特許 7603406 成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20241213BHJP

   C23C 14/58 20060101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 U

C23C14/34 J

C23C14/58 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020164889

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022056899

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】青山 祐士

【審査官】今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０７４８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７４３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５１８８２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／３４

Ｃ２３Ｃ １４／５８

(57)【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、
前記ワークからの反射光、または、前記ワークを透過する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前記検出窓の周囲に配置され、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し、前記検出窓に、前記成膜室から漏れ出すスパッタ粒子が到達するのを抑制する板状部と、
を有し、
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、前記成膜室が存在する方向とは逆の方向に向くこと、
を特徴とする成膜装置。

【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３の何れかに記載の成膜装置。

【請求項5】

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内周側に位置すること、
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６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。

【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】

【文献】特許第３７４４００３号公報

【文献】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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の成膜装置は、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、前記ワークからの反射光、または、前記ワークを透過する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前記検出窓の周囲に配置され、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し、前記検出窓に、前記成膜室から漏れ出すスパッタ粒子が到達するのを抑制する板状部と、を有し、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、前記成膜室が存在する方向とは逆の方向に向くこと、を特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によれば、検出窓の汚れを抑制し、検出精度と生産性の向上を図ることができる成膜装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の成膜装置の構成を模式的に示す透視平面図である。

【図2】成膜装置の動作を示すフローチャートである。

【図3】図１のＡ－Ａ断面図であり、成膜室と膜処理室の内部を示す。

【図4】成膜装置が備える監視部の構成を示すブロック図である。

【図5】図１のＢ－Ｂ断面図であり、監視部の設置態様を示す。

【図6】監視区画の拡大図である。

【図7】板状部と回転テーブルとの間を通過しようとする飛来粒子を示す模式図である。

【図8】検出窓付近の拡大図である。

【図9】検出窓付近に至った飛来粒子を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係る成膜装置の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

【0015】

（装置全体）
図１は、本実施形態の成膜装置１００の構成を模式的に示す透視平面図である。成膜装置１００はワーク１０に膜を形成する装置である。ワーク１０は、これに限られないが、例えばガラス基板又は樹脂基板である。成膜装置１００がワーク１０上に形成する膜は、酸化物や窒化物等の化合物膜である。この成膜装置１００は、チャンバ２０、搬送部３０、成膜室４、膜処理室５、監視区画６、ロードロック部７０及び制御装置８０を備えている。

【0016】

チャンバ２０は内部を真空にすることが可能とされた円柱形状の容器である。搬送部３０は、チャンバ２０と同心円状の回転テーブル３１をチャンバ２０内に有する。ロードロック部７０から搬入されたワーク１０は、回転テーブル３１に設置される。回転テーブル３１は、ワーク１０を循環搬送する。ワーク１０は、回転テーブル３１により、円周軌跡である搬送経路Ｌに沿って移動する。

【0017】

チャンバ２０内は複数区画に分割されている。チャンバ２０内の各区画には、チャンバ２０の周方向に沿って成膜室４、膜処理室５、及び監視区画６が、この順番で割り当てられ、ワーク１０の搬送経路Ｌと対向している。成膜室４は複数室連続して配置されていてもよい。成膜室４は仕切り壁２２で仕切られた区画、膜処理室５は筒状体５１によって仕切られた区画である。監視区画６は、搬送方向において最も上流に位置する仕切り壁２２と搬送方向において下流に位置する筒状体５１の側壁で仕切られた区画である。換言すると、監視区画６は、搬送方向上流に位置する成膜室４と、膜処理室５との間の区画であって、膜処理室５よりも搬送方向下流に位置する区画である。ワーク１０は、搬送部３０により成膜室４、膜処理室５及び監視区画６を繰り返し巡回する。

【0018】

成膜室４は、成膜部４０が配置された区画であり、ワーク１０上に膜を形成する。成膜部４０は、プラズマによって、膜の材料源で組成されたターゲット４２からスパッタ粒子を叩き出し、ワーク１０上に堆積させて成膜する。膜処理室５は、膜処理部５０が配置された区画であり、搬送部３０により成膜室４を通過したワーク１０上に成膜された膜を膜処理する。膜処理部５０は、プロセスガス中でプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンと膜とを化学反応させることで化合物膜を生成する。

