JP2005008956A5 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 チャンバ内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物に対向して配設された複数の異なる材料のターゲットと、前記被成膜対象物を保持して前記ターゲット上を通過させる保持部材とを備え、前記ターゲットの少なくとも二つをスパッタリングして前記被成膜対象物上に薄膜を形成させる薄膜形成装置であって、
前記ターゲット別に前記被成膜対象物に成膜される膜厚を検出する膜厚検出機構を備え、
該膜厚検出機構が、前記保持部材に配設され前記ターゲットに１対１に対応して、この対応した前記ターゲットの材料のみが成膜される設定とした複数のモニタ部材と、
該モニタ部材へ光を照射する投光ユニットと、
前記モニタ部材を透過或いは反射した前記投光ユニットからの光を受光する光検出ユニットとを備えていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】 前記保持部材を中心軸まわりに回転させ前記各ターゲット直上に前記被成膜対象物を通過させる回転機構を備え、
前記各ターゲットが配される位置の中央点及び前記各モニタ部材が配される位置の中央点がそれぞれ前記保持部材の中心軸から偏って配され、
前記モニタ部材が、対応する前記ターゲットの直上を通過するとともに他の前記ターゲットの直上からは外れて通過するように配されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】 前記保持部材を中心軸まわりに回転させ前記被成膜対象物を前記各ターゲット直上を通過させる回転機構を備え、
前記膜厚検出機構が、対応する前記ターゲット以外のターゲット直上を前記モニタ部材が通過する際に、スパッタリングにより放出されたターゲット材料の通過を阻止する遮蔽部材を前記モニタ部材と前記ターゲットとの間に備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】 前記遮蔽部材が、前記ターゲット直上の一部を覆うように配され、
前記各モニタ部材が、配される位置の中央点と前記保持部材の中心軸とが偏って配設されるとともに、対応する前記ターゲット以外のターゲット上を通過する際に前記遮蔽部材の直上を通過するように配されていることを特徴とする請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】 前記遮蔽部材が、前記モニタ部材が対応する前記ターゲット以外のターゲット直上を通過する際に、前記モニタ部材と前記ターゲットとの中間位置に移動するシャッターであることを特徴とする請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】 前記膜厚検出機構の検出値に基づいて前記ターゲットからの材料供給速度を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の薄膜形成装置。
【請求項７】 チャンバ内に配設された被成膜対象物保持部と、
該被成膜対象物保持部に対向して配設された複数のターゲット設置部と、
前記被成膜対象物保持部を保持して前記複数のターゲット設置部上を通過させる保持部材と、を備え、
前記複数のターゲット設置部にそれぞれ設置された複数の異なる材料のターゲットの少なくとも二つをスパッタリングして、前記被成膜対象物保持部に保持された被成膜対象物に薄膜を形成させる薄膜形成装置であって、
前記ターゲット別に前記被成膜対象物に成膜される前記薄膜の膜厚を検出する膜厚検出機構を備え、
該膜厚検出機構が、前記ターゲットに１対１に対応して前記保持部材に配設されて、対応する前記ターゲットの材料のみが成膜される設定とされた複数のモニタ部材を保持するモニタ部材保持部と、
前記モニタ部材へ光を照射する投光ユニットと、
前記モニタ部材を透過或いは反射した前記投光ユニットからの光を受光する光検出ユニットと、
を備えていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】 被成膜対象物に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、
複数の異なる材料のターゲットの少なくとも二つをスパッタリングする工程と、
前記ターゲットに１対１に対応して配された複数のモニタ部材に、対応した前記ターゲットの材料を成膜させる工程と、
前記モニタ部材に対応した前記ターゲット以外のターゲットが、前記モニタ部材を成膜することを遮断する工程と、
前記モニタ部材に成膜された、対応した前記ターゲットの材料の成膜量を算出する工程と、
を備えていることを特徴とする薄膜形成方法。

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類以上の成膜材料を使用して、反射防止膜や干渉フィルタ等の光学薄膜を成膜する際に、成膜材料の混合する割合を調整し、所望の成膜量に成膜する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。

【０００５】
【課題を解決するための手段】
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。
本発明の薄膜形成装置は、チャンバ内に配設された被成膜対象物と、該被成膜対象物に対向して配設された複数の異なる材料のターゲットと、前記被成膜対象物を保持して前記ターゲット上を通過させる保持部材とを備え、前記ターゲットの少なくとも二つをスパッタリングして前記被成膜対象物上に薄膜を形成させる薄膜形成装置であって、前記ターゲット別に前記被成膜対象物に成膜される膜厚を検出する膜厚検出機構を備え、該膜厚検出機構が、前記保持部材に配設され前記ターゲットに１対１に対応して、この対応した前記ターゲットの材料のみが成膜される設定とした複数のモニタ部材と、該モニタ部材へ光を照射する投光ユニットと、前記モニタ部材を透過或いは反射した前記投光ユニットからの光を受光する光検出ユニットとを備えていることを特徴とする。

