JPH1018034A - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

成膜装置および成膜方法

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JPH1018034A
JPH1018034A JP17697096A JP17697096A JPH1018034A JP H1018034 A JPH1018034 A JP H1018034A JP 17697096 A JP17697096 A JP 17697096A JP 17697096 A JP17697096 A JP 17697096A JP H1018034 A JPH1018034 A JP H1018034A
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JP
Japan
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film
image
film forming
forming apparatus
forming
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JP17697096A
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English (en)
Inventor
Koji Kitagawa
浩司 北川
Junichi Osako
純一 大迫
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成膜時に被成膜物の三次元情報が得られ、その
情報に基づいて被成膜物上に均質な膜を成膜可能な成膜
装置および成膜方法を提供する。 【解決手段】ライトソース32からの光を集光レンズ3
3で集光しスリットガラス34を通って引き延ばしレン
ズ35で引き延ばして、格子パターン光55とし、フィ
ルム50に投影する。投影された格子パターンをCCD
カメラ36で撮像しその画像信号をコンピュータ40で
画像処理してフィルム50の三次元情報を得る。この情
報に基づいてフィルム50のテンションを調整する。ま
た、同様にしてターゲット12の3次元情報も得る。さ
らに、フィルム50の干渉光をフォトディテクタ37で
測定しその測定信号をコンピュータ40で処理して膜厚
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は成膜装置および成膜
方法に関し、特に、フィルムにARコーティング等の成
膜を行うスパッタリング装置およびそれを用いた成膜方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のスパッタリング装置にお
いては、ロール巻取機を使用し、ロール間に掛けられた
フィルム上にスパッタリングによりARコーティング等
の成膜を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のスパ
ッタリング装置では、成膜時にフィルムの三次元情報が
適切に得られなかったので、成膜時にフィルムにしわや
ねじれが生じ、その結果、膜厚分布が悪化し、さらには
成膜された膜にピンホールや欠けが生じるという問題が
あった。また、ターゲットのエロージョン形状によって
も膜厚分布が悪化するという問題があった。
【0004】従って、本発明の一目的は、成膜時に被成
膜物の三次元情報が得られる成膜装置を提供することに
ある。
【0005】また、本発明の他の目的は、成膜時に被成
膜物の三次元情報が得られると共に、その情報に基づい
て被成膜物上に均質な膜を成膜可能な成膜装置およびそ
れを使用した成膜方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空チ
ャンバ内の被成膜物に格子パターンを投影可能な格子パ
ターン投影手段と、前記被成膜物を撮像可能な撮像手段
と、前記撮像手段によって撮像された被撮像物上の格子
パターンを画像処理して前記被撮像物の三次元情報を得
る情報処理手段と、を備えることを特徴とする成膜装置
が提供される。
【0007】この成膜装置においては、格子パターン投
影手段によって真空チャンバ内の被成膜物に格子パター
ンを投影し、その被成膜物上に投影された格子パターン
