JP2014214362A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）で複数のチャンバのガス成分の検出が可能な成膜装置を提供する。
【解決手段】成膜装置Ａｄ１ａ、Ａｄ１ｂ、Ａｄ２、Ａｄ３、Ａｄ４は、基材Ｆに対して成膜を行う成膜手段を有する複数のチャンバＣ１、Ｃ２と、前記複数のチャンバ内のそれぞれに連通し、バルブＶｓ１、Ｖｓ２を有する引出配管Ｐｉ１、Ｐｃ１；Ｐｉ２、Ｐｃ２と、一端が全ての前記引出配管に連通する共通配管Ｐｃｃと、前記共通配管の他端に接続された質量分析計測手段Ｄｍと、前記共通配管に連通した真空排気手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャンバ内でベース材に薄膜を形成させ、より詳しくは複数のチャンバそれぞれで薄膜を連続的に形成させる成膜装置に関する。

連続的に成膜する方法としては、スパッタ法やＣＶＤ法等が一般的に用いられている。ＣＶＤ法の一例として、プラズマＣＶＤ装置においては、プラズマを発生させたチャンバ内に供給された原料ガスをプラズマと反応させてベースフィルム上に薄膜を形成するといったことが行われている。成膜状態は、原料ガスの供給量と温度とにより決定される。原料ガスが少ないと膜厚が薄くなり、原料ガスが多すぎると未反応のガスが発生して膜質が悪くなる。

つまり、高品位な膜生成のためには、膜生成に与る原料ガス量の管理が重要である。そのために、チャンバ内の原料ガス量を正確に知る必要がある。そのような手段として、俗にＱ−ＭＡＳＳと呼ばれる質量分析計が用いられている。

スパッタリング法においても、成膜チャンバ内のガスの管理が重要である。図１３に、特許文献１に提案されているスパッタリングによる成膜装置を示す。成膜装置１０においては、基板Ｚの搬送方向に複数のターゲットＴｇ−１、Ｔｇ−２を配置すると共に、成膜室中の放電ガスと基板成分由来の放出ガスとを質量分析手段（Ｑ−ＭＡＳＳ）５８を用いて検出して、放電ガスの量に対する基板成分由来の放出ガスの量が１％以下となるように、最上流のターゲットに対する電力が制御されている。

特開２０１０−７１１３号公報

上述のように、成膜チャンバ内のガス成分の検出には、成膜チャンバ毎に質量分析計が用いられている。そのために、複数の薄膜を成膜させる成膜装置においては、膜数に対応したチャンバの数だけ、質量分析手段５８を重複して備えるため、成膜コストを押し上げている。

よって本発明は、上述に鑑みて、１台の質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）で複数のチャンバのガス成分の検出が可能な、成膜装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する為に、本発明の成膜装置は、
基材に対して成膜を行う成膜手段を有する複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内のそれぞれに連通し、バルブを有する引出配管と、
一端が全ての前記引出配管に連通する共通配管と、
前記共通配管の他端に接続された質量分析計測手段と、
前記共通配管に連通した真空排気手段とを有する。

本発明の成膜装置によると、複数のチャンバのガス成分を１台の質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）で検出できる。

本発明の実施の形態１に係る成膜装置の構成を示すブロック図である。 図１の成膜装置の主な動作を示すメインフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃１００の前半の詳細な処理を示すフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃１００の後半の詳細な処理を示すフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃２００の詳細な処理を示すフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃３００の詳細な処理を示すフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃４００の詳細な処理を示すフローチャートである。 図２におけるサブルーチン＃５００の詳細な処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例に係る成膜装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る成膜装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る成膜装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る成膜装置の構成を示すブロック図である。 従来の成膜装置の構成を示すブロック図である。

（実施の形態１）
以下に図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、及び図９を参照して、本発明の実施の形態１に係る成膜装置の構成及び動作について説明する。

図１に、本実施の形態に係る成膜装置Ａｄ１ａを示す。成膜装置Ａｄ１ａは、長尺状の基材（ベースフィルム）であるフィルムＦの表面に化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式で連続的に薄膜の形成（以降、成膜）を行う装置（プラズマＣＶＤ装置）である。複数層の薄膜を形成する要求にロール・ツー・ロール方式で応えるために、成膜装置Ａｄ１ａは、形成する薄膜の層数以上の数の成膜チャンバを備える。

成膜装置Ａｄ１ａは、実際に内部で成膜を行う本体Ｂを含む成膜ユニットＵｆと、成膜ユニットＵｆ（本体Ｂ）に原料ガスを供給する原料ガス供給ユニットＵｓと、成膜ユニットＵｆ（本体Ｂ）内の原料ガスの状態を計測する成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍと、成膜装置Ａｄ１ａの全体の動作を制御する制御器Ｃｏｎとを含む。原料ガス供給ユニットＵｓと、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍと、制御器Ｃｏｎとは、成膜チャンバ雰囲気調整ユニットＵｃを構成する。以下、成膜ユニットＵｆ、原料ガス供給ユニットＵｓ、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ、及び制御器Ｃｏｎ、それぞれの構成及び動作について説明する。

成膜ユニットＵｆにおいては、本体Ｂは、内部にドラムＲｍ、供給室Ｃａ、チャンバＣ１、チャンバＣ２、及び巻取り室Ｃｚを収容している。供給室Ｃａ及び巻取り室ＣｚはそれぞれドラムＲｍの両側に配置される。供給室Ｃａの内部に基材ロールＷｒ１が配置され、巻取り室Ｃｚの内部に基材ロールＷｒ２及びリールＲｐが配置されている。基材ロールＷｒ１はフィルムＦが巻回されて構成されている。チャンバＣ１及びＣ２の内部には、それぞれ電極Ｅ１及びＥ２が配されている。

チャンバＣ１及びＣ２は、互いに隣接した状態で、ドラムＲｍの円周面に対して開口している。チャンバＣ１及びチャンバＣ２は、内部でフィルムＦの表面上に薄膜が生成される、成膜チャンバである。なお、本実施の形態においては、成膜チャンバの数は、チャンバＣ１及びＣ２の２であるが、生成される膜数に適宜決定される。

さらに、本体Ｂの外部には、真空ポンプＰ１及びＰ２、真空計Ｄｖ１及びＤｖ２、圧力制御弁Ｇ１及びＧ２、真空ポンプＰ０、並びに真空計Ｄｖｍが設けられている。真空ポンプＰ０及び真空計Ｄｖｍは、好ましくはチャンバＣ１及びチャンバＣ２を避けた対称性のある位置で本体Ｂの内部に接続されている。なお、本例においては、真空ポンプＰ０は供給室Ｃａと巻取り室Ｃｚの間で、真空計Ｄｖｍは真空ポンプＰ０の近傍で本体Ｂに接続されている。

真空計Ｄｖ１はチャンバＣ１の内部に接続されている。真空ポンプＰ１は、圧力制御弁Ｇ１を介して、チャンバＣ１の内部に接続されている。真空計Ｄｖ２はチャンバＣ２の内部に直接接続され、真空ポンプＰ２は圧力制御弁Ｇ２を介してチャンバＣ２の内部に接続されている。

上述の如く構成された本体Ｂにおいて、フィルムＦは基材ロールＷｒ１から繰り出され、ドラムＲｍ及びリールＲｐでガイドされて長手方向に搬送される。チャンバＣ１及びＣ２においてフィルムＦに薄膜が形成される。成膜されたフィルムＦはロール状に巻き取られ、基材ロールＷｒ２の状態で保持される。

原料ガス供給ユニットＵｓは、マスフローコントローラＲ１及びＲ２と、バルブＶ１及びＶ２とを含む。マスフローコントローラＲ１はバルブＶ１を介してチャンバＣ１の内部に接続される。同様に、マスフローコントローラＲ２はバルブＶ２を介してチャンバＣ２の内部に接続される。マスフローコントローラＲ１及びＲ２はそれぞれ、外部の原料ガス源（不図示）に接続されている。

