JP6601950B2 - 膜厚検査装置、膜厚検査方法、膜構造体の製造装置、および膜構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、膜厚検査装置、膜厚検査方法、膜構造体の製造装置、および膜構造体の製造方法に関する。

固体高分子型燃料電池用の導電性セパレータとして、金属製の基材にダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」と称する）薄膜をコーティングしたものが知られている。ＤＬＣ薄膜は、スパッタリング等の成膜技術を利用して、たとえば、ステンレス製の基材の表面に薄く形成される。

これに関連して、下記の特許文献１には、カーボン薄膜の膜厚とカーボン薄膜の明度（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値）との相関を予め求めておき、分光測色計によりカーボン薄膜のＬ＊値を測定して、カーボン薄膜の膜厚を評価する技術が開示されている。この技術によれば、カーボン薄膜のＬ＊値を測定するだけで膜厚を評価できるため、ＤＬＣ薄膜等のカーボン薄膜の品質管理を短時間かつ低コストで行うことが可能になる。

特開２０１２−１３２８７６号公報

しかしながら、カーボン薄膜の膜厚とカーボン薄膜のＬ＊値とは、カーボン薄膜の膜厚が３０ｎｍ以下の領域では相関を示さない。このため、上記の技術では、２０ｎｍ程度の膜厚に形成されたカーボン薄膜を正しく評価できないという問題がある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、２０ｎｍ程度の膜厚のカーボン薄膜を正しく評価できる膜厚検査装置および膜厚検査方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、２０ｎｍ程度の膜厚のカーボン薄膜を有する膜構造体を精度よく製造できる膜構造体の製造装置および膜構造体の製造方法を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

本発明の膜厚検査装置および膜厚検査方法は、基材上に形成されたカーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値を測定する。そして、本発明の膜厚検査装置および膜厚検査方法は、カーボン薄膜のａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、カーボン薄膜の膜厚を評価する。

本発明の膜構造体の製造装置および膜構造体の製造方法は、基材上にカーボン薄膜を形成し、基材上に形成されたカーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値を測定する。そして、本発明の膜構造体の製造装置および膜構造体の製造方法は、カーボン薄膜のａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、カーボン薄膜の膜厚を評価する。

本発明の膜厚検査装置および膜厚検査方法によれば、カーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値の少なくとも一方を用いて膜厚が評価されるため、２０ｎｍ程度の膜厚のカーボン薄膜を正しく評価することができる。

また、本発明の膜構造体の製造装置および膜構造体の製造方法によれば、２０ｎｍ程度の膜厚のカーボン薄膜を正しく評価できるため、２０ｎｍ程度の膜厚のカーボン薄膜を有する膜構造体を精度よく製造することができる。

本発明の第１の実施形態に係る膜構造体の製造装置の概略構成を示すブロック図である。 膜構造体の製造装置における真空チャンバの平面断面図である。 膜構造体の一例を示す図である。 膜構造体の製造工程を示すフローチャートである。 ＤＬＣ薄膜の膜厚とＬ＊値およびｂ＊値との関係を示す図である。 ＤＬＣ薄膜の膜厚とａ＊値およびｂ＊値との関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る膜構造体の製造工程を示すフローチャートである。 ＤＬＣ薄膜の膜厚とＬ＊値、ａ＊値、およびｂ＊値の関係を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張される場合があり、実際の比率とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る膜構造体の製造装置１０の概略構成を示すブロック図であり、図２は、製造装置１０における真空チャンバ１３０の平面断面図である。

図１および図２に示すとおり、本実施形態に係る膜構造体の製造装置１０は、成膜処理部１００および検査処理部２００を備える。以下、成膜処理部１００および検査処理部２００について順番に説明する。

＜成膜処理部＞
図１に示すとおり、成膜処理部１００は、ＰＶＤ装置１１０および制御装置１２０を備える。図２に示すとおり、ＰＶＤ装置１１０は、真空チャンバ１３０に設けられている。