本発明は、前記薄膜形成装置であって、前記保持部材を中心軸まわりに回転させ前記各ターゲット直上に前記被成膜対象物を通過させる回転機構を備え、前記各ターゲットが配される位置の中央点及び前記各モニタ部材が配される位置の中央点がそれぞれ前記保持部材の中心軸から偏って配され、前記モニタ部材が、対応する前記ターゲットの直上を通過するとともに他の前記ターゲットの直上からは外れて通過するように配されていることを特徴とする。

本発明は、前記薄膜形成装置であって、前記保持部材を中心軸まわりに回転させ前記被成膜対象物を前記各ターゲット直上を通過させる回転機構を備え、前記膜厚検出機構が、対応する前記ターゲット以外のターゲット直上を前記モニタ部材が通過する際に、スパッタリングにより放出されたターゲット材料の通過を阻止する遮蔽部材を前記モニタ部材と前記ターゲットとの間に備えていることを特徴とする。

本発明は、前記薄膜形成装置であって、前記遮蔽部材が、前記ターゲット直上の一部を覆うように配され、前記各モニタ部材が、配される位置の中央点と前記保持部材の中心軸とが偏って配設されるとともに、対応する前記ターゲット以外のターゲット上を通過する際に前記遮蔽部材の直上を通過するように配されていることを特徴とする。
この薄膜形成装置は、遮蔽部材とモニタ部材とが上述した位置に配されているので、遮蔽部材、モニタ部材、及び被成膜対象物の相互の配置関係とあわせて確実に対応するターゲット材料の膜厚を測定することができる。

本発明は、前記薄膜形成装置であって、前記遮蔽部材が、前記モニタ部材が対応する前記ターゲット以外のターゲット直上を通過する際に、前記モニタ部材と前記ターゲットとの中間位置に移動するシャッターであることを特徴とする。
この薄膜形成装置は、遮蔽部材がシャッターであるので、シャッターがモニタ部材と対応するターゲットとの中間位置にない状態でそのターゲットの直上位置をモニタ部材が通過する際には、そのターゲット材料の成膜がなされ、他のターゲットの直上位置でシャッターがモニタ部材とターゲットとの中間位置に移動した状態でモニタ部材が通過する際にはターゲットからの材料による成膜はされない。
また、遮蔽部材がシャッターであるので、モニタ部材の中央点を保持部材の中心軸から偏らせる等の特別な配置設定を行う必要がなく、被成膜対象物と同一の円周上にモニタ部材を配設することができる。
したがって、被成膜対象物と同じ大きさでモニタ部材を配設することもでき、モニタ部材の透過光量のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

本発明は、前記薄膜形成装置であって、前記膜厚検出機構の検出値に基づいて前記ターゲットからの材料供給速度を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
この薄膜形成装置は、制御部を備えているので、膜厚検出機構により検出した光学膜厚の値に基づいて、被成膜対象物への成膜量を制御することができ、多層膜で成膜量の多い場合でも成膜量を制御できる。
また、本発明の薄膜形成装置は、チャンバ内に配設された被成膜対象物保持部と、該被成膜対象物保持部に対向して配設された複数のターゲット設置部と、前記被成膜対象物保持部を保持して前記複数のターゲット設置部上を通過させる保持部材と、を備え、前記複数のターゲット設置部にそれぞれ設置された複数の異なる材料のターゲットの少なくとも二つをスパッタリングして、前記被成膜対象物保持部に保持された被成膜対象物に薄膜を形成させる薄膜形成装置であって、前記ターゲット別に前記被成膜対象物に成膜される前記薄膜の膜厚を検出する膜厚検出機構を備え、該膜厚検出機構が、前記ターゲットに１対１に対応して前記保持部材に配設されて、対応する前記ターゲットの材料のみが成膜される設定とされた複数のモニタ部材を保持するモニタ部材保持部と、前記モニタ部材へ光を照射する投光ユニットと、前記モニタ部材を透過或いは反射した前記投光ユニットからの光を受光する光検出ユニットと、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の薄膜形成方法は、被成膜対象物に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、複数の異なる材料のターゲットの少なくとも二つをスパッタリングする工程と、
前記ターゲットに１対１に対応して配された複数のモニタ部材に、対応した前記ターゲットの材料を成膜させる工程と、前記モニタ部材に対応した前記ターゲット以外のターゲットが、前記モニタ部材を成膜することを遮断する工程と、前記モニタ部材に成膜された、対応した前記ターゲットの材料の成膜量を算出する工程と、を備えていることを特徴とする。