原料ガス供給ユニットＵｓは、チャンバＣ１及びＣ２に所定の量の原料ガスを個別に供給するガス供給手段である。マスフローコントローラＲ１は、原料ガス源からチャンバＣ１に供給されるガスの流量を制御（流量制御）する。バルブＶ１は、マスフローコントローラＲ１で流量制御されたガスのチャンバＣ１への流入を制御する。これにより、チャンバＣ１に供給される原料ガス量が制御される。同様に、マスフローコントローラＲ２、及びバルブＶ２によって、チャンバＣ２に供給される原料ガス量が制御される。マスフローコントローラＲ１及びＲ２は、図中では「ＭＦＣ」と表記する。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍは、質量分析計（Ｑ−ｍａｓｓ）Ｄｍと、真空ポンプＰｍと、真空計Ｄｖと、バルブＶｓと、バルブＶｓ１と、バルブＶｓ２とを含む。質量分析計Ｄｍは、成膜チャンバ（チャンバＣ１及びＣ２）内の原料ガス中の各成分の質量量の計測（以降、雰囲気計測）に用いられる質量分析計測手段である。質量分析計Ｄｍは、図中では「Ｑ−ｍａｓｓ」と表記する。

質量分析計Ｄｍは、共通配管Ｐｃｃ、分岐配管Ｐｃ１、バルブＶｓ１、及び配管Ｐｉ１を介してチャンバＣ１の内部に接続される。なお、バルブＶｓ１によって、質量分析計ＤｍのチャンバＣ１への連通が制御される。同様に、質量分析計Ｄｍは、共通配管Ｐｃｃ、分岐配管Ｐｃ２、バルブＶｓ２、及び配管Ｐｉ２を介してチャンバＣ２の内部に接続され、バルブＶｓ２によって連通が制御される。配管Ｐｉ１と分岐配管Ｐｃ１とは、チャンバＣ１と共通配管Ｐｃｃとを連通させる引出配管を構成する。同様に、配管Ｐｉ２と分岐配管Ｐｃ２とは、チャンバＣ２と共通配管Ｐｃｃとを連通させる引出配管を構成する。

分岐配管Ｐｃ１及び分岐配管Ｐｃ２は、それぞれ図１において上端部がバルブＶｓ１及びバルブＶｓ２に接続され、下端は共通配管Ｐｃｃの上端に接続されている。なお、共通配管Ｐｃｃの下端は質量分析計Ｄｍに接続されている。つまり、検出共用配管Ｐｃによって、質量分析計ＤｍはバルブＶｓ１（チャンバＣ１）及びバルブＶｓ２（チャンバＣ２）の両方に接続されている。質量分析計Ｄｍは、バルブＶｓ１及びＶｓ２を開閉することにより、チャンバＣ１及びＣ２のいずれかに択一的に接続可能である。なお、図１における分岐配管Ｐｃ１、分岐配管Ｐｃ２、及び共通配管Ｐｃｃそれぞれの上端側（チャンバＣ１あるいはＣ２に近接する側）を、以後必要に応じて、分岐配管Ｐｃ１、分岐配管Ｐｃ２、及び共通配管Ｐｃｃの上流側と呼ぶ。

つまり、成膜チャンバ（チャンバＣ１及びＣ２）と質量分析計Ｄｍとを接続する配管の内、配管Ｐｉ１及びＰｉ２は特定の成膜チャンバの雰囲気計測の際にのみ質量分析計Ｄｍに連通される配管であり、分岐配管Ｐｃ１及びＰｃ２と共通配管Ｐｃｃとは常に質量分析計Ｄｍに連通される配管である。つまり、分岐配管Ｐｃ１及びＰｃ２、及び共通配管Ｐｃｃはすべての成膜チャンバの雰囲気計測の際に使用される。この意味において、分岐配管Ｐｃ１及びＰｃ２、及び共通配管Ｐｃｃを必要に応じて検出共用配管Ｐｃと総称する。

真空計Ｄｖは、配管Ｐｃｖによって共通配管Ｐｃｃに連通されている。真空ポンプＰｍは、配管Ｐｍｐによって質量分析計Ｄｍに連通されている。配管Ｐｃｖと配管Ｐｍｐとは、配管ＰｖｐによってバルブＶｓを介して連通されている。バルブＶｓを開放することにより、真空ポンプＰｍは配管Ｐｖｐ及びＰｃｖによって検出共用配管Ｐｃ（共通配管Ｐｃｃ）に連通されて、検出共用配管Ｐｃから質量分析計Ｄｍを介してポンプＰに至る吸気ラインに、検出共用配管Ｐｃから直接検出共用配管Ｐｃに至るバイパスラインが形成される。この状態で真空ポンプＰｍを稼働させると、検出共用配管Ｐｃの真空排気が質量分析計Ｄｍを介した吸気ラインのみにより行われる場合に比べて、検出共用配管Ｐｃ内の気体をより容易に且つ迅速に排出できる。真空計Ｄｖは、検出共用配管Ｐｃの真空度を計測する。

上述のように構成された成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍは、質量分析計ＤｍがチャンバＣ１及びＣ２のいずれかに択一的に接続されることにより、複数の成膜チャンバから選択（接続）されたチャンバの内部の雰囲気計測を行う。

制御器Ｃｏｎは、成膜装置Ａｄ１ａの全体の動作を制御する。なお、図１においては、図面における視認性及び説明の便宜上、成膜ユニットＵｆに対する制御信号Ｓｃｆは省略されていると共に、成膜チャンバ雰囲気調整ユニットＵｃ内の要部への各種制御信号のみが表示されている。制御器Ｃｏｎは、成膜装置Ａｄ１ａの成膜チャンバの雰囲気計測動作及び成膜チャンバに対する原料ガス供給動作を決定及び制御する。雰囲気計測動作の開始は、真空計Ｄｖにより計測された検出共用配管Ｐｃの真空度に基づいて決定される。原料ガス供給動作は、質量分析計Ｄｍにより計測された成膜チャンバ内の雰囲気に基づいて決定される。雰囲気計測動作の制御は、制御器Ｃｏｎが、バルブＶｓ、Ｖｓ１、及びＶｓ２、質量分析計Ｄｍ、真空計Ｄｖ、並びに真空ポンプＰｍの動作を制御することにより行われる。原料ガス供給動作の制御は、制御器Ｃｏｎが、マスフローコントローラＲ１及びＲ２の動作を制御することにより行われる。

成膜装置Ａｄ１ａにおいては、バルブＶｓ１及びＶｓ２の開閉によって質量分析計Ｄｍが任意の成膜チャンバに選択的に接続されると共に、バルブＶｓの開閉によって上述のバイパスラインが形成されて雰囲気計測が行われる。そして、雰囲気計測の結果に基づいて当該成膜チャンバに供給される原料ガスの流量が制御される。以下、図２〜図８に示すフローチャートを参照して、成膜装置Ａｄ１ａにおける制御器Ｃｏｎによる成膜チャンバの雰囲気計測動作及び原料ガス供給動作に重点をおいて説明する。

まず図２を参照して、成膜装置Ａｄ１ａの主な動作について説明する。処理が開始されると、まず、処理フロー＃１００において、チャンバＣ１及びＣ２を有する成膜装置Ａｄ１ａが起動され、チャンバＣ１及びＣ２に対する原料ガスの供給及びフィルムＦに対する成膜が開始される。

処理フロー＃２００において、複数の成膜チャンバ（チャンバＣ１及びＣ２）のいずれか（図２においては、チャンバＣ１が例示）の内部の雰囲気計測（チャンバ内部の気体の成分の計測）の準備が行われる。準備とは、後続の処理フロー＃３００／＃５００で、対象チャンバの雰囲気計測の際に測定の擾乱要素となる、異なる（前回の計測対象）チャンバ（図２においては、チャンバＣ２が例示）の雰囲気ガスの残留成分の影響を排除（影響を無視できるほどに低減）することである。具体的には、検出共用配管Ｐｃ及び質量分析計Ｄｍそれぞれの内部に残留している気体（以降、残留ガス）が、真空ポンプＰｍにより検出共用配管Ｐｃ及び質量分析計Ｄｍの外部に排出される。

処理フロー＃３００において、対象チャンバ内の雰囲気が計測されると共に調整される。具体的には、複数のチャンバＣ１及びＣ２の何れかが計測対象として選択（本実施の形態においては、Ｃ１→Ｃ２→Ｃ１の繰り返し）される。選択されたチャンバ（チャンバＣ１）の内部の雰囲気計測が、質量分析計Ｄｍにて行われる。雰囲気計測の結果に基づいて制御器ＣｏｎがマスフローコントローラＲ１の動作を制御することにより、チャンバＣ１に供給される原料ガスの流量が制御されてチャンバＣ１内の雰囲気が調整される。

