に設置されたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の膜形成装置であって、前記測定機構が、前記基板に光を出射する投光部と、前記基板からの反射光を受光する受光部とを備えた光学的機構とされたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記成膜室および前記測定室が、それぞれ弁体を介して一の圧力調整機構に接続されたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記基板の搬出入口が前記測定室に設けられたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアが複数設けられたものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記成膜室と前記測定室との間にはこれら両室を連通する中間室が設けられ、前記中間室には、前記基板の汚れを除去するクリーナが設けられたものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の膜形成装置であって、前記クリーナが、前記基板にガスを吹き付けることによって前記基板の汚れを除去するガスクリーナであるとともに、このガスクリーナが、前記中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する前記成膜室または前記測定室の圧力を調整する第２の圧力調整機構を兼ねているものである。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８に記載の膜形成装置であって、前記ガスが、前記エアロゾルを形成するガスと同種のものである。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項７〜請求項９のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記遮断部が前記中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に設けられたものである。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の膜形成装置であって、前記中間室において前記２箇所の遮断部の間に前記クリーナが設置されたものである。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１０または請求項１１に記載の膜形成装置であって、前記中間室には、前記２箇所の遮断部によって区画される空間の内圧を制御する中間室用圧力調整機構が設置されたものである。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアによって基板が搬送されているときに、前記測定室の内圧が前記成膜室の内圧よりも高くなるように前記圧力調整機構または前記弁体を制御する圧力制御部を備えるものである。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項５〜請求項１３のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記測定室に設けられて前記搬出入口を開閉する開閉部と、前記開閉部による前記搬出入口の開閉状態を検知する開閉検知部と、前記開閉検知部によって前記搬出入口が開放状態であることが検知されたときに前記遮断部を遮断する遮断制御部と、を備えるものである。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項１０〜請求項１４のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記コンベアに設けられてこのコンベア上での前記基板の位置を検知する位置検出部と、前記位置検出部が前記成膜室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記測定室側の遮断部を遮断するとともに前記成膜室側の遮断部を開放し、前記位置検出部が前記測定室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記成膜室側の遮断部を遮断するとともに前記測定室側の遮断部を開放する遮断制御部と、を備えるものである。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の膜形成装置であって、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さがあらかじめ決められた基準厚さよりも小さいか否かを判断する判断部と、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さに基づいて前記噴射機構の噴射条件を調整する噴射条件調整部と、前記判断部により前記膜の厚さが前記基準厚さよりも小さいと判断されたときには、前記コンベアに前記基板を前記測定室から前記成膜室へ搬送させるとともに前記噴射条件調整部に前記噴射機構の噴射条件を前記膜の厚さに対応するように調整させ、調整された噴射条件に従って前記成膜室へ搬送された前記基板に対して前記噴射機構に前記エアロゾルの噴射を行わせる装置制御部と、を備えるものである。
【００２３】
請求項１７の発明は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において材料粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前記測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する方法であって、(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記膜を形成する膜形成工程と、(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、(d)前記膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、(f)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、を含み、前記再形成工程が、(g)前記成膜室内及び前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記工程(b)〜(e)を再度実行する工程と、を含むものである。
【００２４】
なお、本発明において、調整工程は基板移動工程と前後しても構わない。
【００２５】
請求項１８の発明は、請求項１７に記載の膜形成方法であって、前記判断構成において前記膜が前記基準厚さ以上である場合に、この判断工程の後に前記再形成工程に代えて(j)前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程を含むものである。
【００２６】
請求項１９の発明は、請求項１７または請求項１８に記載の膜形成方法であって、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記測定室の内圧を前記成膜室の内圧よりも高くするものである。
【００２７】
請求項２０の発明は、請求項１７〜請求項１９のいずれかに記載の膜形成方法であって、前記測定室に前記基板を装置内へ搬出入するための搬出入口を設け、前記基板搬入工程において、前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で前記基板を前記搬出入口から搬入し、さらにこの基板を前記測定室から前記成膜室に移動するものである。
【００２８】
請求項２１の発明は、請求項１７〜請求項２０のいずれかに記載の膜形成方法であって、前記成膜室と前記測定室との間にこれら両室を連通する中間室を設けるとともに、この中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に遮断部を設け、前記基板搬入工程後、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記成膜室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記測定室側の遮断部を閉じた状態で前記成膜室側の遮断部を開放し、前記測定室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記成膜室側の遮断部を閉じた状態で前記測定室側の遮断部を開放するものである。
【００２９】
請求項２２の発明は、成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前期測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記圧電材料の粒子からなる圧電膜を形成する圧電アクチュエータの製造方法であって、(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、(d)前記圧電膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、(f)前記判断工程において前記圧電膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、(i)前記判断構成において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程と、を含み、前記再形成工程が、(g)前記成膜室内及び前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記工程(b)〜(e)を再度実行する工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、成膜を行う成膜室と、膜厚を測定する測定室とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室および測定室の内部を減圧した状態で、両室の間で基板を行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室と測定室との間を遮断できるようになっているから、測定室の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【００３１】
