JP2012166127A - Thin film forming device and thin film forming method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress film thickness dispersion in the repetition of film forming when a thin film is formed by a wet process in a thin film forming device and a thin film forming method.SOLUTION: The thin film forming device includes, as the thin film forming device 1 which forms the thin film by a liquid film forming material 11 by supplying the film forming material 11 on a film-formed body 50 and rotating the film-formed body 50, a device which has a rotation holding part 2 which holds the film-formed body 50 and rotates it; an optical characteristic measuring part which irradiates the film forming material 11 which is made a thin layer on the film-formed body 50 by the rotation of the rotation holding part 2 with measuring light L0 and measures an optical characteristic value made of at least one of the transmittance and reflectance of the film-formed body 50 including the film forming material 11; and a control unit 6 which stops the rotation drive of the rotation holding part 2 when the optical characteristic value measured by the optical characteristic measuring part reaches a target value corresponding to the target film thickness of the thin film in which the optical characteristic value measured by the optical characteristic measuring part is stored in advance.

Description

本発明は、薄膜成膜装置および薄膜成膜方法に関する。   The present invention relates to a thin film deposition apparatus and a thin film deposition method.

従来、薄膜を形成する場合、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスが用いられている。しかし、レンズなど有限の曲率を持った被成膜体に薄膜を形成する場合、ドライプロセスでは薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜面の曲率によって変化するため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しいという問題がある。また、大面積の成膜を行う場合にも薄膜形成粒子の分布にバラツキが生じやすいため、膜厚が不均一になりやすいという問題がある。さらに、ドライプロセスでは、大気雰囲気で成膜することができないため、真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題もある。
このため、ドライプロセスに代えて、有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面でも膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能な湿式法(ウエットプロセス)を用いた薄膜成膜方法が提案されている。ウエットプロセスとは、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などにより、液体を基板に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。
例えば、スピンコート法では、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させる。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜が形成される。このとき、膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
ただし、膜厚の絶対値は、成膜時における被成膜体の回転数のばらつき、薄膜形成材料の濃度の経時変化、温湿度環境の変化等によって変化しやすい。
このようなウエットプロセスにおける膜厚制御を行う方法として、特許文献1には、半導体ウェハに塗布するフォトレジストの膜厚を制御する塗布膜厚制御方法において、半導体ウェハにフォトレジストを塗布する塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプルについての塗布条件に係る情報を取得するとともに、前記各サンプルについての膜厚に係る情報を取得することにより、所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚についてプロットし、このプロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚について近似曲線を作成する工程と、前記近似曲線に基づいて予め目標値として設定されているフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係る補正値を計算する工程と、計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号を生成する工程と、を含むことを特徴とする塗布膜厚制御方法が記載されている。
特許文献1における塗布条件に係る補正は、半導体ウェハを回転させるモータの回転数を補正している。
Conventionally, when forming a thin film, a dry process such as a vacuum evaporation method or a sputtering method is used. However, when a thin film is formed on a film-deposited body having a finite curvature such as a lens, the incident angle of the thin film-forming particles that form the thin film varies depending on the curvature of the film-forming surface in the dry process, so the film thickness is uniform. There is a problem that it is difficult to form a thin film. In addition, even when a large area film is formed, there is a problem that the film thickness tends to be non-uniform because the distribution of thin film forming particles tends to vary. Furthermore, since the dry process cannot form a film in an air atmosphere, a vacuum chamber or the like is required, and there is a problem that the apparatus becomes large.
For this reason, in place of the dry process, a wet process (wet process) that can easily achieve film thickness uniformity even on a film-forming surface having a finite curvature or a film-forming surface with a large area and that can be formed even in an air atmosphere. ) Has been proposed. The wet process is a method of forming a film by applying a liquid to a substrate and drying and heat-treating it by spin coating, dipping, spraying, roll coating, or the like.
For example, in the spin coating method, a liquid thin film forming material is dropped on a film formation body, and the film formation body is rotated at a high speed. The dropped thin film forming material spreads along the film formation body in a short time by centrifugal force, and a thin film having a uniform film thickness is formed. At this time, the film thickness is determined by the number of rotations of the film formation body, the type of thin film forming material, concentration, viscosity, dripping amount, temperature and humidity environment, and the like.
However, the absolute value of the film thickness is likely to change due to variations in the number of rotations of the deposition target during film formation, changes in the concentration of the thin film forming material over time, changes in the temperature and humidity environment, and the like.
As a method for controlling the film thickness in such a wet process, Patent Document 1 discloses a coating unit for applying a photoresist to a semiconductor wafer in a coating thickness control method for controlling the thickness of a photoresist applied to a semiconductor wafer. To obtain information on the coating conditions for a predetermined number of samples with different coating conditions applied to the semiconductor wafer with photoresist, and acquire information on the film thickness for each of the samples. Plotting the coating conditions and the corresponding film thickness, creating an approximate curve for the predetermined coating conditions and the corresponding film thickness based on the plot, and setting a target value in advance based on the approximate curve Calculating a correction value related to a predetermined coating condition corresponding to the thickness of the photoresist being Generating a control signal for controlling the predetermined application condition of the application unit based on the calculated correction value relating to the predetermined application condition, and a coating film thickness control method is described. .
The correction related to the coating condition in Patent Document 1 corrects the number of rotations of a motor that rotates a semiconductor wafer.

特開2002−373843号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-374343

しかしながら、上記のような従来の薄膜成膜装置および薄膜成膜方法には以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、サンプルを作製して膜厚を測定してから被成膜体である半導体ウェハを回転させるモータの回転数に補正をかけるため、回転数の変化により膜厚が変化することは防止されるものの、薄膜形成材料の液体濃度や粘度の経時変化や成膜環境の変化の影響による膜厚の変化を防止することはできない。このため、被成膜体を代えて成膜を繰り返す場合、経時的に薄膜形成材料の液体濃度が変化したり、成膜環境の温湿度が変動したりすると膜厚がばらついてしまうという問題がある。
However, the conventional thin film deposition apparatus and thin film deposition method as described above have the following problems.
In the technique described in Patent Document 1, a sample is prepared and a film thickness is measured, and then the number of rotations of a motor that rotates a semiconductor wafer that is a deposition target is corrected. Although the change is prevented, the change in the film thickness due to the influence of the change in the liquid concentration and viscosity of the thin film forming material over time and the change in the film forming environment cannot be prevented. For this reason, when the film formation is repeated with the film formation target changed, there is a problem that the film thickness varies if the liquid concentration of the thin film forming material changes over time or the temperature and humidity of the film formation environment fluctuate. is there.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ウエットプロセスによって薄膜を成膜する際に、成膜の繰り返しにおける膜厚ばらつきを抑制することができる薄膜成膜装置および薄膜成膜方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and when forming a thin film by a wet process, a thin film forming apparatus and a thin film forming apparatus capable of suppressing variations in film thickness during repeated film formation. An object is to provide a membrane method.

上記の課題を解決するために、本発明の薄膜成膜装置は、被成膜体上に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転させて前記薄膜形成材料による薄膜を形成する薄膜成膜装置であって、前記被成膜体を保持して回転させる回転保持部と、該回転保持部の回転によって前記被成膜体上で薄層化される前記薄膜形成材料に測定光を照射して、前記薄膜形成材料を含む前記被成膜体の透過率、反射率のうちの少なくとも一つからなる光学特性値を測定する光学特性測定部と、該光学特性測定部で測定された前記光学特性値が予め記憶された前記薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したときに前記回転保持部の回転駆動を停止する回転制御部と、を備える構成とする。   In order to solve the above problems, the thin film deposition apparatus of the present invention supplies a liquid thin film forming material onto a film formation target, and rotates the film formation target to form a thin film using the thin film formation material. A thin film forming apparatus that holds and rotates the film forming body, and measures the thin film forming material that is thinned on the film forming body by the rotation of the rotation holding unit. An optical property measuring unit that measures the optical property value of at least one of transmittance and reflectance of the film-forming body including the thin film forming material by irradiating light, and measured by the optical property measuring unit A rotation control unit that stops the rotation driving of the rotation holding unit when the optical characteristic value that has been reached reaches a target value corresponding to a target film thickness of the thin film stored in advance.

また、本発明の薄膜成膜装置では、前記光学特性測定部は、前記測定光として多色光を照射し、該多色光に含まれる複数の波長においてそれぞれ前記光学特性値を測定し、前記回転制御部は、前記複数の波長にそれぞれ対応して前記目標値が予め記憶され、前記光学特性測定部で測定された複数の前記光学特性値のすべてが、それぞれの波長に対応する前記目標値に達したときに、前記回転保持部の回転駆動を停止することが好ましい。   In the thin film deposition apparatus of the present invention, the optical property measurement unit irradiates multicolor light as the measurement light, measures the optical property values at a plurality of wavelengths included in the multicolor light, and performs the rotation control. The unit stores the target values corresponding to the plurality of wavelengths in advance, and all of the plurality of optical characteristic values measured by the optical characteristic measurement unit reach the target values corresponding to the respective wavelengths. In this case, it is preferable to stop the rotation driving of the rotation holding portion.

また、本発明の複数の波長においてそれぞれ光学特性値を測定する薄膜成膜装置では、前記複数の波長は、400nm以上700nm以下の範囲に含まれることが好ましい。   In the thin film deposition apparatus for measuring optical characteristic values at a plurality of wavelengths according to the present invention, the plurality of wavelengths are preferably included in a range of 400 nm to 700 nm.

また、本発明の複数の波長においてそれぞれ光学特性値を測定する薄膜成膜装置では、前記光学特性測定部は、前記光学特性値を400nm以上700nm以下の波長範囲を含む分光スペクトルとして測定し、前記回転制御部は、前記目標値として、前記薄膜の目標膜厚に対応する前記分光スペクトルの分布許容範囲を記憶したことが好ましい。   In the thin film deposition apparatus for measuring optical property values at a plurality of wavelengths according to the present invention, the optical property measuring unit measures the optical property value as a spectrum including a wavelength range of 400 nm to 700 nm, It is preferable that the rotation control unit stores an allowable distribution range of the spectral spectrum corresponding to the target film thickness of the thin film as the target value.

本発明の薄膜成膜方法は、被成膜体上に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転させて前記薄膜形成材料による薄膜を形成する薄膜成膜方法であって、前記被成膜体上に前記薄膜形成材料を供給した後に、前記被成膜体の回転駆動を開始する工程と、前記被成膜体の回転によって前記被成膜体上で薄層化される前記薄膜形成材料に測定光を照射して、前記薄膜形成材料を含む前記被成膜体の透過率、反射率のうちの少なくとも一つからなる光学特性値を測定する光学特性測定工程と、該光学特性測定工程で測定された前記光学特性値が、予め記憶された前記薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したかどうかを判定する判定工程と、該判定工程における前記光学特性値が前記目標値に達したとの判定に基づいて前記成膜体の回転駆動を停止する工程と、を備える方法とする。   The thin film deposition method of the present invention is a thin film deposition method in which a liquid thin film forming material is supplied onto a film formation target, and the film formation target is rotated to form a thin film using the thin film formation material, After the thin film forming material is supplied onto the film formation body, a thin film is formed on the film formation body by starting rotation of the film formation body and rotating the film formation body. An optical characteristic measuring step of irradiating the thin film forming material with measurement light to measure an optical characteristic value comprising at least one of transmittance and reflectance of the film-forming body including the thin film forming material; A determination step for determining whether or not the optical characteristic value measured in the optical characteristic measurement step has reached a target value corresponding to the target film thickness of the thin film stored in advance, and the optical characteristic value in the determination step is Based on the determination that the target value has been reached, the rotational drive of the film forming body is performed. A step of stopping the, the method comprising.

本発明の薄膜成膜装置および薄膜成膜方法によれば、回転により被成膜体上で薄層化される薄膜形成材料の光学特性値を測定し、光学特性値が目標膜厚に対応する目標値に達してから成膜体の回転駆動を停止するため、ウエットプロセスによって薄膜を成膜する際に、成膜の繰り返しにおける膜厚ばらつきを抑制することができるという効果を奏する。   According to the thin film deposition apparatus and the thin film deposition method of the present invention, the optical characteristic value of the thin film forming material that is thinned on the deposition target by rotation is measured, and the optical characteristic value corresponds to the target film thickness. Since the rotational driving of the film forming body is stopped after reaching the target value, there is an effect that it is possible to suppress the film thickness variation when the thin film is formed by the wet process.

本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。It is a typical device block diagram which shows the structure of the thin film film-forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置で成膜される被成膜体と測定位置との関係を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the relationship between the to-be-film-formed body formed into a film by the thin film forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a measurement position. 本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置の制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function structure of the control unit of the thin film film-forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the thin film film-forming method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置における膜厚の測定原理について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the measurement principle of the film thickness in the thin film film-forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置における光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the target value of the optical characteristic value in the thin film forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。It is a typical apparatus block diagram which shows the structure of the thin film film-forming apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る薄膜成膜装置における光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the target value of the optical characteristic value in the thin film forming apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。It is a typical apparatus block diagram which shows the structure of the thin film film-forming apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る薄膜成膜装置で成膜される被成膜体と測定位置との関係を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the relationship between the to-be-film-formed body formed into a film by the thin film forming apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and a measurement position. 本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法を用いて製造される光学素子の一例を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the optical element manufactured using the thin film film-forming method concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the thin film film-forming method which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法における第1層目の成膜時の光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the target value of the optical characteristic value at the time of film-forming of the 1st layer in the thin film film-forming method concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法における第2層目の成膜時の光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the target value of the optical characteristic value at the time of film-forming of the 2nd layer in the thin film film-forming method concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法における第3層目の成膜時の光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the target value of the optical characteristic value at the time of the film-forming of the 3rd layer in the thin film film-forming method concerning the 4th Embodiment of this invention.

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置で成膜される被成膜体と測定位置との関係を示す模式的な平面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置の制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
[First Embodiment]
A thin film deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic apparatus configuration diagram showing the configuration of a thin film deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view showing the relationship between the film formation target and the measurement position formed by the thin film deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of a control unit of the thin film deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention.

本実施形態の薄膜成膜装置1は、図1に示すように、被成膜体50上に液状の成膜材料11(薄膜形成材料)を供給し、被成膜体50を回転させて液状の成膜材料11による薄膜を形成する装置である。
被成膜体50としては、表面に配置された成膜材料11を遠心力によって薄層化できる面形状を有する被成膜面50aが形成されていれば特に限定されない。例えば、被成膜面50aとして平滑な平面を有するガラス基板や、被成膜面50aとして曲率半径が大きい凸面や凹面のレンズ面や反射面が形成された光学素子基材を採用することができる。曲率半径の大きさとしては、例えば、3mmから無限大(平面)が好適である。
また、被成膜体50の材質としては、本実施形態では、光透過性を有するガラスや合成樹脂などが好適である。
また被成膜体50の外形状は特に限定されない。
以下では、被成膜体50の一例として、外径D(図2参照)が25mm、厚さが1mmの平滑な円板であるガラス基板の例で説明する。被成膜体50の材質としては、一例として、S−LAH58(商品名;株式会社オハラ製、n=1.88)の場合で説明する。
ここで、「n」は、d線における屈折率である。また、以下では、特定の波長λにおける屈折率は、波長λをnmで測った数値として「nλ」と表記する。
As shown in FIG. 1, the thin film deposition apparatus 1 of the present embodiment supplies a liquid film deposition material 11 (thin film formation material) onto a film formation target 50, and rotates the film formation target 50 to form a liquid. This is an apparatus for forming a thin film using the film forming material 11.
The film-forming body 50 is not particularly limited as long as the film-forming surface 50a having a surface shape capable of thinning the film-forming material 11 disposed on the surface by centrifugal force is formed. For example, a glass substrate having a smooth flat surface as the film formation surface 50a, or an optical element base material on which a convex surface having a large curvature radius, a concave lens surface, or a reflection surface is formed as the film formation surface 50a can be employed. . As a magnitude | size of a curvature radius, 3 mm to infinity (plane) is suitable, for example.
Further, as the material of the film formation target 50, in the present embodiment, glass or synthetic resin having optical transparency is suitable.
Further, the outer shape of the film formation target 50 is not particularly limited.
In the following, an example of a glass substrate which is a smooth disc having an outer diameter D 0 (see FIG. 2) of 25 mm and a thickness of 1 mm will be described as an example of the film formation target 50. As an example, the material of the film formation target 50 will be described in the case of S-LAH58 (trade name; manufactured by OHARA INC., N d = 1.88).
Here, “n d ” is the refractive index at the d-line. Hereinafter, the refractive index at a specific wavelength λ is expressed as “n λ ” as a numerical value obtained by measuring the wavelength λ in nm.