処理フロー＃４００において、別のチャンバ（実施の形態においては、Ｃ２→Ｃ１→Ｃ２の繰り返し）の内部の雰囲気計測の準備、つまり計測対象チャンバの変更（切替）の準備が行われる。上述の処理フロー＃２００ではチャンバＣ１の計測のための準備処理であるのに対して、本フローにおいてはチャンバＣ２の計測のための準備処理であるが、同じ動作（ステップＳ２０２〜Ｓ２１２）が行われる。

処理フロー＃５００において、対象チャンバ（チャンバＣ２）内の雰囲気が計測されると共に調整される。処理フロー＃３００と実質的に同じ動作の結果、チャンバＣ２内の雰囲気が計測及び調整される。

次に、ステップＳ６００において、フィルムＦに対する成膜が完了しているか否かが判断される。フィルムＦに対する成膜が完了していなければ、処理は処理フロー＃２００に戻って、成膜チャンバ内部の雰囲気の計測及び調整が継続される。フィルムＦに対する成膜が完了していれば、処理は終了する。

次に図３〜図８を順次参照して、上述の処理フロー＃１００、＃２００、＃３００、＃４００、及び＃５００それぞれにおける成膜装置Ａｄ１ａの詳細な動作について説明する。処理フロー＃１００の詳細な処理は、図３及び図４に分割して示されている。

処理フロー＃１００においては、図３に示すステップＳ３０２〜Ｓ３１２によって、先ずチャンバＣ１の内部の気体成分が計測される。その後、図４に示すステップＳ５０２〜Ｓ５０６、Ｓ３０８〜Ｓ３１０、及びＳ５１２によって、チャンバＣ２の内部の気体成分が計測される。そして、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４によって成膜が実行される。以下に、処理フロー＃１００における詳細な動作について説明する。

成膜装置Ａｄ１ａの動作が開始すると、ステップＳ１０２において、本処理における各種パラメータが初期化される。具体的には、測定スキャンカウンタＣｓ、Ｃ１計測値総和ＳＱｃ１、及びＣ２計測値総和ＳＱｃ２がそれぞれ０にセットされる。さらに、最大測定スキャン値Ｃｓｍａｘ、配管真空度基準値Ｖｐｐ、配管成分量基準値Ｑｐｐ、Ｃ１基準圧力Ｐｃ１ｓ、Ｃ２基準圧力Ｐｃ２ｓ、Ｃ１成分量最小許容値ＭＱｃ１ｍｉｎ、Ｃ１成分量最大許容値ＭＱｃ１ｍａｘ、Ｃ１基準濃度Ｑｃ１ｓ、Ｃ２成分量最小許容値ＭＱｃ２ｍｉｎ、Ｃ２成分量最大許容値ＭＱｃ２ｍａｘ、及びＣ２基準濃度Ｑｃ２ｓがそれぞれ所定の値に設定される。

測定スキャンカウンタＣｓは、質量分析計Ｄｍによる雰囲気測定（以降、測定スキャン）動作の回数を示す。本明細書において、質量分析計Ｄｍがチャンバ内の雰囲気測定を１回行うことを１測定スキャンと言う。本実施の形態においては、後述するステップＳ３０４〜Ｓ３０８（図３）或いはステップＳ５０４〜Ｓ３０８（図４）における処理が１測定スキャンに相当する。雰囲気計測は、測定スキャンを所定回数（Ｃｓｍａｘ）行い、所定回数の測定スキャン結果の平均値（ＭＱｃ１、ＭＱｃ２）を算出することにより行われる。Ｃ１計測値総和ＳＱｃ１、及びＣ２計測値総和ＳＱｃ２はそれぞれ、後述するチャンバＣ１及びＣ２の測定スキャン結果の平均値算出に用いられるパラメータである。

最大測定スキャン値Ｃｓｍａｘは、上述の１回の雰囲気計測において行われる測定スキャン回数を示す。配管真空度基準値Ｖｐｐ及び配管成分量基準値Ｑｐｐは、後述する検出共用配管Ｐｃの真空度及び計測される成分量の目標値である。擾乱が無いと判定される基準値であり、対象チャンバ内の雰囲気計測（測定）開始の可否の判定値である。Ｃ１基準圧力Ｐｃ１ｓ及びＣ２基準圧力Ｐｃ２ｓはそれぞれ、チャンバＣ１及びＣ２それぞれにおける成膜作業開始可を示すチャンバ内部の圧力の基準値である。

Ｃ１成分量最小許容値ＭＱｃ１ｍｉｎ及びＣ１成分量最大許容値ＭＱｃ１ｍａｘはそれぞれ、後述するチャンバＣ１の雰囲気計測結果の最小許容値及び最大許容値である。Ｃ１基準濃度Ｑｃ１ｓは、チャンバＣ１の計測される成分量の基準値である。同様に、Ｃ２成分量最小許容値ＭＱｃ２ｍｉｎ及びＣ２成分量最大許容値ＭＱｃ２ｍａｘはそれぞれ、後述するチャンバＣ２の雰囲気計測結果の最小許容値及び最大許容値であり、Ｃ２基準濃度Ｑｃ２ｓはチャンバＣ２の計測される成分量の基準値である。

ステップＳ１０４において、成膜装置Ａｄ１ａの真空排気が開始される。具体的には、制御器Ｃｏｎから成膜ユニットＵｆに対して制御信号Ｓｃｆが出力され、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍに対して制御信号Ｓｃｓ、Ｓｃｓ１、及びＳｃｓ２が出力される。制御信号Ｓｃｓ１及びＳｃｓ２に応答して、バルブＶｓ１及びＶｓ２が閉鎖される。制御信号Ｓｃｓに応答して、バルブＶｓが開放される。結果、検出共用配管ＰｃはチャンバＣ１及びＣ２に対して遮断されると共に、真空ポンプＰｍに対しては直接接続される。

制御器Ｃｏｎから出力された制御信号Ｓｃｆ及びＳｃｐに応答して、成膜ユニットＵｆの真空ポンプＰ０、真空ポンプＰ１、真空ポンプＰ２、及び成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍの真空ポンプＰｍが稼働することにより、供給室Ｃａ、チャンバＣ１、チャンバＣ２、巻取り室Ｃｚ、及び検出共用配管Ｐｃの真空排気が開始される。

ステップＳ１０６において、チャンバＣ１及びＣ２の真空度が計測される。チャンバＣ１の真空度は真空計Ｄｖ１にて、チャンバＣ２の真空度は真空計Ｄｖ２にて、それぞれ計測される。真空ポンプＰｍによる真空排気は、チャンバＣ１及びＣ２の真空度排気に寄与しておらず、後述の測定スキャン（ステップＳ３０２〜Ｓ３０８）の前準備として検出共用配管Ｐｃ、質量分析計Ｄｍ、及び真空計Ｄｖで形成される測定系の内部を排気（負圧）にしている。

ステップＳ１０８において、ステップＳ１０６で計測されたチャンバＣ１及びＣ２の真空度がそれぞれ所定値に達しているか否かが制御器Ｃｏｎによって判断される。チャンバＣ１及びＣ２双方の真空度が所定値に達していなければ、処理はステップＳ１０６に戻って、チャンバＣ１及びＣ２の真空排気及び真空度の計測が継続される。チャンバＣ１及びＣ２双方の真空度が所定値に達していれば、処理はステップＳ３０２に進み、測定スキャンが開始される。

ステップＳ３０２においては、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍにおいて、チャンバＣ１の雰囲気計測の準備が行われる。まず、バルブＶｓ１、Ｖｓ２、及びＶｓが開閉される。バルブＶｓ１は、制御信号Ｓｃｓ１に応答して開放される。バルブＶｓ２及びＶｓは、制御信号Ｓｃｓ２及びＳｃｓにそれぞれ応答して閉鎖される。結果、検出共用配管Ｐｃは、チャンバＣ１に対しては連通され、チャンバＣ２に対しては遮断される。また検出共用配管Ｐｃは、真空ポンプＰｍに対しては質量分析計Ｄｍを介してのみ連通される。この時、真空ポンプＰｍによって検出共用配管Ｐｃ内の圧力がチャンバＣ１内の圧力より低く引かれており、チャンバＣ１中の気体が検出共用配管Ｐｃを介して質量分析計Ｄｍに流れ込む。質量分析計Ｄｍによって、流れ込んだチャンバＣ１中の気体成分が測定される。