【0019】

成膜室４は、例えば搬送方向に連続して２室配置される。２室の成膜室４に配置されたターゲット４２の材料は異なっていてもよい。これにより、異なる２種類の膜をワーク１０上に積層できる。尚、成膜室４は、１室のみ配置されていてもよいし、３室以上の複数が連続配置されていてもよい。また、複数の成膜室４には、それぞれ異なる材料のターゲット４２を配置する他、同一種類の材料のターゲット４２を配置することもできる。

【0020】

監視区画６では、ワーク１０に形成された化合物膜の厚みを光学的に測定する。光学的な測定方法であれば各種公知の膜厚検出方法を適用できるが、例えば、膜厚は、ワーク１０に光を当てて、ワーク１０からの反射光を例えばピークバレー法（ＰＶ法）に基づき検出する。監視区画６には、検出窓６５が回転テーブル３１に対向して設置されている（図３参照）。検出窓６５は石英又はサファイア等の透光部材である。この検出窓６５を通じて、検出窓６５の直下を通過中のワーク１０に光を照射し、この検出窓６５を通じて、ワーク１０からの反射光を取得する。即ち、この検出窓６５は、ワーク１０が存在する空間と、各種光学部品が配された空間とを隔てつつ、両空間の光の行き来を確保している。

【0021】

制御装置８０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理装置であり、制御内容を記述したプログラムが記憶されている。この制御装置８０は、成膜装置１００の各構成要素を制御し、監視区画６で検出されたワーク１０上の膜厚が目標膜厚になるまで、成膜部４０と膜処理部５０と回転テーブル３１とを稼働させる。

【0022】

図２は、この制御装置８０により制御された成膜装置１００の全体動作を示すフローチャートである。ワーク１０は、ロードロック部７０からチャンバ２０内に搬入される（ステップＳ０１）。チャンバ２０内が所定の圧力まで減圧される（ステップＳ０２）。チャンバ２０内の減圧後、制御装置８０は、ワーク１０が設置された回転テーブル３１を回転させる（ステップＳ０３）。

【0023】

成膜装置１００が２室の成膜室４を備える場合、制御装置８０は、一方の成膜室４の成膜部４０を稼働させ、他方の成膜室４の成膜部４０を停止させておく（ステップＳ０４）。稼働している成膜室４ではワーク１０に膜が形成される（ステップＳ０５）。例えば、一方の成膜室４には、シリコン（Ｓｉ）のターゲット４２が設置され、ワーク１０上にシリコン膜を成膜する。稼働中の成膜室４をワーク１０が通過する度に、ワーク１０の表面の膜は厚くなっていく。稼働している成膜室４で成膜されたワーク１０は、成膜室４を通過する度に膜処理室５に向かい、ワーク１０上の膜が膜処理されていく（ステップＳ０６）。例えば、酸素ガスを含むプロセスガス中でプラズマを発生させ、酸素イオンをシリコン膜に衝突させることによりシリコン膜を酸化させる。

【0024】

ワーク１０が稼働中の成膜室４及び膜処理室５を通過し、監視区画６に入ると、監視区画６では、ワーク１０に成膜された化合物膜の膜厚が検出される（ステップＳ０７）。制御装置８０は、検出された膜厚と目標膜厚とを比較する（ステップＳ０８）。目標膜厚は、制御装置８０によって予め記憶されている。検出された膜厚が目標膜厚に未達であると（ステップＳ０８，Ｎｏ）、制御装置８０は、回転テーブル３１の回転を維持し、現在稼働中の成膜部４０を変えずに、ステップＳ０５乃至ステップＳ０８を繰り返す。

【0025】

検出された膜厚が目標膜厚に達すると（ステップＳ０８，Ｙｅｓ）、制御装置８０は、次に稼働させる成膜部４０、即ち未だ稼働させていない成膜部４０があれば（ステップＳ０９，Ｙｅｓ）、現在の成膜室４の成膜部４０の稼働を停止させ、次の成膜室４の成膜部４０を稼働させる（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ０５乃至ステップＳ０８を繰り返し、検出された膜厚が目標膜厚に達していると（ステップＳ０８,Ｙｅｓ）、制御装置８０は、ワーク１０への成膜及び膜処理を終了する。一方、制御装置８０は、次に稼働させる成膜部４０がなければ（ステップＳ０９，Ｎｏ）、制御装置８０は、ワーク１０への成膜及び膜処理を終了する処理を行う。