を撮像手段によって撮像し、撮像された被成膜物上の格
子パターンを情報処理手段により画像処理して被成膜物
の三次元情報を得ることができる。そして、このように
して得られた被成膜物の三次元情報に基づいて被成膜物
の形状や成膜条件を調整すれば、被成膜物上に均質な膜
を成膜可能となる。
【0008】なお、好ましくは、前記情報処理手段は、
前記被撮像物の形状に応じて変形した格子パターンの位
相を求めることにより前記三次元情報を得る情報処理手
段である。
【0009】また、本発明は、前記真空チャンバ内に一
方のロールから他方のロールにフィルムを巻き取るロー
ル巻取機が設けられており、前記被成膜物が前記ロール
間に掛けられた前記フィルムである場合に好ましく適用
される。
【0010】この場合に、好ましくは、前記情報処理手
段により得られる前記三次元情報に基づいて前記ロール
間に掛けられた前記フィルムのテンションを調整可能な
調整手段をさらに備える。このようにすれば、成膜時に
得られたフィルムの三次元情報に基づいてフィルムのテ
ンションが調整されるので、成膜時にフィルムにしわや
ねじれが生じることが防止され、その結果、優れた膜厚
分布が得られ、さらには成膜された膜にピンホールや欠
けが生じることも防止される。
【0011】なお、前記成膜装置がスパッタリング装置
である場合には、好ましくは、前記格子パターン投影手
段を前記被成膜物およびターゲットのうちのいずれの一
方にも格子パターンを投影可能な手段とし、前記撮像手
段を前記被成膜物およびターゲットのうちのいずれも撮
像可能な手段とする。
【0012】このような装置を使用すれば、ターゲット
についても、その三次元情報を得ることが可能となり、
その結果、スパッタターゲットのエロージョン形状を三
次元で測定することが可能となる。そして、ターゲット
の残量がわかるようになり、ターゲットを使用限度いっ
ぱいまで使用できるようになる。また、ターゲットの異
常放電光が検出でき、ターゲット表面のノジュールも検
出できるようになる。
【0013】また、好ましくは、前記被成膜物からの光
を測定可能なフォトディテクタをさらに備える。そし
て、この場合に、好ましくは、前記フォトディテクタに
より測定された前記被成膜物からの光の干渉情報に基づ
いて前記被成膜物上に成膜された膜の膜厚を求める膜厚
測定手段をさらに備える。このようにすれば、成膜され
る膜の膜厚制御が可能となる。
【0014】また、前記フィルムとして所定の間隔にマ
ークが設けられたフィルムを使用した場合には、好まし
くは、前記撮像手段を前記マークも撮像可能な撮像手段
とし、前記成膜装置には前記撮像されたマークを画像処
理して前記フィルムの送り速度を測定可能な送り速度測
定手段をさらに設ける。このようにすれば、フィルムの
送り速度が測定可能となり、そして、それを利用してフ
ィルムの送り量やロールに巻かれているフィルムの残量
がわかるようになる。
【0015】また、本発明によれば、格子パターン投影
手段によってロール間に掛けられたフィルムに格子パタ
ーンを投影し、そのフィルム上に投影された格子パター
ンを撮像手段により撮像し、撮像されたフィルム上の格
子パターンを情報処理手段により画像処理してロール間
に掛けられたフィルムの三次元情報を得、その三次元情
報に基づいて調整手段によりロール間に掛けられたフィ
ルムのテンションを調整しながらフィルムに成膜を行う
ことを特徴とする成膜方法が提供される。
【0016】このようにしてフィルム上に成膜を行え
ば、成膜時にフィルムにしわやねじれが生じることが防
止され、その結果、優れた膜厚分布が得られ、さらには
成膜された膜にピンホールや欠けが生じることも防止さ
れる。
【0017】この場合に、前記フィルムとして所定の間
隔にマークが設けられたフィルムを使用し、前記撮像手
段により前記マークも撮像し、前記撮像されたマークを
画像処理して前記フィルムの送り速度を測定しながら成
膜を行うことが好ましい。このようにすれば、フィルム
の送り速度が測定可能となり、そして、それを利用して
フィルムの送り量やロールに巻かれているフィルムの残
量がわかるようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。なお、本発明はこの実施の形態
に限定されるものでないことは言うまでもない。
【0019】図1は、本発明の一実施の形態の成膜装置
を説明するための断面図であり、図2は、本発明の一実