ＰＶＤ装置１１０は、基材３１０上にＤＬＣ薄膜を形成する。ＰＶＤ装置１１０は、成膜部として、基材３１０の表面にＤＬＣを堆積させて、ＤＬＣ薄膜を形成する。図２に示すとおり、本実施形態の製造装置１０では、２台のＰＶＤ装置１１０が、真空チャンバ１３０の両側に互いに対向して設けられており、真空チャンバ１３０内を搬送される基材３１０の両面にＤＬＣ薄膜を形成する。

制御装置１２０は、ＰＶＤ装置１１０を制御する。制御装置１２０は、制御部として、ＰＶＤ装置１１０を制御して、ＤＬＣ薄膜の成膜条件（成膜時間、印加電圧、アルゴンガス量等）を変更する。

真空チャンバ１３０は、基材３１０の処理空間を提供する。真空チャンバ１３０は、搬入エリア１３１、成膜エリア１３２、検査エリア１３３、および搬出エリア１３４を備える。搬入エリア１３１に搬入された基材３１０は、搬送装置（不図示）により成膜エリア１３２に搬送され、ＰＶＤ装置１１０によりＤＬＣ薄膜が形成される。基材３１０上にＤＬＣ薄膜を形成して得られた膜構造体３００は、検査エリア１３３に搬送され、検査処理部２００により検査される。検査処理部２００により検査された膜構造体３００は、搬出エリア１３４に搬送されて保管される。

＜検査処理部＞
図１に示すとおり、検査処理部２００は、照明装置２１０、色彩輝度計２２０、および演算装置２３０を備える。図２に示すとおり、照明装置２１０および色彩輝度計２２０は、真空チャンバ１３０に設けられている。

照明装置２１０は、基材３１０上に形成されたＤＬＣ薄膜に光を照射する。照明装置２１０は、照明部として、基材３１０上に形成されたＤＬＣ薄膜の検査領域に所定の傾斜角度で光を照射する。図２に示すとおり、本実施形態の製造装置１０では、２台の照明装置２１０が、真空チャンバ１３０の両側に互いに対向して設けられており、真空チャンバ１３０に設けられた窓部１３５を介して、膜構造体３００の両面に光を照射する。照明装置２１０は、たとえば、ハロゲンランプである。

色彩輝度計２２０は、ＤＬＣ薄膜のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する。色彩輝度計２２０は、測定部として、照明装置２１０により光が照射されているＤＬＣ薄膜の検査領域のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する。色彩輝度計２２０は、たとえば、分光測色計であり、照明装置２１０により照射され膜構造体３００で正反射される光の光路上に配置される。図２に示すとおり、本実施形態の製造装置１０では、２台の色彩輝度計２２０が、真空チャンバ１３０の両側に互いに対向して設けられており、真空チャンバ１３０に設けられた窓部１３６を介して、膜構造体３００の両面のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する。

演算装置２３０は、ＤＬＣ薄膜の膜厚を評価する。演算装置２３０は、評価部として、ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値に基づいて、ＤＬＣ薄膜の膜厚を評価する。演算装置２３０は、ＰＶＤ装置１１０の制御装置１２０に電気的に接続されており、ＤＬＣ薄膜の膜厚の評価結果を制御装置１２０にフィードバックする。演算装置２３０は、たとえば、コンピュータである。

以上のとおり構成される膜構造体の製造装置１０は、基材３１０上にＤＬＣ薄膜を形成し、形成したＤＬＣ薄膜の膜厚を評価して、膜構造体３００を製造する。以下、図３〜図６を参照して、膜構造体の製造装置１０の動作について説明する。

