JP2010018851A

JP2010018851A - Film deposition apparatus

Info

Publication number: JP2010018851A
Application number: JP2008180803A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Nagasawa; 大輔長澤; Akifumi Aono; 暁史青野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus capable of performing a film thickness control highly precisely even when the film thickness distribution is liable to be conspicuous. <P>SOLUTION: A vacuum vapor deposition apparatus 1 comprises a vacuum chamber 101, a substrate holder 103, a film deposition source holder 113, a shielding mechanism 109, a first film thickness measuring mechanism 104, and a correction control unit 110. The shielding mechanism 109 is provided between the substrate holder 103 and the film deposition source holder 113, and has small pieces 303a-303l capable of shielding at least a part of an area for film deposition on the substrate when viewed from the film deposition source 114, and respectively changing the size of the track circle of rotation in the tangential direction of the substrate holder 103. The first film thickness measuring mechanism 104 measures the film thickness of a film deposition layer at a plurality of positions. The correction control unit 110 respectively corrects the size of each of the small pieces 303a-303l based on the result of measurement of the first film thickness measuring mechanism 104. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板上に成膜層を形成する成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus for forming a film forming layer on a substrate.

従来、真空蒸着装置などの成膜装置において、均一な膜厚を有する成膜層を形成するために、被成膜基板（以下、基板と記載する）を回転（公転および／または自転）させながら成膜する手法が採用されている。そして、このような基板を回転させる回転機構を有する成膜装置においては、膜厚の調整やさらなる膜厚の均一化を図るために、成膜源と基板との間に所定形状の遮蔽板が設けられている。すなわち、基板を回転させ、かつ、成膜材料が遮蔽板に遮られて基板に到達しない領域を設けることによって、周期的に成膜されない時間が作られる。このため、成膜時間や成膜レートの微調整が可能になり、成膜精度を向上させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a film forming apparatus such as a vacuum evaporation apparatus, a film formation substrate (hereinafter referred to as a substrate) is rotated (revolved and / or rotated) in order to form a film forming layer having a uniform film thickness. A technique for forming a film is employed. In such a film forming apparatus having a rotating mechanism for rotating the substrate, a shield plate having a predetermined shape is provided between the film forming source and the substrate in order to adjust the film thickness and further uniform the film thickness. Is provided. In other words, by rotating the substrate and providing an area where the film forming material is blocked by the shielding plate and does not reach the substrate, a time during which no film is formed periodically is created. For this reason, the film formation time and the film formation rate can be finely adjusted, and the film formation accuracy is improved.

しかし、近年の多層薄膜製品では、高い膜厚精度が要求されるようになり、成膜開始時と成膜終了時との成膜源の厚みの差による膜厚の面内分散までもが問題になっている。
このような問題に対し、例えば、特許文献１に示すように、２枚の補正板（遮蔽板）を有する成膜装置が開示されている。この成膜装置は、１枚の固定されている補正板に対して所定方向に変位可能な他の１枚の補正板を備えている。
特開２００５−１５４８５５号公報（平成１７年６月１６日公開）特開２００３−１１９５５９号公報（平成１５年４月２３日公開） However, in recent multilayer thin film products, high film thickness accuracy has been required, and even in-plane dispersion of film thickness due to the difference in film thickness at the start of film formation and at the end of film formation is a problem. It has become.
For such a problem, for example, as shown in Patent Document 1, a film forming apparatus having two correction plates (shielding plates) is disclosed. The film forming apparatus includes another correction plate that can be displaced in a predetermined direction with respect to one fixed correction plate.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-154855 (released on June 16, 2005) JP 2003-119559 A (published on April 23, 2003)

しかしながら、上記従来の成膜装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された成膜装置では、基板ホルダの回転軌道円の半径方向において領域毎における成膜速度の制御を個別に行うことができない。したがって、大面積の基板に対して成膜を行う場合や、同時に複数の基板に対して成膜を行う場合などについては、膜厚に対する十分な精度が得られない。 However, the conventional film forming apparatus has the following problems.
In other words, the film forming apparatus disclosed in the above publication cannot individually control the film forming speed for each region in the radial direction of the rotation orbit circle of the substrate holder. Therefore, sufficient accuracy with respect to the film thickness cannot be obtained when a film is formed on a large-area substrate or when a film is formed on a plurality of substrates at the same time.

本発明の課題は、複数の基板に同時に成膜する場合や大面積基板に成膜する場合など、膜厚分布が顕著化しやすい場合においても高精度な膜厚制御を行うことが可能な成膜装置を提供することにある。 An object of the present invention is to form a film capable of highly accurate film thickness control even when the film thickness distribution is likely to be conspicuous, such as when a film is formed simultaneously on a plurality of substrates or when a film is formed on a large area substrate. To provide an apparatus.

第１の発明に係る成膜装置は、成膜源に含まれる材料を基板上に成膜する成膜装置であって、真空チャンバと、基板ホルダと、成膜源ホルダと、遮蔽機構と、第１膜厚測定機構と、補正制御部と、を備えている。基板ホルダは、真空チャンバ内に回動自在に固定されており、基板を下面側に固定する。成膜源ホルダは、基板ホルダの下面側に対向して設けられ、成膜源を載置する。遮蔽機構は、基板ホルダと成膜源ホルダとの間に設けられており、成膜源からみて基板上における成膜される領域の少なくとも一部を遮蔽し、基板ホルダの回転軌道円の接線方向における大きさを個々に変更可能な複数の小片を有する。第１膜厚測定機構は、基板ホルダの回動中心から半径方向に沿って複数の異なる位置における成膜層の膜厚を測定する。補正制御部は、第１膜厚測定機構の測定結果に基づいて複数の小片のそれぞれの大きさを個々に補正する。 A film forming apparatus according to a first invention is a film forming apparatus for forming a material included in a film forming source on a substrate, and includes a vacuum chamber, a substrate holder, a film forming source holder, a shielding mechanism, A first film thickness measurement mechanism and a correction control unit are provided. The substrate holder is rotatably fixed in the vacuum chamber, and fixes the substrate to the lower surface side. The film formation source holder is provided to face the lower surface side of the substrate holder and mounts the film formation source. The shielding mechanism is provided between the substrate holder and the film forming source holder, shields at least a part of the film forming region on the substrate as viewed from the film forming source, and is tangential to the rotation orbit circle of the substrate holder. It has a plurality of small pieces that can be individually changed in size. The first film thickness measurement mechanism measures the film thickness of the film formation layer at a plurality of different positions along the radial direction from the rotation center of the substrate holder. The correction control unit individually corrects the size of each of the plurality of small pieces based on the measurement result of the first film thickness measurement mechanism.

ここでは、成膜装置において、大型の基板に成膜する場合や、複数の基板に対して同時に成膜する場合においても、成膜層の膜厚およびこの膜厚の面内分布を極めて高い精度で制御するために、以下のような構成を採用している。 Here, the film thickness of the film formation layer and the in-plane distribution of this film thickness are extremely high in accuracy even when forming a film on a large substrate or simultaneously forming a film on a plurality of substrates. In order to control by the following, the following configuration is adopted.

当該成膜装置は、真空チャンバ内に回動自在の基板ホルダと成膜源とを備えている。そして、基板ホルダと成膜源とを結ぶ空間には、複数の小片を有する遮蔽機構が設けられている。この遮蔽機構は、基板ホルダに固定されて回転している基板に対し、その回転中の所定区間のみにおいて、成膜中に飛散する成膜物質を基板へ到達させないためのものである。さらに、上記所定区間を調整するために、当該成膜装置は、成膜層の膜厚を測定する第１膜厚測定機構とその測定結果に基づいて上記小片の大きさを個々に補正制御する補正制御部とを備えている。 The film forming apparatus includes a rotatable substrate holder and a film forming source in a vacuum chamber. A shielding mechanism having a plurality of small pieces is provided in a space connecting the substrate holder and the film forming source. This shielding mechanism is for preventing the film-forming substance scattered during film formation from reaching the substrate only in a predetermined section during the rotation of the substrate fixed to the substrate holder and rotating. Further, in order to adjust the predetermined section, the film forming apparatus individually corrects and controls the size of the small piece based on the first film thickness measuring mechanism for measuring the film thickness of the film forming layer and the measurement result. And a correction control unit.

ここで、真空チャンバとは、種々の真空ポンプによって真空引きされる成膜室であって、例えば、石英ガラスによって形成されるものでもよい。成膜源とは、例えば、アルミニウムやチタン（チタニウム）など、基板上に形成する膜の原材料である。遮蔽機構は、複数の小片によって変形可能に構成されており、この小片は、例えば、圧電素子などのように連続的に変形するものであることが好ましい。第１膜厚測定機構とは、例えば、光源とこの光源からの光を検知する検出器とを含む透過型の膜厚測定器を有するものであってもよい。この場合、膜厚測定用に透明ガラスを設け、第１膜厚測定機構は、その透明ガラスに成膜された膜を透過する光のエネルギーを検知することによってその膜厚を特定する。 Here, the vacuum chamber is a film forming chamber that is evacuated by various vacuum pumps, and may be formed of, for example, quartz glass. The film formation source is a raw material for a film formed on a substrate, such as aluminum or titanium (titanium). The shielding mechanism is configured to be deformable by a plurality of small pieces, and it is preferable that the small pieces are continuously deformed such as a piezoelectric element. The first film thickness measuring mechanism may include a transmission type film thickness measuring device including a light source and a detector that detects light from the light source, for example. In this case, a transparent glass is provided for film thickness measurement, and the first film thickness measurement mechanism specifies the film thickness by detecting the energy of light that passes through the film formed on the transparent glass.

このような構成によると、基板ホルダの下面側に固定される基板は、基板ホルダと共に真空チャンバ内を回転する。このとき、成膜源ホルダ（成膜源）と遮蔽機構との位置は固定されているため、基板が成膜源に対し遮蔽機構によって遮蔽されている時間と遮蔽されていない時間とを周期的に繰り返すことが可能になる。したがって、成膜層の膜厚は、基板ホルダの１回転中において、遮蔽機構に遮蔽されている時間の割合、すなわち基板ホルダの回転軌道円の接線方向における遮蔽機構の大きさ（長さ）に依存する。上述のように、遮蔽機構が有する複数の小片の長さは、それぞれ個々に変更することが可能であるため、基板ホルダの回転軌道円の半径方向に沿って小刻みに調整することができる。また、上記小片の長さは、第１膜厚測定機構によって上記半径方向に沿って複数個所で測定された値に基づいて、小片毎に補正することができる。 According to such a configuration, the substrate fixed to the lower surface side of the substrate holder rotates in the vacuum chamber together with the substrate holder. At this time, since the positions of the film formation source holder (film formation source) and the shielding mechanism are fixed, the time when the substrate is shielded from the film formation source by the shielding mechanism and the time when the substrate is not shielded are periodically changed. It becomes possible to repeat. Therefore, the film thickness of the film-forming layer is equal to the ratio of the time that is shielded by the shielding mechanism during one rotation of the substrate holder, that is, the size (length) of the shielding mechanism in the tangential direction of the rotation orbit circle of the substrate holder. Dependent. As described above, since the lengths of the plurality of small pieces included in the shielding mechanism can be individually changed, they can be adjusted in small increments along the radial direction of the rotation orbit circle of the substrate holder. The length of the small piece can be corrected for each small piece based on the values measured at a plurality of locations along the radial direction by the first film thickness measuring mechanism.