施の形態の成膜装置のロール巻取機のテンション調整方
法を説明するための斜視図であり、図3は、本発明の一
実施の形態の成膜装置の測定および制御装置における画
像処理方法を説明するためのフローチャートであり、図
4は、本発明の一実施の形態の成膜装置のロール巻取機
のテンション調整方法を説明するためのフローチャート
である。
【0020】図1を参照すれば、本実施の形態の成膜装
置100は、スパッタリング装置10と測定および制御
装置60とを備えている。
【0021】スパッタリング装置10は、真空チャンバ
11を備えている。真空チャンバ11内にはArガス、
2 ガスおよびN2 ガスが適宜供給されるガス供給系1
4が接続されている。また、真空チャンバ11は、ター
ボ分子ポンプ17およびメカニカルポンプ19で排気さ
れる。なお、ターボ分子ポンプ17と真空チャンバ11
との間にはゲートバルブ18が設けられている。
【0022】真空チャンバ11内には、ターゲット12
とロール巻取機20とが設けられている。ターゲット1
2とロール巻取機20との間にはシャッタ13が設けら
れている。また、真空チャンバ11はビューポート窓1
5を備えており、ビューポート窓15とロール巻取機2
0との間にはシャッタ16が設けられている。
【0023】ロール巻取機20は2本のロール21と2
2とを備えており、2本のロール21、22間にはフィ
ルム50が掛けられており、フィルム50はロール21
からロール22に巻き取られる構成となっている。
【0024】図2を参照すれば、ロール21とロール2
2との間にはプランジャー、ギャー等の駆動装置23が
設けられている。駆動装置23にはポテンショメータが
付属している。駆動装置23によりロール22と23間
の距離xを調整し、それによりフィルム50のテンショ
ンを調整する。
【0025】測定および制御装置60は、光学系30
と、ライトソース32と、コンピュータ40と、電源3
8、39とを備えている。
【0026】光学系30は、ブレッドボード31と、集
光レンズ33と、スリットガラス34と、引き延ばしレ
ンズ35と、CCDカメラ36と、フォトディテクタ3
7とを備えている。集光レンズ33と、スリットガラス
34と、引き延ばしレンズ35と、CCDカメラ36
と、フォトディテクタ37とはブレッドボード31に固
定されている。ブレッドボード31は移動可能な構造と
なっている。
【0027】集光レンズ33にはライトソース32が接
続されている。CCDカメラ36は電源38に接続さ
れ、フォトディテクタ37は電源39に接続されてい
る。また、CCDカメラ36とフォトディテクタ37は
それぞれコンピュータ40に接続されている。コンピュ
ータ40はコンピュータ本体42とディスプレイ41と
を備える。
【0028】ライトソース32からのハロゲン光は、集
光レンズ33で集光され、スリットガラス34を通り、
引き延ばしレンズ35で引き延ばされて、格子パターン
光55となり、フィルム50に投影され、フィルム50
上に図2に示すような格子パターンを形成する。
【0029】そして、この格子パターンを、ビューポー
ト窓15を介してCCDカメラ36で撮像し、その撮像
信号をコンピュータ40に供給し、コンピュータ40に
おいて、CCDカメラ36によって撮像された格子パタ
ーンを画像処理してフィルム50の三次元情報を得る。
【0030】一方では、ロール22と23間の距離xを
調整し、それによりフィルム50のテンションを調整す
る駆動装置23(図2参照。)もコンピュータ40に接
続されており、上記のようにして得られたフィルム50
の三次元情報に基づいて駆動装置23の制御が行われ、
フィルムのテンションの調整が行われる。
【0031】このように、成膜時にフィルム50の三次
元情報が適切に得られ、それに基づいてフィルム50の
テンションを調整するので、成膜時にフィルム50にし
わやねじれが生じることが防止され、その結果、優れた
膜厚分布が得られ、さらには成膜された膜にピンホール
や欠けが生じることも防止される。
【0032】なお、このように、CCDカメラ36によ
って撮像しているので、成膜時におけるターゲット12
の異常放電光も観察できる。また、ターゲット表面のノ
ジュールも検出できる。
【0033】また、フィルム50の表面および裏面から
の反射光による干渉光をビューポート窓15を介してフ
ォトディテクタ37で測定し、その測定信号をコンピュ