成膜材料11は、被成膜面50aに薄膜を形成する材料であり、膜厚に対応して光学特性が変化する材料であれば、適宜の材質を採用することができる。光学特性の例としては、反射率、透過率、およびそれらの分光特性を挙げることができる。
薄膜の種類の例としては、被成膜面50aの反射率、透過率、偏光特性等の光学特性を変更するために形成される光学薄膜、例えば、反射防止膜、反射膜、半透過膜、波長選択膜、偏光膜、光吸収膜等を挙げることができる。
また、薄膜の種類と他の例としては、被成膜面50aの機械的、物理的、電気的な特性を変更する薄膜であって、高精度な膜厚管理を行う必要がある薄膜を挙げることができる。このような薄膜の例としては、光学素子において、機能上、光を透過させたり反射させたりする光学面に用いられるハードコート膜、帯電防止膜、導電膜、撥水膜、撥膜油等を挙げることができる。
以下では、一例として、成膜材料11の材質として、低屈折率材料である中空シリカを含有する重合性化合物塗布剤(n520=1.36)を用いて、被成膜面50a上に目標膜厚tが95.6nmである単層の薄膜を形成する場合の例で説明する。
この薄膜は、後述するように、波長520nmにおいて、干渉を起こして反射光成分が相殺され、反射防止膜として機能するものである。
なお、成膜材料11の膜厚が硬化後に変化する場合には、目標膜厚tは、硬化後に必要な膜厚が得られる膜厚に設定する。
The film forming material 11 is a material for forming a thin film on the film formation surface 50a, and an appropriate material can be adopted as long as the optical characteristics change according to the film thickness. Examples of optical characteristics include reflectance, transmittance, and their spectral characteristics.
Examples of the type of thin film include optical thin films formed to change optical characteristics such as reflectance, transmittance, and polarization characteristics of the film formation surface 50a, such as an antireflection film, a reflective film, a semi-transmissive film, A wavelength selection film, a polarizing film, a light absorption film, etc. can be mentioned.
As another example of the type of thin film, there is a thin film that changes the mechanical, physical, and electrical characteristics of the film formation surface 50a and that needs to be managed with high accuracy. be able to. Examples of such a thin film include a hard coat film, an antistatic film, a conductive film, a water repellent film, a film repellent oil, etc. used on an optical surface that transmits and reflects light functionally in an optical element. Can be mentioned.
Hereinafter, as an example, a polymerizable compound coating agent (n 520 = 1.36) containing hollow silica, which is a low refractive index material, is used as a material of the film forming material 11 to form a target on the film formation surface 50a. An example in the case of forming a single-layer thin film having a film thickness t 0 of 95.6 nm will be described.
As will be described later, this thin film functions as an antireflection film by causing interference at a wavelength of 520 nm to cancel reflected light components.
When the film thickness of the film forming material 11 changes after curing, the target film thickness t 0 is set to a film thickness that provides a necessary film thickness after curing.

薄膜成膜装置1の概略構成は、回転保持部2、駆動部4、駆動伝達部3、材料供給部5、光源9、光ファイバ10、受光レンズ8、光ファイバ7、および制御ユニット6を備える。   The schematic configuration of the thin film deposition apparatus 1 includes a rotation holding unit 2, a drive unit 4, a drive transmission unit 3, a material supply unit 5, a light source 9, an optical fiber 10, a light receiving lens 8, an optical fiber 7, and a control unit 6. .

回転保持部2は、被成膜体50を保持して回転させるものである。本実施形態の回転保持部2は、被成膜体50の中心軸Cが鉛直軸に整列し、被成膜面50aが上向きとなるように被成膜体50を支持し、中心軸Cを回転の中心軸線として、被成膜体50を回転できるようになっている。
このため、回転保持部2は、中心に貫通孔2bを有する円筒状に形成され、不図示の軸受によって鉛直軸回りに回転可能に支持されている。回転保持部2の上端部には、被成膜体50の裏面50bの外周部を下方から受けるとともに被成膜体50の側面を径方向に着脱可能に保持するチャック2aが設けられている。
The rotation holding unit 2 holds and rotates the film formation target 50. The rotation holding unit 2 of the present embodiment supports the film formation target 50 so that the center axis C of the film formation target 50 is aligned with the vertical axis and the film formation surface 50a faces upward. The film formation target body 50 can be rotated as a central axis of rotation.
For this reason, the rotation holding part 2 is formed in a cylindrical shape having a through hole 2b in the center, and is supported by a bearing (not shown) so as to be rotatable around a vertical axis. A chuck 2 a that receives the outer peripheral portion of the back surface 50 b of the film formation body 50 from below and holds the side surface of the film formation body 50 so as to be detachable in the radial direction is provided at the upper end of the rotation holding unit 2.

駆動部4は、回転保持部2を回転させるものであり、本実施形態では、DCモータを採用している。駆動部4は、制御ユニット6と電気的に接続され、制御ユニット6から制御信号に基づいて、回転駆動の開始および停止の制御、ならびに回転速度の制御が可能になっている。
なお、本実施形態における回転駆動の停止の制御とは、回転駆動力の供給を停止する制御を意味する。このため、回転駆動の停止とともに、回転保持部2は減速を開始するが、ただちに停止することはない。完全な停止に要する時間を短縮するため、駆動部4は適宜のブレーキを備えていてもよい。
駆動部4の定常回転数は、成膜材料11の粘性等に応じて適宜設定すればよく、例えば、3000rpmから5000rpmの範囲に設定することができる。
The drive unit 4 rotates the rotation holding unit 2, and a DC motor is employed in the present embodiment. The drive unit 4 is electrically connected to the control unit 6, and based on a control signal from the control unit 6, it is possible to control the start and stop of the rotation drive and the rotation speed.
Note that the stop control of the rotation drive in the present embodiment means control for stopping the supply of the rotation drive force. For this reason, the rotation holding unit 2 starts decelerating with the stop of the rotation drive, but does not stop immediately. In order to shorten the time required for complete stop, the drive unit 4 may include an appropriate brake.
The steady rotation speed of the drive unit 4 may be set as appropriate according to the viscosity of the film forming material 11, and can be set, for example, in the range of 3000 rpm to 5000 rpm.

駆動伝達部3は、駆動部4の回転駆動力を回転保持部2に伝達する回転伝達機構であり、本実施形態では、一例として、回転保持部2の回転軸に設けられた駆動ギヤ3aと、回転保持部2の外周部に固定された被駆動ギヤ3bとから構成される。   The drive transmission unit 3 is a rotation transmission mechanism that transmits the rotational driving force of the drive unit 4 to the rotation holding unit 2. In the present embodiment, as an example, a drive gear 3a provided on the rotation shaft of the rotation holding unit 2 and The driven gear 3b is fixed to the outer peripheral portion of the rotation holding portion 2.

材料供給部5は、回転保持部2に保持された被成膜体50の被成膜面50a上に成膜材料11を供給するものである。本実施形態では、成膜材料11を貯留する材料貯留部5bと、材料貯留部5b内の成膜材料11を被成膜面50aの中心Oに向けて一定量だけ滴下する材料滴下部5aとを備える。   The material supply unit 5 supplies the film forming material 11 onto the film formation surface 50 a of the film formation target 50 held by the rotation holding unit 2. In the present embodiment, the material storage unit 5b that stores the film forming material 11, and the material dropping unit 5a that drops a predetermined amount of the film forming material 11 in the material storage unit 5b toward the center O of the film formation surface 50a; Is provided.

光源9は、被成膜面50a上で薄層化される成膜材料11の膜厚に対応する光学特性を測定するための測定光Lを形成するものである。
測定光Lは、後述する光学特性を測定可能な波長を含む光であれば、単色光でもよいし、白色光を含む多色光でもよいが、本実施形態では、波長400nm〜700nmの波長光を含む白色光源を採用している。具体的には、ハロゲンランプを採用している。
光源9には、測定光Lを導光して、測定光Lを光源9に接続された端部と反対側に形成されたファイバ端面10aから出射する光ファイバ10が接続されている。
本実施形態では、光ファイバ10は、ファイバ端面10aが回転保持部2に保持された被成膜体50の裏面50bの近傍に位置するように、回転保持部2の下方側から貫通孔2bの内側に配回されている。
また、ファイバ端面10aの平面視の位置は、図2に示すように、ファイバ端面10aの中心が、被成膜面50a上において被成膜体50の中心Oに対して距離D/2(ただし、0<D<D)だけ離間した点Pと鉛直方向において重なる位置に設定されている。
The light source 9 forms measurement light L 0 for measuring optical characteristics corresponding to the film thickness of the film forming material 11 to be thinned on the film formation surface 50a.
The measurement light L 0 may be monochromatic light or multicolor light including white light as long as it includes light having a wavelength capable of measuring optical characteristics to be described later. In the present embodiment, the wavelength light having a wavelength of 400 nm to 700 nm is used. A white light source is used. Specifically, a halogen lamp is used.
The light source 9, and guides the measurement light L 0, the optical fiber 10 for emitting connected measuring light L 0 from the connected end and formed opposite the fiber end face 10a to the light source 9.
In the present embodiment, the optical fiber 10 has a through hole 2b from the lower side of the rotation holding unit 2 so that the fiber end surface 10a is positioned in the vicinity of the back surface 50b of the film formation target 50 held by the rotation holding unit 2. It is distributed inside.
The position of the plan view of the fiber end face 10a, as shown in FIG. 2, the center of the fiber end faces 10a, the distance D 1/2 with respect to the center O of the deposition material 50 on the deposition surface 50a ( However, it is set at a position overlapping with the point P separated by 0 <D 1 <D 0 ) in the vertical direction.

受光レンズ8は、ファイバ端面10aから出射される測定光Lのうち被成膜体50を透過する光を集光して光ファイバ10に光結合する光学素子である。本実施形態では、受光レンズ8の光軸が被成膜面50a上の点Pを通る鉛直軸に整列するように配置されている。
このため、光ファイバ10のファイバ端面10aと受光レンズ8とは、回転保持部2に保持された被成膜体50を挟んで対向して配置されている。この結果、回転保持部2が被成膜体50とともに回転すると、ファイバ端面10aおよび受光レンズ8は、被成膜体50に対して直径Dの円を描いて相対移動し、直径Dの円周上の各所において、ファイバ端面10aから被成膜体50に測定光Lを照射し、その透過光を受光レンズ8によって集光できるようになっている。
点Pの位置は、後述する光学特性の測定中心位置、すなわち薄膜形成時の膜厚の測定中心位置となる。したがって、薄膜を形成する有効領域内であれば、どこに設定してもよいが、本実施形態では、一例として、D/2=7.5(mm)としている。すなわち、被成膜体50の半径を3:2に分割する中間部に設定している。
The light receiving lens 8 is an optical element that condenses light that passes through the film formation target 50 out of the measurement light L 0 emitted from the fiber end face 10 a and optically couples it to the optical fiber 10. In the present embodiment, the light receiving lens 8 is disposed so that the optical axis thereof is aligned with the vertical axis passing through the point P on the film formation surface 50a.
For this reason, the fiber end surface 10 a of the optical fiber 10 and the light receiving lens 8 are disposed to face each other with the film formation target body 50 held by the rotation holding unit 2 interposed therebetween. As a result, when the spin holder 2 rotates together with the HiNarumakutai 50, the fiber end surface 10a and the light receiving lens 8 is moved relative to a circle of diameter D 1 relative to HiNarumakutai 50, the diameter D 1 At various locations on the circumference, the measurement object L 0 is irradiated from the fiber end face 10 a to the film formation target 50, and the transmitted light can be condensed by the light receiving lens 8.
The position of the point P is a measurement center position of optical characteristics to be described later, that is, a measurement center position of the film thickness when forming a thin film. Therefore, it may be set anywhere within the effective region for forming the thin film, but in the present embodiment, as an example, D 1 /2=7.5 (mm). That is, the radius of the film formation target 50 is set to an intermediate portion that is divided into 3: 2.

光ファイバ7は、受光レンズ8によって集光された光を制御ユニット6に導く導光手段であり、一方のファイバ端面が受光レンズ8の集光位置に配置され、他方のファイバ端面が制御ユニット6の後述する測光部13(図3参照)に接続されている。   The optical fiber 7 is a light guide unit that guides the light collected by the light receiving lens 8 to the control unit 6. One end face of the fiber is disposed at the light collecting position of the light receiving lens 8, and the other fiber end face is the control unit 6. Are connected to a photometric unit 13 (see FIG. 3) described later.

制御ユニット6は、薄膜成膜装置1の装置動作を制御するもので、図3に示すように、制御対象となる各装置部分である駆動部4、材料供給部5、および光源9と電気的に接続されている。また、例えば、操作パネル、キーボード、マウスなどからなる操作部12が接続され、制御動作を行うための操作入力、制御に必要な情報を入力することができるようになっている。
制御ユニット6の機能構成としては、測光部13、記憶部15、および制御部14を備える。
The control unit 6 controls the apparatus operation of the thin film deposition apparatus 1, and as shown in FIG. 3, the drive unit 4, the material supply unit 5, and the light source 9, which are each device part to be controlled, are electrically connected. It is connected to the. Further, for example, an operation unit 12 including an operation panel, a keyboard, a mouse, and the like is connected so that operation input for performing a control operation and information necessary for control can be input.
As a functional configuration of the control unit 6, a photometric unit 13, a storage unit 15, and a control unit 14 are provided.