以下に述べるステップＳ３０４〜Ｓ３１２においては、チャンバＣ１の内部の気体の成分の１測定スキャン（Ｓ３０４〜Ｓ３０８）が所定回数（Ｃｓｍａｘ）繰り返される（Ｓ３１０）。そして、測定結果（Ｑｃ１）の平均値（ＭＱｃ１）を算出されて、チャンバＣ１の内部の気体成分の測定結果が得られる（Ｓ３１２）。以下に、各ステップ毎に詳述する。

ステップＳ３０４において、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｍに応答して、質量分析計ＤｍはバルブＶｓ１（開）によって導通されているチャンバＣ１の内部の気体成分を計測して、計測結果Ｓｍｃを制御器Ｃｏｎに出力する。制御器Ｃｏｎは、計測結果Ｓｍｃに基づいて、気体成分の計測値Ｑｃ１を取得し、制御器ＣｏｎによるＣ１平均計測値ＭＱｃ１の算出処理（Ｓ３０６〜Ｓ３１２）が開始される。

ステップＳ３０６において、Ｃ１計測値総和ＳＱｃ１に、計測値Ｑｃ１が加算される（ＳＱｃ１＝ＳＱｃ１＋Ｑｃ１）。

ステップＳ３０８において、測定スキャンカウンタＣｓに１が加算される（Ｃｓ＝Ｃｓ＋１）。加算後の測定スキャンカウンタＣｓは、現在行われているチャンバＣ１の気体成分計測において、既に完了している計測の回数を表す。

ステップＳ３１０において、測定スキャンカウンタＣｓを参照して、気体成分計測が所定の回数完了したか否かが判断される。測定スキャンカウンタＣｓが最大測定スキャン値Ｃｓｍａｘに達していなければ、処理はステップＳ３０４に戻って、チャンバＣ１の気体成分計測が継続される。測定スキャンカウンタＣｓが最大測定スキャン値Ｃｓｍａｘに達していれば、処理はステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１２において、計測値Ｑｃ１の平均値であるＣ１平均計測値ＭＱｃ１が算出される（ＭＱｃ１＝ＳＱｃ１／Ｃｓｍａｘ）。以上、図３に示すステップＳ１０２〜Ｓ３１２において、チャンバＣ１の内部の気体成分の検出が完了する。そして、図４に示す、チャンバＣ２の内部の気体成分の計測（ステップＳ５０２〜Ｓ５１２）及び成膜実行（ステップＳ１１０〜Ｓ１１４）が開始される。

ステップＳ５０２〜Ｓ５１２においては雰囲気計測対象が、チャンバＣ１の代わりにチャンバＣ２である点に起因する相違を除いて、チャンバＣ１を雰囲気計測の対象とするステップＳ３０２〜Ｓ３１２のそれぞれにおけるのと同様の処理が行われるので、以下に処理内容を簡単に述べる。

ステップＳ５０２において、バルブＶｓ１及びＶｓが閉鎖され、バルブＶｓ２が開放される。結果、検出共用配管Ｐｃは、チャンバＣ１に対しては遮断され、チャンバＣ２に対しては連通される。これにより、チャンバＣ１の代わりにチャンバＣ２が雰囲気計測対象となる。

ステップＳ５０４において、チャンバＣ２の内部の気体成分の量を表す計測値Ｑｃ２が取得される。ステップＳ５０６において、Ｃ２計測値総和ＳＱｃ２が計測値Ｑｃ２によって更新される（ＳＱｃ２＝ＳＱｃ２＋Ｑｃ２）。

ステップＳ３０８において、測定スキャンカウンタＣｓに１が加算される（Ｃｓ＝Ｃｓ＋１）。ステップＳ３１０を経て、処理はステップＳ５０４に戻る、あるいはステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２において、計測値Ｑｃ２の平均値であるＣ２平均計測値ＭＱｃ２が算出される（ＭＱｃ２＝ＳＱｃ２／Ｃｓｍａｘ）。これにより、チャンバＣ１及びチャンバＣ２の両方の気体成分量の計測が完了する。

そして、ステップＳ１１０において、気体成分量計測の完了したチャンバＣ１及びＣ２それぞれに対する原料ガスの供給が開始される。まず、チャンバＣ１への原料ガスの供給について述べる。制御器ＣｏｎからバルブＶ１に対して、バルブを開くように要求する制御信号が出力される。バルブＶ１がこの制御信号に応答して、マスフローコントローラＲ１をチャンバＣ１の内部に連通させる。同様に、制御器ＣｏｎからマスフローコントローラＲ１に対して、原料ガスを供給するように要求する制御信号が出力される。

マスフローコントローラＲ１は、制御信号に応答して、チャンバＣ１への原料ガスの所定の流量での供給を開始する。チャンバＣ１に対する所定流量での原料ガスの供給が継続される一方で、真空ポンプＰ１とチャンバＣ１との間に配置された圧力制御弁Ｇ１が排気量を調整しているので、チャンバＣ１の内部は所定の圧力で維持できる。

チャンバＣ２への原料ガスの供給に際しては、バルブＶ２、マスフローコントローラＲ２、真空ポンプＰ２、及び圧力制御弁Ｇ２が、制御器Ｃｏｎによって、チャンバＣ１に関して行われたのと同様に制御される。結果、チャンバＣ２の内部は所定の圧力で維持できる。

ステップＳ１１２において、チャンバＣ１及びＣ２それぞれの内部の圧力が、チャンバＣ１及びＣ２のそれぞれにおける成膜作業のための基準値であるＣ１基準圧力Ｐｃ１ｓ及びＣ２基準圧力Ｐｃ２ｓに達した時点で、チャンバＣ１及びＣ２へのフィルムＦの供給が開始され、フィルムＦの表面に対する成膜が開始される。

ステップＳ１１４において、成膜装置Ａｄ１ａの起動からの経過時間が所定値に達しているか否かが判断される。経過時間が所定値に達していなければ、フィルムＦの供給及び成膜が継続される。経過時間が所定値に達していれば、処理は処理フロー＃２００（ステップＳ２０２及びＳ２０６〜Ｓ２１２）に進む。

次に図５を参照して、上述の処理フロー＃２００における成膜装置Ａｄ１ａの詳細な動作について説明する。処理フロー＃２００の詳細な処理は、図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２及びＳ２０６〜Ｓ２１２で表わされる。

ステップＳ２０２及びＳ２０６〜Ｓ２１２においては、成膜チャンバ内部の雰囲気計測の準備として、検出共用配管Ｐｃ及び質量分析計Ｄｍそれぞれの残留ガスが外部に排出される。残留ガスの排出が達成されたか否かは、検出共用配管Ｐｃ及び質量分析計Ｄｍを含む測定系の真空度及び測定系内の気体成分に基づいて判定される。

ステップＳ２０２において、バルブＶｓ１及びＶｓ２が閉鎖され、バルブＶｓが開放される。結果、検出共用配管ＰｃはチャンバＣ１及びＣ２に対して遮断されると共に、真空ポンプＰｍに対しては配管Ｐｃｖ及びＰｖｐを介して連通される。つまり検出共用配管Ｐｃは、真空ポンプＰｍに対しては質量分析計Ｄｍをバイパスして接続される。測定系内の気体は、質量分析計Ｄｍ及びバイパスを介して、真空ポンプＰｍによって急速に吸引排気される。

ステップＳ２０６において、検出共用配管Ｐｃ（測定系）の真空度が計測される。具体的には、制御器Ｃｏｎから真空計Ｄｖに対して、検出共用配管Ｐｃ（測定系）の真空度を計測するように要求する制御信号Ｓｃｖが出力される。真空計Ｄｖが制御信号Ｓｃｖに応答して動作することにより、検出共用配管Ｐｃ（測定系）の真空度が計測され、計測値Ｖｐが取得される。真空計Ｄｖは、計測値Ｖｐに基づき作成された制御信号Ｓｖｃを出力して、検出共用配管Ｐｃの真空度（計測値Ｖｐ）を制御器Ｃｏｎに知らせる。

ステップＳ２０８において、ステップＳ２０６で取得された検出共用配管Ｐｃの真空度の計測値Ｖｐが、配管真空度基準値Ｖｐｐ以下であるか否かが判断される。計測値Ｖｐが配管真空度基準値Ｖｐｐ以下でなければ、処理はステップＳ２０６に戻って、検出共用配管Ｐｃの真空排気及び真空度の計測が継続される。計測値Ｖｐが配管真空度基準値Ｖｐｐ以下であれば、処理はステップＳ２１０に進む。配管真空度基準値Ｖｐｐは、Ｃ１基準圧力Ｐｃ１ｓ及びＣ２基準圧力Ｐｃ２ｓのいずれよりも低い値に設定される。なお、本実施の形態における測定系は、質量分析計Ｄｍにバイパスを設けることによって、質量分析計Ｄｍだけの場合に比べてより短い時間で所望の真空状態を達成できる。