この結果、基板ホルダの下面側における成膜箇所によってそれぞれ成膜源側の空間に対して遮蔽されている時間を調整することが可能になる。したがって、大面積（例えば、１５インチ）の基板に対して成膜する場合や複数の基板などに対して同時に成膜する場合であっても、膜厚の面内分散（場所依存）を軽減し、高精度な成膜を行うことが可能になる。 As a result, it is possible to adjust the time that is shielded from the space on the film forming source side by the film forming location on the lower surface side of the substrate holder. Therefore, even when a film is formed on a substrate having a large area (for example, 15 inches) or a film is formed on a plurality of substrates at the same time, in-plane dispersion (location dependence) of the film thickness is reduced. It becomes possible to perform highly accurate film formation.

第２の発明に係る成膜装置は、第１の発明に係る成膜装置であって、遮蔽機構が有する複数の小片が、圧電素子を含む。
ここでは、複数の小片がそれぞれ独立した圧電素子によって構成されている。 A film forming apparatus according to a second invention is the film forming apparatus according to the first invention, wherein the plurality of small pieces included in the shielding mechanism include piezoelectric elements.
Here, each of the plurality of small pieces is composed of independent piezoelectric elements.

これにより、小片の微小な変形（伸縮）が可能になる。したがって、基板ホルダの１回転において、遮蔽機構が成膜源を含む空間と基板を含む空間とを遮断する時間の割合の微調整が可能になる。
この結果、基板ホルダの半径方向における成膜速度を精密に制御することができるため、従来よりも高精度な成膜層の形成が可能になる。 Thereby, the small deformation (extension / contraction) of the small piece becomes possible. Therefore, in one rotation of the substrate holder, it is possible to finely adjust the ratio of the time for which the shielding mechanism blocks the space including the film forming source and the space including the substrate.
As a result, the deposition rate in the radial direction of the substrate holder can be precisely controlled, so that it is possible to form a deposition layer with higher accuracy than in the past.

第３の発明に係る成膜装置は、第１または第２の発明に係る成膜装置であって、第１膜厚測定機構は、第１モニタガラスを有している。第１モニタガラスは、基板ホルダの回転軌道円の半径方向に沿って、基板ホルダの下面側に固定されている。また、第１膜厚測定機構は、第１モニタガラスに形成された成膜層の膜厚を測定する。 A film forming apparatus according to a third invention is the film forming apparatus according to the first or second invention, and the first film thickness measuring mechanism has a first monitor glass. The first monitor glass is fixed to the lower surface side of the substrate holder along the radial direction of the rotation orbit circle of the substrate holder. The first film thickness measurement mechanism measures the film thickness of the film formation layer formed on the first monitor glass.

ここでは、第１膜厚測定機構が、第１モニタガラス上の成膜層の膜厚を測定し、補正制御部は、この測定結果に基づいて、遮蔽機構の補正を制御する。
ここで、第１モニタガラスとは、成膜層の膜厚測定用に設けられるものであって、光が透過するものであればよく、例えば、所定形状の石英ガラスが好ましい。また、第１モニタガラスは、複数個のモニタガラスを含むものであってもよい。 Here, the first film thickness measurement mechanism measures the film thickness of the film formation layer on the first monitor glass, and the correction control unit controls the correction of the shielding mechanism based on the measurement result.
Here, the first monitor glass is provided for measuring the film thickness of the film formation layer, and may be any one that transmits light. For example, quartz glass having a predetermined shape is preferable. The first monitor glass may include a plurality of monitor glasses.

これにより、第１膜厚測定機構は、複数の透明な第１モニタガラスに形成された成膜層の膜厚を測定することが可能になる。したがって、成膜される基板の形状や厚さ、または透過率などの光学特性によらず、所定の条件で透過型の膜厚測定器を用いることができる。
この結果、膜厚測定が容易になり、精度も向上するため、高効率かつ高精度な成膜を行うことが可能になる。 Thereby, the first film thickness measurement mechanism can measure the film thickness of the film formation layer formed on the plurality of transparent first monitor glasses. Therefore, a transmission-type film thickness measuring instrument can be used under predetermined conditions regardless of the shape and thickness of a substrate to be formed, or optical characteristics such as transmittance.
As a result, film thickness measurement is facilitated and accuracy is improved, so that highly efficient and highly accurate film formation can be performed.

第４の発明に係る成膜装置は、第３の発明に係る成膜装置であって、加熱部と第２膜厚測定機構と成膜制御部とをさらに備えている。加熱部は、成膜源を加熱する。第２膜厚測定機構は、基板ホルダの回転中心に第２モニタガラスを有し、この第２モニタガラスに成膜された成膜層の膜厚を測定する。成膜制御部は、第２膜厚測定機構の測定結果に基づいて、加熱部の出力を制御する。 A film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, further comprising a heating unit, a second film thickness measuring mechanism, and a film forming control unit. The heating unit heats the film forming source. The second film thickness measurement mechanism has a second monitor glass at the rotation center of the substrate holder, and measures the film thickness of the film formation layer formed on the second monitor glass. The film formation control unit controls the output of the heating unit based on the measurement result of the second film thickness measurement mechanism.

ここでは、成膜源を加熱する加熱部が、第２モニタガラスに成膜された成膜層の膜厚に依存して制御される。
ここで、加熱部とは、例えば、電子ビームを照射する電子銃を含むものであってもよく、または、成膜源に接する抵抗線を含むものであってもよい。前者の場合、当該成膜装置は、いわゆるＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）加熱方式の成膜装置であり、後者の場合、いわゆる抵抗線加熱方式の成膜装置である。第２膜厚測定機構とは、例えば、透過型の膜厚測定器であってもよい。また、第２膜厚測定機構は、水晶振動子を用いた水晶モニタを含むものであってもよい。 Here, the heating unit for heating the film forming source is controlled depending on the film thickness of the film forming layer formed on the second monitor glass.
Here, the heating unit may include, for example, an electron gun that irradiates an electron beam, or may include a resistance wire in contact with a film forming source. In the former case, the film forming apparatus is a so-called EB (Electron Beam) heating type film forming apparatus, and in the latter case, a so-called resistance wire heating type film forming apparatus. The second film thickness measuring mechanism may be, for example, a transmission type film thickness measuring device. The second film thickness measurement mechanism may include a crystal monitor using a crystal resonator.

これにより、第２モニタガラスに形成された成膜層の厚さに依存して加熱部の出力制御を行うことが可能になる。したがって、所望の膜厚に達した時点で加熱部の出力をオフ状態にするなどのプログラムを成膜制御部に記憶させておけば、自動で加熱部の出力の制御（例えば、オン／オフ状態の切り換え）を行うことができる。
この結果、正確な成膜時間を自動で制御することが可能になり、歩留まりを向上させることができる。 Thereby, output control of the heating unit can be performed depending on the thickness of the film formation layer formed on the second monitor glass. Therefore, if the film forming control unit stores a program such as turning off the output of the heating unit when a desired film thickness is reached, the output of the heating unit is automatically controlled (for example, on / off state). Switching).
As a result, accurate film formation time can be automatically controlled, and yield can be improved.

第５の発明に係る成膜装置は、第３または第４の発明に係る成膜装置であって、第１膜厚測定機構が、投光部と受光部と算出部とを有する。投光部は、第１モニタガラスに向けて光を発する。受光部は、第１モニタガラスを透過した光を受光する。算出部は、受光部が受光した光から第１モニタガラスに形成されている成膜層の膜厚を算出する。 A film forming apparatus according to a fifth aspect is the film forming apparatus according to the third or fourth aspect, wherein the first film thickness measuring mechanism includes a light projecting unit, a light receiving unit, and a calculating unit. The light projecting unit emits light toward the first monitor glass. The light receiving unit receives light transmitted through the first monitor glass. A calculation part calculates the film thickness of the film-forming layer currently formed in the 1st monitor glass from the light which the light-receiving part received.

ここで、上述したように、第１モニタガラスが複数のモニタガラスを含む場合、受光部は、モニタガラスの数に対応する複数の受光部を含むものであることが好ましい。
これにより、投光部から発せられた光が、第１モニタガラスに形成された成膜層と第１モニタガラスとを透過し、受光部で受光される。そして、受光部が受光した光のエネルギー、投光部が発した光のエネルギーおよび成膜層の屈折率などの光学定数から、成膜層の膜厚を算出することが可能になる。 Here, as described above, when the first monitor glass includes a plurality of monitor glasses, the light receiving unit preferably includes a plurality of light receiving units corresponding to the number of the monitor glasses.
Thereby, the light emitted from the light projecting unit passes through the film formation layer formed on the first monitor glass and the first monitor glass, and is received by the light receiving unit. Then, the film thickness of the film formation layer can be calculated from the optical constants such as the energy of the light received by the light receiving unit, the energy of the light emitted from the light projecting unit, and the refractive index of the film formation layer.

第６の発明に係る成膜装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る成膜装置であって、基板ホルダに向けてイオンを照射するイオン銃をさらに備えている。
ここで、イオン銃とは、所定元素をイオン状態にすることで電荷を帯びさせ、さらに電界をかけることで所定方向にそのイオンを照射するものである。 A film forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, further comprising an ion gun that irradiates ions toward the substrate holder.
Here, the ion gun is a device in which a predetermined element is brought into an ion state to be charged, and further, an electric field is applied to irradiate the ions in a predetermined direction.

これにより、成膜層の表面に所定元素（例えば、酸素）のイオンを照射することが可能になる。したがって、成膜層の高密度化を図ることが可能になる。また、成膜層の表面粗さを軽減することが可能になる。 This makes it possible to irradiate the surface of the film formation layer with ions of a predetermined element (for example, oxygen). Therefore, it is possible to increase the density of the film formation layer. In addition, the surface roughness of the film formation layer can be reduced.

この結果、成膜層が水分を吸着してしまいその光学特性が変化しまうといった不具合を軽減することが可能になり、成膜層の耐劣化性能を向上させることが可能になる。 As a result, it is possible to alleviate the problem that the film formation layer adsorbs moisture and changes its optical characteristics, and the deterioration resistance performance of the film formation layer can be improved.

本発明によれば、複数の基板に同時に成膜する場合や大面積基板に成膜する場合においても、高い精度で膜厚の場所依存が軽減された成膜基板を形成することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to form a film formation substrate with reduced film thickness dependence with high accuracy even when forming a film on a plurality of substrates simultaneously or on a large area substrate. .