測光部13は、受光レンズ8に入射し、光ファイバ7によって導光された入射光を受光し、特定の波長における光量を測定して膜厚に対応する光学特性値を算出し、この光学特性値を制御部14に送出するものである。
測光部13の具体的な構成としては、例えば、特定の波長に対応する波長光を透過させる波長選択フィルタ、受光素子、および受光量に基づいて光学特性値を算出する演算処理部を備える構成、またはこの構成における波長選択フィルタおよび受光素子に代えて分光光量を測定する分光測定器を備える構成を採用することができる。以下では、一例として、分光測定器を備える場合の例で説明する。このため、測光部13は、必要に応じて、複数の光学特性値、光学特性値の分光スペクトルなども制御部14に送出できるようになっている。
本実施形態における光学特性値としては、成膜時に被成膜面50aに薄膜を形成する成膜材料11を含む被成膜体50の透過率を採用している。
このため、測光部13の演算処理部では、回転保持部2に被成膜体50を保持した場合の特定の波長における受光量を基準光量とし、この基準光量に対する回転保持部2に被成膜体50を保持した場合の同一波長の受光量の比から特定の波長における透過率を算出することができるようになっている。
The photometric unit 13 receives incident light that is incident on the light receiving lens 8 and guided by the optical fiber 7, measures the amount of light at a specific wavelength, and calculates an optical characteristic value corresponding to the film thickness. The value is sent to the control unit 14.
As a specific configuration of the photometry unit 13, for example, a configuration including a wavelength selection filter that transmits light having a wavelength corresponding to a specific wavelength, a light receiving element, and an arithmetic processing unit that calculates an optical characteristic value based on the amount of received light, Alternatively, it is possible to adopt a configuration including a spectrophotometer that measures the amount of spectral light instead of the wavelength selection filter and the light receiving element in this configuration. Hereinafter, an example in which a spectroscopic measuring device is provided will be described. For this reason, the photometry unit 13 can transmit a plurality of optical characteristic values, a spectral spectrum of the optical characteristic values, and the like to the control unit 14 as necessary.
As the optical characteristic value in the present embodiment, the transmittance of the film-forming body 50 including the film-forming material 11 that forms a thin film on the film-forming surface 50a during film formation is employed.
For this reason, the arithmetic processing unit of the photometry unit 13 uses the received light amount at a specific wavelength when the film formation target 50 is held on the rotation holding unit 2 as a reference light amount, and forms a film on the rotation holding unit 2 for this reference light amount. The transmittance at a specific wavelength can be calculated from the ratio of the amount of light received at the same wavelength when the body 50 is held.

記憶部15は、操作部12から入力されたデータや測光部13および制御部14で算出される演算結果を、測光部13および制御部14から参照可能に記憶するものである。
操作部12から入力するデータとしては、薄膜成膜装置1が被成膜体50に形成すべき薄膜の膜厚に対応する目標値を挙げることができる。被成膜面50aに薄膜が形成されると透過光が薄膜によって干渉を起こすため、膜厚に応じて分光透過率が変化する。被成膜体50の屈折率および成膜材料11の屈折率が既知であれば、特定の波長においては、薄膜の膜厚と透過率とは対応関係がある。
そこで、本実施形態では、形成すべき薄膜の膜厚である目標膜厚tおよび膜厚の許容範囲にそれぞれ対応した透過率および透過率許容範囲を、数値シミュレーション等によって予め算出し、透過率許容範囲を目標値として記憶している。すなわち、目標値は、目標数値範囲、具体的には下限値および上限値として与えられる。
本明細書において「光学特性値が目標値に達した」とは、特に断らない限り、光学特性値が目標数値範囲内に達したことを意味する。本実施形態では、光学特性値は透過率、目標数値範囲は透過率許容範囲である。
例えば、被成膜体50がS−LAH58(商品名)、成膜材料11が中空シリカを含有する重合性化合物塗布剤、成膜材料11の目標膜厚tが、95.6nm、膜厚の許容範囲が目標膜厚tの±2%の場合には、記憶部15に記憶される波長520nmの透過率の目標値としては、99.975%〜100%を採用することができる。
The storage unit 15 stores data input from the operation unit 12 and calculation results calculated by the photometric unit 13 and the control unit 14 so that the photometric unit 13 and the control unit 14 can refer to the data.
As data input from the operation unit 12, a target value corresponding to the film thickness of the thin film to be formed on the film formation target 50 by the thin film deposition apparatus 1 can be cited. When a thin film is formed on the film formation surface 50a, transmitted light causes interference by the thin film, so that the spectral transmittance changes according to the film thickness. If the refractive index of the film formation target 50 and the refractive index of the film forming material 11 are known, there is a correspondence between the film thickness of the thin film and the transmittance at a specific wavelength.
Therefore, in the present embodiment, the transmittance and the transmittance allowable range corresponding to the target film thickness t 0 that is the thickness of the thin film to be formed and the allowable range of the film thickness are calculated in advance by numerical simulation or the like, and the transmittance is calculated. The allowable range is stored as a target value. That is, the target value is given as a target numerical range, specifically, a lower limit value and an upper limit value.
In this specification, “the optical characteristic value has reached the target value” means that the optical characteristic value has reached the target numerical range unless otherwise specified. In the present embodiment, the optical characteristic value is the transmittance, and the target numerical value range is the transmittance allowable range.
For example, the film formation target 50 is S-LAH58 (trade name), the film formation material 11 is a polymerizable compound coating agent containing hollow silica, and the target film thickness t 0 of the film formation material 11 is 95.6 nm. When the allowable range is ± 2% of the target film thickness t 0 , 99.975% to 100% can be adopted as the target value of the transmittance at the wavelength of 520 nm stored in the storage unit 15.

制御部14は、操作部12からの操作入力に基づいて光源9をオンオフし、光源9をオンした状態で測光部13による透過率測定を実行させる制御を行う。
また、制御部14は、操作部12からの操作入力に基づいて材料供給部5から一定量の成膜材料11を滴下する制御を行う。
また、制御部14は、材料供給部5を滴下した後、測光部13により繰り返して透過率測定を行いつつ、駆動部4による駆動を開始させる制御を行う。そして、測光部13から送出される透過率と、記憶部15に記憶された透過率の目標値とを比較し、測光部13から送出される透過率が目標値に達したとき駆動部4による駆動を停止する制御を行う。
The control unit 14 performs control to turn on and off the light source 9 based on an operation input from the operation unit 12 and to perform transmittance measurement by the photometry unit 13 with the light source 9 turned on.
Further, the control unit 14 performs control to drop a predetermined amount of the film forming material 11 from the material supply unit 5 based on an operation input from the operation unit 12.
In addition, after the material supply unit 5 is dropped, the control unit 14 performs control to start driving by the driving unit 4 while repeatedly measuring the transmittance by the photometric unit 13. Then, the transmittance transmitted from the photometry unit 13 is compared with the target value of the transmittance stored in the storage unit 15, and when the transmittance transmitted from the photometry unit 13 reaches the target value, the drive unit 4 Control to stop driving.

制御ユニット6の装置構成は、本実施形態では、分光測定器を含む適宜のハードウェアと、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとで構成される。上記の演算機能および制御機能は、それぞれに対応した演算プログラムおよび制御プログラムをこのコンピュータで実行することにより実現している。   In the present embodiment, the control unit 6 is configured by appropriate hardware including a spectrometer and a computer including a CPU, a memory, an input / output interface, an external storage device, and the like. The above calculation function and control function are realized by executing a calculation program and a control program corresponding to each of the calculation function and the control function on this computer.

このような薄膜成膜装置1の構成において、光源9、光ファイバ10、受光レンズ8、光ファイバ7、および制御ユニット6の測光部13は、回転保持部2の回転によって被成膜体50上で薄層化される成膜材料11に測定光Lを照射して、成膜材料11を含む被成膜体50の透過率からなる光学特性値を測定する光学特性測定部を構成している。
また、制御ユニット6の制御部14は、光学特性測定部で測定された光学特性値が予め記憶された薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したときに回転保持部2の回転駆動を停止する回転制御部を構成している。
In such a configuration of the thin film deposition apparatus 1, the light source 9, the optical fiber 10, the light receiving lens 8, the optical fiber 7, and the photometry unit 13 of the control unit 6 are placed on the film formation target 50 by the rotation of the rotation holding unit 2. An optical property measurement unit is configured to irradiate the film forming material 11 to be thinned with the measurement light L 0 and measure the optical property value including the transmittance of the film formation target 50 including the film forming material 11. Yes.
The control unit 14 of the control unit 6 rotates the rotation holding unit 2 when the optical characteristic value measured by the optical characteristic measurement unit reaches a target value corresponding to the target film thickness of the thin film stored in advance. The rotation control unit to be stopped is configured.

次に、薄膜成膜装置1の動作について、本実施形態の薄膜成膜方法を中心として説明する。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜方法を説明するフローチャートである。図5(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置における膜厚の測定原理について説明する模式図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜成膜装置における光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。図6の横軸は波長(nm)、縦軸は透過率(%)である。
Next, the operation of the thin film deposition apparatus 1 will be described focusing on the thin film deposition method of the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a thin film deposition method according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are schematic diagrams for explaining the measurement principle of the film thickness in the thin film deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph for explaining the target value of the optical characteristic value in the thin film deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance (%).

薄膜成膜装置1によって、被成膜面50a上に成膜材料11の薄膜を成膜するには、図4に示すフローチャートにしたがって、ステップS1からS6の各ステップを実行することにより成膜を行う。
まず、ステップS1では、駆動部4の駆動を停止した状態で、被成膜体50をチャック2aに保持させて回転保持部2にセットする。本実施形態では、薄膜成膜装置1の設置雰囲気は大気雰囲気でよいため、被成膜体50のセットは、例えば、人手で行ってもよいし、ロボットなどを用いてセットしてもよい。
被成膜体50が回転保持部2に保持されている状態で、光源9をオン状態として、ファイバ端面10aから測定光Lを出射し、受光レンズ8を通して集光された光の光量を測光部13によって測定する。このとき、図5(a)に示すように、測定光Lは裏面50bで一部が反射されてその他が測定光LT1として透過して、被成膜面50aに到達する。そして、被成膜面50aで一部が反射光LR2として反射される。このため、測光部13によって測定される光量は、測定光LT1から反射光LR2となる成分を除いた測定光LT2の光量である。
本実施形態では、被成膜面50aでの透過率の変化を用いるため、透過率を求める基準光量として測定光LT1の光量を用いる。
測定光LT1の光量QT1は、測定光LT2の光量QT2に反射光LR2の光量QR2を加えたものである。本実施形態では、測定光LT1の光量QT1は、被成膜体50を構成する硝材(S−LAH58)と空気との屈折率データから計算される波長ごとの反射率Rλ(%)として、次式(1)から求める。
In order to form a thin film of the film forming material 11 on the film formation surface 50a by the thin film forming apparatus 1, the film is formed by executing steps S1 to S6 according to the flowchart shown in FIG. Do.
First, in step S <b> 1, the film formation target 50 is held on the chuck 2 a and set on the rotation holding unit 2 in a state where the driving of the driving unit 4 is stopped. In the present embodiment, since the installation atmosphere of the thin film deposition apparatus 1 may be an air atmosphere, the film formation target 50 may be set manually, for example, or may be set using a robot or the like.
While the film formation target 50 is held by the rotation holding unit 2, the light source 9 is turned on, the measurement light L 0 is emitted from the fiber end surface 10 a, and the amount of light collected through the light receiving lens 8 is measured. Measurement is performed by the unit 13. At this time, as shown in FIG. 5 (a), the measuring light L 0 is other is reflected part by the rear surface 50b and transmitted as a measurement light L T1, it reaches the deposition surface 50a. A part in deposition surface 50a is reflected as reflected light L R2. Therefore, the amount of light measured by the optical measuring unit 13 is a light intensity of the measurement light L T2 excluding the component as a reflected light L R2 from the measurement light L T1.
In the present embodiment, for using the change of transmittance at deposition surface 50a, the light intensity of the measurement light L T1 used as a reference quantity for determining the transmission rate.
Amount Q T1 of the measurement light L T1 is obtained by adding the quantity Q R2 of the reflected light L R2 to the light amount Q T2 of the measurement light L T2. In the present embodiment, the light quantity Q T1 of the measurement light L T1 is the reflectance R λ (%) for each wavelength calculated from the refractive index data of the glass material (S-LAH 58) constituting the film formation target 50 and air. Is obtained from the following equation (1).

T1=QT2×100/(100−Rλ) ・・・(1) Q T1 = Q T2 × 100 / (100−R λ ) (1)

ここで、反射率Rλは、以下の計算によって求める。
例えば、硝材S−LAH58の屈折率nλは、硝材メーカによると、波長λ(nm)を用いて、次式(2)のような分散式で表される。
Here, the reflectance R λ is obtained by the following calculation.
For example, the refractive index n λ of the glass material S-LAH 58 is expressed by a dispersion formula such as the following equation (2) using the wavelength λ (nm) according to the glass material manufacturer.

Figure 2012166127
Figure 2012166127

ここで、A、A、A、B、B、Bは、下記のような定数である。
=1.78764964
=6.52635600×10−1
=1.79914564
=8.47378536×10−3
=3.13126408×10−2
=1.32788001×10+2
Here, A 1 , A 2 , A 3 , B 1 , B 2 , B 3 are constants as follows.
A 1 = 1.778764964
A 2 = 6.552635600 × 10 −1
A 3 = 1.7991464
B 1 = 8.447378536 × 10 −3
B 2 = 3.113126408 × 10 −2
B 3 = 1.32788001 × 10 +2

また、硝材の界面における反射率R(%)は、硝材の屈折率をn、空気の屈折率をnとしたとき、次式(3)で表される。 The reflectance R (%) at the glass material interface is expressed by the following equation (3), where n 1 is the refractive index of the glass material and n 2 is the refractive index of the air.

R={(n−n)/(n+n)}×100 ・・・(3) R = {(n 1 −n 2 ) / (n 1 + n 2 )} 2 × 100 (3)

上記式(2)から計算したnλ、空気の屈折率である1を、上記式(3)のn、nに代入すれば、波長λでの硝材の界面における反射率Rλが求まり、上記式(1)によって、基準光量である測定光LT1の光量QT1が求まる。
この基準光量は記憶部15に記憶させる。本実施形態では、測光部13は分光測定器を備えているため、測定光LT2は分光光量が測定される。したがって基準光量も波長ごとの分光光量が記憶される。
以上で、ステップS1が終了する。
基準光量の測定は、同一条件の成膜を行う場合でも、光源9の経時的な光量変化や被成膜体50の厚みの誤差により透過率が変わってしまうため、成膜毎に行うことが望ましい。
このように基準光量の測定を行うことで、光源9の経時的な光量変化や、被成膜体50の厚みや裏面50bの表面状態のバラツキによる測定誤差を補正することができる。
By substituting n λ calculated from the above equation (2) and 1 that is the refractive index of air into n 1 and n 2 in the above equation (3), the reflectance R λ at the interface of the glass material at the wavelength λ is obtained. The light quantity Q T1 of the measurement light L T1 that is the reference light quantity is obtained by the above equation (1).
This reference light quantity is stored in the storage unit 15. In the present embodiment, since the metering unit 13 is provided with a spectrophotometer, the measurement light L T2 is the spectral intensity is measured. Accordingly, the spectral light quantity for each wavelength is stored as the reference light quantity.
Thus, step S1 is completed.
Even when film formation is performed under the same conditions, the measurement of the reference light amount is performed every film formation because the transmittance changes due to a change in the light amount of the light source 9 with time and an error in the thickness of the film formation target 50. desirable.
By measuring the reference light quantity in this way, it is possible to correct measurement errors due to changes in the light quantity of the light source 9 over time and variations in the thickness of the film formation target 50 and the surface state of the back surface 50b.

次に、ステップS2では、操作者は、操作部12から測定の開始操作入力を行う。この操作入力を検出した制御部14は、材料供給部5の材料滴下部5aから薄膜の形成に必要な一定量の成膜材料11を滴下する。滴下された成膜材料11は、図5(a)に示すように、被成膜面50aの中心O上に液滴として供給される。
本実施形態の例では、成膜材料11の量は、0.02mLとする。
以上で、ステップS2が終了する。
Next, in step S <b> 2, the operator inputs a measurement start operation from the operation unit 12. The control unit 14 that has detected the operation input drops a predetermined amount of the film forming material 11 necessary for forming a thin film from the material dropping unit 5 a of the material supply unit 5. As shown in FIG. 5A, the dropped film forming material 11 is supplied as droplets on the center O of the film formation surface 50a.
In the example of this embodiment, the amount of the film forming material 11 is 0.02 mL.
This is the end of step S2.