ステップＳ２１０において、検出共用配管Ｐｃの内部の気体の成分が、質量分析によって計測される。これにより、成膜チャンバ内の成分測定を行う際に、擾乱要素となる共用配管内の残留ガスの残量を高精度に確認するものである。具体的には、制御器Ｃｏｎから質量分析計Ｄｍに対して、検出共用配管Ｐｃの内部の気体の成分を計測するように要求する制御信号Ｓｃｍが出力される。制御信号Ｓｃｍに応答して、質量分析計Ｄｍは測定系（検出共用配管Ｐｃ）内部の気体成分を計測して、計測結果Ｓｍｃを制御器Ｃｏｎに出力する。制御器Ｃｏｎは、計測結果Ｓｍｃに基づいて、検出共用配管Ｐｃ内部の気体成分の計測値を表す計測値Ｑｐを取得する。

ステップＳ２１２において、ステップＳ２１０で取得された検出共用配管Ｐｃの内部の気体の特定成分の成分量の計測値Ｑｐが、配管成分量基準値Ｑｐｐ以下であるか否かが判断される。計測値Ｑｐが配管成分量基準値Ｑｐｐ以下でなければ、処理はステップＳ２１０に戻って、検出共用配管Ｐｃの、真空排気及び内部の気体の特定成分の成分量の計測が継続される。計測値Ｑｐが配管成分量基準値Ｑｐｐ以下であれば、処理は処理フロー＃３００（ステップＳ３０２〜Ｓ３２０）に進む。これにより、検出共用配管Ｐｃの内部の残留ガスが、質量分析計Ｄｍによるチャンバ内雰囲気測定を擾乱しない程度まで排気されたことが確認された後に、成膜チャンバの雰囲気ガスを調整する処理フロー＃３００が実行される。なお、配管成分量基準値Ｑｐｐは、複数の特定成分でもよい。また特定成分は、測定するチャンバ毎に変わってもよい。

なお、計測値Ｑｐは、処理フロー＃３００で行われる成膜チャンバＣ内の原料ガス分析及び調整にとする擾乱要素である、処理フロー＃２００が開始される直前に検出共用配管Ｐｃ（測定系）が接続されていた成膜チャンバＣの内部気体の成分量を表している。よって、計測値Ｑｐが配管成分量基準値Ｑｐｐ以下になるように排気することにより、今回選択された成膜チャンバＣ内の原料ガス分析及び調整に好適である。

次に図６を参照して、上述の処理フロー＃３００における成膜装置Ａｄ１ａの詳細な動作について説明する。処理フロー＃３００の詳細な処理は、図６のフローチャートにおけるステップＳ３０２〜Ｓ３２０で表わされる。

ステップＳ３０２〜Ｓ３２０においては、計測対象のチャンバ（処理フロー＃３００においては、チャンバＣ１）の内部の雰囲気計測が、質量分析計Ｄｍにて行われる（ステップＳ３０２〜Ｓ３１２）。雰囲気計測の結果に基づいて、制御器ＣｏｎがマスフローコントローラＲ１の動作を制御することにより、チャンバＣ１内の雰囲気（原料ガスの濃度）が調整される（ステップＳ３１４〜Ｓ３１６）。

ステップＳ３０２〜Ｓ３１２においては計測対象とされる成分が、装置起動時の気体成分の代わりにチャンバＣ１内で使用している原料ガスの成分である点に起因する相違を除いて、処理フロー＃１００におけるステップＳ３０２〜Ｓ３１２（図３）のそれぞれにおけるのと同様の処理が行われるので、以下に処理内容を簡単に述べる。

ステップＳ３０２において、バルブＶｓ１が開放され、バルブＶｓ２及びＶｓが閉鎖される。結果、検出共用配管Ｐｃは、チャンバＣ１に対しては連通され、チャンバＣ２に対しては遮断される。これにより、チャンバＣ１中の気体が検出共用配管Ｐｃを介して質量分析計Ｄｍに流れ込み、チャンバＣ１が雰囲気計測対象となる。

ステップＳ３０４〜Ｓ３１２において、チャンバＣ１の内部の気体の成分が、質量分析計Ｄｍによる質量分析によって計測される。計測の対象とされる成分は、チャンバＣ１内で使用している原料ガスの成分である。質量分析計Ｄｍは、所定範囲の質量と各質量における検知強度を計測するが、その中の特定質量およびその強度（量）を計測値Ｑｃ１としてよい。

ステップＳ３０４において、チャンバＣ１の内部の原料ガスの成分の量を表す計測値Ｑｃ１が取得される。ステップＳ３０６において、Ｃ１計測値総和ＳＱｃ１が計測値Ｑｃ１によって更新される（ＳＱｃ１＝ＳＱｃ１＋Ｑｃ１）。

ステップＳ３０８において、測定スキャンカウンタＣｓに１が加算される（Ｃｓ＝Ｃｓ＋１）。ステップＳ３１０を経て、処理はステップＳ３０４に戻る、あるいはステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１２において、計測値Ｑｃ１の平均値であるＣ１平均計測値ＭＱｃ１が算出される（ＭＱｃ１＝ＳＱｃ１／Ｃｓｍａｘ）。後述するステップＳ３１４〜Ｓ３１６において、平均計測値ＭＱｃ１がＣ１成分量最小許容値ＭＱｃ１ｍｉｎ及びＣ１成分量最大許容値ＭＱｃ１ｍａｘと比較され、比較結果に基づいて制御器ＣｏｎがマスフローコントローラＲ１の動作を制御することによりチャンバＣ１内の雰囲気（原料ガスの濃度）が調整される。

ステップＳ３１４において、計測された特定成分（チャンバＣ１内で使用している原料ガスの成分）の平均計測値ＭＱｃ１が、ＭＱｃ１ｍｉｎ以上かつＭＱｃ１ｍａｘ以下である（ＭＱｃ１ｍｉｎ≦ＭＱｃ１≦ＭＱｃ１ｍａｘ）か否かが判断される。特定成分が複数種類ある場合は、個々の特定成分について上記の判断を行う。Ｙｅｓと判断される場合はチャンバＣ１内の雰囲気（原料ガスの濃度）の調整は不要であり、処理はステップＳ３２０に進む。Ｎｏと判断される場合はチャンバＣ１内の雰囲気の調整が必要であり、処理はステップＳ３１６に進む。なお、ＭＱｃ１＜ＭＱｃ１ｍｉｎあるいはＭＱｃ１ｍａｘ＜ＭＱｃ１である場合でも、Ｃ１平均計測値ＭＱｃ１の値は後述の処理によって調整可能な範囲内の値であることは、工程能力により保証される。

ステップＳ３１６において、Ｃ１平均計測値ＭＱｃ１が、製造仕様などで予め決められたチャンバＣ１内の原料ガスの濃度の基準値を表すＣ１基準濃度Ｑｃ１ｓと比較される。比較結果に基づいて、チャンバＣ１内雰囲気フィードバックデータＤａＱｃ１（以降、「Ｃ１フィードバックデータＤａＱｃ１」）が作成される。制御器Ｃｏｎは、Ｃ１フィードバックデータＤａＱｃ１に基づいて制御信号Ｓｃｒ１を作成し、マスフローコントローラＲ１に対して出力する。マスフローコントローラＲ１が制御信号Ｓｃｒ１に応答して原料ガスの流量を調整することにより、チャンバＣ１内の雰囲気が調整される。Ｃ１フィードバックデータＤａＱｃ１は、謂わば、Ｃ１基準濃度Ｑｃ１ｓに対するＣ１平均計測値ＭＱｃ１の差分信号であり、制御信号Ｓｃｒ１は差分値がゼロになるようにマスフローコントローラＲ１を駆動制御する。

ステップＳ３１８において、測定スキャンカウンタＣｓ及びＣ１計測値総和ＳＱｃ１が初期化される（Ｃｓ＝０、ＳＱｃ１＝０）。その後処理はステップＳ３０４に戻り、平均計測値ＭＱｃ１がＭＱｃ１ｍｉｎ≦ＭＱｃ１≦ＭＱｃ１ｍａｘの条件を満たすまでチャンバＣ１内の雰囲気の調整が繰り返される。このチャンバＣ１内の雰囲気の調整を繰り返さずに、直接ステップＳ３２０に進んでも良い。