請求項２および請求項３の発明によれば、測定機構として被接触式のもの、例えば光学的な機構を使用するとともに、この測定機構を測定室の外部に設置している。このような構成によれば、測定機構を測定室の外部から操作して、測定室内にある基板上の膜厚測定を行うことができる。したがって、測定の度に作業者が測定室内に入るために測定室内を常圧に戻す、といった作業が不要となるため、成膜プロセスをさらに簡略化することができる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、成膜室と測定室とに個別に圧力調整機構を設けなくとも、弁体を開閉することで、１つの圧力調整機構で双方の内圧を個別に調整できる。このため、コストの低減が図れる。
【００３３】
請求項５の発明によれば、基板の搬出入口が前記測定室に設けられている。ここで、ＡＤ法は、エアロゾルを発生させるエアロゾル室と成膜室との圧力差によりエアロゾルを成膜室内に導き、噴出させるものであるから、成膜室の圧力の変動は成膜に影響を与える。しかし、本請求項の発明によれば、基板の搬出入を行う際には測定室の内圧のみを常圧に戻せばよく、成膜室内を常に減圧状態に保つことができるから、成膜条件の変動を最小限度とすることができる。
【００３４】
請求項６の発明によれば、コンベアが複数設けられている。このような構成によれば、例えば成膜室で一の基板に成膜を行うと同時に、測定室で他の基板の膜厚測定を行い、次いで複数のコンベアによって双方の基板を同時に入れ替えて、測定室で一の基板の膜厚測定を行うと同時に、成膜室で他の基板の成膜を行う、というように、複数の基板の成膜プロセスを同時に行うことができる。これにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００３５】
請求項７の発明によれば、成膜室と測定室との間に設けられた中間室には、基板に付着した余剰の粒子等の汚れを除去するクリーナが設けられている。このような構成によれば、材料粒子が基板の搬送に伴って測定室に持ち込まれることを防止でき、測定室内を清浄に保つことができる。これにより、測定精度を維持することができる。
【００３６】
請求項８の発明によれば、クリーナを、基板にガスを吹き付けることによってこの基板の汚れを除去するガスクリーナとするとともに、このガスクリーナに中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する成膜室または測定室の圧力を調整する第２の圧力調整の役割を兼務させることにより、膜形成装置の構成を簡略化することができる。
【００３７】
請求項９の発明によれば、ガスクリーナによって吹き付けられるガスを、エアロゾルを形成するガスと同種のものとすることで、成膜時に近い雰囲気中で汚れの除去と測定とを行えるため、成膜時に粉体の割れによって生じた新生面を再成膜時まで新生に近い状態で維持することができ、再成膜を良好に行うことができる。
【００３８】
請求項１０及び請求項２１の発明によれば、遮断部が中間室において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている。そして、一方の遮断部が開放されるときには、他方の遮断部を閉鎖しておくようにすればよい。これにより、成膜室と測定室との内圧の差などによって、成膜室中に浮遊している材料粒子が測定室に流れ込んで測定室の内部が汚染されることを防止することができる。
【００３９】
請求項１１の発明によれば、中間室において前記２箇所の遮断部の間にクリーナが設置されている。このような構成によれば、基板に付着した余剰の材料粒子等の除去作業を行う際には、２箇所の遮断部を閉鎖した状態で行うことができる。このようにすれば、除去作業時の中間室の内圧の変動や基板から除去された材料粒子等が成膜や測定に悪影響を与えることを回避することができる。
【００４０】
請求項１２の発明によれば、中間室には中間室用圧力調整機構が設けられている。このような構成によれば、成膜室と中間室との間で基板を移動する際には、測定室側の遮断部を閉じた状態で、中間室の内圧を成膜室側に合わせ、成膜室側の遮断部を開放して基板を移動させればよい。一方、測定室と中間室との間で基板を移動する際には、成膜室側の遮断部を閉じた状態で、中間室の内圧を測定室側に合わせ、測定室側の遮断部を開放すればよい。このように、成膜室、測定室に比べて比較的狭いスペースしか必要とせず、内圧の調整を簡単に行える中間室の内圧を変化させるだけで基板の移動を行うことができる。
【００４１】
請求項１３、１４、１５の発明によれば、基板の搬出入、あるいは成膜室と測定室との間での移動の際の成膜室と測定室との圧力調整等を自動化することができる。
【００４２】
請求項１６の発明によれば、測定機構により測定された膜の厚さが基準厚さより小さいときに、その膜の厚さの測定結果に基づいて膜の形成条件（噴射機構の噴射条件）を調整してから、再度膜の形成を行うことができる。よって、膜厚の不足分を補うための成膜を高精度に行うことができる。
【００４３】
請求項１８の発明によれば、既に所望の厚さの膜が形成されている場合や所望の厚さを超えた膜が形成されて修復が困難である場合のように、再度の成膜を行う必要がないときは、基板を測定室から搬出するので、余分な工程を行わずに直ちに成膜の後工程に移行することができる。よって、膜形成を迅速に行うことができる。
【００４４】
請求項１９の発明によれば、基板を移動させる際には、測定室の内圧を成膜室の内圧よりも高くする。これにより、成膜室中に浮遊している材料粒子が測定室に流れ込んで測定室の内部が汚染されることを防止し、測定室内を清浄に保つことができるから、測定精度を維持することができる。
【００４５】
請求項２０の発明によれば、搬出入口から基板を測定室に搬入するときは、成膜室は測定室から遮断されているため、成膜室を減圧状態に維持したまま基板を外部から装置内に取り込むことができる。よって、後の成膜工程に直ちに移行することができ、膜形成を迅速に行うことができる。
【００４６】
請求項１７および請求項２２の発明によれば、成膜を行う成膜室と、膜厚を測定する測定室とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。そして、成膜室および測定室の内部を減圧した状態で、両室の間で基板を行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行う。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室と測定室との間を遮断できるようになっているから、測定室の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。これにより、厚さが均一の膜、および圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図７を参照しつつ詳細に説明する。図１には、本発明の膜形成装置１の全体概略図を、図２には、この膜形成装置１のブロック図を示す。この膜形成装置１は、成膜を行うための成膜室１０と、形成された膜の厚みを測定するための測定室２０と、これら成膜室１０と測定室２０との間に設けられて両室１０、２０を連通する中間室３０と、この膜形成装置１の運転を自動制御するためのホストコンピュータＣ（本発明の圧力制御部、遮断制御部、および装置制御部に該当する）とを備えている。
【００４８】
成膜室１０は、エアロゾルＺを基板Ｂに向けて吹き付けてこのエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍを基板Ｂに付着させることで、基板Ｂ上に材料粒子Ｍの薄膜を形成するためのものである。この成膜室１０の内部には、基板Ｂを載置するためのステージ１１が設置されている。また、このステージ１１の上方には、エアロゾルＺを噴射するための噴射ノズル１２が、その噴射口をステージ１１側に向けて設置されている。
【００４９】
噴射ノズル１２はトラバース機構（図示せず）によりステージ１１に対して相対移動可能とされており、この噴射ノズル１２がステージ１１に載置された基板Ｂ上において所望の経路を走査できるようになっている。これにより、噴射ノズル１２は基板Ｂ上の所望の位置に向けてエアロゾルＺを噴射することができる。
【００５０】
この噴射ノズル１２は、エアロゾル発生器１３に接続されている。このエアロゾル発生器１３には、内部に材料粒子Ｍを収容可能なエアロゾル室１４と、このエアロゾル室１４に取り付けられてエアロゾル室１４を振動する加振装置１５とが備えられている。エアロゾル室１４には、キャリアガスを導入するためのガスボンベＧが導入管１６を介して接続されている。導入管１６の先端はエアロゾル室１４内部において底面付近に位置し、材料粒子Ｍ中に埋没するようにされている。キャリアガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスや空気、酸素等を使用することができる。
【００５１】
このエアロゾル室１４は、エアロゾル供給管１７を介して噴射ノズル１２に接続されており、エアロゾル室１４内で発生するエアロゾルＺが、エアロゾル供給管１７を通って噴射ノズル１２から噴射されるようになっている。以上説明した噴射ノズル１２、エアロゾル発生器１３、ガスボンベＧ、トラバース機構等、および後述する成膜室１０とエアロゾル室１４との間に差圧を生じさせる真空ポンプＰが本発明の噴射機構に該当する。
【００５２】
一方、測定室２０は、成膜室１０で基板Ｂ上に形成された薄膜の厚さムラ等を測定するためのものであって、後述の中間室３０を介して成膜室１０に接続されている。この測定室２０の内部には、基板Ｂを載置するための測定台２１が設置されている。また、測定室２０の天井部には、窓部２２が設けられており、この窓部２２の上部には、光学的な測定機構であるレーザ干渉計２３が設置されている。この窓部２２には、光透過性のガラス板が嵌め込まれており、レーザ干渉計２３からの出射光、および基板Ｂからの反射光を透過できるようになっている。これにより、測定室２０の外部に設置したレーザ干渉計２３によって基板Ｂに形成された膜の測定が行えるようになっている。
【００５３】
成膜室１０と測定室２０との間には、両者を結ぶ細長い角筒状の中間室３０が設けられている。この中間室３０には仕切弁３１（本発明の遮断部に該当する）が設けられており、この仕切弁３１を開閉することによって成膜室１０と測定室２０とを連通したり遮断したりすることができるようになっている。成膜室１０に設置されたステージ１１と測定室２０に設置された測定台２１との間には、この中間室３０を通過して両者の間で基板Ｂを搬送するためのベルトコンベア３２（本発明のコンベアに該当する）が設けられている。
【００５４】
このベルトコンベア３２については、図３に示すように、測定室２０側（図３の左上方）から成膜室１０側（図３の右下方）へ基板Ｂを搬送する上り側ベルトコンベア３２Ａと、成膜室１０側から測定室２０側へ基板Ｂを搬送する下り側ベルトコンベア３２Ｂとの２列が並行して設けられており、これにより、２枚の基板を成膜室１０と測定室２０との間で一度に入れ替えることができるようになっている。したがって、例えば成膜室１０で一の基板Ｂに成膜を行うと同時に、測定室２０で他の基板Ｂの膜厚測定を行った後、２列のベルトコンベア３２Ａ、３２Ｂによって双方の基板Ｂを同時に入れ替え、次いで測定室２０で一の基板Ｂの膜厚測定を行うと同時に、成膜室１０で他の基板Ｂの成膜を行う、というように、２枚の基板Ｂの成膜プロセスを同時に行うことができる。これにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００５５】