次に、ステップS3では、制御部14は、駆動部4に駆動開始する制御信号を送出して駆動部4を駆動し、回転保持部2の回転を開始させる。本実施形態では、一例として、回転保持部2の回転数が3000rpmとなるように駆動部4を駆動する。
以上で、ステップS3が終了する。
ステップS3は、本実施形態の薄膜成膜方法において、被成膜体50上に成膜材料11を供給した後に、被成膜体50の回転駆動を開始する工程を構成している。
Next, in step S <b> 3, the control unit 14 sends a control signal for starting driving to the driving unit 4 to drive the driving unit 4 to start rotation of the rotation holding unit 2. In the present embodiment, as an example, the drive unit 4 is driven so that the rotation number of the rotation holding unit 2 is 3000 rpm.
This is the end of step S3.
Step S3 constitutes a step of starting the rotational driving of the film-forming body 50 after supplying the film-forming material 11 onto the film-forming body 50 in the thin film deposition method of the present embodiment.

次に、ステップS4では、光学特性の測定を行う。
制御部14は、駆動部4に駆動を開始する制御信号を送出した後に、測光部13に透過率測定を開始する制御信号を送出する。これにより、測光部13は、制御部14から測定を停止する制御信号が送出されるまでは、予め定められたサンプリング時間で、特定の波長における透過率測定を繰り返す。
本実施形態の例では、測光部13の分光測定器によって測定されたλ=520(nm)における受光光量を、記憶部15に記憶された基準光量で割って透過率を算出し、順次、制御部14に送出する。このようにして、被成膜体50の出射側での透過率が求められる。
透過率が制御部14に送出されると、ステップS4が終了し、ステップS5に移行する。
ステップS4は、被成膜体50の回転によって被成膜体50上で薄層化される成膜材料11に測定光Lを照射して、成膜材料11を含む被成膜体50の透過率からなる光学特性値を測定する光学特性測定工程を構成している。
Next, in step S4, optical characteristics are measured.
The control unit 14 sends a control signal for starting the transmittance measurement to the photometric unit 13 after sending a control signal for starting the drive to the drive unit 4. Thereby, the photometry unit 13 repeats the transmittance measurement at a specific wavelength for a predetermined sampling time until a control signal for stopping the measurement is sent from the control unit 14.
In the example of the present embodiment, the transmittance is calculated by dividing the received light amount at λ 1 = 520 (nm) measured by the spectrophotometer of the photometric unit 13 by the reference light amount stored in the storage unit 15, It is sent to the control unit 14. In this way, the transmittance on the emission side of the film formation target 50 is obtained.
When the transmittance is sent to the control unit 14, step S4 ends, and the process proceeds to step S5.
In step S <b> 4, the film-forming material 11 that is thinned on the film-forming body 50 by the rotation of the film-forming body 50 is irradiated with the measuring light L 0 , and the film-forming body 50 including the film-forming material 11 is irradiated. An optical characteristic measurement step for measuring an optical characteristic value consisting of transmittance is configured.

ステップS4では、被成膜体50が回転されているため、図5(b)に示すように、被成膜面50a上の成膜材料11に遠心力が作用して、成膜材料11が中心Oから外周側に移動し、被成膜面50a上で平面視円状に拡がって薄層化が進行する。
さらに、回転を続けると、成膜材料11は、被成膜面50aの全体を覆い、被成膜面50aの外周部から径方向外側に徐々に放出される。このため、回転が進むにつれて被成膜面50a上の各所の膜厚が漸減し、やがて図5(c)に示すように、被成膜面50a上に目標膜厚tを有する均一な薄膜110が形成される。
In step S4, since the film formation target 50 is rotated, a centrifugal force acts on the film formation material 11 on the film formation surface 50a as shown in FIG. The film moves from the center O to the outer peripheral side, expands in a circular shape in plan view on the film formation surface 50a, and thinning proceeds.
Further, when the rotation is continued, the film forming material 11 covers the entire film forming surface 50a and is gradually discharged radially outward from the outer peripheral portion of the film forming surface 50a. Therefore, rotation is the thickness of each place on the deposition surface 50a gradually decreases as one proceeds, eventually as shown in FIG. 5 (c), a uniform thin film having a target film thickness t 0 on deposition surface 50a 110 is formed.

例えば、図5(a)に示すような、回転開始前、または回転直後の状態では、成膜材料11は、中心Oの近傍に集合しており、裏面50bで減衰された測定光LT1が透過する点Pの近傍では、成膜材料11の薄膜は形成されていない。このとき、裏面50bから入射して透過した測定光LT1は、被成膜面50aに到達すると、被成膜面50aに固有の透過率にしたがって、一部が透過光LT2として上方の受光レンズ8(図1参照)に向かって透過し、その他が、反射光LR2として裏面50b側に反射される。したがって、測光部13の受光光量は、波長λにおける測定光LT1の光量よりも小さくなる。 For example, as shown in FIG. 5A, in the state before the start of rotation or immediately after the rotation, the film forming material 11 is gathered in the vicinity of the center O, and the measurement light L T1 attenuated at the back surface 50b is generated. In the vicinity of the transmitting point P, the thin film of the film forming material 11 is not formed. At this time, when the measurement light L T1 incident and transmitted from the back surface 50b reaches the film formation surface 50a, a part of the measurement light L T1 is received as the transmitted light L T2 in accordance with the transmittance specific to the film formation surface 50a. lens 8 passes toward (see FIG. 1), others are reflected on the rear surface 50b side as reflected light L R2. Therefore, the amount of received light of the photometry unit 13 becomes smaller than the amount of the measurement light L T1 at wavelength lambda 1.

また、図5(b)のように、薄層化された成膜材料11が、点Pよりもやや外周側に拡がり、完全には外周部に到達しない状態では、点Pにおける成膜材料11の膜厚tは、目標膜厚tよりも厚くなっている。
また、さらに成膜材料11の薄層化が進むと、図5(c)のように、各所の膜厚が目標膜厚tとなる。
すなわち、点Pでは、被成膜体50の回転開始からの時間経過とともに、成膜材料11の膜厚が0の状態から、成膜材料11が点Pに到達することで目標膜厚tよりも厚い初期膜厚となってから膜厚が漸減していくことになる。なお、成膜材料11の先端が点Pを通過する時間は、透過率測定のサンプリング時間に比べて充分短時間であるため、膜厚の増大の変化は階段状となる。したがって初期膜厚となるまでの膜厚増加中の変化は測定されない。
Further, as shown in FIG. 5B, when the thin film forming material 11 spreads slightly to the outer peripheral side from the point P and does not completely reach the outer peripheral part, the film forming material 11 at the point P is used. the film thickness t 3 of is thicker than the target thickness t 0.
Further, when the film forming material 11 is further thinned, the film thickness at each point becomes the target film thickness t 0 as shown in FIG.
That is, at the point P, the target film thickness t 0 is reached when the film forming material 11 reaches the point P from the state where the film thickness of the film forming material 11 is 0 as time elapses from the start of the rotation of the film formation target 50. The film thickness gradually decreases after the thicker initial film thickness is reached. Note that the time for the tip of the film forming material 11 to pass the point P is sufficiently shorter than the sampling time for transmittance measurement, and therefore the change in the increase in film thickness is stepped. Therefore, changes during the film thickness increase until reaching the initial film thickness are not measured.

ここで、このような膜厚変化と、透過率の変化の関係について説明する。
被成膜面50a上に成膜材料11による目標膜厚tの薄膜が形成された場合の分光透過率は、本実施形態の例では図6に示すグラフの曲線100のようになっている。
すなわち、曲線100は、波長370nmで透過率96.1%となり、波長370nmから波長520nm(=λ)に向かって透過率が単調に増大し、波長520nmで極大の透過率100%となり、波長520nmから波長750nmに向かって、透過率が単調に減少し、波長750nmで透過率97.9%となる上に凸の滑らかな曲線である。
このように、成膜材料11の目標膜厚tの薄膜は、波長520nmに対しては良好な反射防止膜になっている。
薄膜の膜厚が、目標膜厚tからずれている場合の分光透過率は、特に図示しないが、透過率100%となる波長が波長λからずれて、曲線100をグラフ上で横軸方向にほぼシフトした形状になる。例えば、図5(b)に示す膜厚t(>t)の場合には、波長λよりも長波長の光での干渉が顕著となるため、曲線100が長波長側(図示右方向)にシフトした形状となる。
この結果、膜厚tの状態では、波長λにおける透過率は、目標膜厚tにおける透過率よりも小さくなる。このように、波長λにおける透過率と成膜材料11の膜厚との間には対応関係がある。具体的には、点Pでの膜厚が目標膜厚tより厚い状態から目標膜厚tまで薄層化されるにしたがって、曲線100における波長λよりも短波長側(図示左側)の曲線上を波長λに向かって移動するのと同様な割合で透過率が増大していく。
このような分光透過率のシミュレーション結果から、透過率が99.975%〜100%になれば、目標膜厚tの±2%に相当する膜厚範囲に入ることが分かる。
また、例えば、膜厚の許容範囲を目標膜厚tの±1.5%にする場合には、透過率は、99.985%〜100%とすればよい。
Here, the relationship between such a change in film thickness and a change in transmittance will be described.
The spectral transmittance when the thin film having the target film thickness t 0 is formed on the film formation surface 50 a by the film forming material 11 is as shown by a curve 100 in the graph shown in FIG. 6 in the example of this embodiment. .
That is, the curve 100 has a transmittance of 96.1% at a wavelength of 370 nm, the transmittance increases monotonously from the wavelength of 370 nm to the wavelength of 520 nm (= λ 1 ), and reaches a maximum transmittance of 100% at the wavelength of 520 nm. From 520 nm toward the wavelength of 750 nm, the transmittance decreases monotonously, and the transmittance becomes 97.9% at the wavelength of 750 nm.
Thus, the thin film having the target film thickness t 0 of the film forming material 11 is a good antireflection film for the wavelength of 520 nm.
Thickness of the thin film, the spectral transmittance in the case that deviates from the target thickness t 0 is not particularly shown, a wavelength to be 100% transmission is shifted from the wavelength lambda 1, the horizontal axis curve 100 in the graph The shape is almost shifted in the direction. For example, in the case of the film thickness t 3 (> t 0 ) shown in FIG. 5B, since interference with light having a wavelength longer than the wavelength λ 1 becomes significant, the curve 100 is on the long wavelength side (right in the figure). The shape is shifted in the direction).
As a result, in the state of the film thickness t 3 , the transmittance at the wavelength λ 1 is smaller than the transmittance at the target film thickness t 0 . Thus, there is a correspondence between the transmittance at the wavelength λ 1 and the film thickness of the film forming material 11. Specifically, as the film thickness at the point P is increased from a state where the film thickness is greater than the target film thickness t 0 to the target film thickness t 0 , the wavelength is shorter than the wavelength λ 1 in the curve 100 (left side in the figure). The transmittance increases at the same rate as moving toward the wavelength λ 1 on the curve.
For this simulation spectral transmittance results, if the transmittance is accustomed to 99.975% to 100%, it can be seen that the fall in the film thickness range corresponding to of ± 2% target film thickness t 0.
Further, for example, when the allowable range of the film thickness is ± 1.5% of the target film thickness t 0 , the transmittance may be 99.985% to 100%.

次に、ステップS5では、制御部14によって、測光部13から送出された透過率を記憶部15に記憶されている目標数値範囲である透過率許容範囲と比較し、目標数値範囲内である場合には、ステップS6に移行する。
透過率が透過率許容範囲内であれば、透過率が目標値に達しており、このため、透過率に対応する膜厚が目標膜厚tに対する偏差が±2%以内になったと判定できる。
本実施形態の例を実施したところ、透過率が目標値に達するまでの時間は、回転駆動開始から約10秒であった。
Next, in step S5, the control unit 14 compares the transmittance transmitted from the photometry unit 13 with a transmittance allowable range that is a target numerical range stored in the storage unit 15, and is within the target numerical range. In step S6, the process proceeds to step S6.
If the transmittance is within the permissible transmittance range, the transmittance has reached the target value. For this reason, it can be determined that the film thickness corresponding to the transmittance is within ± 2% of the deviation from the target film thickness t 0 . .
When the example of this embodiment was implemented, the time until the transmittance reached the target value was about 10 seconds from the start of the rotational drive.

また、透過率が目標数値範囲外である場合には、ステップS4に移行する。ただし、2回目以降のステップS4は、制御部14から制御信号が送出されることなく、一定サンプリング時間ごとに測光部13が、透過率の測定を行い、制御部14に送出する。   If the transmittance is out of the target numerical value range, the process proceeds to step S4. However, in the second and subsequent steps S4, the control unit 14 does not send a control signal, and the photometry unit 13 measures the transmittance at regular sampling times and sends it to the control unit 14.

このようにステップS5は、光学特性値が、予め記憶された薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したかどうかを判定する判定工程を構成している。
また、本実施形態は、透過率の極大値をとる特定の波長を測定光Lの波長として、目標数値範囲の上限値を透過率の極大値とし、下限値を透過率の極大値よりも小さな透過率に設定した場合の例になっている。このような極大値の近傍で判定する場合、下限値以上になっていることを判定すれば充分である。したがって、本実施形態の例では、下限値99.975%以上であるかどうかを判定すれば充分である。
As described above, step S5 constitutes a determination step for determining whether or not the optical characteristic value has reached a target value corresponding to the target film thickness of the thin film stored in advance.
Further, in the present embodiment, the specific wavelength that takes the maximum value of the transmittance is the wavelength of the measurement light L 0 , the upper limit value of the target numerical range is the maximum value of the transmittance, and the lower limit value is higher than the maximum value of the transmittance. In this example, a small transmittance is set. When determining in the vicinity of such a maximum value, it is sufficient to determine that the value is equal to or greater than the lower limit value. Therefore, in the example of this embodiment, it is sufficient to determine whether the lower limit value is 99.975% or more.

ステップS6は、ステップS5によって、光学特性値が目標値に達したことが判定された後に行うステップであり、制御部14から駆動部4の駆動を停止する制御信号を送出し、駆動部4の駆動を停止する。これにより、回転保持部2の回転駆動が停止され、回転保持部2が減速される。この結果、成膜材料11に作用する遠心力が減衰するため、遠心力による成膜材料11の移動は停止する。
このようにして、成膜材料11の膜厚は、回転駆動の停止時の膜厚一定値に保持される。被成膜面50a上には目標膜厚t±2%の膜厚に達した薄膜が形成される。
以上で、ステップS6が終了する。
Step S <b> 6 is a step performed after it is determined in step S <b> 5 that the optical characteristic value has reached the target value. A control signal for stopping the driving of the driving unit 4 is transmitted from the control unit 14, and Stop driving. Thereby, the rotation drive of the rotation holding part 2 is stopped, and the rotation holding part 2 is decelerated. As a result, since the centrifugal force acting on the film forming material 11 is attenuated, the movement of the film forming material 11 by the centrifugal force is stopped.
In this way, the film thickness of the film forming material 11 is maintained at a constant film thickness value when the rotation drive is stopped. A thin film reaching the target film thickness t 0 ± 2% is formed on the film formation surface 50a.
This is the end of step S6.

このように、ステップS6は、判定工程(ステップS5)における光学特性値が目標値に達したとの判定に基づいて被成膜体50の回転駆動を停止する工程を構成している。   As described above, step S6 constitutes a step of stopping the rotational driving of the film formation target 50 based on the determination that the optical characteristic value has reached the target value in the determination step (step S5).