ータ40に供給する。そして、この測定信号に基づいて
コンピュータ40において、フィルム50上に成膜され
るARコート等の膜の膜厚を求める。また、このように
して求められた膜厚値または上記測定信号に基づいてロ
ール21、22の回転速度等の成膜条件の制御が行わ
れ、フィルム50上に成膜される膜の膜厚制御が行われ
る。
【0034】また、フィルム50の脱着時には、ブレッ
ドボード31をターゲット12側に移動させて、格子パ
ターン光55を、ターゲット12に投影し、ターゲット
12上に格子パターンを形成し、この格子パターンを、
CCDカメラ36で撮像し、その撮像信号をコンピュー
タ40に供給し、コンピュータ40において、CCDカ
メラ36によって撮像された格子パターンを画像処理し
てターゲット12の三次元情報を得る。この三次元情報
により、ターゲットのエロージョン形状を三次元で測定
することができるようになり、また、ターゲットの残量
もわかるようになり、ターゲットを使用限度いっぱいま
で使用できるようになる。
【0035】フィルム50として、等間隔にマークされ
たフィルムを使用すれば、この等間隔のマークを、ビュ
ーポート窓15を介してCCDカメラ36で撮像し、そ
の撮像信号をコンピュータ40に供給し、コンピュータ
40において、CCDカメラ36によって撮像されたマ
ークを画像処理すれば、フィルム50の送り速度が測定
できる。そして、この情報を利用すれば、フィルム50
の送り量やロールに巻かれているフィルム50の残量が
わかる。
【0036】次に、図3を参照して、本実施の形態の成
膜装置100の測定および制御装置60における画像処
理方法を説明する。
【0037】まず、CCDカメラ36からの画像信号を
コンピュータ40に取り込む(ステップS1)。次に、
画像信号からノイズを除去する(ステップS2)。次
に、ノイズが除去された画像信号から格子影を抽出する
(ステップS3)。次に、抽出された格子影の曲がりか
ら位相差を検出する。そして、位相差をフィルム50の
凹凸の深さに換算し(ステップS5)、表示する(ステ
ップ6)(田中康司、大谷幸利、吉澤徹、「One−S
tep GRASPによる動的形状計測」1994年度
精密工学会秋季講演論文集,55.参照。)。
【0038】なお、ターゲット12の形状も同様にして
得ることができる。
【0039】次に、図4および図2を参照して、本実施
の形態の成膜装置100のロール巻取機20におけるフ
ィルム50のテンション調整方法を説明する。
【0040】まず、フィルム50の変形量δの最大値φ
max をY方向の各格子影毎に検出しする(ステップS1
1)。
【0041】次に、ロール巻取機20のロール21とロ
ール22との間の距離を、駆動装置23で、上記最大値
φmax の値に基づいてxだけ移動させて、ロール21と
22との間に掛けられたフィルム50のテンションの調
整を行う(ステップS12)。
【0042】次に、Y方向の各格子影Y1、Y2・・・Y
n毎の最大値φmaxがそれぞれ0か否かを判定して、0の
場合はステップS14に進んでフィルム50のテンショ
ンの調整を終了し、0でない場合は、再びステップS1
1に戻り0になるまで、ステップS11〜ステップS1
3を繰り返す。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、成膜時に被成膜物の三
次元情報が得られるようになる。
【0044】また、本発明によれば、成膜時に被成膜物
の三次元情報が得られると共に、その情報に基づいて被
成膜物上に均質な膜が成膜可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の成膜装置を説明するた
めの断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態の成膜装置のロール巻取
機のテンション調整方法を説明するための斜視図であ
る。
【図3】本発明の一実施の形態の成膜装置の測定および
制御装置における画像処理方法を説明するためのフロー
チャートである。
【図4】本発明の一実施の形態の成膜装置のロール巻取
機のテンション調整方法を説明するためのフローチャー
トである。
【符号の説明】
10…スパッタリング装置、11…真空チャンバ、12
…ターゲット、15…ビューポート窓、20…ロール巻
取機、21、22…ロール、23…駆動装置、30…光
学系、31…ブレッドボード、32…ライトソース、3