また、各列のベルトコンベア３２Ａ、３２Ｂは、仕切弁３１を境として成膜室側コンベア３３Ａと測定室側コンベア３３Ｂとに分割されており、仕切弁３１を閉鎖する際には、両コンベア３３Ａ、３３Ｂ間に、仕切弁３１の弁板（図示せず）が進入するようになっている。これにより、仕切弁３１を閉鎖する際にベルトコンベア３２の存在が障害となって遮蔽性が損なわれるといったことがないようにされている。
【００５６】
成膜室側コンベア３３Ａと測定室側コンベア３３Ｂとの間には、両コンベア３３Ａ、３３Ｂ間で基板Ｂを受け渡すための受け渡し機構３４が設けられている。この受け渡し機構３４は、両コンベア３３Ａ、３３Ｂのうち進行方向上流側のコンベア（上り側ベルトコンベア３２Ａにおいては測定室側コンベア３３Ｂ、下り側ベルトコンベア３２Ｂにおいては成膜室側コンベア３３Ａ）において相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂと対向する側の端部付近に、両サイドに一対設けられたシリンダ部３５により構成されている。このシリンダ部３５は、シリンダチューブ３６と、このシリンダチューブ３６の内部に収容されるとともに相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂに向かって突出するピストンロッド３７とを備え、油圧、空気圧等の周知の方法でピストンロッド３７を駆動するものである。
【００５７】
基板Ｂは、ベルトコンベア３２のベルト幅よりもやや幅広に形成されたワーク台３８上に載置された状態で搬送される。基板Ｂを両コンベア３３Ａ、３３Ｂの間で受け渡す際には、ワーク台３８の両側縁部、すなわちベルトコンベア３２のベルトから側方へ張り出している部分が、シリンダ部３５のピストンロッド３７によって下面側から支持される。この状態で、ピストンロッド３７が相手側のコンベア３３Ａ、３３Ｂに向かって駆動されると、このピストンロッド３７で支持されたワーク台３８が、両コンベア３３Ａ、３３Ｂの間を渡される。
【００５８】
また、中間室３０において、仕切弁３１よりも測定室２０寄りの位置には、基板Ｂの除塵を行うためのクリーナ３９（本発明のクリーナおよび第２の圧力調整機構に該当する）が設けられている。このクリーナ３９は、エアブロー式のものであって、ベルトコンベア３２の上方に設けられた吹出ノズル３９Ａから、ベルトコンベア３２上を搬送される基板Ｂに向かってパージ用ガスを吹き付ける。このパージ用ガスは、エアロゾルＺを形成するキャリアガスと同じガスとされている。これにより、成膜中に基板Ｂに付着した余剰の材料粒子Ｍが払い落とされるようになっている。
【００５９】
成膜室１０および測定室２０は、それぞれ排気管４０を介して真空ポンプＰに接続されている。排気管４０の一端部は、真空ポンプＰ（本発明の圧力調整機構に該当する）に接続されており、他端部は二股に分岐されてそれぞれ成膜室１０、測定室２０に接続されている。分岐された枝管部４０Ａ、４０Ｂにはそれぞれ圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂ（本発明の弁体に該当する）が設けられている。そして、この圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂと、中間室３０に設けられた仕切弁３１との開閉を制御することによって、１台の真空ポンプＰで成膜室１０、測定室２０の内圧を個別に調整できるようになっている。
【００６０】
また、測定室２０には搬出入口２４が設けられており、膜形成装置１への基板Ｂの搬入、搬出が、この測定室２０側から行われるようになっている。この搬出入口２４には扉部２５が設けられており、必要に応じて搬出入口２４を閉鎖できるようになっている。また、搬出入口２４には、この扉部２５による搬出入口２４の開閉状態を検知する開閉検知センサ２６（本発明の開閉検知部に該当する）が設けられている。この開閉検知センサ２６によって得られた搬出入口２４の開閉状態の情報はホストコンピュータＣに送られ、搬出入口２４が開放状態にあるときには仕切弁３１が常に閉鎖されるように、ホストコンピュータＣによって制御がなされる。これにより、測定室２０内が常圧とされる際には、測定室２０と成膜室１０とが遮断され、成膜室１０の内部が常に減圧状態に保たれるようになっている。エアロゾルＺの噴出速度は減圧状態の成膜室１０と加圧状態のエアロゾル室１４との圧力差によって決定されるものであるため、成膜室１０内部の圧力変動をできるだけ少なくすることにより、成膜プロセスの効率を上げるとともに成膜条件の意図しない変動を抑制しているのである。
【００６１】
次に、上記のように構成された膜形成装置１によって成膜を行う手順について、図４〜図６の膜形成工程図、および図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する膜形成装置１の動作は、ホストコンピュータＣに格納されたプログラムによって自動制御されている。
【００６２】
まず、図４Ａに示すように、成膜室側の圧力調整バルブ４１Ａを開放し、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂと仕切弁３１とを閉鎖した状態で、真空ポンプＰを起動し、成膜室１０の内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。
【００６３】
次いで、基板Ｂが外部の搬送ラインＬによって測定室２０の搬出入口２４まで搬送されてくると、搬出入口２４を開放する。そして、基板Ｂを開放状態の搬出入口２４から測定室２０の内部に搬入する。このとき、開閉検知センサ２６は搬出入口２４が開放状態であることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、搬出入口２４が開放されている間は、仕切弁３１が開放されることがないように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【００６４】
基板Ｂの搬入後、搬出入口２４を扉部２５によって閉鎖する。そして、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開放し、測定室２０内をほぼ真空となるまで減圧する。減圧後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００６５】
次に、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、図４Ｂに示すように、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを成膜室１０へ搬送する。このように測定室２０の搬出入口２４から搬入された基板Ｂを成膜室１０へ搬送するまでの工程を基板搬入工程（ステップＳ１）と称する。このとき、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないから、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込むのを防止する。
【００６６】
すなわち、成膜室１０における膜の形成は、エアロゾルＺを基板Ｂに向けて吹き付けてこのエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍを基板Ｂに付着させることによって行うものであるから、残留したエアロゾルＺが浮遊し、また材料粒子Ｍが内壁部に付着するなどして、成膜室１０の内部が相当に汚れていることがある。そこで、これらの汚れが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つために、測定室２０の内圧を成膜室１０の内圧よりも高くする。これにより、測定精度を維持することができる。
【００６７】
成膜室１０へ搬入された基板Ｂは、ステージ１１上にセットされる。基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、基板Ｂの搬送時に測定室２０の内圧が高くされているので、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開いて、測定室２０内を成膜室１０の内圧とほぼ等しい圧力まで減圧する。調整後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００６８】
続いて、図５Ａに示すように、成膜を行う。まず、エアロゾル室１４の内部に材料粒子Ｍを投入する。そして、ガスボンベＧからキャリアガスを導入して、そのガス圧で材料粒子Ｍを舞い上がらせる。それととともに、加振装置１５によってエアロゾル室１４を振動することで、材料粒子Ｍとキャリアガスとを混合してエアロゾルＺを発生させる。そして、エアロゾル室１４と成膜室１０との間の差圧により、エアロゾル室１４内のエアロゾルＺを高速に加速しつつ噴射ノズル１２から噴出させる。噴出したエアロゾルＺに含まれる材料粒子Ｍは基板Ｂに衝突して堆積し、膜を形成する（膜形成工程または圧電膜形成工程；ステップＳ２）。
【００６９】
成膜後、図５Ｂに示すように、基板Ｂを成膜室１０から測定室２０へ移動する（第１の基板移動工程；ステップＳ３）。まず、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを測定室２０へ搬送する。そして、基板Ｂがクリーナ３９の下方を通過する際に、このクリーナ３９から供給されるパージ用ガスを基板Ｂに吹き付け、基板Ｂのクリーニングを行う。これにより、基板Ｂに余剰の材料粒子Ｍが付着して測定室２０に運び込まれ、測定室２０の内部を汚染することを防止する。
【００７０】
また、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないから、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込むのを防止する。
【００７１】
また、このとき、中間室３０と測定室２０とはパージ用ガスで満たされる状態となるが、パージ用ガスはエアロゾルＺを形成するキャリアガスと同じガスであるため、中間室３０と測定室２０とは成膜時の成膜室１０に近い雰囲気となる。したがって、成膜時に近い雰囲気中で、成膜室１０と測定室２０との間での基板Ｂの移動と後述する成膜室２０で行われる膜の測定とを行うことができ、後述するように膜形成工程Ｓ２が再度行われる場合には、その再成膜を良好に行うことができる。
【００７２】