【0026】

例えば、他方の成膜室４には、ニオブ（Ｎｂ）のターゲット４２が設置され、ワーク１０上にニオブ膜を成膜する。膜処理室５では、酸素イオンをニオブ膜に衝突させることによりニオブ膜を酸化させる。これにより、ワーク１０上には、下層に目標膜厚の酸化シリコン膜が形成され、酸化シリコン膜の上層に目標膜厚の酸化ニオブ膜が形成される。成膜室４は２室に限らず、３室以上の成膜室４が配置されていてもよい。制御装置８０は、化合物膜が目標膜厚に達していることを監視区画６で検出する度に、稼働させる成膜室４を切り替えてステップＳ０５乃至ステップＳ０８を繰り返せばよい。

【0027】

（チャンバ）
チャンバ２０について更に詳細に説明する。図３に示すように、チャンバ２０は、円盤状の天井２０ａ、円盤状の内底面２０ｂ、及び環状の内周面２０ｃにより囲まれて形成されている。チャンバ２０には排気口２１が設けられている。排気口２１には排気部９０が接続されている。排気部９０は配管及び図示しないポンプ、バルブ等を有する。排気口２１を通じた排気部９０による排気により、チャンバ２０内は減圧されて真空になる。

【0028】

（搬送部）
搬送部３０について更に詳細に説明する。搬送部３０は、回転テーブル３１とモータ３２とを有する。図３に示すように、搬送部３０の回転テーブル３１は、円盤形状を有し、内周面２０ｃと接触しない程度に大きく拡がっている。搬送部３０は、回転テーブル３１を回転させるモータ３２を備えており、モータ３２は、回転テーブル３１の円中心を回転軸として連続的に所定の回転速度で回転させる。本実施形態では、モータ３２は、回転テーブル３１を図１に示すように反時計回りに回転させる。これにより、搬送部３０は、ワーク１０を円周の軌跡である搬送経路Ｌに沿って循環搬送させる。すなわち、搬送部３０は、成膜室４、膜処理室５、監視区画６をこの順に繰り返し通過するようにワーク１０を循環搬送する。

【0029】

回転テーブル３１には保持部３３が配設されている。保持部３３は、回転テーブル３１の設置面３１１に円周等配位置に配設される溝、穴、突起、治具、ホルダ等であり、ワーク１０を載せたトレイ３４をメカチャック、粘着チャックによって保持する。ワーク１０は、例えばトレイ３４上にマトリクス状に整列配置され、保持部３３は、回転テーブル３１上に６０°間隔で６つ配設される。

【0030】

（ロードロック部）
ロードロック部７０は、チャンバ２０の真空を維持した状態で、図示しない搬送手段によって、外部から未処理のワーク１０を搭載したトレイ３４を、チャンバ２０に搬入し、処理済みのワーク１０を搭載したトレイ３４をチャンバ２０の外部へ搬出する装置である。このロードロック部７０は、周知の構造のものを適用することができるため、説明を省略する。

【0031】

（成膜室）
成膜室４について更に詳細に説明する。図３に示すように、成膜室４には成膜部４０が配置されている。この成膜部４０はスパッタ源とプラズマ発生器とを備える。スパッタ源はターゲット４２、バッキングプレート４３及び電極４４を備える。プラズマ発生器は電源部４６及びスパッタガス導入部４９を備える。

【0032】

ターゲット４２は、板状の部材であり、回転テーブル３１に載置されたワーク１０の搬送経路Ｌに離隔して設けられている。ターゲット４２の表面は、回転テーブル３１に載置されたワーク１０に対向するように、チャンバ２０の天井２０ａに保持されている。ターゲット４２は例えば３つ設置されており、３つのターゲット４２は、平面視で三角形の頂点上に並ぶ位置に設けられている（図１参照）。

【0033】

バッキングプレート４３はターゲット４２を保持する支持部材である。このバッキングプレート４３は各ターゲット４２を個別に保持する。電極４４は、チャンバ２０の外部から各ターゲット４２に個別に電力を印加するための導電性の部材であり、ターゲット４２と電気的に接続されている。各ターゲット４２に印加する電力は、個別に変えることができる。その他、スパッタ源には、必要に応じてマグネット、冷却機構などが適宜具備されている。