本発明の一実施形態に係る真空蒸着装置（成膜装置）１について、図１〜図１４を用いて説明すれば以下の通りである。 A vacuum deposition apparatus (film formation apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

［真空蒸着装置１全体の構成］
本実施形態の真空蒸着装置１は、図１に示すように、主に、真空チャンバ１０１と排気機構１０２と、第１膜厚測定機構１０４と、第２膜厚測定機構１０５と、補正制御部１１０と、を備えている。また、真空蒸着装置１は、真空チャンバ１０１内に、基板ホルダ１０３、回転式ハース（成膜源ホルダ）１１３と、電子銃（加熱部）１１１と、イオン銃１１７と、遮蔽機構１０９と、を備えている。真空チャンバ１０１は、当該真空蒸着装置１の成膜室を構成する部材であって、透明な石英ガラスを用いて形成されている。真空チャンバ１０１は、排気機構１０２によって真空引きされる密封空間を形成する。 [Configuration of entire vacuum deposition apparatus 1]
As shown in FIG. 1, the vacuum deposition apparatus 1 of this embodiment mainly includes a vacuum chamber 101, an exhaust mechanism 102, a first film thickness measuring mechanism 104, a second film thickness measuring mechanism 105, and a correction control unit. 110. The vacuum deposition apparatus 1 includes a substrate holder 103, a rotary hearth (deposition source holder) 113, an electron gun (heating unit) 111, an ion gun 117, and a shielding mechanism 109 in a vacuum chamber 101. I have. The vacuum chamber 101 is a member constituting the film forming chamber of the vacuum vapor deposition apparatus 1 and is formed using transparent quartz glass. The vacuum chamber 101 forms a sealed space that is evacuated by the exhaust mechanism 102.

排気機構１０２は、真空チャンバ１０１内を真空引きするものであって、ロータリーポンプ１０２ａと、ターボ分子ポンプ１０２ｂと、圧力計１０２ｃ、とを備えている。ロータリーポンプ１０２ａは、真空チャンバ１０１を粗引きする。ターボ分子ポンプ１０２ｂは、ロータリーポンプ１０２ａによって粗引きされた真空チャンバ１０１内を、成膜に必要な真空度（本実施形態では、１０^-2Ｐａ程度）まで真空引きする。圧力計１０２ｃは、真空チャンバ１０１内の圧力（真空度）を測定する。 The exhaust mechanism 102 evacuates the vacuum chamber 101, and includes a rotary pump 102a, a turbo molecular pump 102b, and a pressure gauge 102c. The rotary pump 102a roughs the vacuum chamber 101. The turbo molecular pump 102b evacuates the vacuum chamber 101 roughly evacuated by the rotary pump 102a to a degree of vacuum necessary for film formation (in this embodiment, about 10 ⁻² Pa). The pressure gauge 102 c measures the pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber 101.

このように、真空チャンバ１０１内の真空度を高めることによって、不純物の混入が軽減され、良質な成膜層を形成することが可能になる。
電子銃１１１は、成膜源１１４を加熱するものであって、電子ビームを成膜源１１４に向けて出射する。この電子銃１１１は、主に、電子ビーム発生源と集束磁極と進路磁極とを有している。電子ビーム発生源は、電子ビームを発生して出射する。集束磁極は、リング状の通電コイルを含み、出射した電子ビームを磁力によって集束する。進路磁極は、対向する２枚の平板磁石を含み、集束した電子ビームを所定の領域面内で走査させる。 In this manner, by increasing the degree of vacuum in the vacuum chamber 101, the mixing of impurities is reduced, and a high-quality film formation layer can be formed.
The electron gun 111 heats the film formation source 114 and emits an electron beam toward the film formation source 114. The electron gun 111 mainly has an electron beam generation source, a focusing magnetic pole, and a path magnetic pole. The electron beam generation source generates and emits an electron beam. The focusing magnetic pole includes a ring-shaped energizing coil and focuses the emitted electron beam by magnetic force. The path magnetic pole includes two plate magnets facing each other, and scans the focused electron beam in a predetermined area plane.

回転式ハース１１３は、所望の材料（例えば、ＴｉやＳｉ）からなる成膜源１１４を複数個同時に載置することができるものであって、円柱形状の支柱部１１３ｂと、この支柱部１１３ｂの上部に固定され、成膜源１１４が載置される円板型の載置部１１３ａと、を有している。また、支柱部１１３ｂは、真空チャンバ１０１の底面部に回動可能に固定されている。このため、載置部１１３ａは、自由に回転することができる。 The rotary hearth 113 is capable of simultaneously mounting a plurality of film forming sources 114 made of a desired material (for example, Ti or Si), and includes a columnar column portion 113b and the column portion 113b. And a disk-shaped mounting portion 113a on which the film forming source 114 is mounted. Moreover, the support | pillar part 113b is being fixed to the bottom face part of the vacuum chamber 101 so that rotation is possible. For this reason, the mounting part 113a can rotate freely.

このような構成により、１つの成膜源１１４を蒸着した後に、次の成膜層を形成するための成膜源１１４ａを、電子ビームが照射される領域に回転して移動させることが可能になる。したがって、真空チャンバ１０１を大気開放することなく連続して成膜を行うことができる。 With such a configuration, after depositing one deposition source 114, the deposition source 114a for forming the next deposition layer can be rotated and moved to a region irradiated with an electron beam. Become. Therefore, it is possible to perform film formation continuously without opening the vacuum chamber 101 to the atmosphere.

基板ホルダ１０３は、当該真空蒸着装置１によって成膜される基板を真空チャンバ１０１内で固定するものであって、ドーム１０３ａと回転機構１０３ｂとを有している。ドーム１０３ａは、上方向に凸の半球殻形状であって、下面側に１つまたは複数の基板を固定する。なお、基板は、所望の被成膜面が下方向（回転式ハース１１３方向）に向けて固定される。また、回転機構１０３ｂは、ドーム１０３ａを回転させるための機構であって、ドーム１０３ａの上部側に設けられ、ドーム１０３ａの回転中心に連結して固定されている。そして、回転機構１０３ｂは、外部から所望の回転速度に設定することができる。 The substrate holder 103 fixes the substrate formed by the vacuum deposition apparatus 1 in the vacuum chamber 101, and has a dome 103a and a rotation mechanism 103b. The dome 103a has an upwardly convex hemispherical shell shape, and fixes one or more substrates on the lower surface side. Note that the substrate is fixed so that a desired deposition surface faces downward (in the direction of the rotary hearth 113). The rotation mechanism 103b is a mechanism for rotating the dome 103a, is provided on the upper side of the dome 103a, and is connected and fixed to the rotation center of the dome 103a. The rotation mechanism 103b can be set to a desired rotation speed from the outside.

このような構成により、成膜中に基板ホルダ１０３を回転させることが可能になる。したがって、複数の基板が固定されている場合、または大面積基板が固定されている場合であっても、真空チャンバ１０１内における成膜速度の場所依存を軽減することが可能になる。 With such a configuration, the substrate holder 103 can be rotated during film formation. Therefore, even when a plurality of substrates are fixed or a large-area substrate is fixed, it is possible to reduce the location dependence of the deposition rate in the vacuum chamber 101.

イオン銃１１７は、成膜中に基板に対し所望元素のイオンを照射するものであって、いわゆるイオンアシスト法によって成膜を行うために設けられている。本実施形態におけるイオン銃１１７は、成膜時に酸素イオンまたは酸素およびアルゴンの混合イオンを基板に照射する。このように成膜中に基板に照射されたイオンは、成膜された膜の密度を上げる働きをする。 The ion gun 117 irradiates a substrate with ions of a desired element during film formation, and is provided for film formation by a so-called ion assist method. In this embodiment, the ion gun 117 irradiates the substrate with oxygen ions or mixed ions of oxygen and argon during film formation. Thus, the ions irradiated onto the substrate during film formation work to increase the density of the film formed.

第２膜厚測定機構１０５は、成膜された層の膜厚を計測するものであって、膜厚測定器１０５ａと第２モニタガラス１０５ｂとを有している。第２モニタガラス１０５ｂは、基板ホルダ１０３の下面側であって回動中心部分に設けられており、透明なガラス部材である。この第２膜厚測定機構１０５によって測定された成膜層の膜厚は、電子銃１１１、イオン銃１１７、および回転式ハース１１３などの動作を制御する成膜制御部１１５に出力される。なお、ここでは図示しないが、第２膜厚測定機構１０５の光源や受光素子は、後述する第１膜厚測定機構１０４とは別に設けられている。 The second film thickness measuring mechanism 105 measures the film thickness of the formed layer, and includes a film thickness measuring device 105a and a second monitor glass 105b. The second monitor glass 105b is a transparent glass member that is provided on the lower surface side of the substrate holder 103 and at the center of rotation. The film thickness of the film formation layer measured by the second film thickness measurement mechanism 105 is output to the film formation control unit 115 that controls operations of the electron gun 111, the ion gun 117, the rotary hearth 113, and the like. Although not shown here, the light source and the light receiving element of the second film thickness measuring mechanism 105 are provided separately from the first film thickness measuring mechanism 104 described later.

第１膜厚測定機構１０４は、投光部１０８と、受光部１０６と、算出部１０７と、第１モニタガラス群（図２参照）２０１と、を有している。
投光部１０８は、第１膜厚測定機構１０４の光源であって、白色光を発光するハロゲンランプを有している。この白色光は、第１モニタガラス群２０１を透過して受光部１０６に到達するように投射される。 The first film thickness measuring mechanism 104 includes a light projecting unit 108, a light receiving unit 106, a calculating unit 107, and a first monitor glass group (see FIG. 2) 201.
The light projecting unit 108 is a light source of the first film thickness measuring mechanism 104 and includes a halogen lamp that emits white light. The white light is projected so as to pass through the first monitor glass group 201 and reach the light receiving unit 106.

第１モニタガラス群２０１は、複数（本実施形態では１２枚）のモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌを含み、基板ホルダ１０３に固定されている。モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌは、図２に示すように、基板ホルダ１０３の半径方向に沿って、回転中心から外側にむけて等間隔に配置されている。 The first monitor glass group 201 includes a plurality (12 in the present embodiment) of monitor glasses 201 a to 201 l and is fixed to the substrate holder 103. As shown in FIG. 2, the monitor glasses 201 a to 201 l are arranged at equal intervals from the center of rotation to the outside along the radial direction of the substrate holder 103.

受光部１０６は、投光部１０８から投射された白色光を受光するものであって、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌのそれぞれに対応する複数（本実施形態では１２個）の受光素子を有する。この受光素子は、受光した光を電気的エネルギーに変換する。そして、変換された電気的エネルギーは、算出部１０７に出力される。 The light receiving unit 106 receives white light projected from the light projecting unit 108, and has a plurality (12 in this embodiment) of light receiving elements corresponding to each of the monitor glasses 201a to 201l. This light receiving element converts the received light into electrical energy. The converted electrical energy is output to the calculation unit 107.

算出部１０７は、受光部１０６から出力された電気的エネルギーからモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌ上に成膜された成膜層の膜厚を算出する。ここで算出されたそれぞれの膜厚は、補正制御部１１０に出力される。 The calculation unit 107 calculates the film thickness of the film formation layer formed on the monitor glasses 201 a to 201 l from the electrical energy output from the light receiving unit 106. Each film thickness calculated here is output to the correction control unit 110.