すなわち、上記の膜形成工程Ｓ２において、基板Ｂに衝突した材料粒子Ｍには割れが生じ、密着性の高い新生面が露出するが、再成膜に至るまでの工程を成膜室１０に近い雰囲気の中で行えるため、露出した新生面を新生に近い状態で維持できるのである。
【００７３】
さらに、本実施形態の膜形成装置１には、２列のベルトコンベア３２が設置されている。よって、次に処理される基板（図示せず）をあらかじめ測定室２０内に搬入しておき、上記の基板Ｂの成膜室１０から測定室２０への移動と同時に、測定室２０から成膜室１０へ移動させても良い（図３を併せて参照）。このようにすれば、次の膜厚測定工程において先の基板Ｂに形成された膜の膜厚分布を測定している間に、次の基板の成膜を行うことができる。これにより、２枚の基板を同時に処理することができ、製造プロセスの短縮につながる。
【００７４】
測定室２０へ搬入された基板Ｂは、測定台２１上にセットされる。基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、第１の基板移動工程Ｓ３において測定室２０の内圧が高くなっているので、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開いて、測定室２０の内圧を成膜室１０の内圧とほぼ等しくなるまで調整する。調整後、圧力調整バルブ４１Ｂを閉鎖する。
【００７５】
続いて、図６に示すように、成膜工程で成膜された膜の膜厚分布を測定する（膜厚測定工程；ステップＳ４）。レーザ干渉計２３を作動させると、投受光部２３Ａ（本発明の投光部および受光部に該当する）に備えられた光源（図示せず）から出射された光は、測定室２０の窓部２２に嵌め込まれた光透過性のガラス板を通過して、測定室２０内部に設置された基板Ｂの表面に到達する。基板Ｂに到達した光はこの基板Ｂ上に形成された膜に反射されて、再び測定室２０の窓部２２に嵌め込まれたガラス板を通過し、投受光部２３Ａに備えられたＣＣＤカメラ（図示せず）によって受光される。
【００７６】
このように、測定機構として被接触式の光学的な機構であるレーザ干渉計２３を使用するとともに、このレーザ干渉計２３を測定室２０の外部に設置している。また、測定室２０の天井部には光透過性のガラス板を嵌め込んだ窓部２２が設けられており、レーザ干渉計２３からの出射光をこの窓部２２から測定室２０内部に照射できるようになっている。これにより、レーザ干渉計２３を測定室２０の外部から操作して、内部にある基板Ｂ上の膜厚測定を行うことができる。したがって、測定条件の調整やレーザ干渉計２３のメンテナンス等のために測定室２０を開閉する必要がなく、測定室２０内を減圧としたままでレーザ干渉計２３の操作を行うことができる。
【００７７】
また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっている。加えて、成膜室１０と測定室２０との間にはクリーナ３９が設けられており、成膜室１０から搬送される基板Ｂはクリーニングされた状態で測定室２０内に搬入される。これにより、測定室２０の内部がエアロゾルＺによって汚染されることを回避し、測定精度を維持することができる。
【００７８】
ＣＣＤカメラによって受光された反射光のデータはホストコンピュータＣに送られ、膜の表面状態が解析される。
【００７９】
なお、先の第１の基板移動工程Ｓ３において、次に処理される基板を成膜室１０へ移動させた場合には、この膜厚測定工程Ｓ４を行っている間に、成膜室１０へ搬入された基板への成膜を併せて行う。
【００８０】
測定が終了したら、ホストコンピュータＣ（本発明の判断部）は、送信されたデータに基づいて、予め定められた基準厚さを有する膜が形成されたか否かを判断する（判断工程；ステップＳ５）。そして、膜が基準厚さを有していると判断した場合、もしくは膜が基準厚さよりも大きな厚みを有していると判断した場合は、成膜を終了し、仕切弁３１を閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する（基板搬出工程；ステップＳ６）。このとき、測定室２０内部は外気圧と同じ常圧状態に戻されるが、仕切弁３１が閉鎖されているため、成膜室１０の内部は減圧状態に保たれる。また、基板Ｂの測定室２０への搬入時と同様に、開閉検知センサ２６は搬出入口２４が開状態であることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、搬出入口２４が開放されている間は、仕切弁３１が開放されることがないように制御を行う。
【００８１】
このように、基板Ｂの搬出入口２４が測定室２０に設けられ、測定室２０と成膜室１０との間が仕切り弁３１によって閉鎖されるから、基板Ｂの搬出時には測定室２０の内圧のみを常圧に戻せばよく、成膜条件の変動を最小限度とすることができる。なお、このとき、成膜を終えた基板Ｂの搬出と同時に新たな基板（図示せず）を搬入し、続いてこの新たな基板への膜形成を行うこともできる。判断工程Ｓ５において、形成された膜が基準厚さを有すると判断された基板Ｂは、基板搬出工程Ｓ６の後、膜の形成に失敗した不良基板として処理される。
【００８２】
一方、膜が基準厚さ未満であると判断した場合は、再び基板Ｂを成膜室１０に移動させる（第２の基板移動工程；ステップＳ７）。すなわち、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。この状態で、仕切弁３１を開放し、ベルトコンベア３２を駆動して基板Ｂを成膜室１０へ搬送する（図４Ｂ）。このとき、基板搬入工程Ｓ１および第１の基板移動工程Ｓ３と同様に、クリーナ３９から供給されるパージ用ガスによって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるようにする。これにより、測定室２０の内部の汚染を防止する。
【００８３】
なお、先の膜厚測定と同時に成膜室１０で次の基板の膜形成を行っている場合には、膜形成終了後の基板Ｂの測定室２０への移動を併せて行う。
【００８４】
基板Ｂの搬送が終了したら、仕切弁３１を閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。成膜室１０へ搬入された基板Ｂは、ステージ１１上にセットされる。
【００８５】
基板Ｂがステージにセットされたら、ホストコンピュータＣ（本発明の噴射条件調整部）は、先の膜厚測定工程Ｓ４における解析結果にしたがって、膜形成条件の調整を行う（調整工程；ステップＳ８）。例えば、膜厚が薄くなっている領域に材料粒子Ｍが厚く付着するように噴射ノズル１２の走査経路やエアロゾルＺの噴射量等の噴射条件（膜形成条件）を調整する。その後、調整した膜形成条件に従って、再び膜形成工程Ｓ２を行う（図５Ａ）。これにより、１回目の膜形成工程Ｓ２における膜厚のばらつきが解消される。
【００８６】
膜形成が終了したら、基板Ｂを再び測定室２０に搬送し（図５Ｂ）、膜厚の測定を行う（図６）。このようにして、膜が所望の厚さとなるまで、成膜室１０と測定室２０との間で基板Ｂを往復させ、膜形成と測定とを繰り返す。
【００８７】
以上のように本実施形態によれば、成膜を行う成膜室１０と、膜厚を測定する測定室２０とが連通されており、それぞれ内圧を制御可能となっている。このような構成によれば、成膜室１０および測定室２０の内部を減圧した状態で、両室１０、２０の間で基板Ｂを行き来させ、成膜と測定とを繰り返し行うことができる。また、成膜と測定とを別室で行うようになっており、成膜を行う際には成膜室１０と測定室２０との間を遮断できるようになっているから、測定室２０の内部がエアロゾルによって汚染されることを回避して測定室内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。これらより、成膜プロセス中に膜厚を簡易かつ精確に測定して成膜条件へのフィードバックを行うことができる。
【００８８】
本実施形態の膜形成装置１を用いて、材料粒子Ｍとして圧電材料の粒子を使用し、圧電アクチュエータを製造する場合には、例えば基板Ｂを一の電極に利用できるように金属製とし、圧電材料の粒子により形成された圧電膜の上に、他の電極を形成すればよい。これによれば、圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。
【００８９】
本実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）において、成膜室１０の内圧は測定室２０の内圧に比べて常に低い状態に保たれるので、成膜装置１内の大気の流れは測定室２０側から成膜室１０側へ向かう。つまり、測定室２０は、成膜室１０に対して常に上流に設けられていることとなる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図８〜図１３を参照しつつ説明する。本実施形態の第１実施形態との主たる相違点は、仕切弁６１が中間室６０において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている点にある。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８には、膜形成装置５０の全体概略図を、図９には、この膜形成装置５０のブロック図を示す。この膜形成装置５０は、第１実施形態と同様に、成膜を行うための成膜室１０と、形成された膜の厚みを測定するための測定室２０と、この膜形成装置５０の運転を自動制御するためのホストコンピュータＣとを備えている。
【００９２】
成膜室１０と測定室２０との間には、両者を結ぶ細長い角筒状の中間室６０が設けられている。この中間室６０には、成膜室側と測定室側との２箇所に仕切弁６１Ａ、６１Ｂが設けられている。この中間室６０において、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂに挟まれた空間は、基板Ｂの除塵を行うためのクリーニング室６０Ａとされており、ここには、第１実施形態と同様の構成のクリーナ３９が設けられている。そして、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開閉することによって、成膜室１０とクリーニング室６０Ａ、およびクリーニング室６０Ａと測定室２０とを連通したり遮断したりすることができるようになっている。
【００９３】
また、成膜室１０に設置されたステージ１１と測定室２０に設置された測定台２１との間には、第１実施形態と同様に、この中間室６０を通過して両者の間で基板Ｂを搬送するためのベルトコンベア６２が設けられている。
【００９４】