【0034】

電源部４６は、例えば、高電圧を印加するＤＣ電源であり、電極４４と電気的に接続されている。電源部４６は、電極４４を通じてターゲット４２に電力を印加する。尚、回転テーブル３１は、接地されたチャンバ２０と同電位であり、ターゲット４２側に高電圧を印加することにより、電位差が発生する。電源部４６としては、高周波スパッタを行うためにＲＦ電源とすることもできる。

【0035】

スパッタガス導入部４９は、配管４８とガス導入口４７を有し、工場等の設備であるボンベ等のスパッタガスＧ１の供給源に接続されている。スパッタガスＧ１の供給源を成膜装置１００側で保持してもよい。スパッタガス導入部４９の配管４８は、スパッタガスＧ１の供給源に接続されてチャンバ２０を気密に貫通してチャンバ２０の内部に延び、その端部がガス導入口４７として開口している。ガス導入口４７は、回転テーブル３１とターゲット４２との間に開口し、回転テーブル３１とターゲット４２との間に形成された処理空間４１に成膜用のスパッタガスＧ１を導入する。スパッタガスＧ１としては不活性ガスが採用でき、アルゴンガス等が好適である。

【0036】

図１及び図３に示すように、チャンバ２０内は仕切り壁２２によって区画される。仕切り壁２２は、円柱形状の中心から放射状に配設された方形の壁板であり、天井２０ａから内底面２０ｂに向けて延び、内底面２０ｂには未達である。即ち、内底面２０ｂ側には円柱状の空間が確保されている。この円柱状の空間に回転テーブル３１が配置されている。仕切り壁２２の下端は、回転テーブル３１に載せられたワーク１０が通過する隙間を空けて、回転テーブル３１におけるワーク１０の設置面３１１と対向している。この仕切り壁２２によって、成膜室４が仕切られる。

【0037】

このような成膜部４０では、スパッタガス導入部４９からスパッタガスＧ１を導入し、電源部４６が電極４４を通じてターゲット４２に高電圧を印加すると、回転テーブル３１とターゲット４２との間に形成された処理空間４１に導入されたスパッタガスＧ１がプラズマ化し、イオン等の活性種が発生する。プラズマ中のイオンはターゲット４２と衝突してターゲット４２を構成する材料がスパッタ粒子として叩き出される。

【0038】

また、この処理空間４１を回転テーブル３１によって循環搬送されるワーク１０が通過する。スパッタ粒子は、ワーク１０が処理空間４１を通過するときにワーク１０上に堆積して、スパッタ粒子からなる膜がワーク１０上に形成される。ワーク１０は、回転テーブル３１によって循環搬送され、この処理空間４１を繰り返し通過することで膜が成膜されていく。成膜部４０を１回通過する度に堆積する膜の膜厚は、膜処理部５０の処理レートにも依るが、例えば１～２原子レベル（５ｎｍ以下）程度の薄膜であると良い。ワーク１０が複数回循環搬送されることで、膜の厚みが増し、ワーク１０上に所定の膜厚の膜が形成される。

【0039】

（膜処理室）
膜処理室５について更に詳細に説明する。図３に示すように、膜処理室５の膜処理部５０は、筒状体５１、窓部材５２、アンテナ５３、ＲＦ電源５４、マッチングボックス５５及びプロセスガス導入部５８により構成されるプラズマ発生器を備える。また、膜処理部５０は、プロセスガス導入部５８を備える。プロセスガス導入部５８は、配管５７とガス導入口５６を有し、工場内の設備であるボンベ等のプロセスガスＧ２の供給源に接続されている。プロセスガスＧ２の供給源を成膜装置１００側で保持してもよい。

【0040】

筒状体５１は、図１と図３に示すように水平断面が角丸長方形状の筒であり、開口を有する。筒状体５１は、その開口が回転テーブル３１側に離隔して向かうように、チャンバ２０の天井２０ａに嵌め込まれ、チャンバ２０の内部空間に突き出る。この筒状体５１は、回転テーブル３１と同様の材質とする。窓部材５２は、筒状体５１の水平断面と略相似形の石英等の誘電体の平板である。この窓部材５２は、筒状体５１の開口を塞ぐように設けられ、チャンバ２０内の酸素ガスを含むプロセスガスＧ２が導入される処理空間５９と筒状体５１の内部とを仕切る。処理空間５９は、膜処理部５０において、回転テーブル３１と筒状体５１の内部との間に形成される空間である。この処理空間５９を回転テーブル３１によって循環搬送されるワーク１０が繰り返し通過することで酸化処理が行われる。尚、窓部材５２は、アルミナ等の誘電体であってもよいし、シリコン等の半導体であってもよい。