ステップＳ３２０においてチャンバＣ１の雰囲気計測結果をメモリなどに記録し、所定の時間Ｔｐが経過するまで待機する。その後、処理は処理フロー＃４００（図７）に進む。上述のように、処理フロー＃４００における処理（ステップＳ２０２及びＳ２０６〜Ｓ２１２）は記述の処理フロー＃２００における処理と同じであるので説明を省く。計測対象チャンバ変更（切替）の準備が完了したら、処理は処理フロー＃５００に進む。

次に図８を参照して、上述の処理フロー＃５００における成膜装置Ａｄ１ａの詳細な動作について説明する。処理フロー＃５００の詳細な処理は、図８のフローチャートにおけるステップＳ５０２〜Ｓ５０６、Ｓ３０８〜Ｓ３１０、Ｓ５１２〜Ｓ５１８、及びＳ３２０で表わされる。

ステップＳ５０２〜Ｓ５０６、Ｓ３０８〜Ｓ３１０、Ｓ５１２〜Ｓ５１８、及びＳ３２０においては、計測対象のチャンバ（処理フロー＃５００においては、チャンバＣ２）の内部の雰囲気計測が行われ（ステップＳ５０２〜Ｓ５１２）、計測結果に基づいてチャンバＣ２内の雰囲気（原料ガスの濃度）が調整される（ステップＳ５１４〜Ｓ５１６）。

ステップＳ５０２〜Ｓ５１２においては計測対象とされる成分が、装置起動時の気体成分の代わりにチャンバＣ２内で使用している原料ガスの成分である点に起因する相違を除いて、処理フロー＃１００におけるステップＳ５０２〜Ｓ５１２（図４）のそれぞれにおけるのと同様の処理が行われるので、以下に処理内容を簡単に述べる。

ステップＳ５０２において、バルブＶｓ１及びＶｓが閉鎖され、バルブＶｓ２が開放される。結果、検出共用配管Ｐｃは、チャンバＣ１に対しては遮断され、チャンバＣ２に対しては連通される。これにより、チャンバＣ２中の気体が検出共用配管Ｐｃを介して質量分析計Ｄｍに流れ込み、チャンバＣ２が雰囲気計測対象となる。

ステップＳ５０４〜Ｓ５１２において、チャンバＣ２の内部の気体の成分が、質量分析によって計測される。計測の対象とされる成分は、チャンバＣ２内で使用している原料ガスの成分である。

ステップＳ５０４において、チャンバＣ２の内部の原料ガスの成分の量を表す計測値Ｑｃ２が取得される。ステップＳ５０６において、Ｃ２計測値総和ＳＱｃ２が計測値Ｑｃ２によって更新される（ＳＱｃ２＝ＳＱｃ２＋Ｑｃ２）。

ステップＳ３０８において、測定スキャンカウンタＣｓに１が加算される（Ｃｓ＝Ｃｓ＋１）。ステップＳ３１０を経て、処理はステップＳ５０４に戻る、あるいはステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２において、計測値Ｑｃ２の平均値であるＣ２平均計測値ＭＱｃ２が算出される（ＭＱｃ２＝ＳＱｃ２／Ｃｓｍａｘ）。後述するステップＳ５１４〜Ｓ５１６において、Ｃ２平均計測値ＭＱｃ２がＣ２成分量最小許容値ＭＱｃ２ｍｉｎ及びＣ２成分量最大許容値ＭＱｃ２ｍａｘと比較され、比較結果に基づいて制御器ＣｏｎがマスフローコントローラＲ２の動作を制御することによりチャンバＣ２内の雰囲気（原料ガスの濃度）が調整される。

ステップＳ５１４〜Ｓ３２０においては雰囲気調整対象が、チャンバＣ１の代わりにチャンバＣ２である点に起因する相違を除いて、チャンバＣ１を雰囲気調整の対象とするステップＳ３１４〜Ｓ３２０（図６）のそれぞれにおけるのと同様の処理が行われるので、以下に処理内容を簡単に述べる。

ステップＳ５１４において、測定された特定成分（チャンバＣ２内で使用している原料ガスの成分）について、その平均計測値ＭＱｃ２が、最小許容値であるＭＱｃ２ｍｉｎ以上かつ最大許容値であるＭＱｃ２ｍａｘ以下である（ＭＱｃ２ｍｉｎ≦ＭＱｃ２≦ＭＱｃ２ｍａｘ）か否かが判断される。判断結果に基づいてチャンバＣ２内の雰囲気調整の要否が決定され、処理はステップＳ３２０に進む、あるいはステップＳ５１６に進む。

ステップＳ５１６において、Ｃ２平均計測値ＭＱｃ２と、予め決められたチャンバＣ２内の原料ガスの濃度の基準値を表すＣ２基準濃度Ｑｃ２ｓとが比較され、比較結果に基づいてチャンバＣ２内雰囲気フィードバックデータＤａＱｃ２（以降、「Ｃ２フィードバックデータＤａＱｃ２」）が作成される。制御器Ｃｏｎは、Ｃ２フィードバックデータＤａＱｃ２に基づいて作成した制御信号Ｓｃｒ２を、マスフローコントローラＲ２に対して出力する。マスフローコントローラＲ２が制御信号Ｓｃｒ２に応答して原料ガスの流量を調整することにより、チャンバＣ２内の雰囲気が調整される。

ステップＳ５１８において、測定スキャンカウンタＣｓ及びＣ２計測値総和ＳＱｃ２が初期化される（Ｃｓ＝０、ＳＱｃ２＝０）。その後処理はステップＳ５０４に戻り、Ｃ２平均計測値ＭＱｃ２が、ＭＱｃ２ｍｉｎ≦ＭＱｃ２≦ＭＱｃ２ｍａｘの条件を満たすまでチャンバＣ２内の雰囲気の調整が繰り返される。また、ステップＳ５１８の処理後、直接ステップＳ３２０に進むようにしてもよいことは、処理フロー＃３００に関して説明したのと同様である。

ステップＳ３２０においてチャンバＣ２の雰囲気計測結果をメモリなどに記録し、所定の時間Ｔｐが経過するまで待機する。その後、処理はステップＳ６００に進む。

ステップＳ６００において、フィルムＦに対する成膜が完了したか否かが判断される。成膜が完了していれば、処理は終了する。成膜が完了していなければ、処理はステップＳ２０２（処理フロー＃２００）に戻って、計測対象チャンバの変更（切替）の準備が行われる。

次に、図９を参照して、成膜装置Ａｄ１ａの変形例について説明する。成膜装置Ａｄ１ｂは、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍが成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍｂに置き換えられている点を除いて上述の成膜装置Ａｄ１ａ（図１）と同様に構成されている。以降、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍｂに関して重点的に述べる。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍｂは、上述の成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ（図１）に真空ポンプＰｂが追加されて構成されている。成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍにおいて真空ポンプＰｍが質量分析計Ｄｍ及び配管Ｐｃｖに接続されているのと異なり、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍｂにおいては、真空ポンプＰｍは質量分析計Ｄｍに接続され、真空ポンプＰｂは配管Ｐｃｖに接続されている。真空ポンプＰｂは、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｐａに応答して動作する。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍｂにおいて、検出共用配管Ｐｃは、質量分析計Ｄｍを介して配管Ｐｍｐｂにより真空ポンプＰｍに接続されると共に、配管Ｐｃｖ及びＰｖｐｂによりバルブＶｓを介して真空ポンプＰｂに接続されている。つまり、検出共用配管Ｐｃの真空排気に用いられる真空ポンプは２個ある。検出共用配管Ｐｃの真空排気に用いられる吸気ラインは、検出共用配管Ｐｃから質量分析計Ｄｍを介して真空ポンプＰｍに至る吸気ラインと、検出共用配管Ｐｃから直接真空ポンプＰｂに至る吸気ラインとを含む。これにより、成膜装置Ａｄ１ａ（図１）の吸気ラインにおけるバイパスラインを独立させたと言える。

成膜装置Ａｄ１ｂにおける制御器Ｃｏｎによる成膜チャンバの雰囲気計測動作及び雰囲気調整動作は、検出共用配管Ｐｃの真空排気が真空ポンプＰｍに加えて真空ポンプＰｂによって行われる点に起因する相違を除いて、上述の成膜装置Ａｄ１ａにおける雰囲気計測動作及び調整動作（図２〜図８）と同様である。具体的には、成膜装置Ａｄ１ｂにおける処理は、処理フロー＃１００のステップＳ１０４を除いて成膜装置Ａｄ１ａにおける処理と同様である。