このベルトコンベア６２は、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂを境として成膜室側コンベア６２Ａ、中間室側コンベア６２Ｂ、および測定室側コンベア６２Ｃの３つに分割されている。仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖する際には、成膜室側コンベア６２Ａと中間室側６２Ｂとの間、および中間室側６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間に、それぞれ仕切弁６１Ａ、６１Ｂの弁板（図示せず）が進入するようになっている。これにより、第１実施形態と同様に、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖する際にベルトコンベア６２の存在が障害となって遮蔽性が損なわれるといったことがないようにされている。また、成膜室側コンベア６２Ａと中間室側コンベア６２Ｂとの間、および中間室側コンベア６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間には、第１実施形態と同様の構成の受け渡し機構３４が設けられており、この受け渡し機構３４によって、これらのコンベア６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ間で、ワーク台３８に載置された基板Ｂの受け渡しができるようになっている。
【００９５】
また、中間室６０には、ベルトコンベア６２上での基板Ｂの位置を検出するための位置検出センサ６３（本発明の位置検出部に該当する）が設けられている。この位置検出センサ６３によって得られた基板Ｂの位置情報はホストコンピュータＣに送られ、この位置情報に基づいてホストコンピュータＣから仕切弁６１Ａ、６１Ｂの開閉の指示が出されるようになっている。
【００９６】
クリーニング室６０Ａは、排気管５１を介して真空ポンプＰ２（本発明の中間室用圧力調整機構に該当する）に接続されている。この排気管５１には圧力調整バルブ５２が設けられており、クリーニング室６０Ａの内圧を調整できるようになっている。
【００９７】
次に、上記のように構成された膜形成装置５０によって成膜を行う手順について、図７のフローチャート、および図１０〜図１３を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する膜形成装置５０の動作は、第１実施形態と同様、ホストコンピュータＣに格納されたプログラムによって自動制御されている。
【００９８】
まず、図１０Ａに示すように、成膜室側の圧力調整バルブ４１Ａを開放し、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂと測定室側の仕切弁６１Ｂとを閉鎖した状態で、真空ポンプＰを起動し、成膜室１０の内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。同時に、中間室側の圧力調整バルブ５２を開放し、真空ポンプＰ２を起動して、クリーニング室６０Ａの内部をほぼ真空状態となるまで減圧する。
【００９９】
次いで、搬出入口２４を開放し、基板Ｂを測定室２０の内部に搬入する。基板Ｂの搬入後、搬出入口２４を扉部２５によって閉鎖する。そして、測定室側の圧力調整バルブ４１Ｂを開放し、測定室２０内をほぼ真空となるまで減圧する。
【０１００】
次に、図１０Ｂおよび図１１Ａに示すように、ベルトコンベア６２を駆動し基板Ｂを測定室２０から成膜室１０へと搬送する（基板搬入工程Ｓ１）。ベルトコンベア６２が駆動されると、まず、位置検出センサ６３は測定室２０から中間室６０のクリーニング室６０Ａへ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、測定室側の仕切弁６１Ｂを開く。そして、基板Ｂを測定室側コンベア６２Ｃと中間室側コンベア６２Ｂとの間で受け渡して、クリーニング室６０Ａへ搬入する（図１０Ｂ）。同時に、測定室側の仕切弁６１Ｂが開放されている間は、成膜室側の仕切弁６１Ａが常に閉鎖されるように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【０１０１】
次に、位置検出センサ６３はクリーニング室６０Ａから成膜室１０へ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスをクリーニング室６０Ａ内に供給する。この状態で、成膜室側の仕切弁６１Ａを開く。そして、基板Ｂを中間室側コンベア６２Ｂと成膜室側コンベア６２Ａとの間で受け渡して、成膜室１０へ搬入する（図１１Ａ）。同時に、成膜室側の仕切弁６１Ａが開放されている間は、測定室側の仕切弁６１Ｂが常に閉鎖されるように制御を行う。
【０１０２】
このとき、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、中間室６０のクリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないから、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。このようにすれば、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込み、ひいては測定室２０側に流れ込むことを防止できる。つまり、エアロゾルＺや材料粒子Ｍによる測定室２０内部の汚染を防止し、測定室２０内を清浄に保ち、測定精度を維持することができる。
【０１０３】
基板Ｂの搬送が終了したら、成膜室側の仕切弁６１Ａを閉鎖するとともに、クリーナ３９のスイッチをオフにする。また、基板Ｂの搬送時にクリーニング室６０Ａの内圧が高くなっているので、中間室側の圧力調整バルブ５２を開いて、クリーニング室６０Ａの内圧を成膜室１０および測定室２０の内圧とほぼ等しくなるまで調整する。調整後、圧力調整バルブ５２を閉鎖する。
【０１０４】
続いて、図１１Ｂに示すように、成膜を行う（膜形成工程または圧電膜形成工程Ｓ２）。成膜の手順は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
成膜後、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、基板Ｂを成膜室１０から測定室２０へ移動する（第１の基板移動工程Ｓ３）。ベルトコンベア６２が駆動されると、まず、位置検出センサ６３は成膜室１０から中間室６０のクリーニング室６０Ａへ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、クリーナ３９のスイッチを入れてパージ用ガスを中間室３０内に供給する。それとともに、成膜室側の仕切弁６１Ａを開く。そして、基板Ｂを成膜室側コンベア６２Ａと中間室側コンベア６２Ｂとの間で受け渡して、クリーニング室６０Ａへ搬入する（図１２Ａ）。同時に、成膜室側の仕切弁６１Ａが開放されている間は、測定室側の仕切弁６１Ｂが常に閉鎖されるように制御を行い、成膜室１０が減圧状態に保たれるようにする。
【０１０６】
このとき、上記した基板搬入工程Ｓ１と同様に、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気されるが、中間室６０のクリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないから、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。このようにすれば、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込むことを防止でき、ひいては、測定室２０側に流れ込むのを防止できる。このようにして、成膜室１０中のエアロゾルＺや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つ。これにより、測定精度を維持することができる。
【０１０７】
クリーニング室６０Ａ内では、基板Ｂがクリーナ３９の下方を通過する間に、このクリーナ３９によってパージ用ガスを基板Ｂに吹き付け、基板Ｂのクリーニングを行う。これにより、基板Ｂに余剰の材料粒子Ｍが付着して測定室２０に運び込まれ、測定室２０の内部を汚染することを防止する。基板Ｂのクリーニングが終了したら、クリーナ３９を停止する。
【０１０８】
次に、クリーナ３９からのパージ用ガスの供給によってクリーニング室６０Ａの内圧が高くなっているので、中間室側の圧力調整バルブ５２を開いて、クリーニング室６０Ａ内を成膜室１０および測定室２０の内圧とほぼ等しくなるまで減圧する。減圧後、圧力調整バルブ５２Ｂを閉鎖する。
【０１０９】
次いで、基板Ｂをクリーニング室６０Ａから測定室２０へ搬送する。ベルトコンベア６２が駆動されると、位置検出センサ６３はクリーニング室６０Ａから測定室２０へ向かって基板Ｂが搬送されていることを検知し、この情報をホストコンピュータＣに送る。ホストコンピュータＣはこの情報に基づき、測定室側の仕切弁６１Ｂを開く。そして、基板Ｂを中間室側コンベア６２Ｂと測定室側コンベア６２Ｃとの間で受け渡して、測定室２０へ搬入する。同時に、測定室側の仕切弁６１Ｂが開放されている間は、成膜室側の仕切弁６１Ａが常に閉鎖されるように制御を行う。このようにして、成膜室１０中のエアロゾルＺや材料粒子Ｍが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止し、測定室２０内を清浄に保つ。これにより、測定精度を維持することができる。
【０１１０】
基板Ｂの搬送が終了したら、測定室側の仕切弁３１Ｂを閉鎖する。
【０１１１】
続いて、図１３に示すように、成膜工程で成膜された膜の膜厚分布を測定する（膜厚測定工程Ｓ４）。測定の手順は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１１２】
測定が終了したら、ホストコンピュータＣは、送信されたデータに基づいて、予め定められた基準厚さを有する膜が形成されたか否かを判断する（判断工程Ｓ５）。そして、膜が基準厚さを有していると判断した場合、もしくは膜が基準厚さよりも大きな厚みを有していると判断した場合は、成膜を終了し、仕切弁６１Ｂを閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する（基板搬出工程Ｓ６）。この基板搬出工程Ｓ６の詳細は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
一方、膜が基準厚さ未満であると判断した場合は、再び基板Ｂを成膜室１０に移動させる（第２の基板移動工程Ｓ７）。すなわち、上記した基板Ｂの搬入時と同様にして、まず測定室側の仕切弁６１Ｂを開き、成膜室側の仕切弁６１Ａを閉じた状態で、測定室２０からクリーニング室６０Ａへ基板Ｂを搬送する（図１０Ｂ）。次いで、クリーナ３９からパージ用ガスを供給しつつ、成膜室側の仕切弁６１Ａを開き、測定室側の仕切弁６１Ｂを閉じた状態で、クリーニング室６０Ａから成膜室１０へ基板Ｂを搬送する（図１１Ａ）。このとき、第１の基板移動工程と同様に、クリーナ３９から供給されるパージ用ガスによって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるようにする。これにより、成膜室１０中のエアロゾルや材料粒子Ｍがクリーニング室６０Ａに流れ込むことを防止する。