【0041】

アンテナ５３は、コイル状に巻回された導電体であり、窓部材５２によってチャンバ２０内の処理空間５９とは隔離された筒状体５１内部空間に配置され、交流電流が流されることで電界を発生させる。アンテナ５３から発生させた電界が窓部材５２を介して処理空間５９に効率的に導入されるように、アンテナ５３は窓部材５２の近傍に配置されることが望ましい。アンテナ５３には、高周波電圧を印加するＲＦ電源５４が接続されている。ＲＦ電源５４の出力側には整合回路であるマッチングボックス５５が直列に接続されている。マッチングボックス５５は、入力側及び出力側のインピーダンスを整合させることで、プラズマの放電を安定化させる。

【0042】

プロセスガス導入部５８の配管５７は、プロセスガスＧ２の供給源に接続されてチャンバ２０を気密に貫通してチャンバ２０の内部に延び、その端部がガス導入口５６として開口している。ガス導入口５６は、窓部材５２と回転テーブル３１との間の処理空間５９に開口し、プロセスガスＧ２を導入する。プロセスガスＧ２は、例えば、酸素又は窒素を含む。プロセスガスＧ２は、酸素ガス又は窒素ガスの他、アルゴンガス等の不活性ガスを含んでいても良い。

【0043】

このような膜処理部５０では、ＲＦ電源５４からアンテナ５３に高周波電圧が印加される。これにより、アンテナ５３に高周波電流が流れ、電磁誘導による電界が発生する。電界は、窓部材５２を介して、処理空間５９に発生し、プロセスガスＧ２の誘導結合プラズマが発生する。このとき、プロセスガスＧ２もイオン化し、イオンがワーク１０上の膜に衝突し、膜を構成する原子と結合する。プロセスガスＧ２が酸素を含む場合は、膜処理部５０は、ワーク１０上の膜を酸化させる。プロセスガスＧ２が窒素を含む場合は、膜処理部５０は、ワーク１０上の膜を窒化させる。

【0044】

（監視区画）
膜厚の監視について更に詳細に説明する。図４は、成膜装置１００が備える監視部６０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、成膜装置１００は、ワーク１０に形成された膜厚を検出する監視部６０を備えている。監視部６０は、監視区画６に配置された検出窓６５を構成要素として含み、検出窓６５を介してワーク１０に光を照射し、ワーク１０からの反射光を検出窓６５を介して取得し、当該反射光を解析して膜厚を検出する。監視部６０が検出した膜厚を制御装置８０が目標膜厚と比較し、成膜続行か成膜終了かを判断し、判断結果に基づいて成膜装置１００の各要素を制御する。この監視部６０は、検出窓６５に加えて、投光部６２、伝送部６４、分光部６３及び解析部６１を備えている。

【0045】

投光部６２は光源である。この投光部６２が出射した光が検出窓６５を透過し、ワーク１０に到達する。例えば、光の波長帯は、２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲であり、波長が４００ｎｍ以下の紫外光を出射するようにしてもよい。この投光部６２としては、例えばキセノンランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられ、水銀キセノンランプであれば紫外光領域の光を照射することができ、且つ、光束を大きくすることができる。

【0046】

分光部６３は、検出窓６５を透過したワーク１０からの反射光を各波長の光に分けることで、反射光のスペクトラムを得る。典型的には、この分光部６３はプリズム又は回折格子である。解析部６１は、分光部６３を経た反射光のスペクトラムを解析して、ワーク１０上の膜厚を検出する。この解析部６１は、分光部６３で分けられた各波長の光を個別に受光するＣＣＤやＣＭＯＳ等の各受光素子と、ＣＰＵ等のプロセッサを含む。