まず、図３を参照して、製造装置１０が製造する膜構造体３００について説明する。図３は、膜構造体３００の一例を示す断面図である。

図３に示すとおり、膜構造体３００は、基材３１０と、基材３１０上に形成されたＤＬＣ薄膜３２０とを有する。基材３１０は、ステンレス製の金属基材３１１と、金属基材３１１上に形成されたＣｒ薄膜３１２とから構成され、Ｃｒ薄膜３１２上にＤＬＣ薄膜３２０が形成される。本実施形態では、ＤＬＣ薄膜３２０は、機能面およびコスト面の両方から、２０ｎｍ程度の膜厚に形成される。

以上のような膜構造体３００が製造装置１０により製造される。本実施形態の製造装置１０は、真空チャンバ１３０に搬入された複数の基材３１０に対して、ＤＬＣ薄膜３２０を形成する成膜処理と、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚を評価する検査処理とを順次に行って、複数の膜構造体３００を連続的に製造する。

図４は、製造装置１０による膜構造体３００の製造工程を示すフローチャートである。

まず、製造装置１０は、基材３１０上にＤＬＣ薄膜３２０を形成する（ステップＳ１０１）。より具体的には、製造装置１０のＰＶＤ装置１１０が、所定の成膜条件にしたがって、基材３１０上にＤＬＣを堆積させることにより、ＤＬＣ薄膜３２０を形成する。

次に、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する（ステップＳ１０２）。より具体的には、製造装置１０の色彩輝度計２２０が、ステップＳ１０１に示す処理で形成されたＤＬＣ薄膜３２０のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する。本実施形態では、照明装置２１０が膜構造体３００の検査領域に光を照射した状態で、膜構造体３００で正反射された光の光路上にある色彩輝度計２２０が、検査領域のＬ＊ａ＊ｂ＊値を測定する。

次に、製造装置１０は、ａ＊値とｂ＊値の積を算出する（ステップＳ１０３）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ステップＳ１０２に示す処理で測定されたＤＬＣ薄膜のＬ＊ａ＊ｂ＊値のうち、ａ＊値とｂ＊値との積を算出する。

次に、製造装置１０は、ａ＊値とｂ＊値の積が変化しているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ステップＳ１０３に示す処理で算出されたａ＊値とｂ＊値の積が、所定の基準値から所定量以上乖離しているか否かを判断する。ここで、所定の基準値は、膜厚が目標値（たとえば、２０ｎｍ）に形成されているＤＬＣ薄膜のａ＊値とｂ＊値の積であり、窓部１３５，１３６の汚染状況等に応じて適宜補正される。また、所定量は、ＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件を変更する処理を開始するトリガとなる量であり、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の許容範囲に相当する量よりも小さく設定される。

ａ＊値とｂ＊値の積が変化していないと判断する場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０が良好であると判断する（ステップＳ１０５）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が目標値の近傍にあるとして、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が良好であると判断する。

一方、ａ＊値とｂ＊値の積が変化していると判断する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の増減量を算出する（ステップＳ１０６）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ステップＳ１０３に示す処理で算出されたａ＊値とｂ＊値の積に基づいて、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の目標値からの増減量を算出する。

そして、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件を変更する（ステップＳ１０７）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、まず、ステップＳ１０６に示す処理で算出された膜厚の増減量を、ＰＶＤ装置１１０の制御装置１２０にフィードバックする。そして、ＰＶＤ装置１１０により次の基材３１０上に形成されるＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が目標値に近づくように、ＰＶＤ装置１１０の制御装置１２０が、ＰＶＤ装置１１０を制御して、ＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件（たとえば、成膜時間）を変更する。

次に、製造装置１０は、すべての膜構造体３００の製造が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、真空チャンバ１３０の搬入エリア１３１に搬入されたすべての基材３１０に対して、成膜処理および検査処理が終了したか否かを判断する。

すべての膜構造体３００の製造が完了していないと判断する場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、製造装置１０は、ステップＳ１０１の処理に戻る。その結果、すべての膜構造体３００の製造が完了するまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理が繰り返される。

一方、すべての膜構造体３００の製造が完了したと判断する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、製造装置１０は、処理を終了する。そして、真空チャンバ１３０の搬出エリア１３４に蓄積された膜構造体３００が、真空チャンバ１３０から搬出される。