ステップS6が終了し、回転保持部2の回転が停止したら、成膜材料11の材質に応じて必要な硬化処理等を行う。例えば、本実施形態の例の中空シリカを含有する重合性化合物塗布剤では、回転保持部2から被成膜体50を取り外し、予め200℃に加熱しておいた乾燥炉に10分間投入して硬化させる。これにより、被成膜体50に被成膜面50aに成膜材料11の単層の薄膜が形成される。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
When step S <b> 6 is completed and the rotation of the rotation holding unit 2 is stopped, a necessary curing process or the like is performed according to the material of the film forming material 11. For example, in the polymerizable compound coating agent containing the hollow silica of the example of the present embodiment, the film formation target body 50 is removed from the rotation holding unit 2 and put into a drying furnace heated in advance to 200 ° C. for 10 minutes. Harden. As a result, a single-layer thin film of the film forming material 11 is formed on the film formation surface 50 a on the film formation target 50.
This is the end of the thin film formation method of the present embodiment.

本実施形態の薄膜成膜装置1によれば、回転保持部2に保持されて回転する被成膜体50上で薄層化される成膜材料11の透過率を測定し、透過率が目標膜厚tに対応する目標値に達してから被成膜体50の回転駆動を停止する。すなわち、成膜中に膜厚を間接的に測定しながら成膜を行っているため、薄膜の膜厚を許容範囲内に確実に収める成膜を行うことができる。
このため、成膜を繰り返し行う場合に、例えば、回転保持部2の回転数が変動したり、成膜材料11の液体濃度や粘度が経時変化したり、成膜環境の温湿度が変動したりするなどして、膜厚がばらつく要因が発生しても、膜厚の変動を許容範囲内に収めることができる。
したがって、ウエットプロセスによって薄膜を成膜する際に、成膜の繰り返しにおける膜厚ばらつきを抑制することができる。
According to the thin film deposition apparatus 1 of the present embodiment, the transmittance of the deposition material 11 to be thinned on the deposition target body 50 held and rotated by the rotation holding unit 2 is measured, and the transmittance is the target. After reaching the target value corresponding to the film thickness t 0 , the rotational driving of the film formation target 50 is stopped. That is, since the film formation is performed while indirectly measuring the film thickness during the film formation, it is possible to perform the film formation so that the film thickness of the thin film is surely within an allowable range.
For this reason, when the film formation is repeated, for example, the number of rotations of the rotation holding unit 2 fluctuates, the liquid concentration and viscosity of the film formation material 11 change over time, and the temperature and humidity of the film formation environment fluctuate. For example, even if a factor causing a variation in film thickness occurs, the variation in film thickness can be kept within an allowable range.
Therefore, when forming a thin film by a wet process, it is possible to suppress variations in film thickness due to repeated film formation.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る薄膜成膜装置について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。
[Second Embodiment]
A thin film deposition apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a thin film deposition apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態の薄膜成膜装置1Aは、光学特性値として反射率を採用した場合の例であり、図7に示すように、上記第1の実施形態の薄膜成膜装置1の駆動伝達部3を削除し、回転保持部2、駆動部4に代えて、それぞれ回転保持部2A、駆動部4Aを備える。
また、被成膜面50a上の薄膜による反射光の測定を行うため、光源9、光ファイバ10、光ファイバ7、受光レンズ8の配置位置を変更している。
また、反射率測定を行うため、制御ユニット6の記憶部15には、形成すべき薄膜の膜厚である目標膜厚tおよび膜厚の許容範囲にそれぞれ対応した反射率および反射率許容範囲を、数値シミュレーション等によって予め算出し、反射率許容範囲を目標値として記憶している。
以下では、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、成膜材料11、被成膜体50、成膜すべき膜厚の条件等も、上記第1の実施形態に用いたのと同じ例で説明する。
The thin film deposition apparatus 1A of the present embodiment is an example in the case where the reflectance is adopted as the optical characteristic value, and as shown in FIG. 7, the drive transmission unit 3 of the thin film deposition apparatus 1 of the first embodiment is used. Are replaced with a rotation holding unit 2A and a driving unit 4A, respectively, instead of the rotation holding unit 2 and the driving unit 4.
In addition, the arrangement positions of the light source 9, the optical fiber 10, the optical fiber 7, and the light receiving lens 8 are changed in order to measure the reflected light from the thin film on the film formation surface 50a.
Further, in order to perform reflectance measurement, the storage unit 15 of the control unit 6, the target film thickness t 0 and tolerances on the corresponding reflectance and reflectance allowable each range of thickness which is the thickness of a thin film to be formed Is calculated in advance by numerical simulation or the like, and the reflectance allowable range is stored as a target value.
Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment. The film forming material 11, the film formation target 50, the conditions of the film thickness to be formed, and the like will be described using the same example as that used in the first embodiment.

回転保持部2Aは、上記第1の実施形態の回転保持部2から被駆動ギヤ3b、貫通孔2bを削除したものであり、上記第1の実施形態と同様に上端部にチャック2aを備える。
駆動部4Aは、回転保持部2Aの下端部に連結され、回転保持部2Aをダイレクト駆動するDCモータである。回転数の範囲は、駆動部4と同様な範囲に設定されている。
また、駆動部4Aは、制御ユニット6と電気的に接続され、制御ユニット6から制御信号に基づいて、回転の開始および停止の制御、ならびに回転速度の制御が可能になっている。
The rotation holding portion 2A is obtained by removing the driven gear 3b and the through hole 2b from the rotation holding portion 2 of the first embodiment, and includes a chuck 2a at the upper end portion as in the first embodiment.
The drive unit 4A is a DC motor that is connected to the lower end of the rotation holding unit 2A and directly drives the rotation holding unit 2A. The range of the rotational speed is set to a range similar to that of the drive unit 4.
Further, the drive unit 4A is electrically connected to the control unit 6, and based on a control signal from the control unit 6, it is possible to control rotation start and stop and to control the rotation speed.

薄膜成膜装置1Aでは、回転保持部2Aのチャック2aに保持された被成膜体50を被成膜面50a上の点Pに向けて測定光Lを照射し、被成膜面50a上の成膜材料11からの反射光の光量を測定する。
このため、本実施形態における光ファイバ10および光源9は、回転保持部2Aに保持された被成膜体50の上方に配置している。そして、光ファイバ10のファイバ端面10a(図7では図示略)から出射される測定光Lを集光し照明光束を形成する照明レンズ20を光ファイバ10の先端側に備えている。
照明レンズ20は、照明光束の中心が点Pに向かうように位置調整して配置されている。
また、本実施形態における受光レンズ8は、点Pを中心として反射される照明光束の反射光の反射方向と同軸となるように配置されている。
なお、図7は模式図のため、被成膜面50aに対する測定光Lが入射角を誇張して描いているが、入射角は0°に近い大きさ、例えば±5°以内に設定している。このため、本実施形態では、被成膜面50aの反射率測定において、反射角の角度依存性は無視することができる。
In the thin film deposition apparatus 1A, the measurement light L 0 is irradiated toward the deposition target object 50 held by the chuck 2a of the rotary holding unit 2A to the point P on the deposition surface 50a, deposition surface 50a on The amount of reflected light from the film forming material 11 is measured.
For this reason, the optical fiber 10 and the light source 9 in the present embodiment are disposed above the film formation target body 50 held by the rotation holding unit 2A. Then, a lighting lens 20 for the measuring light L 0 emitted from the fiber end face 10a (not shown in FIG. 7) of the optical fiber 10 is condensed to form an illumination light beam to the distal end side of the optical fiber 10.
The illumination lens 20 is arranged with its position adjusted so that the center of the illumination light beam is directed toward the point P.
In addition, the light receiving lens 8 in the present embodiment is arranged so as to be coaxial with the reflection direction of the reflected light of the illumination light beam reflected around the point P.
7 is a schematic diagram, the measurement light L 0 with respect to the film formation surface 50a is drawn with an exaggerated incident angle, but the incident angle is set to a size close to 0 °, for example, within ± 5 °. ing. For this reason, in this embodiment, the angle dependence of the reflection angle can be ignored in the reflectance measurement of the film formation surface 50a.

次に、薄膜成膜装置1Aの動作について、本実施形態の薄膜成膜方法を中心として、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜成膜装置における光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。図8の横軸は波長(nm)、縦軸は反射率(%)である。
Next, the operation of the thin film deposition apparatus 1A will be described with a focus on the thin film deposition method of the present embodiment, focusing on differences from the first embodiment.
FIG. 8 is a graph for explaining the target value of the optical characteristic value in the thin film deposition apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents reflectance (%).

薄膜成膜装置1Aによって、被成膜面50a上に成膜材料11の薄膜を成膜するには、図4に示すフローチャートにしたがって、上記第1の実施形態と略同様にして、ステップS1からS6の各ステップを実行することにより成膜を行う。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。   In order to form a thin film of the film forming material 11 on the film formation surface 50a by the thin film forming apparatus 1A, in accordance with the flowchart shown in FIG. Film formation is performed by executing each step of S6. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

まず、本実施形態のステップS1では、被成膜体50を回転保持部2Aに保持させて、光ファイバ10から出射され照明レンズ20によって形成された照明光束である測定光Lを、被成膜体50上の点Pに照射し、その反射光を受光レンズ8で集光して、光ファイバ7によって制御ユニット6に導光し、測光部13によって受光量を測定する。
本実施形態では、被成膜面50aでの反射率の変化を用いるため、被成膜面50aの反射率Rλを上記第1の実施形態と同様にして上記式(2)、(3)から算出し、被成膜面50aで反射された測定光の分光光量を(Rλ/100)で割って、波長ごとの基準光量を求める。そしてこの基準光量を記憶部15に記憶させる。このように本実施形態では、測光部13は分光測定器を備えているため、基準光量は波長ごとの分光光量が記憶される。
基準光量の測定は、同一条件の成膜を行う場合でも、光源9の経時的な光量変化により変わってしまうため、上記第1の実施形態と同様に、成膜毎に行うことが望ましい。
First, in step S1 of the embodiment, by holding the HiNarumakutai 50 on the spin holder 2A, the measuring light L 0 is an illumination light beam formed by the emitted illumination lens 20 from the optical fiber 10, HiNaru The point P on the film 50 is irradiated, the reflected light is collected by the light receiving lens 8, guided to the control unit 6 by the optical fiber 7, and the amount of received light is measured by the photometric unit 13.
In the present embodiment, for using a change in reflectance at the deposition surface 50a, the reflectivity of the deposition surface 50a R lambda in the same manner as in the first embodiment above formula (2), (3) The spectral light amount of the measurement light reflected by the film formation surface 50a is divided by ( / 100) to obtain a reference light amount for each wavelength. Then, the reference light quantity is stored in the storage unit 15. Thus, in this embodiment, since the photometry part 13 is equipped with the spectrometer, the reference light quantity memorize | stores the spectral light quantity for every wavelength.
The measurement of the reference light quantity is preferably performed for each film formation as in the first embodiment because the measurement of the reference light quantity changes due to the change in the light quantity of the light source 9 over time even when film formation is performed under the same conditions.

本実施形態のステップS2は、上記第1の実施形態のステップS2と同様のステップである。   Step S2 of the present embodiment is the same as step S2 of the first embodiment.

次に、本実施形態のステップS3は、制御部14が、駆動部4Aに駆動開始する制御信号を送出する以外は、上記第1の実施形態のステップS3と同様のステップである。   Next, step S3 of the present embodiment is the same as step S3 of the first embodiment, except that the control unit 14 sends a control signal for starting driving to the drive unit 4A.

次に、本実施形態のステップS4では、光学特性値として反射率を測定する。
制御部14は、駆動部4Aに駆動を開始する制御信号を送出した後に、測光部13に反射率測定を開始する制御信号を送出する。これにより、測光部13は、制御部14から測定を停止する制御信号が送出されるまでは、予め定められたサンプリング時間で、特定の波長における反射率測定を繰り返す。
本実施形態の例では、測光部13の分光測定器によって測定されたλ=520(nm)における受光光量を記憶部15に記憶された基準光量で割って反射率を算出し、順次、制御部14に送出する。
反射率が制御部14に送出されると、ステップS4が終了し、本実施形態のステップS5に移行する。
Next, in step S4 of this embodiment, a reflectance is measured as an optical characteristic value.
The control unit 14 sends a control signal for starting reflectance measurement to the photometric unit 13 after sending a control signal for starting driving to the drive unit 4A. Thereby, the photometry unit 13 repeats the reflectance measurement at a specific wavelength at a predetermined sampling time until a control signal for stopping the measurement is transmitted from the control unit 14.
In the example of this embodiment, the reflectance is calculated by dividing the received light amount at λ 1 = 520 (nm) measured by the spectrophotometer of the photometric unit 13 by the reference light amount stored in the storage unit 15, and sequentially controlling To the unit 14.
When the reflectance is sent to the control unit 14, step S4 ends, and the process proceeds to step S5 of the present embodiment.

被成膜面50a上に成膜材料11による目標膜厚tの薄膜が形成された場合の分光反射率は、分光透過率との和が100%となる関係にあるため、図8に示すグラフの曲線101のようになっている。
すなわち、曲線101は、波長370nmで透過率3.9%となり、波長370nmから波長520nm(=λ)に向かって反射率が単調に減少し、波長520nmで極小の反射率0%となり、波長520nmから波長750nmに向かって、反射率が単調に増大し、波長750nmで透過率2.1%となる下に凸の滑らかな曲線である。
このように、成膜材料11の目標膜厚tの薄膜は、上記第1の実施形態と同様、波長520nmに対しては反射防止膜になっている。
薄膜の膜厚が、目標膜厚tからずれていると、上記第1の実施形態で説明したのと同様に、曲線101がシフトすることから、波長λにおける反射率と成膜材料11の膜厚との間には対応関係がある。
したがって、上記第1の実施形態の場合と同様に、分光反射率のシミュレーション結果から、反射率が0%〜0.025%になれば、目標膜厚tの±2%に相当する膜厚範囲に入ることが分かる。実質的には、上限値の0.025%以下になっているかどうかを判定すれば充分である。
Since the spectral reflectance when the thin film having the target film thickness t 0 is formed on the deposition surface 50 a by the film forming material 11 is 100% with the spectral transmittance, the spectral reflectance is shown in FIG. It is like the curve 101 of the graph.
That is, the curve 101 has a transmittance of 3.9% at a wavelength of 370 nm, the reflectivity monotonously decreases from the wavelength of 370 nm toward the wavelength of 520 nm (= λ 1 ), and a minimum reflectivity of 0% at the wavelength of 520 nm. The reflectance is monotonously increased from 520 nm toward the wavelength of 750 nm, and is a downwardly convex smooth curve with a transmittance of 2.1% at the wavelength of 750 nm.
As described above, the thin film having the target film thickness t 0 of the film forming material 11 is an antireflection film for the wavelength of 520 nm, as in the first embodiment.
If the thickness of the thin film deviates from the target film thickness t 0 , the curve 101 shifts as described in the first embodiment, so that the reflectance at the wavelength λ 1 and the film forming material 11 are changed. There is a corresponding relationship with the film thickness.
Therefore, as in the case of the first embodiment, the film thickness corresponding to ± 2% of the target film thickness t 0 when the reflectance is 0% to 0.025% from the simulation result of the spectral reflectance. You can see that it is in range. In practice, it is sufficient to determine whether the upper limit value is 0.025% or less.