【0047】

解析部６１は、光学的な測定方法であれば各種公知の膜厚検出方法を適用できるが、例えばピークバレー法（ＰＶ法）により膜厚を検出する。膜表面の反射光とワーク１０の表面の反射光には光路差が生じている。この光路差が、ある波長の整数倍のとき、ワーク１０の表面での反射光と膜表面での反射光の干渉光のうち、その波長成分の光は位相が合って強め合う方向で加算され、位相が１／２波長ずれた波長成分の光は打ち消し合う方向で減算される。解析部６１はこれら波長を特定し、２ｎｄ＝ｉλ（ｄは膜厚、ｉは整数、λは特定された波長）から膜厚を検出する。

【0048】

伝送部６４は、投光部６２と検出窓６５との間、及び検出窓６５と分光部６３との間に配設される。この伝送部６４は、一方端部から入射した投光部６２の光を、他方端部側にある検出窓６５に向けて導光する。また伝送部６４は、検出窓６５を透過したワーク１０からの反射光を他方端部で受け取り、分光部６３に向けて導光する。このような伝送部６４としては例えば光ファイバが挙げられるが、これに限らず、レンズやミラー等の各種光学部品を含んだ光学系であってもよい。

【0049】

図５は、監視部６０の設置態様を示す模式図である。図５に示すように、監視区画６には、チャンバ２０の天井２０ａに筒状の筐体６７が取り付けられている。筐体６７は、天井２０ａから回転テーブル３１のワーク１０が設置される設置面３１１に向けて延びている。筐体６７は、設置面３１１側の開口端がホルダ６６によって閉じられている。検出窓６５は、封止部材を介してこのホルダ６６に保持されている。検出窓６５はホルダ６６に保持されることで、回転テーブル３１の設置面３１１と間隔を隔てつつ、設置面３１１と対面している。

【0050】

検出窓６５は、設置面３１１において、回転テーブル３１で移動するワーク１０が描く軌跡と対面している。その中でも、良好なＳ／Ｎ比となる光量の反射光を取得するために、検出窓６５は、回転テーブル３１の内周側に位置させておくことが好ましい。即ち、筐体６７を回転テーブル３１の内周側に取り付けておく。回転テーブル３１の内周側とは、回転テーブル３１の回転中心から外周縁までの半径Ｒに沿った線分の中点よりも、回転中心側である。回転テーブル３１の内周側は周速が遅い。そのため、良好なＳ／Ｎ比となる光量の反射光を取得する時間以上に、ワーク１０が検出窓６５の直下に滞在し続ける。

【0051】

伝送部６４は、筐体６７内に配置され、端部が検出窓６５に向けられている。この伝送部６４は筐体６７内を通ってチャンバ２０の天井２０ａから外部へ引き出されている。これら伝送部６４及び検出窓６５によれば、伝送部６４が伝送してきた光が検出窓６５を透過して、検出窓６５の直下を移動しているワーク１０に向かい、ワーク１０に向かった光がワーク１０の表面やワーク１０上に形成された膜で反射し、検出窓６５を透過して伝送部６４で伝送される。

【0052】

図６は、監視区画６を抜き出した拡大図である。図５及び図６に示すように、検出窓６５の周囲には板状部６８が取り付けられている。板状部６８は、検出窓６５を中心とする幅広のリング形状の板である。この板状部６８は、回転テーブル３１の設置面３１１と対向する対向面６８１を有する。この対向面６８１は、ホルダ６６の側周面を基端として、検出窓６５の周囲に拡がっており、回転テーブル３１の設置面３１１に沿って延在する。板状部６８は、好ましくは設置面３１１と平行に延びる。板状部６８に撓みが生じ難ければ、板状部６８の材質や厚みに特に限定はなく、例えば板状部６８として厚さ５ｍｍのアルミ板を用いてもよい。

【0053】

この板状部６８は、回転テーブル３１に搭載されたワーク１０の成膜面から間隔Ｈを空けて配置される。間隔Ｈは、通過するワーク１０が板状部６８に接触しない寸法以上で設定されるが、極力狭いほうが好ましく、例えば５ｍｍとすることができる。また、この間隔Ｈは、仕切り壁２２における回転テーブル３１側の端部とワーク１０の成膜面との間の間隔と同じとすることができる。また、板状部６８の長さＤ、即ち板状部６８の内周縁から外周縁までのリング径方向の幅は、スパッタ粒子、すなわちターゲットを構成する材料の分子の平均自由行程以上である。