遮蔽機構１０９は、図１および図２に示すように、基板ホルダ１０３の所定領域と回転式ハース１１３との間に配置され、基板ホルダ１０３を含む空間と回転式ハース１１３を含む空間とを遮断している。つまり、基板ホルダ１０３に固定されて回転する基板は、成膜源１１４と遮蔽機構１０９の輪郭とを結んだ直線の延長線と、基板の回転軌道面と、の交線に囲まれる領域を通過する間は、蒸発した成膜源１１４が遮蔽機構１０９によって遮断される。したがって、この領域を通過している間は、基板は成膜されないことになる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the shielding mechanism 109 is disposed between a predetermined region of the substrate holder 103 and the rotary hearth 113 and blocks the space including the substrate holder 103 and the space including the rotary hearth 113. is doing. In other words, the substrate fixed to the substrate holder 103 and rotating passes through a region surrounded by the intersection of the straight extension line connecting the film forming source 114 and the outline of the shielding mechanism 109 and the rotation orbital surface of the substrate. During this time, the evaporated film formation source 114 is blocked by the shielding mechanism 109. Accordingly, the substrate is not deposited while passing through this region.

詳細には、遮蔽機構１０９は、図３に示すように、圧電アクチュエータ３０１と、複数の格納筒３０４と、複数の小片３０３ａ〜３０３ｌと、支柱３０２と、を有している。なお、複数の格納筒３０４と複数の小片３０３ａ〜３０３ｌとは、支柱３０２の両側にそれぞれ設けられている。また、複数の小片３０３ａ〜３０３ｌは、支柱３０２を中心線として反対側にある小片と同じ大きさであり、かつ同じ動作をする。以下では、支柱３０２に対して一方の側の小片３０３ａ〜３０３ｌについてのみ説明する。 Specifically, as shown in FIG. 3, the shielding mechanism 109 includes a piezoelectric actuator 301, a plurality of storage cylinders 304, a plurality of small pieces 303 a to 303 l, and a support column 302. The plurality of storage cylinders 304 and the plurality of small pieces 303a to 303l are provided on both sides of the support column 302, respectively. The plurality of small pieces 303a to 303l have the same size as the small pieces on the opposite side with the support column 302 as the center line, and perform the same operation. Hereinafter, only the small pieces 303a to 303l on one side with respect to the column 302 will be described.

複数の小片３０３ａ〜３０３ｌは、基板ホルダ１０３の回転軌道円の接線方向に対して伸縮する圧電素子からなる。格納筒３０４は、複数の小片３０３ａ〜３０３ｌをそれぞれ個別に格納し、圧電アクチュエータ３０１と連結している。圧電アクチュエータ３０１は、補正制御部１１０からの指示に基づいて、個々の小片３０３ａ〜３０３ｌに対してそれぞれ独立した電圧を印加する。すなわち、補正制御部１１０によって小片３０３ａ〜３０３ｌの長さが補正される。支柱３０２は、圧電アクチュエータ３０１と格納筒３０４とを真空チャンバ１０１に対して固定する。 The plurality of small pieces 303 a to 303 l are composed of piezoelectric elements that expand and contract in the tangential direction of the rotation orbit circle of the substrate holder 103. The storage cylinder 304 stores a plurality of small pieces 303 a to 303 l individually and is connected to the piezoelectric actuator 301. The piezoelectric actuator 301 applies an independent voltage to each of the small pieces 303a to 303l based on an instruction from the correction control unit 110. That is, the lengths of the small pieces 303a to 303l are corrected by the correction control unit 110. The support column 302 fixes the piezoelectric actuator 301 and the storage cylinder 304 to the vacuum chamber 101.

補正制御部１１０は、算出部１０７から出力されたそれぞれの膜厚に基づいて、遮蔽機構１０９の形状（各小片３０３ａ〜３０３ｌの長さ）を補正する。例えば、１回目に成膜したときの成膜層の厚さが所望の膜厚よりも薄い場合、補正制御部１１０は、それぞれの小片３０３ａ〜３０３ｌが短くなるように補正する。反対に、１回目に成膜したときの成膜層の厚さが所望の膜厚よりも厚い場合、補正制御部１１０は、それぞれの小片３０３ａ〜３０３ｌが長くなるように補正する。これは、基板ホルダ１０３に固定されて回転している基板に成膜される成膜層の膜厚は、基板が成膜源１１４に対し遮蔽機構１０９によって遮断されている時間的割合に反比例するためである。 The correction control unit 110 corrects the shape of the shielding mechanism 109 (the length of each of the small pieces 303a to 303l) based on the respective film thicknesses output from the calculation unit 107. For example, when the thickness of the film formation layer at the first film formation is smaller than the desired film thickness, the correction control unit 110 corrects each of the small pieces 303a to 303l to be shorter. On the other hand, when the thickness of the film formation layer when the film is formed for the first time is larger than the desired film thickness, the correction control unit 110 corrects each piece 303a to 303l to be longer. This is because the film thickness of the film formation layer formed on the rotating substrate fixed to the substrate holder 103 is inversely proportional to the time ratio during which the substrate is blocked by the shielding mechanism 109 with respect to the film formation source 114. Because.

［遮蔽機構１０９の初期形状の設定方法］
遮蔽機構１０９の初期設定について、図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）を用いて以下で説明する。なお、ここでは、小片３０３ａの初期形状長さを求める方法を例に説明する。また、ここでは、図４（ａ）に示すように、基板ホルダ１０３の回転中心を中心点Ｏとする。また、小片３０３ａの短手方向における二等分線と小片３０３ａの端部との交点を点Ｔａ、上記二等分線と支柱３０２との交点とを点Ｕａとし、この点Ｔａと中心点Ｏとを結ぶ直線を直線ＴａＯとする。また、支柱３０２の中心を点Ｓとし、この点Ｓと中心点Ｏとを結ぶ直線を直線ＳＯとする。 [Method for setting initial shape of shielding mechanism 109]
The initial setting of the shielding mechanism 109 will be described below with reference to FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c). Here, a method for obtaining the initial shape length of the small piece 303a will be described as an example. Here, as shown in FIG. 4A, the center of rotation of the substrate holder 103 is a center point O. In addition, the intersection of the bisector of the small piece 303a in the short direction and the end of the small piece 303a is a point Ta, and the intersection of the bisector and the column 302 is a point Ua. A straight line connecting the two is defined as a straight line TaO. Further, the center of the column 302 is set as a point S, and a straight line connecting the point S and the center point O is set as a straight line SO.

第１に、遮蔽機構１０９がない状態で成膜する。そして、この場合に成膜された成膜層の膜厚をＷ１（モニタガラス２０１ａ上に成膜された成膜層の膜厚）とする。第２に、小片３０３ａを最も伸張させた状態である矩形形状の遮蔽機構１０９を採用して成膜を行う。そして、この場合に成膜された成膜層の膜厚をＷ２（＞Ｗ１）とする。第３に、図４（ａ）に示すように、直線ＴａＯと直線ＳＯとが成す角度βａを求める。第４に、小片３０３ａが最も伸張された遮蔽機構１０９がある場合と遮蔽機構１０９がない場合とのそれぞれにおいて成膜された各成膜層の膜厚の差ΔＷ＝Ｗ２−Ｗ１を算出する。第５に、この膜厚差ΔＷと、中心点Ｏで交差する２つの直線ＴａＯと直線ＳＯとが成す角度βａと、の関係を求めるために、単位角度あたりの成膜層の膜厚変化率ＰＨ＝ΔＷ／βａを算出する。 First, the film is formed without the shielding mechanism 109. In this case, the film thickness of the film formation layer formed is W1 (film thickness of the film formation layer formed on the monitor glass 201a). Second, film formation is performed using a rectangular shielding mechanism 109 in which the small piece 303a is most extended. In this case, the film thickness of the formed film is W2 (> W1). Third, as shown in FIG. 4A, an angle βa formed by the straight line TaO and the straight line SO is obtained. Fourth, the difference ΔW = W2−W1 between the film thicknesses of the respective deposited layers formed when the shielding mechanism 109 in which the small piece 303a is most extended and when there is no shielding mechanism 109 is calculated. Fifth, in order to obtain the relationship between the film thickness difference ΔW and the angle βa formed by the two straight lines TaO and SO intersecting at the center point O, the film thickness change rate of the film formation layer per unit angle PH = ΔW / βa is calculated.

第６に、成膜層に対する所望の膜厚がＸである場合、膜厚Ｗ２と膜厚Ｘとの膜厚差Ｗｘ＝Ｗ２−Ｘを算出する。第７に、上記膜厚差Ｗｘを単位角度あたりの膜厚変化率ＰＨで除算することによって、補正角度ＰＨｘ＝Ｗｘ／ＰＨを算出する。第８に、図４（ｂ）に示すように、角度βａから補正角度ＰＨｘを引算することによって、長さが補正された小片３０３ａにおける２直線Ｔａ´Ｏと直線ＳＯと、が成すべき角度Ｙａ＝βａ―ＰＨｘが算出される。第１０に、図４（ｃ）に示すように、点Ｕａと中心点Ｏとの距離ｌａと角度Ｙａの正接（ｔａｎｇｅｎｔ）とを乗算することによって、直線Ｔａ´Ｕａの長さＬ＝ｌａ・ｔａｎＹを算出することができる。ただし、ここで算出される長さＬａは、格納筒３０４の長さを含んでいる。 Sixth, when the desired film thickness with respect to the film formation layer is X, the film thickness difference Wx = W2-X between the film thickness W2 and the film thickness X is calculated. Seventh, the correction angle PHx = Wx / PH is calculated by dividing the film thickness difference Wx by the film thickness change rate PH per unit angle. Eighth, as shown in FIG. 4B, by subtracting the correction angle PHx from the angle βa, the angle between the two straight lines Ta′O and the straight line SO in the small piece 303a whose length has been corrected Ya = βa−PHx is calculated. Tenth, as shown in FIG. 4C, by multiplying the distance la between the point Ua and the center point O by the tangent of the angle Ya, the length L = la · tanY can be calculated. However, the length La calculated here includes the length of the storage cylinder 304.

このようにして、小片３０３ａの長さを求めた手法と同様にして他の小片３０３ｂ〜３０３ｌのそれぞれの長さを求めることができる。この結果、例えば、図５に示すような遮蔽機構１０９の初期形状が設定される。 In this manner, the lengths of the other small pieces 303b to 303l can be obtained in the same manner as the method for obtaining the length of the small piece 303a. As a result, for example, the initial shape of the shielding mechanism 109 as shown in FIG. 5 is set.

［真空蒸着装置１の動作説明］
以上のように初期設定を経て構成された遮蔽機構１０９を備えた真空蒸着装置１の動作について図６を用いて以下で説明する。なお、ここでは、材料Ａと材料Ｂとの多層積層膜（図９参照）を形成するものとして説明する。 [Description of operation of vacuum deposition apparatus 1]
The operation of the vacuum evaporation apparatus 1 including the shielding mechanism 109 configured through the initial setting as described above will be described below with reference to FIG. Here, description will be made assuming that a multilayer laminated film (see FIG. 9) of material A and material B is formed.