【０１１４】
基板Ｂがステージにセットされたら、第１実施形態と同様に、ホストコンピュータＣは、先の膜厚測定工程における解析結果にしたがって、膜形成条件の調整を行う（調整工程Ｓ８）。その後、再び膜形成工程Ｓ２を行う（図１１Ｂ）。
【０１１５】
膜形成が終了したら、基板Ｂを再び測定室２０に搬送し（図１２Ａ、図１２Ｂ）、膜厚の測定を行う（図１３）。このようにして、膜が所望の厚さとなるまで成膜室１０と測定室２０との間で基板Ｂを往復させ、膜形成と測定とを繰り返す。
【０１１６】
成膜が完了したら、第１実施形態と同様にして、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖した状態で、搬出入口２４を開放し、測定室２０から基板Ｂを搬出する。
【０１１７】
以上のように本実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１８】
加えて、仕切弁６１が中間室６０において成膜室側と測定室側との２箇所に設けられている。そして、２つの仕切弁６１Ａ、６１Ｂのうち一方が開放されるときには、他方を閉鎖しておくようにすればよい。これにより、成膜室１０中に残留したエアロゾルＺが浮遊し、また材料粒子Ｍが内壁部に付着するなどして、成膜室１０の内部が相当に汚れていたとしても、これらが測定室２０に流れ込んで測定室２０の内部を汚染することを防止することができる。これにより、測定室２０での測定精度を保つことができる。
【０１１９】
なお、本実施形態の膜形成装置１を用いても、圧電膜の膜厚が均一で圧電特性の良好な圧電アクチュエータを簡易に製造することができる。例えば、材料粒子Ｍとして圧電材料の粒子を使用し、基板Ｂを一の電極に利用できるように金属製とし、金属製基板Ｂ上に圧電材料の粒子により圧電膜を形成する。そして、その上にスクリーン印刷等により他の電極を形成することにより、圧電素子を動作させることができる。即ち圧電アクチュエータとして用いることができる。
【０１２０】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【０１２１】
第１実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）において、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気される。一方、測定室２０側では圧力調整バルブ４１Ｂが開放されていないため、排気が行われない。したがって、測定室２０の内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常に測定室２０側から成膜室１０側へ向かうこととなる。つまり、測定室２０は真空ポンプＰから見て常に成膜室１０の上流に設けられていることとなる。
【０１２２】
第２実施形態の基板搬入工程（Ｓ１）、第１の基板移動工程（Ｓ３）、および第２の基板移動工程（Ｓ７）においても、成膜室１０側では圧力調整バルブ４１Ａが開放されており、クリーナ３９から供給されたガスが真空ポンプＰにより排気される。一方、クリーニング室６０Ａ側では圧力調整バルブ５２が開放されていないため、排気が行われない。したがって、クリーニング室６０Ａの内圧が成膜室１０の内圧よりも高くなるとともに、成膜装置１内の大気の流れは常にクリーニング室６０Ａ側から成膜室１０側へ向かうこととなる。つまり、クリーニング室６０Ａは真空ポンプＰから見て常に成膜室１０の上流に設けられ、さらにその上流に測定室２０が設けられていることとなる。
（１）第１実施形態では、クリーナ３９が第２の圧力調整機構を兼ねていたが、第２の圧力調整機構をクリーナ３９とは別に設けても良い。例えば、測定室２０にガスボンベ等のガス供給機構を接続して測定室２０のみにガスを供給することによって、成膜室１０と測定室２０との内圧の差を調整しても良い。また、例えば、２つの圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂの開口度に差を設けることによって、成膜室１０と測定室２０との内圧の差を調整しても良い。また、第２実施形態でも同様に、クリーニング室６０Ａに別途ガス供給機構を設けても良く、圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂ、５２の開口度の差によって成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの内圧の差を調整しても良い。
（２）第２実施形態では、クリーナ３９からパージ用ガスを供給しつつ仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開いて基板Ｂを成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で移動させいていたが、上記（１）で述べたようにクリーナ３９が第２の圧力調整機構を兼ねない場合には、２箇所の仕切弁６１Ａ、６１Ｂを閉鎖した状態でクリーナ３９を作動させて基板Ｂのクリーニング作業を行い、クリーニング終了後、クリーナ３９を停止して、クリーニング室６０Ａ内圧力が成膜室１０、測定室２０と等しくなるように調製してから仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開放して基板Ｂを移動させるようにしても良い。このようにすれば、除去作業時の中間室の内圧の変動や基板から除去された材料粒子等が成膜や測定に影響を与えることを回避することができる。
（３）第２実施形態では、成膜室１０、クリーニング室６０Ａ、測定室２０をいずれも減圧した状態で、仕切弁６１Ａ、６１Ｂを開いて基板Ｂを成膜室１０または測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で移動させいていたが、２つの仕切り弁６１Ａ、６１Ｂおよび中間室側圧力調整バルブ５２、真空ポンプ５０等を制御することにより、例えば測定室２０を常に常圧としておき、測定室２０とクリーニング室６０Ａとの間で基板Ｂを移動させる際にはクリーニング室６０Ａ内を常圧とし、成膜室１０とクリーニング室６０Ａとの間で基板Ｂを移動させる際にはクリーニング室６０Ａを減圧としても良い。このようにすれば、成膜室、測定室に比べて比較的狭いスペースしか必要とせず、内圧の調整を簡単に行える中間室の内圧を変化させるだけで基板の移動を行うことができる。
（４）上記実施形態では、１台の真空ポンプＰが圧力調整バルブ４１Ａ、４１Ｂを介して成膜室１０と測定室２０との双方に接続されていたが、２台の圧力調整機構がそれぞれ成膜室、測定室に接続されて、個別に圧力調整を行うようにされていても構わない。
（５）上記実施形態では、成膜室１０と測定室２０とは中間室３０、６０により接続されていたが、本発明によれば中間室は必ずしも必要ではなく、例えば測定室が成膜室に直接に連結され、両者の間をシャッター等の遮蔽部材で仕切るようにしても良い。
（６）上記実施形態では、レーザ干渉計２３が測定室２０の外部に設けられ、窓部２２越しに膜の測定を行うようにされていたが、測定機構が測定室の内部に設置されていても構わない。
（７）上記実施形態では、ベルトコンベア３２は２列が設けられていたが、コンベアは１列であっても構わない。
（８）上記実施形態では、膜形成装置１、５０の運転はホストコンピュータＣにより自動制御されていたが、膜形成装置の運転の一部または全部を作業者等により手動で制御しても構わない。
（９）第２実施形態では、クリーニング室から測定室へ搬送する際には特に両者の間に圧力差を設けなかったが、測定室２０の内圧がクリーニング室６０Ａの内圧よりも高くなるように圧力調整を行っても良い。このようにすれば、例えばクリーニング室６０Ａに成膜室からエアロゾルＺが流入したり、クリーニングにより基板Ｂから取り除かれた材料粒子Ｍ等がクリーニング室６０Ａ内に浮遊している場合などにおいても、これらが測定室２０に流れ込んで測定室２０内を汚染することを防止できる。
（１０）上記実施形態では、調整工程Ｓ８は、第２の基板移動工程Ｓ７の後に行われていたが、判断工程Ｓ５の後であればいつ行ってもよく、例えば第２の基板移動工程Ｓ７と並行して行っても良い。
（１１）上記実施形態では、基板搬入工程Ｓ１において、測定室２０の搬出入口２４から搬入した基板Ｂをベルトコンベア３２で成膜室１０に移動させていたが、これに限られることはなく、例えば成膜室１０に基板Ｂの搬入口とその搬入口を開閉する扉を設け、基板Ｂを外部から直接に搬入するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１実施形態の膜形成装置の概略図である。
【図２】第１実施形態の膜形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ベルトコンベアの部分拡大図である。
【図４】図４Ａは第１実施形態の膜形成工程において基板を膜形成装置に搬送する様子を示す図、図４Ｂは第１実施形態の膜形成工程において基板を測定室から成膜室へ搬送する様子を示す図である。
【図５】図５Ａは第１実施形態の膜形成工程において成膜室にて膜形成を行う様子を示す図、図５Ｂは第１実施形態の膜形成工程において基板を成膜室から測定室に搬送する様子を示す図である。
【図６】第１実施形態の膜形成工程において測定室にて膜厚測定を行う様子を示す図である。
【図７】第１実施形態および第２実施形態における膜形成の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の膜形成装置の概略図である。
【図９】第１実施形態の膜形成装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を膜形成装置に搬送する様子を示す図、図１０Ｂは第２実施形態の膜形成工程において基板を測定室から中間室へ搬送する様子を示す図である。
【図１１】図１１Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を中間室から成膜室へ搬送する様子を示す図、図１１Ｂは第２実施形態の膜形成工程において成膜室にて膜形成を行う様子を示す図である。
【図１２】図１２Ａは第２実施形態の膜形成工程において基板を成膜室から中間室に搬送する様子を示す図、図１２Ｂは第２実施形態の膜形成工程において基板を中間室から測定室に搬送する様子を示す図である。
【図１３】第２実施形態の膜形成工程において測定室にて膜厚測定を行う様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１…膜形成装置
１０…成膜室
１２…噴射ノズル（噴射機構）
１３…エアロゾル発生器（噴射機構）
２０…測定室
２３…レーザ干渉計（測定機構）
２４…搬出入口
３０…中間室
３１…仕切り弁（遮断部）