次に、本実施形態のステップS5では、測光部13から制御部14に送出された反射率の測定結果を、記憶部15に記憶された反射率の目標値と比較する以外は、上記第1の実施形態のステップS5と同様なステップである。
薄膜の形成に要する時間は、成膜材料11の材質、駆動部4Aの回転数が変わらないため、上記第1の実施形態の場合と同様である。
したがって、本実施形態は、反射率の極小値をとる特定の波長を測定光Lの波長として、目標数値範囲の下限値を反射率の極小値とし、上限値を反射率の極小値よりも大きな反射率に設定した場合の例になっている。このような極小値の近傍で判定する場合、上限値以下になっていることを判定すれば充分である。
Next, in step S5 of the present embodiment, the first measurement is performed except that the reflectance measurement result sent from the photometry unit 13 to the control unit 14 is compared with the reflectance target value stored in the storage unit 15. This is the same step as step S5 of the embodiment.
The time required for forming the thin film is the same as that in the first embodiment because the material of the film forming material 11 and the rotational speed of the drive unit 4A do not change.
Therefore, in the present embodiment, the specific wavelength that takes the minimum value of the reflectance is the wavelength of the measurement light L 0 , the lower limit value of the target numerical range is the minimum value of the reflectance, and the upper limit value is higher than the minimum value of the reflectance. This is an example when a large reflectance is set. When determining in the vicinity of such a minimum value, it is sufficient to determine that it is below the upper limit value.

本実施形態のステップS6は、制御部14が、駆動部4Aに駆動を停止する制御信号を送出する以外は、上記第1の実施形態のステップS6と同様のステップである。   Step S6 of the present embodiment is the same as step S6 of the first embodiment, except that the control unit 14 sends a control signal for stopping driving to the drive unit 4A.

ステップS6が終了し、回転保持部2の回転が停止したら、成膜材料11の材質に応じて上記第1の実施形態と同様に、必要な硬化処理等を行う。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
When step S6 is completed and the rotation of the rotation holding unit 2 is stopped, a necessary curing process or the like is performed according to the material of the film forming material 11 as in the first embodiment.
This is the end of the thin film formation method of the present embodiment.

本実施形態の薄膜成膜装置1Aは、光学測定値として反射率を採用する場合に上記第1の実施形態の薄膜成膜装置1と同様に成膜材料11の薄膜を成膜することができる例になっている。このため、薄膜成膜装置1と同様に、ウエットプロセスによって薄膜を成膜する際に、成膜の繰り返しにおける膜厚ばらつきを抑制することができる。   The thin film deposition apparatus 1A of the present embodiment can deposit a thin film of the deposition material 11 in the same manner as the thin film deposition apparatus 1 of the first embodiment when the reflectance is adopted as the optical measurement value. It is an example. For this reason, similarly to the thin film forming apparatus 1, when forming a thin film by a wet process, it is possible to suppress variations in film thickness due to repeated film formation.

また、反射率測定では、測定光Lを照射する光ファイバ10等を裏面50b側に配置する必要がないため、回転保持部2A内に貫通孔2bなどの、光ファイバ10を配置する形状を設けることなく測定を行うことができる。
このため、薄膜成膜装置1Aの装置構成が簡素化される。また、回転保持部2Aのダイレクト駆動も容易となり、小型化が可能である。
また、測定光Lを、被成膜面50a側に照射するため、被成膜面50aの外周側など、裏面50b側からみると回転保持部2Aに遮られる位置であっても、反射率を測定することが可能となる。このため、反射率の測定位置の選択自由度が増大する。
また、反射率測定では、裏面50bの光学特性の影響を受けずに光学特性値を測定できるため、例えば、裏面50bの光学特性値がばらつくような場合にも、薄膜の光学特性を精度よく測定することができる。
Further, in the reflectance measurement, since it is not necessary to arrange the optical fiber 10 or the like that irradiates the measurement light L 0 on the back surface 50b side, the shape in which the optical fiber 10 such as the through hole 2b is arranged in the rotation holding portion 2A. Measurement can be performed without providing.
For this reason, the apparatus configuration of the thin film deposition apparatus 1A is simplified. Further, direct rotation of the rotation holding unit 2A is facilitated, and downsizing is possible.
In addition, since the measurement light L 0 is irradiated to the film formation surface 50 a side, even if the position is blocked by the rotation holding unit 2 A when viewed from the back surface 50 b side, such as the outer peripheral side of the film formation surface 50 a, the reflectance Can be measured. For this reason, the freedom degree of selection of the measurement position of reflectance increases.
Moreover, in the reflectance measurement, the optical characteristic value can be measured without being affected by the optical characteristic of the back surface 50b. For example, even when the optical characteristic value of the back surface 50b varies, the optical characteristic of the thin film can be accurately measured. can do.

[変形例]
次に本実施形態の変形例に係る薄膜成膜方法について説明する。
本変形例の薄膜成膜方法は、上記第2の実施形態の薄膜成膜方法における判定工程の変形例である。
本変形例では、判定工程において、特定の1つの波長に対する光学特性値のみを目標値と比較するのではなく、上記のステップS4において測定された、反射率の分光スペクトルが予め設定された分布許容範囲内にあるかどうかを判定するようにした方法である。
分布許容範囲は、例えば、2箇所以上の波長に対して、それぞれ光学特性値に目標値を設定することで与えられる。許容範囲を設定する波長、および使用する波長数は、目標膜厚tにおける分光スペクトルの形状に応じて適宜設定することができる。測光部13は、分光スペクトルを測定するため、測定に用いる波長は、測定分解能の範囲かつ測定波長域の範囲で自由に選択することができる。
また、分布許容範囲を設定する波長範囲は、分光スペクトルの形状や、薄膜の使用波長範囲に応じて適宜設定することができる。例えば、可視波長域で用いる薄膜の場合、可視波長域に含まれる波長範囲、例えば、400nmから700nmの範囲に設定することが好ましい。
[Modification]
Next, a thin film deposition method according to a modification of this embodiment will be described.
The thin film deposition method of this modification is a modification of the determination step in the thin film deposition method of the second embodiment.
In this modification, in the determination step, not only the optical characteristic value for one specific wavelength is compared with the target value, but the reflectance spectrum measured in step S4 is set as a distribution tolerance set in advance. In this method, it is determined whether or not it is within the range.
The distribution allowable range is given, for example, by setting a target value for each optical characteristic value for two or more wavelengths. Wavelength setting an allowable range, and the number of wavelengths to be used can be appropriately set according to the shape of the spectrum in the target film thickness t 0. Since the photometry unit 13 measures the spectral spectrum, the wavelength used for the measurement can be freely selected within the range of the measurement resolution and the range of the measurement wavelength range.
In addition, the wavelength range for setting the distribution allowable range can be appropriately set according to the shape of the spectrum and the wavelength range used for the thin film. For example, in the case of a thin film used in the visible wavelength region, it is preferable to set the wavelength range included in the visible wavelength region, for example, in the range of 400 nm to 700 nm.

例えば、図3に示す曲線101のような分光スペクトルでは、判定に用いる波長として、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nmの7つの波長を用いる場合、膜厚を目標膜厚tの±2%にするためには、下記の表1に示すような反射率目標値を設定すればよい。 For example, in a spectral spectrum such as the curve 101 shown in FIG. 3, when seven wavelengths of 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, and 700 nm are used as wavelengths for determination, the film thickness is set to the target film thickness t 0. In order to achieve ± 2%, a reflectance target value as shown in Table 1 below may be set.

Figure 2012166127
Figure 2012166127

本変形例によるステップS4では、測光部13は、反射率として、分光スペクトルデータを算出して制御部14に送出する。
そして、ステップS5では、制御部14は、判定に用いる7つの波長による反射率のすべてが、上記の表1の反射率目標値に達したとき、ステップS6に移行し、それ以外では、ステップS4に移行する。
In step S <b> 4 according to this modification, the photometry unit 13 calculates spectral spectrum data as the reflectance and sends it to the control unit 14.
In step S5, the control unit 14 proceeds to step S6 when all of the reflectances by the seven wavelengths used for the determination have reached the reflectance target values in Table 1 above. Otherwise, the control unit 14 proceeds to step S4. Migrate to

本変形例の方法によれば、特定の波長範囲にわたる複数の波長に対する光学特性値の目標値が与えられるため、分光光学特性に対応する目標膜厚に達したことを、より確実に判定することができる。また、薄膜の分光光学特性の形状自体を検証できるため、成膜された薄膜の分光光学特性が許容範囲内にあることも同時に確かめられる。このため、成膜される膜厚の品質管理が容易となる。   According to the method of this modification, since target values of optical characteristic values for a plurality of wavelengths over a specific wavelength range are given, it is more reliably determined that the target film thickness corresponding to the spectroscopic optical characteristics has been reached. Can do. Moreover, since the shape itself of the spectral optical characteristics of the thin film can be verified, it can be simultaneously confirmed that the spectral optical characteristics of the formed thin film are within an allowable range. For this reason, quality control of the film thickness formed becomes easy.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る薄膜成膜装置について説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る薄膜成膜装置の構成を示す模式的な装置構成図である。図10は、本発明の第3の実施形態に係る薄膜成膜装置で成膜される被成膜体と測定位置との関係を示す模式的な平面図である。
[Third Embodiment]
A thin film deposition apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a thin film deposition apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic plan view showing the relationship between the film formation target formed by the thin film deposition apparatus according to the third embodiment of the present invention and the measurement position.

本実施形態の薄膜成膜装置1Bは、被成膜体50の中心Oからの距離が異なる2箇所で、光学特性値を測定する場合の例であり、図9に示すように、上記第1の実施形態の薄膜成膜装置1に、光源9B、光ファイバ10B、受光レンズ8B、光ファイバ7Bを追加し、制御ユニット6に代えて、制御ユニット6Bを備える。
以下では、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、成膜材料11、被成膜体50、成膜すべき膜厚の条件等も、上記第1の実施形態に用いたのと同じ例で説明する。
The thin film deposition apparatus 1B of the present embodiment is an example in the case where the optical characteristic values are measured at two places having different distances from the center O of the film formation target 50. As shown in FIG. A light source 9B, an optical fiber 10B, a light receiving lens 8B, and an optical fiber 7B are added to the thin film deposition apparatus 1 of the embodiment, and a control unit 6B is provided instead of the control unit 6.
Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment. The film forming material 11, the film formation target 50, the conditions of the film thickness to be formed, and the like will be described using the same example as that used in the first embodiment.

光源9B、光ファイバ10B、受光レンズ8B、光ファイバ7Bは、被成膜面50a上において被成膜体50の中心Oに対して距離D/2(ただし、0<D<D)だけ離間した点Pにおける透過率測定を行うための装置部分であり、それぞれ上記第1の実施形態の光源9、光ファイバ10、受光レンズ8、光ファイバ7とまったく同様の構成を有し、配置位置のみが異なる。
本実施形態では、一例として、D=10(mm)としている。また、点Pの周方向の位置は、適宜設定することができるが、本実施形態では、一例として、中心Oを挟んで、点Pと対向する位置に設定されている。
したがって、光ファイバ10Bのファイバ端面10aの平面視の位置は、図10に示すように、ファイバ端面10aの中心が、点Pと鉛直方向において重なる位置に設定されている。
また、受光レンズ8Bは、受光レンズ8Bの光軸が被成膜面50a上の点Pを通る鉛直軸に整列するように配置されており、光ファイバ10Bのファイバ端面10aと受光レンズ8Bとは、回転保持部2に保持された被成膜体50を挟んで対向して配置されている。
また、光源9Bは、回転保持部2の下方側で、光源9と離れた適宜位置に配置されている。
また、光ファイバ7Bは、受光レンズ8Bによって集光された光を制御ユニット6Bに導く導光手段であり、一方のファイバ端面が受光レンズ8Bの集光位置に配置され、他方のファイバ端面が制御ユニット6Bの後述する測光部13B(図3参照)に接続されている。
Source 9B, an optical fiber 10B, the light receiving lens 8B, the optical fiber 7B, the distance with respect to the center O of the deposition material 50 on the deposition surface 50a D 2/2 (provided that, 0 <D 2 <D 1 ) Is an apparatus portion for measuring transmittance at a point P B separated by a distance, and has the same configuration as the light source 9, the optical fiber 10, the light receiving lens 8, and the optical fiber 7 of the first embodiment, respectively. Only the location is different.
In the present embodiment, as an example, D 2 = 10 (mm). Further, the position in the circumferential direction of the point P B can be set as appropriate, but in the present embodiment, as an example, the position is set at a position facing the point P across the center O.
Therefore, the position in plan view of the fiber end face 10a of the optical fiber 10B, as shown in FIG. 10, the center of the fiber end faces 10a, is set at a position that overlaps at point P B and the vertical direction.
The light receiving lens 8B is arranged so that the optical axis of the light receiving lens 8B is aligned with the vertical axis passing through the point P B on the film formation surface 50a, and the fiber end surface 10a of the optical fiber 10B and the light receiving lens 8B. Are arranged opposite to each other with the film formation target 50 held by the rotation holding unit 2 interposed therebetween.
The light source 9 </ b> B is disposed at an appropriate position on the lower side of the rotation holding unit 2 and away from the light source 9.
The optical fiber 7B is a light guiding unit that guides the light collected by the light receiving lens 8B to the control unit 6B. One fiber end face is disposed at the light collecting position of the light receiving lens 8B, and the other fiber end face is controlled. The unit 6B is connected to a later-described photometric unit 13B (see FIG. 3).

以下では、光源9、光ファイバ10、受光レンズ8、光ファイバ7を第1測定光学系、光源9B、光ファイバ10B、受光レンズ8B、光ファイバ7Bを第2測定光学系と称する場合がある。   Hereinafter, the light source 9, the optical fiber 10, the light receiving lens 8, and the optical fiber 7 may be referred to as a first measurement optical system, and the light source 9B, the optical fiber 10B, the light reception lens 8B, and the optical fiber 7B may be referred to as a second measurement optical system.

制御ユニット6Bは、点Pにおける第1測定光学系による透過率測定に加えて点Pにおける第2測定光学系による透過率測定を行うために必要な変更を制御ユニット6に施したものであり、図3に示すように、上記第1の実施形態の測光部13、制御部14に代えて、測光部13B、制御部14Bを備える。
測光部13Bは、測光部13と同様の透過率の算出を光ファイバ7、7Bからそれぞれ導光された光の光量測定と、透過率の算出とを、それぞれ独立に行えるようにしたものである。
制御部14Bは、光源9に加えて、光源9Bもオンオフ制御を行うとともに、測光部13Bから送出される2つの透過率と、記憶部15に記憶された透過率の目標値とを比較し、測光部13Bから送出される2つの透過率が両方とも目標値に達したとき駆動部4による駆動を停止する制御を行う。
The control unit 6B is obtained by changing the control unit 6 in order to perform the transmittance measurement by the second measurement optical system at the point P B in addition to the transmittance measurement by the first measurement optical system at the point P. As shown in FIG. 3, a photometric unit 13B and a control unit 14B are provided in place of the photometric unit 13 and the control unit 14 of the first embodiment.
The light metering unit 13B can perform the same transmittance calculation as that of the light metering unit 13 independently of the light amount measurement of light guided from the optical fibers 7 and 7B and the transmittance calculation, respectively. .
The control unit 14B performs on / off control of the light source 9B in addition to the light source 9, and compares the two transmittances transmitted from the photometry unit 13B with the target values of the transmittances stored in the storage unit 15, When both of the two transmittances sent from the photometry unit 13B reach the target value, the driving by the driving unit 4 is stopped.