まず、大気開放された状態の真空チャンバ１０１において、基板ホルダ１０３に基板を固定する（ステップＳｔａｒｔ）。
ステップＳ００１では、真空チャンバ１０１内を排気機構１０２によって排気する。ここでは、ロータリーポンプ１０２ａによって真空チャンバ１０１を粗引きした後、ロータリーポンプ１０２ａを動作させたままターボ分子ポンプ１０２ｂによって所望の真空度（例えば、１０−２Ｐａ）に到達するまで排気する。 First, the substrate is fixed to the substrate holder 103 in the vacuum chamber 101 that is open to the atmosphere (step Start).
In step S001, the vacuum chamber 101 is exhausted by the exhaust mechanism 102. Here, after the vacuum chamber 101 is roughed by the rotary pump 102a, the turbo molecular pump 102b is evacuated until the desired degree of vacuum (for example, 10-2 Pa) is reached while the rotary pump 102a is operated.

ステップＳ００２では、材料Ａの成膜を開始する。ここでは、電子銃１１１が、回転式ハース１１３に載置されている成膜源１１４としての材料Ａを加熱する。また、ここでは、同時に、回転機構１０３ｂが、ドーム１０３ａを回転させる。 In step S002, the film formation of the material A is started. Here, the electron gun 111 heats the material A as the film forming source 114 placed on the rotary hearth 113. Here, at the same time, the rotation mechanism 103b rotates the dome 103a.

ステップＳ００３では、第２膜厚測定機構１０５によって成膜された成膜層Ａの膜厚をモニタリングする。ここで、成膜層Ａが所望の膜厚に到達したことが検知されるまで膜厚のモニタリングを実行し、所望の膜厚に到達したことが検知された場合は、ステップＳ００４に移行する。 In step S003, the film thickness of the film formation layer A formed by the second film thickness measurement mechanism 105 is monitored. Here, the film thickness is monitored until it is detected that the film formation layer A has reached the desired film thickness. If it is detected that the film formation layer A has reached the desired film thickness, the process proceeds to step S004.

ステップＳ００４では、成膜層Ａが所望の膜厚に到達したので、成膜制御部１１５が、電子銃１１１をオフ状態にし、成膜層Ａの成膜を終了する。
ステップＳ００５では、補正制御部１１０が、ステップＳ００２からステップＳ００４において成膜された成膜層Ａの膜厚の場所依存度を検出する。具体的には、補正制御部１１０が、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成されたそれぞれの成膜層Ａの膜厚と所望の膜厚との差を算出して保存する。 In step S004, since the film formation layer A has reached a desired film thickness, the film formation control unit 115 turns off the electron gun 111 and ends the film formation of the film formation layer A.
In step S005, the correction control unit 110 detects the location dependence of the film thickness of the film formation layer A formed in steps S002 to S004. Specifically, the correction control unit 110 calculates and stores the difference between the film thickness of each film formation layer A formed on the monitor glasses 201a to 201l and the desired film thickness.

ステップＳ００６では、成膜制御部１１５が、この成膜工程が第１サイクル（１回目）か否かを判断する。ここで、成膜制御部１１５が、第１サイクルの成膜工程あると判断した場合は、ステップＳ００７に移行する。一方、成膜制御部１１５が、第１サイクルの成膜工程ではない、すなわち第２サイクル以降の成膜工程であると判断した場合は、ステップＳ００１４に移行する。 In step S006, the film formation control unit 115 determines whether this film formation process is in the first cycle (first time). If the film formation control unit 115 determines that there is a film formation process of the first cycle, the process proceeds to step S007. On the other hand, when the film formation control unit 115 determines that the film formation process is not the first cycle, that is, the film formation process after the second cycle, the process proceeds to step S0014.

ステップＳ００７では、材料Ｂの成膜を開始する。ここでは、ステップＳ００２と同様に、電子銃１１１が回転式ハースに載置されている成膜源１１４としての材料Ｂを加熱する。また、ここでは、同時に、回転機構１０３ｂが、ドーム１０３ａを回転させる。 In step S007, deposition of the material B is started. Here, as in step S002, the electron gun 111 heats the material B as the film forming source 114 placed on the rotary hearth. Here, at the same time, the rotation mechanism 103b rotates the dome 103a.

ステップＳ００８では、ステップＳ００３と同様に、第２膜厚測定機構１０５によって成膜された成膜層Ｂの膜厚をモニタリングする。ここで、成膜層Ｂが所望の膜厚に到達したことが検知されるまで膜厚のモニタリングを実行し、所望の膜厚に到達したことが検知された場合は、ステップＳ００９に移行する。 In step S008, as in step S003, the film thickness of the film formation layer B formed by the second film thickness measurement mechanism 105 is monitored. Here, the film thickness is monitored until it is detected that the film formation layer B has reached the desired film thickness. If it is detected that the film formation layer B has reached the desired film thickness, the process proceeds to step S009.

ステップＳ００９では、成膜層Ｂが所望の膜厚に到達したので、成膜制御部１１５が、電子銃１１１をオフ状態にし、成膜層Ｂの成膜を終了する。
ステップＳ０１０では、ステップＳ００５と同様に、補正制御部１１０が、ステップＳ００７からステップＳ００９において成膜された成膜層Ｂの膜厚の場所依存度を検出する。具体的には、補正制御部１１０が、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成されたそれぞれの成膜層Ｂの膜厚と所望の膜厚との差を算出して保存する。 In step S009, since the film formation layer B has reached a desired film thickness, the film formation control unit 115 turns off the electron gun 111 and ends the film formation of the film formation layer B.
In step S010, similarly to step S005, the correction control unit 110 detects the location dependence of the film thickness of the film formation layer B formed in steps S007 to S009. Specifically, the correction control unit 110 calculates and stores the difference between the film thickness of each film formation layer B formed on the monitor glasses 201a to 201l and the desired film thickness.

ステップＳ０１１では、成膜制御部１１５が、所望の成膜層数に到達したか否かを判断する。すなわち、所望の成膜層数が、例えば、成膜層Ａと成膜層Ｂとが１０層ずつである場合、成膜層Ｂの１０層目が成膜されたか否かを判断する。ここで、成膜制御部１１５が、所望の成膜層数に到達したと判断した場合は、当該真空蒸着装置１による成膜を終了する（ＥＮＤ）。一方、所望の成膜層数に到達していないと判断した場合は、ステップＳ０１２へ移行する。 In step S011, the film formation control unit 115 determines whether or not a desired number of film formation layers has been reached. That is, when the number of desired film formation layers is, for example, 10 film formation layers A and 10 film formation layers B, it is determined whether or not the 10th film formation layer B is formed. Here, when the film formation control unit 115 determines that the desired number of film formation layers has been reached, film formation by the vacuum vapor deposition apparatus 1 is terminated (END). On the other hand, if it is determined that the desired number of deposited layers has not been reached, the process proceeds to step S012.

ステップＳ０１２では、ステップＳ００５において保存された膜厚の場所依存度、すなわち各モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに成膜されたそれぞれの成膜層Ａの膜厚と所望の膜厚との差が所定量（例えば、±０．５％）以上であるか否かを個々に判断する。膜厚の差が所定量を上回るモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌが１つでも存在すると判断された場合は、ステップＳ０１３に移行する。一方、全てのモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌにおける成膜層の膜厚の差が所定量を下回ると判断された場合は、ステップＳ００２に移行する。 In step S012, the location dependence of the film thickness stored in step S005, that is, the difference between the film thickness of each film formation layer A formed on each of the monitor glasses 201a to 201l and the desired film thickness is a predetermined amount ( For example, it is individually determined whether or not it is ± 0.5%) or more. When it is determined that there is even one monitor glass 201a to 201l in which the difference in film thickness exceeds a predetermined amount, the process proceeds to step S013. On the other hand, when it is determined that the difference in film thickness of the film formation layers in all the monitor glasses 201a to 201l is less than a predetermined amount, the process proceeds to step S002.

ステップＳ０１３では、補正制御部１１０が小片３０３ａ〜３０３ｌの補正を行う。具体的には、膜厚の差が所定量を上回るモニタガラスがある場合は、そのモニタガラス２０１ｄが配置されている場所に対応する小片の長さを補正する。また、長さが補正された小片に隣接する小片は、この隣接する小片に対応するモニタガラスに成膜された成膜層の膜厚誤差が０．５％以下であっても、図７に示す規格化膜厚係数に基づいて、長さの補正が行われる。例えば、モニタガラス２０１ｄに成膜された成膜層の膜厚が所望の膜厚に対して＋０．７％のずれが生じているとする。この場合、モニタガラス２０１ｄに対応する小片３０３ｄとこれに隣接する小片３０３ｃおよび小片３０３ｅも同時に補正される。また、これらの隣接した小片３０３ｃ，３０３ｅに隣接する小片３０３ｂ，３０３ｆも補正される。すなわち、いずれか１つの小片が補正された場合、その他の小片も連続的に補正される。 In step S013, the correction control unit 110 corrects the small pieces 303a to 303l. Specifically, when there is a monitor glass whose film thickness difference exceeds a predetermined amount, the length of the small piece corresponding to the place where the monitor glass 201d is disposed is corrected. Further, even if the film thickness error of the film formation layer formed on the monitor glass corresponding to the adjacent small piece is 0.5% or less, the small piece adjacent to the small piece whose length is corrected is shown in FIG. The length is corrected based on the normalized film thickness coefficient shown. For example, it is assumed that the film thickness of the film formation layer formed on the monitor glass 201d is shifted by + 0.7% with respect to the desired film thickness. In this case, the small piece 303d corresponding to the monitor glass 201d and the small pieces 303c and 303e adjacent thereto are also corrected simultaneously. Further, the small pieces 303b and 303f adjacent to these adjacent small pieces 303c and 303e are also corrected. That is, when any one piece is corrected, the other pieces are also continuously corrected.

ステップＳ０１４では、ステップ０１２と同様に、ステップＳ０１０において保存された膜厚の場所依存度、すなわち各モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに成膜されたそれぞれの成膜層Ｂの膜厚と所望の膜厚との差が所定量（例えば、±０．５％）以上であるか否かを個々に判断する。そして、膜厚の差が所定量を上回るモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌが１つでも存在すると判断された場合は、ステップＳ０１５に移行する。一方、全てのモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌにおける成膜層の膜厚の差が所定量を下回ると判断された場合は、ステップＳ００７に移行する。 In step S014, as in step 012, the location dependence of the film thickness stored in step S010, that is, the film thickness of each film formation layer B formed on each of the monitor glasses 201a to 201l and the desired film thickness are determined. It is individually determined whether or not the difference is a predetermined amount (eg, ± 0.5%) or more. If it is determined that there is even one monitor glass 201a to 201l in which the difference in film thickness exceeds a predetermined amount, the process proceeds to step S015. On the other hand, when it is determined that the difference in film thickness of the film formation layers in all the monitor glasses 201a to 201l is less than the predetermined amount, the process proceeds to step S007.

ステップＳ０１５では、ステップＳ０１３と同様の処理が行われるため説明を省略する。
以上のように、ステップＳ００１〜ステップＳ０１５を所定回数繰り返すことによって、膜厚分散の抑えられた所望の積層多層膜を形成することができる。 In step S015, a process similar to that in step S013 is performed, and thus description thereof is omitted.
As described above, by repeating steps S001 to S015 a predetermined number of times, it is possible to form a desired laminated multilayer film in which film thickness dispersion is suppressed.