３２…ベルトコンベア（コンベア）
３９…クリーナ（クリーナ）
４１Ａ、４１Ｂ…圧力調整バルブ（弁体）
Ｂ…基板
Ｇ…ガスボンベ（噴射機構）
Ｍ…材料粒子
Ｐ…真空ポンプ（噴射機構・圧力調整機構）
Ｚ…エアロゾル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜を行うための成膜室と、
この成膜室内で材料粒子を含むエアロゾルを基板に向けて噴射することによりこの基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する噴射機構と、
前記成膜室に連通された測定室と、
前記測定室内にある前記膜の厚みを測定する測定機構と、
前記成膜室および前記測定室に接続されてこの成膜室および測定室の内圧を制御する圧力調整機構と、
前記基板を前記成膜室と前記測定室との間で搬送するコンベアと、
前記成膜室と前記測定室とを遮断する遮断部と、
を備える膜形成装置。
【請求項２】
前記測定機構が非接触式のものであって、前記測定室の外部に設置されている請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項３】
前記測定機構が、前記基板に光を出射する投光部と、前記基板からの反射光を受光する受光部とを備えた光学的機構である請求項２に記載の膜形成装置。
【請求項４】
前記成膜室および前記測定室が、それぞれ弁体を介して一の圧力調整機構に接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項５】
前記基板の搬出入口が前記測定室に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項６】
前記コンベアが複数設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項７】
前記成膜室と前記測定室との間にはこれら両室を連通する中間室が設けられ、前記中間室には、前記基板の汚れを除去するクリーナが設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項８】
前記クリーナが、前記基板にガスを吹き付けることによって前記基板の汚れを除去するガスクリーナであるとともに、このガスクリーナが前記中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する前記成膜室または前記測定室の圧力を調整する第２の圧力調整機構を兼ねているものである請求項７に記載の膜形成装置。
【請求項９】
前記ガスが、前記エアロゾルを形成するガスと同種のものである請求項８に記載の膜形成装置。
【請求項１０】
前記遮断部が前記中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に設けられている請求項７〜９のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１１】
前記中間室において前記２箇所の遮断部の間に前記クリーナが設置されている請求項１０に記載の膜形成装置。
【請求項１２】
前記中間室には、前記２箇所の遮断部によって区画される空間の内圧を制御する中間室用圧力調整機構が設置されている請求項１０または１１に記載の膜形成装置。
【請求項１３】
前記コンベアによって基板が搬送されているときに、前記測定室の内圧が前記成膜室の内圧よりも高くなるように前記圧力調整機構または前記弁体を制御する圧力制御部を備える請求項１〜１２のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１４】
前記測定室に設けられて前記搬出入口を開閉する開閉部と、前記開閉部による前記搬出入口の開閉状態を検知する開閉検知部と、前記開閉検知部によって前記搬出入口が開放状態であることが検知されたときに前記遮断部を遮断する遮断制御部と、を備える請求項５〜１３のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１５】
前記コンベアに設けられてこのコンベア上での前記基板の位置を検知する位置検出部と、前記位置検出部が前記成膜室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記測定室側の遮断部を遮断するとともに前記成膜室側の遮断部を開放し、前記位置検出部が前記測定室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記成膜室側の遮断部を遮断するとともに前記測定室側の遮断部を開放する遮断制御部と、を備える請求項１０〜１４のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１６】
前記測定機構によって測定された前記膜の厚さがあらかじめ定められた基準厚さよりも小さいか否かを判断する判断部と、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さに基づいて前記噴射機構の噴射条件を調整する噴射条件調整部と、前記判断部により前記膜の厚さが前記基準厚さよりも小さいと判断されたときには、前記コンベアに前記基板を前記測定室から前記成膜室へ搬送させるとともに前記噴射条件調整部に前記噴射機構の噴射条件を前記膜の厚さに対応するように調整させ、調整された噴射条件に従って前記成膜室へ搬送された前記基板に対して前記噴射機構に前記エアロゾルの噴射を行わせる装置制御部と、を備える請求項１〜１５のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１７】
成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において材料粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前記測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する方法であって、
(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、
(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、前記エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記膜を形成する膜形成工程と、
(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、
(d)前記膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、
(f)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、を含み、
(g)前記再形成工程が、前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記膜形成工程、前記第１の基板移動工程、前記膜厚測定工程、および前記判断工程を再度実行する工程と、を含む膜形成方法。
【請求項１８】
前記判断工程において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、この判断工程の後に前記再形成工程に代えて、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程を含む請求項１７に記載の膜形成方法。
【請求項１９】
前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記測定室の内圧を前記成膜室の内圧よりも高くする請求項１７または１８に記載の膜形成方法。
【請求項２０】
前記測定室に前記基板を装置内へ搬出入するための搬出入口を設け、前記基板搬入工程において、前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で前記基板を前記搬出入口から搬入し、さらにこの基板を前記測定室から前記成膜室に移動する請求項１７〜１９のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項２１】
前記成膜室と前記測定室との間にこれら両室を連通する中間室を設けるとともに、この中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に遮断部を設け、前記基板搬入工程後、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記成膜室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記測定室側の遮断部を閉じた状態で前記成膜室側の遮断部を開放し、前記測定室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記成膜室側の遮断部を閉じた状態で前記測定室側の遮断部を開放する請求項１７〜２０のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項２２】
成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前期測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記圧電材料の粒子からなる圧電膜を形成する圧電アクチュエータの製造方法であって、
(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、
(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、前記エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、
(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、
(d)前記圧電膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記圧電膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、
(f)前記判断工程において前記圧電膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、
(j)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程と、を含み、
(g)前記再形成工程が、前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記圧電膜形成工程、前記第１の基板移動工程、前記膜厚測定工程、および前記判断工程を再度実行する工程と、を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項１】