つまり成膜装置Ａｄ１ｂにおける処理は、図３に示す処理フロー＃１００のステップＳ１０４（成膜装置の真空排気開始）において、真空ポンプＰ０、Ｐ１、Ｐ２、及びＰｍに加えて真空ポンプＰｂが稼働する。真空ポンプＰｂは、ステップＳ１０４において制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｐａに応答して稼働する。

上述のように構成された成膜装置Ａｄ１ｂにおいては、検出共用配管Ｐｃ（測定系）は、真空ポンプＰｍに対しては質量分析計Ｄｍを介して常時接続される上に、バルブＶｓが開放されることによって真空ポンプＰｂに直接接続される。測定系内の気体は、必要に応じて、２個の真空ポンプＰｍ及びＰｂによって吸引排気され、測定系の真空排気に要する時間が短縮される。

（実施の形態２）
以下に図１０を参照して、本発明の実施の形態２に係る成膜装置の構成及び動作について説明する。成膜装置Ａｄ２は、図１を参照して説明した成膜装置Ａｄ１ａにおいて、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍが成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２に置き換えられている。以降、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２に関して重点的に述べる。

本実施の形態では、検出共用配管Ｐｃ中を排気する際に、成膜成分以外のガス（以後「キャリアガス」と呼ぶ。）を流しながら排気を行う。キャリアガスを流すのは、排気の際にガスの流れを作り、成膜成分のガスを排気しやすくすることと、検出共用配管Ｐｃの内壁にキャリアガスの吸着を高め、成膜成分が内壁に吸着しにくくするためである。

このようにすることで、計測中に成膜成分が内壁から放出され計測の擾乱要因となることを抑制することができる。キャリアガスは、質量分析計Ｄｍにおいて、Ｈ_２Ｏ若しくは成膜成分と検出ピークが重ならないガスが望ましい。以下ではキャリアガスとして不活性ガスを用いる場合で説明するが、Ｈ_２Ｏ若しくは成膜成分と検出ピークが重ならなければ、不活性ガスに限定されるものではない。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２は、上述の成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ（図１）において、真空計Ｄｖが設けられず、マスフローコントローラＲ３が追加されて構成されている。マスフローコントローラＲ３は、配管ＰｃｒａによりバルブＶｓ３ａを介して分岐配管Ｐｃ１に接続されると共に、配管ＰｃｒｂによりバルブＶｓ３ｂを介して、分岐配管Ｐｃ２に接続されている。マスフローコントローラＲ３は、外部の不活性ガス源（不図示）に接続されている。必要に応じて、バルブＶｓ３ａ及びＶｓ３ｂをバルブＶｓ３と総称する。また配管Ｐｃｒａ及びＰｃｒｂを配管Ｐｃｒと総称する。

このように、不活性ガス（キャリアガス）は、検出共用配管Ｐｃ（分岐配管Ｐｃ１、分岐配管Ｐｃ２、及び共通配管Ｐｃｃ）の上流側から流すのが望ましい。ここで上流側とは、チャンバからの配管のバルブの直後から下流側の検出共用配管を含んでよい。なお図１０においては視認性のために、配管Ｐｃｒａと分岐配管Ｐｃ１とが接続される位置と、配管Ｐｃｒｂと分岐配管Ｐｃ２とが接続される位置とを異ならせて表示している。

マスフローコントローラＲ３は、不活性ガス源から検出共用配管Ｐｃに供給されるガスの流量を制御（流量制御）する。バルブＶｓ３は、マスフローコントローラＲ３で流量制御されたガスの検出共用配管Ｐｃへの流入を制御する。これにより、検出共用配管Ｐｃに供給される不活性ガス量が制御される。マスフローコントローラＲ３は、図中では「ＭＦＣ」と表記する。マスフローコントローラＲ３及びバルブＶｓ３（バルブＶｓ３ａ及びＶｓ３ｂ）はそれぞれ、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｒ３及びＳｃｓ３に応答して動作する。

真空ポンプＰｍは、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ（図１）においてと同様に、質量分析計Ｄｍ及び検出共用配管Ｐｃに接続されている。これにより、検出共用配管Ｐｃから質量分析計Ｄｍを介して真空ポンプＰｍに至る吸気ラインに、検出共用配管Ｐｃから直接真空ポンプＰｍに至るバイパスラインが形成される。検出共用配管Ｐｃと真空ポンプＰｍとは、配管Ｐｖｐ２によりバルブＶｓを介して接続されている。

上述のように構成された成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２において、成膜チャンバの雰囲気計測の準備として行われる、検出共用配管Ｐｃ及び質量分析計Ｄｍを含む測定系内の残留ガスの排出は、質量分析計Ｄｍ及びバイパスラインを介した真空ポンプＰｍによる吸引排気によって行われる。さらに、マスフローコントローラＲ３から検出共用配管Ｐｃに供給される不活性ガスが、残留ガスに対するキャリアガスとして機能することにより、測定系内の残留ガスの排出が促進される。また、検出共用配管Ｐｃの内壁に残留ガスが吸着するのを抑制する。残留ガスの排出が達成されたか否かは、測定系内の気体成分に基づいて判定される。

成膜装置Ａｄ２における制御器Ｃｏｎによる成膜チャンバの雰囲気計測動作及び雰囲気調整動作は、測定系に残留ガスのキャリアガスが供給される点、及び測定系内の残留ガスの排出達成の判定が、測定系の真空度には基づかず、測定系内の気体成分に基づいて判定される点に起因する相違を除いて、上述の成膜装置Ａｄ１ａにおける雰囲気計測動作及び調整動作（図２〜図８）と同様である。以下、必要に応じて図２〜図８を援用して、成膜装置Ａｄ２の動作を説明する。

成膜装置Ａｄ２の動作の成膜装置Ａｄ１ａの動作との相違点は、図３に示す処理フロー＃１００のステップＳ１０４（成膜装置の真空排気開始）において、バルブＶｓ３の開放とマスフローコントローラＲ３の稼働動作が追加される点である。さらに、図５に示す処理フロー＃２００（成膜チャンバの雰囲気計測の準備）において、ステップＳ２０６及びＳ２０８の処理が行われない点である。なお、本実施の形態に固有のバルブＶｓ３及びマスフローコントローラＲ３、及びそれらの動作を上述の成膜装置Ａｄ１ａあるいはＡｄ１ｂに適応してもよい。

（実施の形態３）
以下に図１１を参照して、本発明の実施の形態３に係る成膜装置の構成及び動作について説明する。成膜装置Ａｄ３は、図１０を参照して説明した成膜装置Ａｄ２において、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２が成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ３に置き換えられている。以降、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ３に関して重点的に述べる。本実施の形態では、検出共用配管Ｐｃに温度調節装置ＴＣを設け、残留ガスの影響を低減する。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ３は、上述の成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２（図１０）において、マスフローコントローラＲ３と配管ＰｃｒとバルブＶｓ３とが設けられず、温度調節装置ＴＣが追加されて構成されている。温度調節装置ＴＣは、検出共用配管Ｐｃの近傍に配置されて、検出共用配管Ｐｃの温度の調節（加熱あるいは冷却）を行う温度調節手段である。

温度調節装置ＴＣは、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｈに応答して動作する。また、温度調節装置ＴＣは、別途起動されてもよい。本実施の形態において、温度調節装置ＴＣは、加熱装置（ヒーター）あるいは冷却装置（クーラー）である。より具体的には、加熱装置としては、帯ヒーターや、検出共用配管Ｐｃの周囲に配管を配し、高温の媒体を流してもよい。

また、冷却装置としては、検出共用配管Ｐｃの周囲にバッファ空間を配し、その空間に液体窒素を貯留できるようにしたものであってよい。

加熱装置は、検出共用配管Ｐｃを加熱することによって、検出共用配管Ｐｃの内壁に付着しているガス成分（擾乱要素）を早急に脱離させるか、あるいは付着自体を防止するために用いられる。これにより、計測準備時間の短縮及び計測精度の向上が図れる。

同様に、冷却装置は、検出共用配管Ｐｃを冷却することによって、検出共用配管Ｐｃの内壁にガス成分（擾乱要素）を吸着固定し、内壁からの脱離を防止する。これにより、計測準備時間の短縮及び計測精度の向上が図れる。