本実施形態の真空蒸着装置１を用いた実施例を図８から図１４を用いて以下で説明する。本実施例では、図８に示す特性を示す光学エッジフィルタＧを形成するために、図９に示すように、ＴｉＯ₂からなる成膜層ＡとＳｉＯ₂からなる成膜層Ｂとが交互に積層された２４層からなる光学多層膜を白色ガラス基板上に形成した。 An example using the vacuum vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, in order to form the optical edge filter G having the characteristics shown in FIG. 8, as shown in FIG. 9, the film formation layer A made of TiO ₂ and the film formation layer B made of SiO ₂ are alternately formed. An optical multilayer film composed of 24 layers laminated was formed on a white glass substrate.

主な成膜条件を以下に示す。表１に示すように、真空チャンバ１０１内の真空度は、成膜層Ａを成膜する工程においては、１．８×１０^-2Ｐａ、成膜層Ｂを成膜する工程においては、１．４×１０^-2Ｐａに調整した。また、本実施例においては、イオンアシスト法を採用した。このイオン銃の条件については、表１に示すとおりである。なお、イオンビーム電圧とは、イオンを生成するための電圧である。イオン加速電圧とは、イオンをイオン銃から真空チャンバ１０１内に引き出して加速させるための電圧であって、イオンの引き出し量に比例する。基板温度は、ヒーターによって調節し、その測定は真空チャンバ１０１内に設けられている温度測定機構（図示しない）によって測定した。 The main film forming conditions are shown below. As shown in Table 1, the degree of vacuum in the vacuum chamber 101 is 1.8 × 10 ⁻² Pa in the process of forming the film formation layer A, and 1 in the process of forming the film formation layer B. Adjusted to 4 × 10 ⁻² Pa. In this embodiment, an ion assist method is employed. The conditions of this ion gun are as shown in Table 1. The ion beam voltage is a voltage for generating ions. The ion acceleration voltage is a voltage for extracting and accelerating ions from the ion gun into the vacuum chamber 101, and is proportional to the amount of ions extracted. The substrate temperature was adjusted by a heater, and the measurement was performed by a temperature measurement mechanism (not shown) provided in the vacuum chamber 101.

以上のような条件の下、上記ステップＳ００１〜Ｓ０１５の工程を行うことによって光学多層膜を形成した。ここで、遮蔽機構１０９の小片３０３ａ〜３０３ｌの長さの補正の例として、図１０（ａ）から図１３（ｂ）を用いて説明する。エッジフィルタＧにおける９層目のＴｉＯ₂層では、図１０（ａ）に示すような膜厚分布が観測された。これに対し、１１層目のＴｉＯ₂層を成膜する直前に、図１０（ｂ）に示すように小片３０３ａ〜３０３ｌの長さの補正を行った。具体的には、９層目のＴｉＯ₂層では、図１０ａに示すように、モニタガラス２０１ａからモニタガラス２０１ｌ方向に移るにつれて、成膜層の厚さが薄くなっている結果が得られた。すなわち、基板ホルダ１０３の半径方向外側に移るにつれて薄く成膜されたことが検出された。したがって、膜厚分散を軽減するためには、基板ホルダ１０３における半径方向外側に向かうにつれて成膜速度を上げる必要がある。つまり、成膜速度を上げるためには、小片３０３ａ〜３０３ｌの長さを短くすればよい。この要求に応えるために補正制御部１１０は、図１０（ｂ）に示すように、初期形状の長さから補正後形状の長さへ、小片３０３ａ〜３０３ｌのそれぞれの長さを変更した。 Under the conditions as described above, the optical multilayer film was formed by performing the steps S001 to S015. Here, an example of correcting the length of the small pieces 303a to 303l of the shielding mechanism 109 will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 13 (b). In the ninth TiO ₂ layer in the edge filter G, a film thickness distribution as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 10B, the lengths of the small pieces 303a to 303l were corrected immediately before the eleventh TiO ₂ layer was formed. Specifically, in the ninth TiO ₂ layer, as shown in FIG. 10 a, the result was that the thickness of the film formation layer became thinner as it moved from the monitor glass 201 a toward the monitor glass 201 l. That is, it was detected that the film was formed thinner as it moved outward in the radial direction of the substrate holder 103. Therefore, in order to reduce the film thickness dispersion, it is necessary to increase the film formation rate toward the outer side in the radial direction of the substrate holder 103. That is, in order to increase the film forming speed, the length of the small pieces 303a to 303l may be shortened. In order to meet this requirement, the correction controller 110 changes the length of each of the small pieces 303a to 303l from the length of the initial shape to the length of the corrected shape, as shown in FIG.

この他、１４層目のＳｉＯ₂層、２１層目のＴｉＯ₂層、および２２層目のＳｉＯ₂層における膜厚分布を、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ａ）、および図１３（ａ）に示した。これらの結果に対し、１６層目のＳｉＯ₂層、２３層目のＴｉＯ₂層、および２４層目のＳｉＯ₂層の成膜時に行った小片の長さの補正を、それぞれ図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、および図１３（ｂ）に示した。 In addition, the film thickness distributions in the 14th SiO ₂ layer, the 21st TiO ₂ layer, and the 22nd SiO ₂ layer are shown in FIGS. 11 (a), 12 (a), and 13 (13), respectively. Shown in a). With respect to these results, the correction of the length of the small pieces performed at the time of forming the 16th SiO ₂ layer, the 23rd TiO ₂ layer, and the 24th SiO ₂ layer is shown in FIG. 12 (b) and FIG. 13 (b).

このように、小片３０３ａ〜３０３ｌの長さの補正を行いながら作製したエッジフィルタＧの膜厚は、遮蔽機構１０９がない場合と比較して、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、平均分散がおよそ１／２〜１／３程度に抑えられた。また、場所依存における最大膜厚差は、いずれのモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌが配置された位置においても、±１ｎｍ以下に収められ、遮蔽機構１０９がない場合に比べて大幅な膜厚分散に関する改善が確認された。 Thus, the film thickness of the edge filter G produced while correcting the lengths of the small pieces 303a to 303l is shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) as compared with the case where the shielding mechanism 109 is not provided. Thus, the average dispersion was suppressed to about 1/2 to 1/3. Further, the maximum film thickness difference depending on the location is within ± 1 nm at any of the positions where the monitor glasses 201a to 201l are arranged, and the improvement regarding the film thickness dispersion is greatly improved as compared with the case where the shielding mechanism 109 is not provided. confirmed.

［真空蒸着装置１の特徴］
（１）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図１に示すように、成膜源１１４に含まれる材料を基板上に成膜する成膜装置であって、真空チャンバ１０１と、基板ホルダ１０３と、回転式ハース（成膜源ホルダ）１１３と、遮蔽機構１０９と、第１膜厚測定機構１０４と、補正制御部１１０と、を備えている。基板ホルダ１０３は、真空チャンバ１０１内に回動自在に固定されており、基板を下面側に固定する。回転式ハース１１３は、基板ホルダ１０３の下面側に対向して設けられ、成膜源１１４が載置される。遮蔽機構１０９は、基板ホルダ１０３と回転式ハースとの間に設けられており、成膜される領域の一部を遮蔽し、基板ホルダの回転軌道円の接線方向における大きさを個々に変更可能な複数の小片３０３ａ〜３０３ｌを有する。第１膜厚測定機構１０４は、基板ホルダ１０３の回動中心から半径方向に沿って複数の異なる位置における成膜層の膜厚を測定する。補正制御部１１０は、第１膜厚測定機構１０４の測定結果に基づいて複数の小片３０３ａ〜３０３ｌのそれぞれの大きさを個々に補正する。 [Characteristics of vacuum deposition apparatus 1]
(1)
As shown in FIG. 1, the vacuum vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment is a film formation apparatus for forming a material contained in a film formation source 114 on a substrate, and includes a vacuum chamber 101, a substrate holder 103, and a rotation A type hearth (film formation source holder) 113, a shielding mechanism 109, a first film thickness measuring mechanism 104, and a correction control unit 110 are provided. The substrate holder 103 is rotatably fixed in the vacuum chamber 101, and fixes the substrate to the lower surface side. The rotary hearth 113 is provided facing the lower surface side of the substrate holder 103, and the film forming source 114 is placed thereon. The shielding mechanism 109 is provided between the substrate holder 103 and the rotary hearth, shields a part of the film formation region, and can individually change the size of the rotation orbit circle of the substrate holder in the tangential direction. A plurality of small pieces 303a to 303l. The first film thickness measuring mechanism 104 measures the film thickness of the film formation layer at a plurality of different positions along the radial direction from the rotation center of the substrate holder 103. The correction control unit 110 individually corrects the size of each of the plurality of small pieces 303 a to 303 l based on the measurement result of the first film thickness measurement mechanism 104.

このような構成により、基板ホルダ１０３の下面側に固定される基板は、基板ホルダ１０３と共に真空チャンバ１０１内を回転する。このとき、回転式ハース１１３（成膜源１１４）と遮蔽機構１０９との位置は固定されているため、基板が成膜源１１４に対し遮蔽機構１０９によって遮蔽されている時間と遮蔽されていない時間とを周期的に繰り返すことが可能になる。したがって、成膜層の膜厚は、基板ホルダ１０３の１回転中において、遮蔽機構１０９に遮蔽されている時間の割合、すなわち基板ホルダ１０３の回転軌道円の接線方向における遮蔽機構１０９の大きさ（長さ）に依存する。上述のように、遮蔽機構１０９が有する複数の小片３０３ａ〜３０３ｌの長さは、それぞれ個々に変更することが可能であるため、基板ホルダ１０３の回転軌道円の半径方向に沿って小刻みに調整することができる。また、上記小片３０３ａ〜３０３ｌの長さは、第１膜厚測定機構１０４によって上記半径方向に沿って複数個所で測定された値に基づいて、小片３０３ａ〜３０３ｌ毎に補正することができる。 With such a configuration, the substrate fixed to the lower surface side of the substrate holder 103 rotates in the vacuum chamber 101 together with the substrate holder 103. At this time, since the position of the rotary hearth 113 (film formation source 114) and the shielding mechanism 109 is fixed, the time during which the substrate is shielded from the film formation source 114 by the shielding mechanism 109 and the time during which the substrate is not shielded. Can be repeated periodically. Therefore, the film thickness of the film formation layer is the ratio of the time during which the substrate holder 103 is shielded by the shielding mechanism 109, that is, the size of the shielding mechanism 109 in the tangential direction of the rotation orbit circle of the substrate holder 103 ( Length). As described above, since the lengths of the plurality of small pieces 303a to 303l included in the shielding mechanism 109 can be individually changed, the length is adjusted in small increments along the radial direction of the rotation orbit circle of the substrate holder 103. be able to. The lengths of the small pieces 303a to 303l can be corrected for each of the small pieces 303a to 303l based on values measured at a plurality of locations along the radial direction by the first film thickness measuring mechanism 104.