成膜を行うための成膜室と、
この成膜室内で材料粒子を含むエアロゾルを基板に向けて噴射することによりこの基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する噴射機構と、
前記成膜室に連通された測定室と、
前記測定室内にある前記膜の厚みを測定する測定機構と、
前記成膜室および前記測定室に接続されてこの成膜室および測定室の内圧を制御する圧力調整機構と、
前記基板を前記成膜室と前記測定室との間で搬送するコンベアと、
前記成膜室と前記測定室とを遮断する遮断部と、
を備える膜形成装置。
【請求項２】
前記測定機構が非接触式のものであって、前記測定室の外部に設置されている請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項３】
前記測定機構が、前記基板に光を出射する投光部と、前記基板からの反射光を受光する受光部とを備えた光学的機構である請求項２に記載の膜形成装置。
【請求項４】
前記成膜室および前記測定室が、それぞれ弁体を介して一の圧力調整機構に接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項５】
前記基板の搬出入口が前記測定室に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項６】
前記コンベアが複数設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項７】
前記成膜室と前記測定室との間にはこれら両室を連通する中間室が設けられ、前記中間室には、前記基板の汚れを除去するクリーナが設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項８】
前記クリーナが、前記基板にガスを吹き付けることによって前記基板の汚れを除去するガスクリーナであるとともに、このガスクリーナが前記中間室にガスを供給することによってこの中間室と連通する前記成膜室または前記測定室の圧力を調整する第２の圧力調整機構を兼ねているものである請求項７に記載の膜形成装置。
【請求項９】
前記ガスが、前記エアロゾルを形成するガスと同種のものである請求項８に記載の膜形成装置。
【請求項１０】
前記遮断部が前記中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に設けられている請求項７〜９のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１１】
前記中間室において前記２箇所の遮断部の間に前記クリーナが設置されている請求項１０に記載の膜形成装置。
【請求項１２】
前記中間室には、前記２箇所の遮断部によって区画される空間の内圧を制御する中間室用圧力調整機構が設置されている請求項１０または１１に記載の膜形成装置。
【請求項１３】
前記コンベアによって基板が搬送されているときに、前記測定室の内圧が前記成膜室の内圧よりも高くなるように前記圧力調整機構または前記弁体を制御する圧力制御部を備える請求項１〜１２のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１４】
前記測定室に設けられて前記搬出入口を開閉する開閉部と、前記開閉部による前記搬出入口の開閉状態を検知する開閉検知部と、前記開閉検知部によって前記搬出入口が開放状態であることが検知されたときに前記遮断部を遮断する遮断制御部と、を備える請求項５〜１３のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１５】
前記コンベアに設けられてこのコンベア上での前記基板の位置を検知する位置検出部と、前記位置検出部が前記成膜室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記測定室側の遮断部を遮断するとともに前記成膜室側の遮断部を開放し、前記位置検出部が前記測定室と前記中間室との間に基板があることを検出したときには前記成膜室側の遮断部を遮断するとともに前記測定室側の遮断部を開放する遮断制御部と、を備える請求項１０〜１４のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１６】
前記測定機構によって測定された前記膜の厚さがあらかじめ定められた基準厚さよりも小さいか否かを判断する判断部と、前記測定機構によって測定された前記膜の厚さに基づいて前記噴射機構の噴射条件を調整する噴射条件調整部と、前記判断部により前記膜の厚さが前記基準厚さよりも小さいと判断されたときには、前記コンベアに前記基板を前記測定室から前記成膜室へ搬送させるとともに前記噴射条件調整部に前記噴射機構の噴射条件を前記膜の厚さに対応するように調整させ、調整された噴射条件に従って前記成膜室へ搬送された前記基板に対して前記噴射機構に前記エアロゾルの噴射を行わせる装置制御部と、を備える請求項１〜１５のいずれかに記載の膜形成装置。
【請求項１７】
成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において材料粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前記測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記材料粒子からなる膜を形成する方法であって、
(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、
(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、前記エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記膜を形成する膜形成工程と、
(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、
(d)前記膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、
(f)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、を含み、
(g)前記再形成工程が、前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記膜形成工程、前記第１の基板移動工程、前記膜厚測定工程、および前記判断工程を再度実行する工程と、を含む膜形成方法。
【請求項１８】
前記判断工程において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、この判断工程の後に前記再形成工程に代えて、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程を含む請求項１７に記載の膜形成方法。
【請求項１９】
前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記測定室の内圧を前記成膜室の内圧よりも高くする請求項１７または１８に記載の膜形成方法。
【請求項２０】
前記測定室に前記基板を装置内へ搬出入するための搬出入口を設け、前記基板搬入工程において、前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で前記基板を前記搬出入口から搬入し、さらにこの基板を前記測定室から前記成膜室に移動する請求項１７〜１９のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項２１】
前記成膜室と前記測定室との間にこれら両室を連通する中間室を設けるとともに、この中間室において前記成膜室側と前記測定室側との２箇所に遮断部を設け、前記基板搬入工程後、前記第１の基板移動工程および前記第２の基板移動工程において、前記成膜室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記測定室側の遮断部を閉じた状態で前記成膜室側の遮断部を開放し、前記測定室と前記中間室との間で前記基板を移動する際には前記成膜室側の遮断部を閉じた状態で前記測定室側の遮断部を開放する請求項１７〜２０のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項２２】
成膜を行うための成膜室と、この成膜室内において圧電材料の粒子を含むエアロゾルを噴射する噴射機構と、前記成膜室に連通された測定室と、前記測定室内にある成膜された膜の厚みを測定する測定機構と、前記成膜室と前期測定室との間を遮断する遮断部と、を備える膜形成装置によって基板上に前記圧電材料の粒子からなる圧電膜を形成する圧電アクチュエータの製造方法であって、
(a)前記基板を前記成膜室内に搬入する基板搬入工程と、
(b)前記成膜室を前記測定室から遮断した状態で、前記エアロゾルを前記噴射機構から噴射することにより前記基板上に前記圧電膜を形成する圧電膜形成工程と、
(c)前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で、前記成膜室から前記測定室へ前記基板を移動する第１の基板移動工程と、
(d)前記圧電膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
(e)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記圧電膜が予め定められた基準厚さに達しているか否かを判断する判断工程と、
(f)前記判断工程において前記圧電膜が前記基準厚さよりも小さいと判断された場合に膜の再形成を行う再形成工程と、
(j)前記判断工程において前記膜が前記基準厚さ以上であると判断された場合に、前記測定室から前記基板を搬出する基板搬出工程と、を含み、
(g)前記再形成工程が、前記成膜室内および前記測定室内を減圧した状態で前記測定室から前記成膜室へ前記基板を移動する第２の基板移動工程と、(h)前記膜厚測定工程における測定結果に基づいて前記膜形成工程における膜形成条件の設定を調整する調整工程と、(i)前記圧電膜形成工程、前記第１の基板移動工程、前記膜厚測定工程、および前記判断工程を再度実行する工程と、を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−８４９２６（Ｐ２００７−８４９２６Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２７８６２（Ｐ２００６−２２７８６２）
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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