以上のとおり、図４に示すフローチャートの処理によれば、まず、基材３１０上にＤＬＣ薄膜３２０が形成される。続いて、ＤＬＣ薄膜３２０のａ＊値およびｂ＊値が測定され、ａ＊値およびｂ＊値に基づいて、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が評価される。そして、必要に応じて、後続する基材３１０に対するＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件が変更される。

より具体的には、ＤＬＣ薄膜３２０の形成後、ＤＬＣ薄膜３２０のａ＊値およびｂ＊値が測定され、ＤＬＣ薄膜３２０のａ＊値とｂ＊値の積が算出される。そして、ａ＊値とｂ＊値の積が、所定の基準値と比較され、ａ＊値とｂ＊値の積が基準値から所定量以上乖離している場合、膜厚の増減量が算出される。そして、後続する基材３１０上に形成されるＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が目標値に近づくように、成膜条件が変更される。このような構成によれば、製造装置１０内を搬送される基材３１０に形成されるＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が目標値の近傍に維持され、不良品の発生が防止される。

以下、図５および図６を参照して、ＤＬＣ薄膜３２０のａ＊値およびｂ＊値に基づいてＤＬＣ薄膜３２０の膜厚を評価する検査処理について詳細に説明する。

図５は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とＬ＊値およびｂ＊値との関係を示す図であり、図６は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とａ＊値およびｂ＊値との関係を示す図である。図５の縦軸はＬ＊値であり、横軸はｂ＊値である。図６の縦軸はｂ＊値であり、横軸はａ＊値である。図５および図６では、膜厚が、０ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、および８０ｎｍのＤＬＣ薄膜について、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値が測定されている。

図５に示すとおり、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値は、膜厚が８０ｎｍ、５０ｎｍ、および２０ｎｍと減少するに連れて増加している。しかしながら、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値は、膜厚が２０ｎｍ以下では略一定の値を示す。したがって、膜厚が少なくとも２０ｎｍ以下（より具体的には、３０ｎｍ以下）の領域では、膜厚とＬ＊値とは相関を示さないため、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値に基づいて、２０ｎｍ程度の膜厚を評価することはできない。

一方、図６に示すとおり、ＤＬＣ薄膜のａ値およびｂ＊値は、膜厚が８０ｎｍ、５０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、および０ｎｍと減少するに連れて減少している。したがって、膜厚が２０ｎｍ以下の領域であっても、膜厚とａ＊値およびｂ＊値とは相関を示すため、ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値の少なくとも一方に基づいて、２０ｎｍ程度の膜厚を評価することができる。

以上のとおり、本実施形態に係る膜構造体の製造装置１０によれば、ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値を用いて膜厚が評価されるため、２０ｎｍ程度の膜厚のＤＬＣ薄膜３２０を正しく評価することができる。このため、２０ｎｍ程度の膜厚のＤＬＣ薄膜３２０を有する膜構造体３００を精度よく製造することができる。

さらに、本実施形態の製造装置１０によれば、色彩輝度計２２０を用いて膜厚が評価されるため、ＸＲＤ（Ｘ線回折装置）やＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）と比較して、短時間かつ低コストで膜厚を評価することができる。その結果、量産ラインにおいて、膜構造体３００の全数検査が可能になる。

さらに、本実施形態の製造装置１０によれば、ＤＬＣ薄膜の膜厚の評価結果がフィードバックされ、ＤＬＣ薄膜の膜厚が目標値に近づくように成膜条件が変更されるため、膜構造体３００の品質を安定的に確保することができる。