なお、冷却装置を設けた場合は、検出共用配管Ｐｃ内に、ガス成分が吸着されている。そのため、フィルムＦに対する成膜が完了した後で、検出共用配管Ｐｃを加熱して内壁に付着しているガス成分を脱離させ、測定系の外部に排出することが望ましい。温度調節装置ＴＣは、上述のステップＳ１０４（図３）において稼働される。

なお、本実施の形態に固有の温度調節装置ＴＣ及びその動作を上述の成膜装置Ａｄ１ａあるいはＡｄ１ｂに適応してもよい。

（実施の形態４）
以下に図１２を参照して、本発明の実施の形態４に係る成膜装置の構成及び動作について説明する。成膜装置Ａｄ４は、図１０を参照して説明した成膜装置Ａｄ２において、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２が成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ４に置き換えられている。以降、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ４に関して重点的に述べる。

本実施の形態では、排気する際に、残留ガスと反応する成分のガスをイオン化させて、検出共用配管Ｐｃ内に流す。このイオン化されたガスをクリーニングガスと呼ぶ。クリーニングガスは、イオン化された物質であるため、残留ガスと結合する。したがって、内壁に吸着していた残留ガスを放出しやすくする。つまり、クリーニングする。また、仮に内壁に吸着し、他のチャンバ内の測定時に、質量分析計Ｄｍまで流れてきたとしても、質量分析計Ｄｍでは、他の物質として検出されるので、擾乱要因とならない。したがって、クリーニングガスは、残留ガスと結合した際に、擾乱要素とならない物質になるガスが望ましい。

成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ４は、上述の成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２（図１０）において、マスフローコントローラＲ３とバルブＶｓ３ａ及びＶｓ３ｂとが設けられず、プラズマ発生用チャンバＣＰと、バルブＶｓ４ａ及びＶｓ４ｂと、バルブＶｓ５ａ及びＶｓ５ｂと、マスフローコントローラＲ４ａ及びＲ４ｂとが追加されて構成されている。必要に応じて、バルブＶｓ４ａ及びＶｓ４ｂをバルブＶｓ４と総称すると共に、バルブＶｓ５ａ及びＶｓ５ｂをバルブＶｓ５と総称する。また、マスフローコントローラＲ４ａ及びＲ４ｂをマスフローコントローラＲ４と総称する。

プラズマ発生用チャンバＣＰ（以降、「チャンバＣＰ」）は、配管Ｐｃｒ（配管Ｐｃｒａ及びＰｃｒｂ）によりバルブＶｓ４を介して、分岐配管Ｐｃ１及び分岐配管Ｐｃ２に接続されている。チャンバＣＰの内部には、電極（不図示）が配されている。マスフローコントローラＲ４ａ及びＲ４ｂは、配管Ｐｃｒ４ａ及びＰｃｒ４ｂによりバルブＶｓ５を介して、チャンバＣＰに接続されている。マスフローコントローラＲ４は、外部のガス源（不図示）に接続されている。このように、クリーニングガスは、検出共用配管Ｐｃの上流側から流すのが望ましい。

マスフローコントローラＲ４は、ガス源からチャンバＣＰに供給されるガスの流量を制御（流量制御）する。バルブＶｓ５は、マスフローコントローラＲ４で流量制御されたガスのチャンバＣＰへの流入を制御する。チャンバＣＰに流入したガスとチャンバＣＰの内部で発生したプラズマとが反応して、クリーニングガスが生成される。バルブＶｓ４は、生成されたクリーニングガスの検出共用配管Ｐｃへの流入を制御する。これにより、検出共用配管Ｐｃに供給されるクリーニングガス量が制御される。マスフローコントローラＲ４は、図中では「ＭＦＣ」と表記する。

バルブＶｓ４及びＶｓ５はそれぞれ、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｓ４及びＳｃｓ５に応答して動作する。マスフローコントローラＲ４は、制御器Ｃｏｎから出力される制御信号Ｓｃｒ４に応答して動作する。

上述のように構成された成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ４において、測定系内の残留ガスの排出は、成膜チャンバ雰囲気計測ユニットＵｍ２（図１０）と同様に、質量分析計Ｄｍ及びバイパスラインを介した真空ポンプＰｍによる吸引排気によって行われる。さらに、検出共用配管Ｐｃの内壁に付着したガス成分（ガス成分により生成された膜）をプラズマクリーニングにより分解し、内壁を洗浄することによって、内壁から残留ガスを剥離する。プラズマクリーニング手段は、上述のチャンバＣＰと、マスフローコントローラＲ４ａ及びＲ４ｂとを含む。また、残留ガスと結合することで、測定系にとって擾乱要因とならない物質に変化し、仮に測定中に内壁から離れて質量分析計Ｄｍに検出されても擾乱要因とならないようにする。バルブＶｓ４及びＶｓ５の開放及びマスフローコントローラＲ４の稼働は、上述の処理フロー＃２００（図５）及び＃４００（図７）におけるステップＳ２０２において行われる。

測定系からの残留ガスの排出が達成されたか否かは、測定系内の気体成分に基づいて判定される。例えば、Ｓｉ系の膜に対してＦ系のガスを用いて膜を分解すると、検出共用配管Ｐｃの内部でＳｉＦ_４が生成される。測定系内の気体に含まれるＳｉＦ_４の量を質量分析計Ｄｍにて計測し、ＳｉＦ_４の量が所定値以下となった時点で内壁の洗浄が完了したと判断する。

なお、本実施の形態に固有のバルブＶｓ４及びＶｓ５、マスフローコントローラＲ４、及びチャンバＣＰ、及びそれらの動作を上述の成膜装置Ａｄ１ａあるいはＡｄ１ｂに適応してもよい。

上述の実施の形態１〜４においてはプラズマＣＶＤ装置である成膜装置Ａｄ１ａ、Ａｄ１ｂ、Ａｄ２、Ａｄ３、及びＡｄ４を例として説明したが、本発明は、複数のチャンバのガス成分の検出を１台の質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）で行う装置に適用できる。例えば、スパッタリングにより成膜を行う装置に本発明を適用してもよい。

本発明は、成膜装置に適用できる。

Ａｄ１ａ、Ａｄ１ｂ、Ａｄ２、Ａｄ３、Ａｄ４ 成膜装置
Ｕｆ 成膜ユニット
Ｕｓ 原料ガス供給ユニット
Ｕｍ、Ｕｍｂ、Ｕｍ２、Ｕｍ３、Ｕｍ４ 成膜チャンバ雰囲気計測ユニット
Ｕｃ 成膜チャンバ雰囲気調整ユニット
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐｍ、Ｐｂ 真空ポンプ
Ｄｍ 質量分析計
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ａ、Ｒ４ｂ マスフローコントローラ
Ｃｏｎ 制御器
Ｆ フィルム
Ｂ 本体
Ｃ１、Ｃ２ チャンバ
Ｄｖ１、Ｄｖ２、Ｄｖｍ、Ｄｖ 真空計
Ｇ１、Ｇ２ 圧力制御弁
Ｖ１、Ｖ２、Ｖｓ、Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３、Ｖｓ４、Ｖｓ５ バルブ
Ｐｃ 検出共用配管
Ｐｃｃ 共通配管
Ｐｃ１、Ｐｃ２ 分岐配管
Ｐｉ１、Ｐｉ２ 配管
Ｐｃｖ、Ｐｍｐ、Ｐｖｐ 配管
ＣＰ （プラズマ発生用）チャンバ
ＴＣ 温度調節装置

Claims (6)

1. 基材に対して成膜を行う成膜手段を有する複数のチャンバと、
   前記複数のチャンバ内のそれぞれに連通し、バルブを有する引出配管と、
   一端が全ての前記引出配管に連通する共通配管と、
   前記共通配管の他端に接続された質量分析計測手段と、
   前記共通配管に連通した真空排気手段とを有することを特徴とする成膜装置。
2. 前記共通配管の上流側に、キャリアガスを供給するガス供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載された成膜装置。
3. 少なくとも前記共通配管の温度を調整する温度調節手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載された成膜装置。
4. 前記温度調節手段は、加熱装置であることを特徴とする請求項３に記載された成膜装置。
5. 前記温度調節手段は、冷却装置であることを特徴とする請求項３に記載された成膜装置。
6. 前記共通配管の上流側に、クリーニングガスを供給するプラズマクリーニング手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載された成膜装置。