この結果、基板ホルダ１０３の下面側における成膜箇所によってそれぞれ成膜源１１４側の空間に対して遮蔽されている時間を調整することが可能になる。したがって、大面積（例えば、１５インチ）の基板に対して成膜する場合や複数の基板などに対して同時に成膜する場合であっても、膜厚の面内分散（場所依存）を軽減し、高精度な成膜を行うことが可能になる。 As a result, it is possible to adjust the time that is shielded from the space on the film forming source 114 side by the film forming location on the lower surface side of the substrate holder 103. Therefore, even when a film is formed on a substrate having a large area (for example, 15 inches) or a film is formed on a plurality of substrates at the same time, in-plane dispersion (location dependence) of the film thickness is reduced. It becomes possible to perform highly accurate film formation.

（２）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図３に示すように、遮蔽機構１０９が有する複数の小片３０３ａ〜３０３ｌが、圧電素子を含む。 (2)
In the vacuum evaporation apparatus 1 of this embodiment, as shown in FIG. 3, the several small pieces 303a-303l which the shielding mechanism 109 has include a piezoelectric element.

これにより、小片３０３ａ〜３０３ｌの微小な変形（伸縮）が可能になる。したがって、基板ホルダ１０３の１回転において、遮蔽機構１０９が成膜源１１４を含む空間と基板を含む空間とを遮断する時間の割合の微調整が可能になる。
この結果、基板ホルダ１０３の半径方向における成膜速度を精密に制御することができるため、従来よりも高精度な成膜層の形成が可能になる。 Thereby, the small deformation | transformation (expansion / contraction) of the small pieces 303a-303l is attained. Therefore, in one rotation of the substrate holder 103, it is possible to finely adjust the ratio of the time during which the shielding mechanism 109 blocks the space including the film formation source 114 and the space including the substrate.
As a result, the deposition rate in the radial direction of the substrate holder 103 can be precisely controlled, so that it is possible to form a deposition layer with higher accuracy than before.

（３）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図３に示すように、第１膜厚測定機構１０４は、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌを有している。モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌは、基板ホルダ１０３の回転軌道円の半径方向に沿って、基板ホルダ１０３の下面側に固定されている。また、第１膜厚測定機構１０４は、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成された成膜層の膜厚を測定する。 (3)
In the vacuum evaporation apparatus 1 of this embodiment, as shown in FIG. 3, the 1st film thickness measurement mechanism 104 has monitor glass 201a-201l. The monitor glasses 201 a to 201 l are fixed to the lower surface side of the substrate holder 103 along the radial direction of the rotation orbit circle of the substrate holder 103. The first film thickness measurement mechanism 104 measures the film thickness of the film formation layer formed on the monitor glasses 201a to 201l.

これにより、第１膜厚測定機構１０４は、複数の透明なモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成された成膜層の膜厚を測定することが可能になる。したがって、成膜される基板の形状や厚さ、または透過率などの光学特性によらず、所定の条件で透過型の膜厚測定器を用いることができる。
この結果、膜厚測定が容易になり、精度も向上するため、高効率かつ高精度な成膜を行うことが可能になる。 Thereby, the 1st film thickness measurement mechanism 104 becomes possible [measuring the film thickness of the film-forming layer formed in the some transparent monitor glass 201a-201l]. Therefore, a transmission-type film thickness measuring instrument can be used under predetermined conditions regardless of the shape and thickness of a substrate to be formed, or optical characteristics such as transmittance.
As a result, film thickness measurement is facilitated and accuracy is improved, so that highly efficient and highly accurate film formation can be performed.

（４）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図１に示すように、電子銃（加熱部）１１１と第２膜厚測定機構１０５とを備えている。 (4)
As shown in FIG. 1, the vacuum vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment includes an electron gun (heating unit) 111 and a second film thickness measurement mechanism 105.

電子銃１１１は、電子ビームを出射し、成膜源１１４を加熱する。第２膜厚測定機構１０５は、基板ホルダ１０３の回転中心に第２モニタガラス１０５ｂを有し、この第２モニタガラス１０５ｂに成膜された成膜層の膜厚を測定する。成膜制御部１１５は、第２膜厚測定機構１０５の測定結果に基づいて、電子銃１１１の出力を制御する。 The electron gun 111 emits an electron beam and heats the film forming source 114. The second film thickness measuring mechanism 105 has a second monitor glass 105b at the center of rotation of the substrate holder 103, and measures the film thickness of the film formation layer formed on the second monitor glass 105b. The film formation control unit 115 controls the output of the electron gun 111 based on the measurement result of the second film thickness measurement mechanism 105.

これにより、第２モニタガラス１０５ｂに形成された成膜層の厚さに依存して電子銃１１１の出力制御を行うことが可能になる。したがって、所望の膜厚に達した時点で電子銃１１１の出力をオフ状態にするなどのプログラムを成膜制御部１１５に記憶させておけば、自動で電子銃１１１の出力の制御（例えば、オン／オフ状態の切り換え）を行うことができる。
この結果、正確な成膜時間を自動で制御することが可能になり、歩留まりを向上させることができる。 Thereby, output control of the electron gun 111 can be performed depending on the thickness of the film formation layer formed on the second monitor glass 105b. Therefore, if the film forming control unit 115 stores a program such as turning off the output of the electron gun 111 when a desired film thickness is reached, the output of the electron gun 111 is automatically controlled (for example, turned on). / Off state switching).
As a result, accurate film formation time can be automatically controlled, and yield can be improved.

（５）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図１に示すように、第１膜厚測定機構１０４が、投光部１０８と受光部１０６と算出部１０７とを有する。投光部１０８は、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに向けて光を発する。受光部１０６は、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌを透過した光を受光する。算出部１０７は、受光部１０６が受光した光からモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成されている成膜層の膜厚を算出する。 (5)
In the vacuum vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first film thickness measurement mechanism 104 includes a light projecting unit 108, a light receiving unit 106, and a calculation unit 107. The light projecting unit 108 emits light toward the monitor glasses 201a to 201l. The light receiving unit 106 receives light transmitted through the monitor glasses 201a to 201l. The calculation unit 107 calculates the film thickness of the film formation layer formed on the monitor glasses 201a to 201l from the light received by the light receiving unit 106.

これにより、投光部１０８から発せられた光が、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌに形成された成膜層とモニタガラス２０１ａ〜２０１ｌとを透過し、受光部１０６で受光される。そして、受光部１０６が受光した光のエネルギー、投光部１０８が発した光のエネルギーおよび成膜層の屈折率などの光学定数から、成膜層の膜厚を算出することが可能になる。 Accordingly, light emitted from the light projecting unit 108 passes through the film formation layer formed on the monitor glasses 201a to 201l and the monitor glasses 201a to 201l, and is received by the light receiving unit 106. The film thickness of the film formation layer can be calculated from optical constants such as the energy of light received by the light receiving unit 106, the energy of light emitted from the light projecting unit 108, and the refractive index of the film formation layer.

（６）
本実施形態の真空蒸着装置１では、図１に示すように、基板ホルダ１０３に向けてイオンを照射するイオン銃１１７をさらに備えている。 (6)
As shown in FIG. 1, the vacuum deposition apparatus 1 of the present embodiment further includes an ion gun 117 that irradiates ions toward the substrate holder 103.

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 [Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

（Ａ）
上記実施形態では、多層膜の成膜に関して層毎に遮蔽機構１０９における小片３０３ａ〜３０３ｌの長さを変化させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (A)
In the embodiment described above, an example in which the lengths of the small pieces 303a to 303l in the shielding mechanism 109 are changed for each layer with respect to the formation of the multilayer film has been described. However, the present invention is not limited to this.

例えば、一層の成膜において、その成膜の途中で小片の長さを補正するものであってもよい。
これにより、一つ一つの層に対する成膜精度を従来よりも高くすることが可能になる。 For example, in one-layer film formation, the length of the small piece may be corrected during the film formation.
Thereby, it becomes possible to make the film-forming precision with respect to each layer higher than before.

（Ｂ）
上記実施形態では、複数の小片３０３ａ〜３０３ｌが、それぞれ圧電素子から成る例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (B)
In the embodiment described above, an example in which each of the plurality of small pieces 303a to 303l is formed of a piezoelectric element has been described. However, the present invention is not limited to this.

例えば、複数の小片は、機械的に動作することによって変位可能なものであってもよい。または、複数の小片は、圧電素子による変位と機械的な変位とを併用するものであってもよい。
これによっても、上記実施形態と同様な効果を得ることが可能になる。 For example, the plurality of pieces may be displaceable by mechanical movement. Alternatively, the plurality of small pieces may be a combination of a displacement caused by a piezoelectric element and a mechanical displacement.
This also makes it possible to obtain the same effect as in the above embodiment.

（Ｃ）
上記実施形態では、第１膜厚測定機構１０４が透過型の膜厚測定器である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (C)
In the embodiment described above, the first film thickness measurement mechanism 104 is described as an example of a transmissive film thickness measuring device. However, the present invention is not limited to this.

例えば、第１膜厚測定機構は、反射型の膜厚測定器を用いるものであってもよい。
これによっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能になる。 For example, the first film thickness measuring mechanism may use a reflective film thickness measuring instrument.
This also makes it possible to obtain the same effect as in the above embodiment.

（Ｄ）
上記実施形態では、加熱部が電子銃１１１である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (D)
In the above embodiment, an example in which the heating unit is the electron gun 111 has been described. However, the present invention is not limited to this.

例えば、成膜源ホルダが抵抗線を含み、この抵抗線に電流を流すことによって加熱する、いわゆる抵抗線加熱方式を採用するものであってもよい。
これにより、低コストで簡易な構成である成膜装置を得ることが可能になる。 For example, a so-called resistance wire heating method may be employed in which the film formation source holder includes a resistance wire and is heated by passing a current through the resistance wire.
This makes it possible to obtain a film forming apparatus having a simple configuration at low cost.

（Ｅ）
上記実施形態では、イオン銃１１７を用いる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (E)
In the above embodiment, the example using the ion gun 117 has been described. However, the present invention is not limited to this.

例えば、イオン銃を用いない構成であってもよい。つまり、上記実施例に示す光学多層膜を形成する場合のように、成膜層の密度が高度に要求される場合を除けば、イオン銃がない場合であっても問題はない。 For example, a configuration not using an ion gun may be used. That is, there is no problem even in the case where there is no ion gun except for the case where the density of the film formation layer is highly required as in the case of forming the optical multilayer film shown in the above embodiment.

（Ｆ）
上記実施形態では、図２に示すように、モニタガラス２０１ａ〜２０１ｌが１２枚設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (F)
In the said embodiment, as shown in FIG. 2, the monitor glass 201a-201l was mentioned and demonstrated as an example. However, the present invention is not limited to this.

例えば、成膜層の膜厚の場所依存に対して高い精度が要求される場合は、遮蔽機構が、より多く（例えば、３０枚）の小片を含むものであってもよい。これにより、従来よりも高い精度で膜厚の場所依存を軽減した成膜層を形成することが可能になる。 For example, when high accuracy is required for the location dependence of the film thickness of the film formation layer, the shielding mechanism may include a larger number (for example, 30 pieces) of small pieces. As a result, it is possible to form a film formation layer with reduced film thickness dependence with higher accuracy than in the past.