3…集光レンズ、34…スリットガラス、35…引き延
ばしレンズ、36…CCDカメラ、37…フォトディテ
クタ、38、39…電源、40…コンピュータ、41…
ディスプレイ、42…コンピュータ本体、50…フィル
ム、55…格子パターン光、60…測定および制御装
置、100…成膜装置、130…光源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空チャンバ内の被成膜物に格子パターン
    を投影可能な格子パターン投影手段と、 前記被成膜物を撮像可能な撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された被撮像物上の格子パタ
    ーンを画像処理して前記被撮像物の三次元情報を得る情
    報処理手段と、 を備えることを特徴とする成膜装置。
  2. 【請求項2】前記情報処理手段は、前記被撮像物の形状
    に応じて変形した格子パターンの位相を求めることによ
    り前記三次元情報を得る情報処理手段であることを特徴
    とする請求項1記載の成膜装置。
  3. 【請求項3】前記真空チャンバ内には一方のロールから
    他方のロールにフィルムを巻き取るロール巻取機が設け
    られており、前記被成膜物が前記ロール間に掛けられた
    前記フィルムであることを特徴とする請求項1または2
    記載の成膜装置。
  4. 【請求項4】前記情報処理手段により得られる前記三次
    元情報に基づいて前記ロール間に掛けられた前記フィル
    ムのテンションを調整可能な調整手段をさらに備えるこ
    とを特徴とする請求項3記載の成膜装置。
  5. 【請求項5】前記成膜装置がスパッタリング装置であ
    り、前記格子パターン投影手段が前記被成膜物およびタ
    ーゲットのうちのいずれの一方にも格子パターンを投影
    可能であり、前記撮像手段が前記被成膜物およびターゲ
    ットのうちのいずれも撮像可能であることを特徴とする
    請求項1乃至4のいずれかに記載の成膜装置。
  6. 【請求項6】前記被成膜物からの光を測定可能なフォト
    ディテクタをさらに備えることを特徴とする請求項1乃
    至5のいずれかに記載の成膜装置。
  7. 【請求項7】前記フォトディテクタにより測定された前
    記被成膜物からの光の干渉情報に基づいて前記被成膜物
    上に成膜された膜の膜厚を求める膜厚測定手段をさらに
    有することを特徴とする請求項6記載の成膜装置。
  8. 【請求項8】前記フィルムとして所定の間隔にマークが
    設けられたフィルムを使用した場合に、前記撮像手段が
    前記マークも撮像可能であり、前記成膜装置が前記撮像
    されたマークを画像処理して前記フィルムの送り速度を
    測定可能な送り速度測定手段をさらに有することを特徴
    とする請求項4記載の成膜装置。
  9. 【請求項9】請求項4記載の成膜装置を用いて、前記情
    報処理手段により得られる前記三次元情報に基づいて前
    記調整手段により前記ロール間に掛けられた前記フィル
    ムのテンションを調整しながら前記フィルムに成膜を行
    うことを特徴とする成膜方法。
  10. 【請求項10】前記フィルムとして所定の間隔にマーク
    が設けられたフィルムを使用し、前記撮像手段により前
    記マークも撮像し、前記撮像されたマークを画像処理し
    て前記フィルムの送り速度を測定しながら成膜を行うこ
    とを特徴とする請求項9記載の成膜方法。
JP17697096A 1996-07-08 1996-07-08 成膜装置および成膜方法 Abandoned JPH1018034A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023501699A (ja) * 2019-11-15 2023-01-18 ダイソン・テクノロジー・リミテッド スパッタ堆積装置及び方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023501699A (ja) * 2019-11-15 2023-01-18 ダイソン・テクノロジー・リミテッド スパッタ堆積装置及び方法

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