なお、目標値に対してＤＬＣ薄膜の膜厚が薄過ぎれば、耐腐食性が悪化するのみならず、ＤＬＣ薄膜と基材間の接触抵抗も悪化してしまい好ましくない。一方、ＤＬＣ薄膜の膜厚が厚過ぎれば、ＤＬＣ薄膜が剥離し易くなるのみならず、成膜時に使用されるＤＬＣ材料（ターゲット）の消費量およびＤＬＣ薄膜の成膜時間が増大し、コストが増大してしまう。加えて、ＤＬＣ材料の基材以外への付着量が増大し、真空チャンバ等の清掃頻度が増加するため、生産設備の稼働率が低下してしまい好ましくない。

以上のとおり、説明した本実施形態は、以下の効果を奏する。

（ａ）ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値を用いて膜厚が評価されるため、機能性とコストを両立する２０ｎｍ程度の膜厚のＤＬＣ薄膜を正しく評価することができる。また、２０ｎｍ程度の膜厚のＤＬＣ薄膜を有する膜構造体を精度よく製造することができる。

（ｂ）ａ＊値およびｂ＊値の両方に基づいて膜厚を評価するため、ａ＊値およびｂ＊値のいずれか一方のみに基づいて膜厚を評価する場合に比べ、ＤＬＣ薄膜の膜厚をより正しく評価することができる。

（ｃ）色彩輝度計が、照明装置により照射されＤＬＣ薄膜で正反射される光の光路上に配置されるため、色彩輝度計に入射する光のエネルギーが強くなる。その結果、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値のＳ／Ｎ比が向上し、測定値が安定する。

（ｄ）色彩輝度計および照明装置が、真空チャンバの外部に配置されるため、ＤＬＣ薄膜の膜厚の評価結果を成膜条件に直ちに反映することができる。その結果、不良品の発生を最小限に抑制することができる。

（ｅ）ＤＬＣ薄膜の膜厚の評価結果に応じて成膜条件を変更するため、ＤＬＣ薄膜の膜厚が規格外となることが防止され、不良品を発生させない管理が可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値の両方に基づいて、ＤＬＣ薄膜の膜厚が評価された。しかしながら、ＤＬＣ薄膜のａ＊値およびｂ＊値のいずれか一方に基づいて、ＤＬＣ薄膜の膜厚が評価されてもよい。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る膜構造体の製造工程を示すフローチャートである。なお、ｂ＊値のみに基づいてＤＬＣ薄膜の膜厚が評価される点を除いては、本実施形態に係る製造装置１０の構成自体は、第１の実施形態に係る製造装置１０の構成と同様であるため、製造装置１０についての詳細な説明は省略する。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０２に示す処理は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０２に示す処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に、製造装置１０は、ｂ＊値が変化しているか否かを判断する（ステップＳ２０３）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ステップＳ２０２に示す処理で測定されたＤＬＣ薄膜のＬ＊ａ＊ｂ＊値のうち、ｂ＊値が所定の基準値から所定量以上乖離しているか否かを判断する。ここで、所定の基準値は、膜厚が目標値に形成されているＤＬＣ薄膜のｂ＊値であり、窓部１３５，１３６の汚染状況等に応じて適宜補正される。また、所定量は、ＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件を変更する処理を開始するトリガとなる量であり、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の許容範囲に相当する量よりも小さく設定される。

ｂ＊値が変化していないと判断する場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０が良好であると判断する（ステップＳ２０４）。

一方、ｂ＊値が変化していると判断する場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、製造装置１０は、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の増減量を算出する（ステップＳ２０５）。より具体的には、製造装置１０の演算装置２３０が、ＤＬＣ薄膜３２０のｂ＊値に基づいて、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚の目標値からの増減量を算出する。

ステップＳ２０６〜Ｓ２０７に示す処理は、図４のステップＳ１０７〜Ｓ１０８に示す処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

以上のとおり、図７に示すフローチャートの処理によれば、まず、基材３１０上にＤＬＣ薄膜３２０が形成される。続いて、ＤＬＣ薄膜３２０のｂ＊値が測定され、ＤＬＣ薄膜３２０のｂ＊値に基づいて、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚が評価される。そして、必要に応じて、後続する基材３１０に対するＤＬＣ薄膜３２０の成膜条件が変更される。