薄膜成膜装置1Bによって、被成膜面50a上に成膜材料11の薄膜を成膜するには、予め、上記第1の実施形態と同様にして、第1測定光学系の基準光量を測定するとともに、第2測定光学系の基準光量を測定し、それぞれ測光部13Bによって記憶部15に記憶させる。   In order to form a thin film of the film forming material 11 on the film formation surface 50a by the thin film forming apparatus 1B, the reference light amount of the first measurement optical system is measured in advance as in the first embodiment. In addition, the reference light quantity of the second measurement optical system is measured and stored in the storage unit 15 by the photometric unit 13B.

基準光量の測定後、図4に示すフローチャートにしたがって、上記第1の実施形態と略同様にして、ステップS1からS6の各ステップを実行することにより成膜を行う。
上記第1の実施形態と異なるのは、第1測定光学系と第2測定光学系とによって、2箇所に対応して2つの透過率が測定される点のみである。このため、本実施形態のステップS1、S2、S3、S4の説明は省略する。
After the measurement of the reference light amount, film formation is performed by executing steps S1 to S6 in substantially the same manner as in the first embodiment according to the flowchart shown in FIG.
The difference from the first embodiment is only that two transmittances are measured corresponding to two locations by the first measurement optical system and the second measurement optical system. For this reason, description of step S1, S2, S3, S4 of this embodiment is abbreviate | omitted.

本実施形態のステップS5では、制御部14Bは、測光部13Bから送出される2つの透過率を、記憶部15に記憶されている目標数値範囲である透過率許容範囲と比較し、両方の透過率が目標数値範囲内である場合には、ステップS6に移行する。
また、いずれかの透過率が目標数値範囲外である場合には、ステップS4に移行する。
In step S5 of the present embodiment, the control unit 14B compares the two transmittances transmitted from the photometry unit 13B with the transmittance allowable range that is the target numerical value range stored in the storage unit 15, and both transmissions. When the rate is within the target numerical value range, the process proceeds to step S6.
If any transmittance is outside the target numerical value range, the process proceeds to step S4.

本実施形態のステップS6は、上記第1の実施形態のステップS6と同様のステップである。
ステップS6が終了し、回転保持部2の回転が停止したら、成膜材料11の材質に応じて上記第1の実施形態と同様に、必要な硬化処理等を行う。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
Step S6 of the present embodiment is the same as step S6 of the first embodiment.
When step S6 is completed and the rotation of the rotation holding unit 2 is stopped, a necessary curing process or the like is performed according to the material of the film forming material 11 as in the first embodiment.
This is the end of the thin film formation method of the present embodiment.

本実施形態の薄膜成膜装置1Bは、測定位置が回転の径方向において異なる複数の透過率を測定し、これらの透過率がすべて目標値に達している場合に回転を停止するため、測定箇所の1箇所の場合に比べて、膜厚の場所によるばらつきをより確実に抑制することができる。このため、膜厚の精度を向上することができる。   The thin film deposition apparatus 1B of the present embodiment measures a plurality of transmittances whose measurement positions are different in the radial direction of rotation, and stops rotation when these transmittances all reach a target value. As compared with the case of the single location, variation due to the location of the film thickness can be more reliably suppressed. For this reason, the accuracy of the film thickness can be improved.

[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法について説明する。
図11は、本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法を用いて製造される光学素子の一例を示す模式的な断面図である。図12は、本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法を説明するフローチャートである。図13、14、15は、それぞれ本発明の第4の実施形態に係る薄膜成膜方法における第1層目、第2層目、第3層目の成膜時の光学特性値の目標値について説明するためのグラフである。各図の横軸は波長(nm)、縦軸は反射率(%)である。
[Fourth Embodiment]
A thin film deposition method according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11: is typical sectional drawing which shows an example of the optical element manufactured using the thin film film-forming method concerning the 4th Embodiment of this invention. FIG. 12 is a flowchart for explaining a thin film deposition method according to the fourth embodiment of the present invention. 13, 14, and 15 show target values of optical characteristic values at the time of forming the first layer, the second layer, and the third layer in the thin film forming method according to the fourth embodiment of the present invention, respectively. It is a graph for demonstrating. In each figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents reflectance (%).

本実施形態の薄膜成膜方法は、上記第2の実施形態の薄膜成膜装置1Aを用いて、被成膜体の被成膜面に多層薄膜を成膜する方法である。
図11に、本方法によって製造される光学素子の一例である平面ガラス素子60の断面構造を示す。
平面ガラス素子60は、直径25mmのガラス基板である被成膜体50Cの一方の面を被成膜面50aとして、被成膜面50aから順に、第1薄膜層11a、第2薄膜層11b、第3薄膜層11cが積層された部材である。第1薄膜層11a、第2薄膜層11b、第3薄膜層11cは、それぞれ、液状の成膜材料11A、11B、11C(図7参照)を本方法によりスピンコートした後、硬化された薄膜層である。
本実施形態では、これらの第1薄膜層11a、第2薄膜層11b、第3薄膜層11cにより、波長420nmから680nmの範囲で、例えば反射率が0.5%以下となる反射防止膜を形成している。
The thin film deposition method of the present embodiment is a method of depositing a multilayer thin film on the deposition surface of the deposition target using the thin film deposition apparatus 1A of the second embodiment.
FIG. 11 shows a cross-sectional structure of a flat glass element 60 which is an example of an optical element manufactured by this method.
The flat glass element 60 includes a first thin film layer 11a, a second thin film layer 11b, in order from the film formation surface 50a, with one surface of the film formation object 50C, which is a glass substrate having a diameter of 25 mm, being a film formation surface 50a. This is a member in which the third thin film layer 11c is laminated. The first thin film layer 11a, the second thin film layer 11b, and the third thin film layer 11c are formed by spin-coating liquid film forming materials 11A, 11B, and 11C (see FIG. 7), respectively, and then curing. It is.
In the present embodiment, the first thin film layer 11a, the second thin film layer 11b, and the third thin film layer 11c form an antireflection film with a reflectance of, for example, 0.5% or less in a wavelength range of 420 nm to 680 nm. is doing.

このような平面ガラス素子60を製造するため、本実施形態では、被成膜体50Cとして、S−BSL7(商品名;株式会社オハラ製、n=1.52)を採用している。
また、成膜材料11A、11B、11Cの材質としては、それぞれ、オグソールEA−F5503(商品名;大阪ガスケミカル株式会社製、n520=1.62)、酸化チタンを含有するトリメチロールプロパントリアクリレート(n520=1.95)、上記第1の実施形態と同様の中空シリカを含有する重合性化合物塗布剤を採用している。
成膜材料11A、11B、11Cの目標膜厚をそれぞれt0A、t0B、t0Cとすると、t0A=78.1(nm)、t0B=131.2(nm)、t0C=95.0(nm)である。また、膜厚の許容範囲は、各目標膜厚t0A、t0B、t0Cに対してそれぞれ±2%である。
To manufacture such a planar glass element 60, in this embodiment, as HiNarumakutai 50C, S-BSL7; adopts (trade name OHARA Ltd., n d = 1.52).
Further, as the materials of the film forming materials 11A, 11B, and 11C, Ogsol EA-F5503 (trade name; manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., n 520 = 1.62) and trimethylolpropane triacrylate containing titanium oxide, respectively. (N 520 = 1.95), a polymerizable compound coating agent containing hollow silica similar to that in the first embodiment is employed.
Assuming that the target film thicknesses of the film forming materials 11A, 11B, and 11C are t 0A , t 0B , and t 0C , t 0A = 78.1 (nm), t 0B = 131.2 (nm), and t 0C = 95. 0 (nm). Further, the allowable range of film thickness is ± 2% for each target film thickness t 0A , t 0B , and t 0C .

本実施形態の薄膜成膜方法は、図12に示すステップS10〜S15を、順次、行う方法である。
ステップS10は、被成膜体50Cの被成膜面50aに、成膜材料11Aによる薄膜を形成する成膜工程である。この薄膜は、目標膜厚t0Aの±2%の膜厚に形成する。
本工程は、上記第2の実施形態の薄膜成膜方法において、被成膜体50、成膜材料11に代えて、被成膜体50C、成膜材料11Aを用いて、図4に示すステップS1〜S6を行う工程である。以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に簡単に説明する。
The thin film forming method of the present embodiment is a method of sequentially performing steps S10 to S15 shown in FIG.
Step S10 is a film forming process for forming a thin film of the film forming material 11A on the film forming surface 50a of the film forming body 50C. This thin film is formed to a film thickness of ± 2% of the target film thickness t0A .
This step is the step shown in FIG. 4 using the film formation target 50C and the film formation material 11A in place of the film formation target 50 and the film formation material 11 in the thin film formation method of the second embodiment. This is a step of performing S1 to S6. The following briefly describes the differences from the second embodiment.

ステップS2で滴下する成膜材料11Aの量は、0.1mLとした。
ステップS3における駆動部4Aの回転数は、5000rpmとした。
ステップS5における反射率の目標値は、成膜材料11Aの目標膜厚t0Aおよびその許容範囲に対応した目標値とした。
目標値の設定は、図13に曲線102で示すような被成膜面50a上に目標膜厚t0Aの成膜材料11Aが成膜された場合の分光反射率特性に基づいて行う。
曲線102は、波長350nmで反射率が5.55%、波長520nm(=λ)で、反射率が6.4944%の極大値をとり、波長750nmで反射率が6.02%となる、上に凸の滑らかな曲線である。
このような分光反射率特性では、目標値としては、波長λの反射率で、6.493%以上とすればよい。
このため、本工程のステップS4では、測光部13は、波長λの反射率を制御部14に送出する設定としている。
The amount of the film forming material 11A dropped in step S2 was 0.1 mL.
The rotational speed of the drive unit 4A in step S3 was set to 5000 rpm.
The target value of the reflectance in step S5 was set to a target value corresponding to the target film thickness t0A of the film forming material 11A and its allowable range.
The target value is set based on the spectral reflectance characteristics when the film forming material 11A having the target film thickness t0A is formed on the film formation surface 50a as shown by the curve 102 in FIG.
A curve 102 has a maximum value of 5.55% reflectance at a wavelength of 350 nm, a wavelength of 520 nm (= λ 1 ), a reflectance of 6.4944%, and a reflectance of 6.02% at a wavelength of 750 nm. It is a smooth curve convex upward.
In such a spectral reflectance characteristic, the target value, with the reflectance of the wavelength lambda 1, may be set to 6.493% or more.
For this reason, in step S4 of this process, the photometry unit 13 is set to send the reflectance of the wavelength λ 1 to the control unit 14.

本工程を上記の例で実施したころ、反射率が目標値に達するまでの時間は、回転駆動開始から約8秒であった。このため、回転駆動を開始してから、約8秒後に、ステップS6が実行された。これにより、ステップS10が終了する。   When this step was performed in the above example, the time until the reflectance reached the target value was about 8 seconds from the start of the rotational drive. For this reason, step S6 was performed about 8 seconds after starting the rotational drive. Thereby, step S10 is completed.

次に、ステップS11を行う。本ステップは、成膜材料11Aを硬化させて第1薄膜層11aを形成する硬化工程である。
本実施形態の例では、回転保持部2Aの停止後、被成膜体50Cに高圧水銀灯(ウシオ電機株式会社製SP−9)で波長365nm、照度1000mJ/cmの紫外線(UV光)を照射して硬化させる。
以上で、ステップS11が終了する。
Next, step S11 is performed. This step is a curing step in which the film forming material 11A is cured to form the first thin film layer 11a.
In the example of the present embodiment, after the rotation holding unit 2A is stopped, the film formation target 50C is irradiated with ultraviolet light (UV light) having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 1000 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp (SP-9 manufactured by USHIO INC.). And let it harden.
Above, step S11 is complete | finished.

次にステップS12を行う。本ステップは、第1薄膜層11aが形成された被成膜体50Cの第1薄膜層11a上に、成膜材料11Bによる薄膜を形成する成膜工程である。この薄膜は、目標膜厚t0Bの±2%の膜厚に形成する。
本工程は、上記第2の実施形態の薄膜成膜方法において、被成膜体50、成膜材料11に代えて、第1薄膜層11aが形成された被成膜体50C、成膜材料11Bを用いて、図4に示すステップS1〜S6を行う工程である。したがって、上記第2の実施形態の説明における被成膜面50aは、第1薄膜層11aの上面に読み替える。以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に簡単に説明する。
Next, step S12 is performed. This step is a film forming process for forming a thin film of the film forming material 11B on the first thin film layer 11a of the film formation target 50C on which the first thin film layer 11a is formed. This thin film is formed to a film thickness of ± 2% of the target film thickness t0B .
In this thin film deposition method of the second embodiment, this step replaces the deposition target 50 and the deposition material 11 with the deposition target 50C and the deposition material 11B on which the first thin film layer 11a is formed. Is a step of performing steps S1 to S6 shown in FIG. Therefore, the film formation surface 50a in the description of the second embodiment is read as the upper surface of the first thin film layer 11a. The following briefly describes the differences from the second embodiment.

ステップS2で滴下する成膜材料11Bの量は0.1mLとした。
ステップS3における駆動部4Aの回転数は4500rpmとした。
ステップS5における反射率の目標値は、成膜材料11Bの目標膜厚t0Bおよびその許容範囲に対応した目標値とした。
目標値の設定は、図14に曲線103で示すような第1薄膜層11a上に目標膜厚t0Bの成膜材料11Bが成膜された場合の分光反射率特性に基づいて行う。
曲線103は、波長420nmで反射率が9.59%、波長520nm(=λ)で、反射率が6.4944%の極小値をとり、波長680nmで反射率が9.91%となる、下に凸の滑らかな曲線である。
このような分光反射率特性では、目標値としては、波長λの反射率で、6.520%以下とすればよい。
このため、本工程のステップS3では、測光部13は、波長λの反射率を制御部14に送出する設定としている。
The amount of the film forming material 11B dropped in step S2 was 0.1 mL.
The rotational speed of the drive unit 4A in step S3 was 4500 rpm.
The target value of the reflectance in step S5 was a target value corresponding to the target film thickness t0B of the film forming material 11B and its allowable range.
The target value is set based on the spectral reflectance characteristics when the film forming material 11B having the target film thickness t0B is formed on the first thin film layer 11a as shown by the curve 103 in FIG.
The curve 103 has a minimum value of 9.59% at a wavelength of 420 nm, a reflectance of 6.4944% at a wavelength of 520 nm (= λ 1 ), and a reflectance of 9.91% at a wavelength of 680 nm. It is a smooth curve convex downward.
In such a spectral reflectance characteristic, the target value, with the reflectance of the wavelength lambda 1, may be less 6.520%.
Therefore, in step S3 of the present process, the photometry unit 13 is in a setting for transmitting the reflectivity of the wavelength lambda 1 to the control unit 14.

本工程を上記の例で実施したころ、反射率が目標値に達するまでの時間は、回転駆動開始から約9秒であった。このため、回転駆動を開始してから、約9秒後に、ステップS5が実行された。これにより、ステップS12が終了する。   When this step was performed in the above example, the time until the reflectance reached the target value was about 9 seconds from the start of the rotational drive. For this reason, step S5 was performed about 9 seconds after starting the rotational drive. Thereby, step S12 is completed.

次に、ステップS13を行う。本ステップは、成膜材料11Bを硬化させて第2薄膜層11bを形成する硬化工程である。
本実施形態の例では、回転保持部2Aの停止後、被成膜体50Cに高圧水銀灯(ウシオ電機株式会社製SP−9)で波長365nm、照度1000mJ/cmの紫外線を照射して硬化させる。
以上で、ステップS13が終了する。
Next, step S13 is performed. This step is a curing process in which the film forming material 11B is cured to form the second thin film layer 11b.
In the example of the present embodiment, after the rotation holding unit 2A is stopped, the film formation target 50C is cured by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 1000 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp (SP-9 manufactured by USHIO INC.). .
Above, step S13 is complete | finished.

