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公開番号2025026636
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024215220,2020164889
出願日2024-12-10,2020-09-30
発明の名称成膜装置
出願人芝浦メカトロニクス株式会社
代理人
主分類C23C 14/54 20060101AFI20250214BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】監視部の検出窓が汚れるのを抑制した成膜装置を提供する。
【解決手段】本実施形態の成膜装置100は、ワーク10上の膜厚を監視する監視部60を備えるようにした。監視部60は検出窓65を備えている。検出窓65は膜厚検出のための光が透過する。この監視部60は、検出窓65を通じてワーク10に投光し、ワーク10及び膜に照射された光に基づいて膜厚を検出する。この監視部60は、板状部68を更に有する。板状部68は、回転テーブル31のワーク10が設置された設置面311に対面しつつ、回転テーブル31の拡がりに沿って延在する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを設置面に設置して回転する回転テーブルを有し、当該回転テーブルを回転させることにより前記ワークを円周の搬送経路で循環搬送する搬送部と、
前記搬送経路に対向し、前記ワークに膜を形成する成膜室と、
前記成膜室に配置され、前記膜の材料源であるターゲットと、前記ターゲットと前記回転テーブルとの間に導入されたスパッタガスをプラズマ化するプラズマ発生器とを有し、プラズマにより前記ターゲットをスパッタリングして前記ワーク上に膜を形成する成膜部と、
前記ワーク上の前記膜の厚みを監視する監視部と、
を備え、
前記監視部は、
前記搬送経路に対向して前記成膜室外に配置され、膜厚検出のための光が透過する検出窓と、
前記検出窓を介して前記膜が形成されたワークに光を照射する投光部と、
前記ワーク及び前記膜に照射された光に基づいて前記膜の厚みを検出する解析部と、
前記成膜室外において当該成膜室と前記検出窓との間に配置され、前記回転テーブルの前記設置面に対面しつつ、前記設置面に沿って延在する板状部と、
を有すること、
を特徴とする成膜装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記板状部は、前記ターゲットを構成する材料の分子の平均自由行程以上の長さで、前記設置面に沿って延在すること、
を特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記板状部は、前記回転テーブルの前記設置面と対面し、算術平均粗さＲａで４μｍ以上１４μｍ以下の表面粗さを有する対向面を有すること、
を特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記板状部は、前記検出窓の周囲に設置されていること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記板状部は、前記回転テーブル上の前記ワークが通過可能な間隔を空けて設置されていること、
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記検出窓は、前記回転テーブルの前記設置面を臨み、前記投光部からの光が前記ワークに向けて出射する端面を有し、
前記端面は、前記検出窓の中心軸に対して傾斜し、前記回転テーブルの内周側とは逆の方向に向くこと、
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記検出窓を保持するホルダを備え、
前記検出窓は、前記回転テーブルの前記設置面を臨み、前記投光部からの光が前記ワークに向けて出射する端面を有し、
前記ホルダは、前記端面を囲う包囲壁を有し、
前記端面と前記設置面との間の間隔よりも、前記包囲壁の端部と前記設置面との間の間隔の方が狭いこと、
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記検出窓は、前記回転テーブルの内周側に位置すること、
を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記搬送経路に対向して前記成膜室よりも前記ワークの搬送方向下流に位置し、前記成膜部で形成された前記膜を化学反応させる膜処理室と、
前記膜処理室に配置され、プロセスガスを導入するプロセスガス導入部と、前記プロセスガスをプラズマ化するプラズマ発生器とを有し、前記膜を化学反応させる膜処理部と、
を更に備え、
前記検出窓は、前記膜処理室よりも前記ワークの搬送方向下流に位置すること、
を特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記検出窓は、前記ワークから反射する光を更に透過させ、