図８は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とＬ＊値、ａ＊値、およびｂ＊値の関係を示す図である。図８（ａ）は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とＬ＊値との関係を示す図であり、図８（ｂ）は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とａ＊値との関係を示す図である。図８（ｃ）は、ＤＬＣ薄膜の膜厚とｂ＊値との関係を示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）の縦軸は、それぞれＬ＊値、ａ＊値、およびｂ＊値であり、横軸は、ＤＬＣ薄膜の膜厚である。

図８（ａ）に示すとおり、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値は、膜厚が８０ｎｍ、５０ｎｍ、および２０ｎｍと減少するに連れて増加している。しかしながら、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値は、膜厚が２０ｎｍ以下では略一定の値を示す。したがって、上述したとおり、膜厚が２０ｎｍ以下の領域では、ＤＬＣ薄膜のＬ＊値を測定しても、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚を評価することはできない。

一方、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すとおり、ＤＬＣ薄膜のａ値およびｂ＊値は、膜厚が８０ｎｍ、５０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、および０ｎｍと減少するに連れて減少している。そして、図８（ｂ）と図８（ｃ）を比較すれば、ｂ＊値の方がａ＊値よりも膜厚の変化に対する感度が高いことが分かる。したがって、膜厚が２０ｎｍ以下の領域では、ＤＬＣ薄膜のｂ＊値を測定することにより、ＤＬＣ薄膜３２０の膜厚を正しく、かつ、簡単に評価することができる。

以上のとおり、説明した本実施形態は、第１の実施形態における効果（ａ）〜（ｅ）に加えて、以下の効果を奏する。

（ｆ）ＤＬＣ薄膜のｂ＊値に基づいて膜厚を評価するため、ａ＊値およびｂ＊値の両方に基づいて膜厚を評価する場合に比べ、より簡単に膜厚を評価することができる。

以上のとおり、説明した第１および第２の実施形態において、本発明の膜厚検査装置、膜厚検査方法、膜構造体の製造装置、および膜構造体の製造方法を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、上述した第１および第２の実施形態では、ＤＬＣ薄膜の膜厚が増加した場合および減少した場合の両方において、ＤＬＣ薄膜の成膜条件が変更された。しかしながら、たとえば、ＤＬＣ薄膜の膜厚が増加した場合には成膜条件を変更することなく、膜厚が減少した場合にのみ成膜条件が変更されてもよい。

また、上述した第１の実施形態では、ＤＬＣ薄膜のａ＊値とｂ＊値の積を算出して、ＤＬＣ薄膜の膜厚が評価された。しかしながら、たとえば、ａ＊値とｂ＊値の加重平均値を算出して、ＤＬＣ薄膜の膜厚が評価されてもよい。

また、上述した第１および第２の実施形態では、照明装置によりＤＬＣ薄膜に光を照射した状態で、色彩輝度計によりＤＬＣ薄膜のＬ＊ａ＊ｂ＊値が測定された。しかしながら、照明装置により光を照射することなく、色彩輝度計によりＤＬＣ薄膜のＬ＊ａ＊ｂ＊値が測定されてもよい。

また、上述した第１および第２の実施形態では、本発明の膜厚検査装置が、成膜用の真空チャンバに搭載される場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の膜厚検査装置は、成膜用の真空チャンバに搭載されることなく、単独の膜厚検査装置として用いられてもよい。

また、上述した第１および第２の実施形態では、基材上にＤＬＣ薄膜を形成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明は、ＤＬＣ薄膜以外のカーボン薄膜にも適用可能である。

１０ 膜構造体の製造装置、
１００ 成膜処理部、
１１０ ＰＶＤ装置（成膜部）、
１２０ 制御装置（制御部）、
１３０ 真空チャンバ、
１３５，１３６ 窓部、
２００ 検査処理部、
２１０ 照明装置（照明部）、
２２０ 色彩輝度計（測定部）、
２３０ 演算装置（評価部）、
３００ 膜構造体、
３１０ 基材、
３２０ ＤＬＣ薄膜（カーボン薄膜）。