また、膜厚の場所依存に対しての要求が低い場合は、遮蔽機構が、例えば、４枚の小片を含むものであってもよい。これにより、コストアップを抑えた装置を提供することが可能になる。 Moreover, when the request | requirement with respect to the location dependence of a film thickness is low, a shielding mechanism may contain four small pieces, for example. As a result, it is possible to provide an apparatus that suppresses cost increase.

（Ｇ）
上記実施形態では、図１に示すように、成膜装置として真空蒸着装置１を用いる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 (G)
In the said embodiment, as shown in FIG. 1, the example which uses the vacuum evaporation system 1 as a film-forming apparatus was given and demonstrated. However, the present invention is not limited to this.

例えば、成膜源であるターゲットをスパッタリングすることによって成膜する、いわゆるスパッタ成膜装置などであってもよい。
これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることが可能になる。 For example, a so-called sputter film forming apparatus that forms a film by sputtering a target that is a film forming source may be used.
This also makes it possible to obtain the same effect as in the above embodiment.

本発明の装置は、膜厚の面内分散（場所依存）を軽減し、高精度な成膜を行うことが可能になるという効果を奏することから、均一な薄膜が必要とされる部材の加工装置に対して広く適用可能である。 The apparatus of the present invention reduces the in-plane dispersion (location dependence) of the film thickness, and has the effect of being able to perform highly accurate film formation. Therefore, the processing of a member that requires a uniform thin film is possible. Widely applicable to devices.

本発明の一実施形態に係る真空蒸着装置を示す側面視概略図。The side view schematic diagram showing the vacuum evaporation system concerning one embodiment of the present invention. 図１に示す真空蒸着装置の上面視概略図。The top view schematic diagram of the vacuum evaporation system shown in FIG. 図１に示す真空蒸着装置の遮蔽機構の上面視拡大図。FIG. 3 is an enlarged top view of the shielding mechanism of the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 1. 図３に示す遮蔽機構の初期形状の設定方法を説明する図。The figure explaining the setting method of the initial shape of the shielding mechanism shown in FIG. 図３に示す遮蔽機構の初期形状を示す上面視図。FIG. 4 is a top view showing an initial shape of the shielding mechanism shown in FIG. 3. 図１に示す真空蒸着装置の動作を説明するフローチャート。The flowchart explaining operation | movement of the vacuum evaporation system shown in FIG. 図３に示す遮蔽機構の小片の補正に用いる補正小片長さと規格化膜厚係数との関係図。FIG. 4 is a relationship diagram between a corrected small piece length used for correcting small pieces of the shielding mechanism shown in FIG. 3 and a normalized film thickness coefficient. 図１に示す真空蒸着装置を用いて作製したエッジフィルタの特性を示す透過率と照射光の波長との関係図。FIG. 3 is a relationship diagram between transmittance showing the characteristics of an edge filter manufactured using the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 1 and the wavelength of irradiation light. 図８に示す特性を有するエッジフィルタの構成を示す断面概略図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an edge filter having the characteristics illustrated in FIG. 8. （ａ）は、図１に示す真空蒸着装置を用いた実施例における各モニタガラスにおける膜厚分布を示す図。（ｂ）は、（ａ）に示す膜厚分布に対応して行った遮蔽機構の補正前後における形状の変化を示す上面視図。(A) is a figure which shows the film thickness distribution in each monitor glass in the Example using the vacuum evaporation system shown in FIG. (B) is a top view showing a change in shape before and after correction of the shielding mechanism performed corresponding to the film thickness distribution shown in (a). （ａ）は、図１に示す真空蒸着装置を用いた実施例における各モニタガラスにおける膜厚分布を示す図。（ｂ）は、（ａ）に示す膜厚分布に対応して行った遮蔽機構の補正前後における形状の変化を示す上面視図。(A) is a figure which shows the film thickness distribution in each monitor glass in the Example using the vacuum evaporation system shown in FIG. (B) is a top view showing a change in shape before and after correction of the shielding mechanism performed corresponding to the film thickness distribution shown in (a). （ａ）は、図１に示す真空蒸着装置を用いた実施例における各モニタガラスにおける膜厚分布を示す図。（ｂ）は、（ａ）に示す膜厚分布に対応して行った遮蔽機構の補正前後における形状の変化を示す上面視図。(A) is a figure which shows the film thickness distribution in each monitor glass in the Example using the vacuum evaporation system shown in FIG. (B) is a top view showing a change in shape before and after correction of the shielding mechanism performed corresponding to the film thickness distribution shown in (a). （ａ）は、図１に示す真空蒸着装置を用いた実施例における各モニタガラスにおける膜厚分布を示す図。（ｂ）は、（ａ）に示す膜厚分布に対応して行った遮蔽機構の補正前後における形状の変化を示す上面視図。(A) is a figure which shows the film thickness distribution in each monitor glass in the Example using the vacuum evaporation system shown in FIG. (B) is a top view showing a change in shape before and after correction of the shielding mechanism performed corresponding to the film thickness distribution shown in (a). （ａ）は、遮蔽機構を用いて作製した成膜層の膜厚と、遮蔽機構を用いずに作製した成膜層の膜厚とをモニタガラスの位置毎に比較した図。（ｂ）は、（ａ）に示す結果を折れ線グラフで表した図。(A) is the figure which compared the film thickness of the film-forming layer produced using the shielding mechanism, and the film thickness of the film-forming layer produced without using the shielding mechanism for every position of the monitor glass. (B) The figure which represented the result shown to (a) with the line graph.

符号の説明Explanation of symbols

１真空蒸着装置（成膜装置）
１０１真空チャンバ
１０２排気機構
１０２ａロータリーポンプ
１０２ｂターボ分子ポンプ
１０２ｃ圧力計
１０３基板ホルダ
１０３ａドーム
１０３ｂ回転機構
１０４第１膜厚測定機構
１０５第２膜厚測定機構
１０５ａ膜厚測定器
１０５ｂ第２モニタガラス
１０６受光部
１０７算出部
１０８投光部
１０９遮蔽機構
１１０補正制御部
１１１電子銃（加熱部）
１１３回転式ハース（成膜源ホルダ）
１１３ａ載置部
１１３ｂ支柱部
１１４成膜源
１１４ａ成膜源
１１５成膜制御部
１１７イオン銃
２０１第１モニタガラス群
２０１ａ〜２０１ｌモニタガラス
３０１圧電アクチュエータ
３０２支柱
３０３ａ〜３０３ｌ小片
３０４格納筒 1 Vacuum deposition equipment (film deposition equipment)
101 Vacuum chamber 102 Exhaust mechanism 102a Rotary pump 102b Turbo molecular pump 102c Pressure gauge 103 Substrate holder 103a Dome 103b Rotating mechanism 104 First film thickness measuring mechanism 105 Second film thickness measuring mechanism 105a Film thickness measuring instrument 105b Second monitor glass 106 Unit 107 calculation unit 108 light projecting unit 109 shielding mechanism 110 correction control unit 111 electron gun (heating unit)
113 Rotating hearth (deposition source holder)
113a Placement part 113b Column part 114 Film formation source 114a Film formation source 115 Film formation control part 117 Ion gun 201 First monitor glass group 201a to 201l Monitor glass 301 Piezoelectric actuator 302 Column 303a to 303l Small piece 304 Storage cylinder

Claims

成膜源に含まれる材料を基板上に成膜する成膜装置であって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に回動自在に固定されており、前記基板を下面側に固定する基板ホルダと、
前記基板ホルダの下面側に対向して設けられ、前記成膜源を載置する成膜源ホルダと、
前記基板ホルダと前記成膜源ホルダとの間に設けられており、前記成膜源からみて前記基板上における成膜される領域の少なくとも一部を遮蔽し、前記基板ホルダの回転軌道円の接線方向における大きさを個々に変更可能な複数の小片を有する遮蔽機構と、
前記基板ホルダの回動中心から半径方向に沿って複数の異なる位置における成膜層の膜厚を測定する第１膜厚測定機構と、
前記第１膜厚測定機構の測定結果に基づいて、複数の前記小片のそれぞれの大きさを個々に補正する補正制御部と、
を備える成膜装置。 A film forming apparatus for forming a material contained in a film forming source on a substrate,
A vacuum chamber;
A substrate holder that is rotatably fixed in the vacuum chamber, and fixes the substrate to a lower surface side;
A deposition source holder that is provided opposite to the lower surface side of the substrate holder and on which the deposition source is placed;
Provided between the substrate holder and the film formation source holder, shields at least a part of the film formation region on the substrate as viewed from the film formation source, and tangents to the rotation orbit circle of the substrate holder A shielding mechanism having a plurality of small pieces whose sizes in the direction can be individually changed;
A first film thickness measurement mechanism that measures the film thickness of the film formation layer at a plurality of different positions along the radial direction from the rotation center of the substrate holder;
A correction control unit for individually correcting the size of each of the plurality of small pieces based on the measurement result of the first film thickness measurement mechanism;
A film forming apparatus comprising:

前記小片は、圧電素子を含む、
請求項１に記載の成膜装置。 The small piece includes a piezoelectric element,
The film forming apparatus according to claim 1.

前記第１膜厚測定機構は、前記基板ホルダの回転軌道円の半径方向に沿って、前記基板ホルダの下面側に固定されている透明な第１モニタガラスを有し、
前記第１膜厚測定機構は、前記第１モニタガラスに形成された前記成膜層の膜厚を測定する、
請求項１または２に記載の成膜装置。 The first film thickness measuring mechanism has a transparent first monitor glass fixed to a lower surface side of the substrate holder along a radial direction of a rotation orbit circle of the substrate holder,
The first film thickness measurement mechanism measures the film thickness of the film formation layer formed on the first monitor glass.
The film forming apparatus according to claim 1.

前記成膜源を加熱する加熱部と、
前記基板ホルダの回転中心に第２モニタガラスを有し、この第２モニタガラスに成膜された成膜層の膜厚を測定する第２膜厚測定機構と、
前記第２膜厚測定機構の測定結果に基づいて、前記加熱部の出力を制御する成膜制御部と、
をさらに備えている、
請求項３に記載の成膜装置。 A heating unit for heating the film forming source;
A second film thickness measuring mechanism that has a second monitor glass at the rotation center of the substrate holder and measures the film thickness of the film formation layer formed on the second monitor glass;
Based on the measurement result of the second film thickness measurement mechanism, a film formation control unit for controlling the output of the heating unit;
Further equipped with,
The film forming apparatus according to claim 3.

前記第１膜厚測定機構は、前記第１モニタガラスに向けて光を発する投光部と、前記第１モニタガラスを透過した前記光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記光から前記第１モニタガラスに形成されている前記成膜層の膜厚を算出する算出部と、を有する、
請求項３または４に記載の成膜装置。 The first film thickness measurement mechanism includes a light projecting unit that emits light toward the first monitor glass, a light receiving unit that receives the light transmitted through the first monitor glass, and the light received by the light receiving unit. A calculation unit for calculating a film thickness of the film formation layer formed on the first monitor glass from
The film forming apparatus according to claim 3 or 4.

前記基板ホルダに向けてイオンを照射するイオン銃をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の成膜装置。 An ion gun that irradiates ions toward the substrate holder;
The film forming apparatus according to claim 1.