前記解析部は、前記ワークから反射する光に基づいて膜厚を検出すること、
を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体、ディスプレイ及び光ディスク等の各種製品の製造工程において、例えばウエーハやガラス基板等のワーク上に成膜処理が施されることがある。スマートフォン、ＴＶ、ＨＵＤ（Head Up Display）又はプロジェクタ等の部品には、表面の反射を抑制するためのＡＲコート（Anti-Reflection coating）が成膜される。分光分析や光通信などに用いられ任意の光のみを透過させるバンドパスフィルター（Band Pass Filter）、レーザーやＵＶランプ又は車載センサなどに対しては、反射鏡に用いられるコールドミラー（Cold mirror）等が成膜処理によって形成される。
【０００３】
成膜処理のための成膜装置は各種あるが、その一種としてプラズマを用いた成膜装置がある。プラズマを用いた成膜装置は、膜の材料源を材質とするターゲットを成膜室に配置し、成膜室に不活性ガスを導入し、直流電圧を印加する。プラズマ化した不活性ガスのイオンがターゲットに衝突すると、ターゲットを構成する材料が原子状、分子状あるいはクラスタ状の粒子（以下、スパッタ粒子ともいう）として叩き出される。該スパッタ粒子は、成膜室内においてターゲットに対向したワーク上に堆積していく。成膜室に加えて膜処理室を有し、成膜室で形成された膜を酸化又は窒化等の化学反応させる成膜装置もある。
【０００４】
ワーク上の膜が求められた機能を十分に果たすためには所定の膜厚が必要である。目標膜厚にする方法として、ワークへの薄膜形成を繰り返して全体として目標膜厚を達成する方法が知られている。薄膜を積層する成膜装置は、成膜室を巡回可能な回転テーブルを有する。回転テーブルにワークが設置され、回転テーブルが回転することにより、ワークは成膜室を複数回通過し、通過の度に膜が積み重ねられていく。尚、膜処理室を有する場合には、ワークは成膜室と膜処理室とを複数回通過し、通過の度に成膜と膜処理を繰り返していく。
【０００５】
従来は、目標膜厚に到達するまでの成膜時間を予めシミュレーション、演算又は実測等により求めておき、この成膜時間への到達によって成膜を停止していた。しかし、目標膜厚と実際に成膜された膜の膜厚とに差異が生じる虞もある。そこで、実際の膜厚を検出しながら成膜する手法も提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。提案された成膜装置は、膜厚を監視する監視部を備えている。監視部は、ワークと対面する位置に検出窓を有し、検出窓を通じてワーク及び膜に光を照射する。そして、監視部は、ワーク及び膜の透過光を検出し、分光透過率に基づいて膜厚を測定している。または監視部は、検出窓を介してワーク及び膜からの反射光を受光し、反射光の解析により膜厚を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第３７４４００３号公報
特開平０４－９２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、成膜室は仕切り壁によって囲まれている。従って、ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子が成膜室外へ流出し難くなってはいる。一方で、回転テーブルによってワークが成膜室を通過できるように、回転テーブルのワーク設置面と仕切り壁の端部との間には、ワークが通過可能な隙間が開けられている。そのため、成膜室からスパッタ粒子が漏れ出すことを完全に防ぐことはできず、成膜室外に設置された監視部の検出窓にスパッタ粒子が到達し、監視部の検出窓にスパッタ粒子が付着してしまう虞がある。
【０００８】
検出窓がスパッタ粒子の付着によって汚れると、ワークへ向けて予定した光量を出射することができなくなり、またワークからの透過光や反射光を十分な光量で得ることができなくなる。しかも、監視部では検出窓の付着物の情報を含んだ光を解析することになる。そのため、膜厚の測定結果に誤差が生じたり、最悪の場合には膜厚の検出が不可能になったりして、膜厚検出に支障をきたす虞がある。
【０００９】
膜厚検出に支障をきたさないように、検出窓を定期的に清掃する必要があるが、清掃頻度が高まると、成膜装置を頻繁に停止させなければならず、成膜装置による生産効率が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出窓の汚れを抑制し、検出精度と生産性の向上を図る成膜装置を提供することにある。
本発明は、＊＊の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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