Claims (12)

1. 基材上に形成されたカーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値を測定する測定部と、
   前記ａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、前記カーボン薄膜の膜厚を評価する評価部と、
   を有する膜厚検査装置。
2. 前記カーボン薄膜に光を照射する照明部をさらに有し、
   前記測定部は、前記照明部により照射され前記カーボン薄膜で正反射される前記光の光路上に配置され、前記ａ＊値およびｂ＊値を測定する、請求項１に記載の膜厚検査装置。
3. 基材上にカーボン薄膜を形成する成膜部と、
   前記成膜部により形成された前記カーボン薄膜のａ＊およびｂ＊値を測定する測定部と、
   前記ａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、前記カーボン薄膜の膜厚を評価する評価部と、
   を有する膜構造体の製造装置。
4. 前記カーボン薄膜に光を照射する照明部をさらに有し、
   前記測定部は、前記照明部により照射され前記カーボン薄膜で正反射される前記光の光路上に配置され、前記ａ＊値およびｂ＊値を測定する、請求項３に記載の膜構造体の製造装置。
5. 前記成膜部は、チャンバ内に配置される基材上にカーボン薄膜を形成し、
   前記測定部および前記照明部は、前記チャンバの外部に配置され、
   前記照明部は、前記チャンバ内の基材上に形成されたカーボン薄膜に、前記チャンバに設けられた第１の窓部を介して光を照射し、前記測定部は、前記チャンバに設けられた第２の窓部を介して、前記ａ＊値およびｂ＊値を測定する、請求項４に記載の膜構造体の製造装置。
6. 前記カーボン薄膜の膜厚が所定の範囲内に維持されるように、前記評価部による評価結果に基づいて、前記カーボン薄膜の形成条件を変更する制御部をさらに有する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の膜構造体の製造装置。
7. 基材上に形成されたカーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値を測定する工程（ａ）と、
   前記ａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、前記カーボン薄膜の膜厚を評価する工程（ｂ）と、
   を有する膜厚検査方法。
8. 前記工程（ａ）において、前記カーボン薄膜には、照明部により光が照射され、
   前記照明部により照射され前記カーボン薄膜で正反射される前記光の光路上に配置される測定部により、前記ａ＊値およびｂ＊値が測定される、請求項７に記載の膜厚検査方法。
9. 基材上にカーボン薄膜を形成する工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）において形成された前記カーボン薄膜のａ＊値およびｂ＊値を測定する工程（ｂ）と、
   前記ａ＊値とｂ＊値との積に基づいて、前記カーボン薄膜の膜厚を評価する工程（ｃ）と、
   を有する膜構造体の製造方法。
10. 前記工程（ｂ）において、前記カーボン薄膜には、照明部により光が照射され、
    前記照明部により照射され前記カーボン薄膜で正反射される前記光の光路上に配置される測定部により、前記ａ＊値およびｂ＊値が測定される、請求項９に記載の膜構造体の製造方法。
11. 前記工程（ａ）において、チャンバ内に配置される基材上にカーボン薄膜が形成され、
    前記工程（ｂ）において、前記チャンバの外部に配置された前記照明部により、前記チャンバに設けられた第１の窓部を介して、前記チャンバ内の基材上に形成されたカーボン薄膜に光が照射され、前記チャンバの外部に配置された前記測定部により、前記チャンバに設けられた第２の窓部を介して、前記ａ＊値およびｂ＊値が測定される、請求項１０に記載の膜構造体の製造方法。
12. 前記カーボン薄膜の膜厚が所定の範囲内に維持されるように、前記工程（ｃ）における評価結果に基づいて、前記カーボン薄膜の形成条件を変更する工程（ｄ）をさらに有する、請求項１１に記載の膜構造体の製造方法。