次にステップS14を行う。本ステップは、第1薄膜層11a、第2薄膜層11bが形成された被成膜体50Cの第2薄膜層11b上に、成膜材料11Cによる薄膜を形成する成膜工程である。この薄膜は、目標膜厚t0Cの±2%の膜厚に形成する。
本工程は、上記第2の実施形態の薄膜成膜方法において、被成膜体50、成膜材料11に代えて、第1薄膜層11a、第2薄膜層11bが形成された被成膜体50C、成膜材料11Cを用いて、図4に示すステップS1〜S6を行う工程である。したがって、上記第2の実施形態の説明における被成膜面50aは、第2薄膜層11bの上面に読み替える。以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に簡単に説明する。
Next, step S14 is performed. This step is a film forming process for forming a thin film of the film forming material 11C on the second thin film layer 11b of the film formation target 50C on which the first thin film layer 11a and the second thin film layer 11b are formed. This thin film is formed to a film thickness of ± 2% of the target film thickness t0C .
In this thin film deposition method of the second embodiment, this step is performed by replacing the deposition target 50 and the deposition material 11 with the first thin film layer 11a and the second thin film layer 11b. In this process, steps S1 to S6 shown in FIG. 4 are performed using 50C and the film forming material 11C. Therefore, the film formation surface 50a in the description of the second embodiment is read as the upper surface of the second thin film layer 11b. The following briefly describes the differences from the second embodiment.

ステップS2で滴下する成膜材料11Cの量は0.1mLとした。
ステップS3における駆動部4Aの回転数は3000rpmとした。
ステップS5における反射率の目標値は、成膜材料11Cの目標膜厚t0Cおよびその許容範囲に対応した目標値とした。
目標値の設定は、図15に曲線104で示すような第2薄膜層11b上に目標膜厚t0Cの成膜材料11Cが成膜された場合の分光反射率特性に基づいて行う。
曲線104は、波長380nmで反射率が2.84%となり、波長440nm(=λ)に向かって単調に減少して、波長λで反射率0.0302%の極小値をとり、増大に転じてから、波長540nm(=λ)で反射率0.1916%の極大値をとり、減少に転じてから、波長620nm(=λ)で反射率0.0222%の極小値をとり、増大に転じて、波長750nmで反射率が1.43%となる、滑らかなW字状の曲線である。
このような分光反射率特性では、目標値としては、波長λおよびλの反射率で、0.080%以下とすればよい。
このため、本工程のステップS3では、測光部13は、波長λ、λの反射率を制御部14に送出する設定としている。
The amount of the film forming material 11C dropped in step S2 was 0.1 mL.
The rotational speed of the drive unit 4A in step S3 was 3000 rpm.
The target value of the reflectance in step S5 was a target value corresponding to the target film thickness t0C of the film forming material 11C and its allowable range.
The target value is set based on the spectral reflectance characteristics when the film forming material 11C having the target film thickness t 0C is formed on the second thin film layer 11b as shown by the curve 104 in FIG.
The curve 104 has a reflectance of 2.84% at a wavelength of 380 nm, decreases monotonously toward a wavelength of 440 nm (= λ 2 ), takes a local minimum value of a reflectance of 0.0302% at a wavelength λ 2 , and increases. Then, a maximum value of reflectivity of 0.1916% was obtained at a wavelength of 540 nm (= λ 2 ), and a minimum value of a reflectivity of 0.0222% was taken at a wavelength of 620 nm (= λ 4 ). Turning to an increase, it is a smooth W-shaped curve with a reflectance of 1.43% at a wavelength of 750 nm.
In such spectral reflectance characteristics, the target value may be 0.080% or less in terms of the reflectance at the wavelengths λ 2 and λ 3 .
For this reason, in step S3 of this process, the photometry unit 13 is set to transmit the reflectances of the wavelengths λ 2 and λ 3 to the control unit 14.

本工程を上記の例で実施したころ、反射率が目標値に達するまでの時間は、回転駆動開始から約10秒であった。このため、回転駆動を開始してから、約10秒後に、ステップS5が実行された。これにより、ステップS14が終了する。   When this step was performed in the above example, the time until the reflectance reached the target value was about 10 seconds from the start of rotation driving. For this reason, step S5 was performed about 10 seconds after starting the rotational drive. Thereby, step S14 is completed.

次に、ステップS15を行う。本ステップは、成膜材料11Cを硬化させて第3薄膜層11cを形成する硬化工程である。
本実施形態の例では、回転保持部2Aの停止後、被成膜体50Cを取り外し、あらかじめ200℃に加熱しておいた乾燥炉に10分間投入して硬化させる。
以上で、ステップS15が終了する。
このようにして、平面ガラス素子60を製造することができる。
Next, step S15 is performed. This step is a curing step in which the film forming material 11C is cured to form the third thin film layer 11c.
In the example of the present embodiment, after the rotation holding unit 2A is stopped, the film formation target 50C is removed, and is put into a drying furnace heated in advance to 200 ° C. for 10 minutes to be cured.
Above, step S15 is complete | finished.
In this way, the flat glass element 60 can be manufactured.

本実施形態の薄膜成膜方法によれば、多層薄膜であっても、各層について成膜工程と硬化工程を順次行い、各成膜工程を上記第2の実施形態と同様にして行うことで、各層の薄膜の膜厚がばらつくことを抑制することができる。したがって、多層薄膜の全体としての膜厚ばらつきや、薄膜の光学特性のばらつきも抑制することができる。   According to the thin film formation method of this embodiment, even if it is a multilayer thin film, the film formation process and the curing process are sequentially performed for each layer, and each film formation process is performed in the same manner as in the second embodiment. It can suppress that the film thickness of the thin film of each layer varies. Therefore, it is possible to suppress variations in film thickness as a whole of the multilayer thin film and variations in optical characteristics of the thin film.

なお、上記の説明では、光源9が白色光であり、測光部13が分光測定器を含む構成である場合の例で説明したが、予め光学測定の測定に用いる波長光が決まっている場合には、その波長に対応した単数または複数の単色光源と、受光素子とを備える構成としてもよい。   In the above description, the light source 9 is white light and the photometric unit 13 is configured to include a spectrophotometer. However, when the wavelength light used for optical measurement is determined in advance. May be configured to include one or a plurality of monochromatic light sources corresponding to the wavelength and a light receiving element.

また、上記の説明では、成膜材料の硬化を乾燥炉による加熱によって行う場合とUV光を照射によって行う場合の例で説明したが、硬化方法は、成膜材料の特性に応じて適宜設定することができる。また、室温で硬化する成膜材料の場合には、硬化工程は省略することができる。   In the above description, the case where the film forming material is cured by heating in a drying furnace and the case where the film forming material is cured by irradiation with UV light have been described. However, the curing method is appropriately set according to the characteristics of the film forming material. be able to. In the case of a film forming material that cures at room temperature, the curing step can be omitted.

また、上記第2の実施形態の変形例の説明では、判定に用いる波長として、一定の波長間隔を有する複数の波長を用いた場合の例で説明したが、分光光学特性の変化によっては、波長間隔を適宜広くしたり、狭くしたりしてもよい。また、分光スペクトルの分解能に等しい波長間隔として、分光スペクトルの形状全体を判定対象としてもよい。   In the description of the modified example of the second embodiment, the example in which a plurality of wavelengths having a certain wavelength interval is used as the wavelength used for the determination has been described. The interval may be appropriately increased or decreased. Alternatively, the entire spectral spectrum shape may be set as a determination target with a wavelength interval equal to the spectral spectrum resolution.

また、上記の説明では、ステップS3において被成膜体が回転してから行うものとして説明したが、光学特性の測定は被成膜体の回転の停止タイミングを判定できればよいため、光学特性の測定が、少なくともステップS3、S5の間に行われていればよい。したがって、光学特性の測定自体はステップS3を行う前から継続して行うようにしてもよい。   In the above description, it is described that the deposition target is rotated in Step S3. However, the measurement of the optical characteristics only needs to be able to determine the stop timing of the rotation of the deposition target. However, what is necessary is to be performed at least between steps S3 and S5. Therefore, the optical characteristic measurement itself may be continuously performed before step S3 is performed.

また、上記第2の実施形態の説明では、回転保持部2Aとして回転保持部2から貫通孔2bを削除した構成を採用した例で説明したが、反射率の測定に影響しないようであれば、貫通孔2bを備えた構成としてもよい。すなわち、上記第2の実施形態における回転保持部2Aおよび駆動部4Aからなる構成は、上記第1の実施形態と同様に、回転保持部2、駆動部4、および駆動伝達部3からなる構成としてもよい。   Further, in the description of the second embodiment, the example in which the configuration in which the through hole 2b is deleted from the rotation holding unit 2 as the rotation holding unit 2A has been described, but if it does not affect the reflectance measurement, It is good also as a structure provided with the through-hole 2b. That is, the configuration composed of the rotation holding unit 2A and the drive unit 4A in the second embodiment is composed of the rotation holding unit 2, the drive unit 4, and the drive transmission unit 3 as in the first embodiment. Also good.

また、上記の実施形態で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第1の実施形態の構成に上記第2の実施形態における光源9、光ファイバ10、および照明レンズ20を追加し、必要に応じて、透過率の測定と、反射率の測定とを切り替えたり、同時並行して行ったりする構成としてもよい。
Moreover, all the components described in the above embodiment can be implemented by being appropriately combined or deleted within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, the light source 9, the optical fiber 10, and the illumination lens 20 in the second embodiment are added to the configuration of the first embodiment, and the transmittance measurement and the reflectance measurement are performed as necessary. It is good also as a structure which switches or performs simultaneously.

1、1A 薄膜成膜装置
2、2A 回転保持部
3 駆動伝達部
4、4A 駆動部
5 材料供給部
5a 材料滴下部
6 制御ユニット
7、10 光ファイバ(光学特性測定部)
8 受光レンズ(光学特性測定部)
9 光源(光学特性測定部)
11、11A、11B、11C 成膜材料
13 測光部(光学特性測定部)
14 制御部(回転制御部)
15 記憶部
50 被成膜体
50a 被成膜面
110 薄膜
0、T1 測定光
、t0A、t0B、t0C 目標膜厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Thin film formation apparatus 2, 2A Rotation holding part 3 Drive transmission part 4, 4A Drive part 5 Material supply part 5a Material dripping part 6 Control unit 7, 10 Optical fiber (optical characteristic measurement part)
8 Receiving lens (Optical characteristics measurement unit)
9 Light source (Optical characteristics measurement unit)
11, 11A, 11B, 11C Film-forming material 13 Photometric part (optical characteristic measuring part)
14 Control unit (rotation control unit)
15 Memory 50 Deposition target body 50a Deposition surface 110 Thin film L 0, LT 1 measurement light t 0 , t 0A , t 0B , t 0C target film thickness

Claims (5)

被成膜体上に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転させて前記薄膜形成材料による薄膜を形成する薄膜成膜装置であって、
前記被成膜体を保持して回転させる回転保持部と、
該回転保持部の回転によって前記被成膜体上で薄層化される前記薄膜形成材料に測定光を照射して、前記薄膜形成材料を含む前記被成膜体の透過率、反射率のうちの少なくとも一つからなる光学特性値を測定する光学特性測定部と、
該光学特性測定部で測定された前記光学特性値が予め記憶された前記薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したときに前記回転保持部の回転駆動を停止する回転制御部と、
を備えることを特徴とする薄膜成膜装置。
A thin film forming apparatus for supplying a liquid thin film forming material onto a film forming body, and rotating the film forming body to form a thin film using the thin film forming material,
A rotation holding unit for holding and rotating the film formation body;
Of the transmittance and reflectance of the film-forming body containing the thin-film forming material, the measurement light is irradiated to the thin-film forming material thinned on the film-forming body by the rotation of the rotation holding unit. An optical property measuring unit for measuring an optical property value comprising at least one of
A rotation control unit that stops the rotation driving of the rotation holding unit when the optical characteristic value measured by the optical characteristic measurement unit reaches a target value corresponding to a target film thickness of the thin film stored in advance;
A thin film deposition apparatus comprising:
前記光学特性測定部は、
前記測定光として多色光を照射し、該多色光に含まれる複数の波長においてそれぞれ前記光学特性値を測定し、
前記回転制御部は、
前記複数の波長にそれぞれ対応して前記目標値が予め記憶され、前記光学特性測定部で測定された複数の前記光学特性値のすべてが、それぞれの波長に対応する前記目標値に達したときに、前記回転保持部の回転駆動を停止する
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜成膜装置。
The optical property measuring unit is
Irradiating multicolor light as the measurement light, and measuring the optical characteristic value at each of a plurality of wavelengths included in the multicolor light,
The rotation control unit
When the target value is stored in advance corresponding to each of the plurality of wavelengths, and all of the plurality of optical property values measured by the optical property measurement unit reach the target value corresponding to each wavelength. The thin film deposition apparatus according to claim 1, wherein the rotation driving of the rotation holding unit is stopped.
前記複数の波長は、400nm以上700nm以下の範囲に含まれる
ことを特徴とする請求項2に記載の薄膜成膜装置。
The thin film deposition apparatus according to claim 2, wherein the plurality of wavelengths are included in a range of 400 nm to 700 nm.
前記光学特性測定部は、前記光学特性値を400nm以上700nm以下の波長範囲を含む分光スペクトルとして測定し、
前記回転制御部は、前記目標値として、前記薄膜の目標膜厚に対応する前記分光スペクトルの分布許容範囲を記憶した
ことを特徴とする請求項2に記載の薄膜成膜装置。
The optical property measurement unit measures the optical property value as a spectrum including a wavelength range of 400 nm to 700 nm,
The thin film deposition apparatus according to claim 2, wherein the rotation control unit stores a distribution allowable range of the spectral spectrum corresponding to a target film thickness of the thin film as the target value.
被成膜体上に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転させて前記薄膜形成材料による薄膜を形成する薄膜成膜方法であって、
前記被成膜体上に前記薄膜形成材料を供給した後に、前記被成膜体の回転駆動を開始する工程と、
前記被成膜体の回転によって前記被成膜体上で薄層化される前記薄膜形成材料に測定光を照射して、前記薄膜形成材料を含む前記被成膜体の透過率、反射率のうちの少なくとも一つからなる光学特性値を測定する光学特性測定工程と、
該光学特性測定工程で測定された前記光学特性値が、予め記憶された前記薄膜の目標膜厚に対応する目標値に達したかどうかを判定する判定工程と、
該判定工程における前記光学特性値が前記目標値に達したとの判定に基づいて前記成膜体の回転駆動を停止する工程と、
を備えることを特徴とする薄膜成膜方法。
A thin film forming method for forming a thin film by the thin film forming material by supplying a liquid thin film forming material onto the film forming body and rotating the film forming body,
A step of starting rotational driving of the film formation body after supplying the thin film forming material onto the film formation body;
The thin film forming material that is thinned on the film formation body is irradiated with measurement light by the rotation of the film formation body, and the transmittance and reflectance of the film formation body including the thin film formation material are measured. An optical property measuring step for measuring an optical property value consisting of at least one of them,
A determination step of determining whether or not the optical property value measured in the optical property measurement step has reached a target value corresponding to a target film thickness of the thin film stored in advance;
Stopping rotation driving of the film-forming body based on the determination that the optical characteristic value in the determination step has reached the target value;
A thin film deposition method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019140340A (en) * 2018-02-15 2019-08-22 東京エレクトロン株式会社 Liquid processing device and method for determining liquid film state

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