【0054】

また、板状部６８の対向面６８１は、算術平均粗さＲａで４μｍ以上１４μｍ以下の表面粗さを有することが好ましい。ステンレス鋼（ＳＵＳ）製の板状部６８の対向面６８１は、算術平均粗さＲａで４μｍ以上１０μｍ以下の表面粗さを有することが更に好ましい。アルミニウム製の板状部６８の対向面６８１は、算術平均粗さＲａで６μｍ以上１４μｍ以下の表面粗さを有することが更に好ましい。この表面粗さの対向面６８１は、例えば粒度が♯２０以上♯６０以下程度の研磨材にてブラスト処理を行うことで形成できる。

【0055】

図７は、この板状部６８の作用を示す模式図である。検出窓６５の周囲には飛来粒子４２１が漂っている。飛来粒子４２１は、例えば成膜室４から漏れ出して漂うスパッタ粒子である。飛来粒子４２１は、検出窓６５に到達する前に、板状部６８と回転テーブル３１の設置面３１１により画成された狭くて長い空間を通り抜けなくてはならない。そのため、多くの飛来粒子４２１が検出窓６５に到達する前に、板状部６８に接触し、この板状部６８によって捕捉される。多くの飛来粒子４２１が板状部６８に阻まれて検出窓６５に到達できない。このように、板状部６８は、飛来粒子４２１を捕捉し、検出窓６５の汚れを抑制する。

【0056】

特に、板状部６８が飛来粒子４２１の平均自由行程以上の長さＤであれば、飛来粒子４２１の捕捉確率が高まり、検出窓６５の汚れがより抑制される。ワーク１０の成膜面から板状部６８までの間隔Ｈはごく狭い距離であり、間隔Ｈの間から検出窓６５に向かって斜めに入射する飛来粒子４２１であっても、板状部６８が平均自由行程以上の長さであれば途中で捕捉される可能性がより高まるためである。また、板状部６８の長さＤは、好ましくは２０ｃｍ超であり、より好ましくは３０ｃｍ以上である。本発明者が実験で確かめたところ、回転テーブル３１に搭載されたワーク１０の成膜面から板状部６８までの間隔Ｈが５ｍｍであり、板状部６８の長さＤが３０ｃｍであると、少なくとも３ヶ月間の間は検出窓６５の清掃が不要であった。

【0057】

また、板状部６８の対向面６８１には、算術平均粗さＲａで４μｍ以上１０μｍ以下の表面粗さを有している。そのため、板状部６８に接触した飛来粒子４２１が対向面６８１に付着する確率が高まる。更に、たとえ板状部６８の対向面６８１に付着しなくとも、対向面６８１が平滑な場合と比べて、飛来粒子４２１の反射方向がまちまちになる。即ち、検出窓６５とは異なる方向に反射する飛来粒子４２１が増える。従って、対向面６８１で捕捉できなかった飛来粒子４２１が検出窓６５に向けて反射する確率も小さくなる。従って、算術平均粗さＲａで４μｍ以上１０μｍ以下の表面粗さを有する対向面６８１は、検出窓６５に向けて入射する飛来粒子４２１を更に減らすことができる。

【0058】

また、図８、９を用いて説明するように、検出窓６５に向けて入射する飛来粒子４２１を更に減らすことができる。図８は、検出窓６５付近の拡大図である。図８に示すように、検出窓６５は外側端面６５１を有している。外側端面６５１は、回転テーブル３１の設置面３１１を臨む面であり、ワーク１０へ光を出射し、ワーク１０からの反射光が入射する面である。また、ホルダ６６は、検出窓６５の全周囲を包囲する包囲壁６６１を有している。検出窓６５は、この包囲壁６６１が画成する孔に嵌め込まれて、包囲壁６６１の内周面で全周囲が支持されている。

【0059】

包囲壁６６１は、外側端面６５１を覆わないように回転テーブル３１の設置面３１１に向けて延び、外側端面６５１よりも回転テーブル３１の設置面３１１側へ全周に亘って突出している。換言すると、外側端面６５１と回転テーブル３１の設置面３１１との間隔よりも、包囲壁６６１の端部と設置面３１１との間の間隔の方が狭い。要するに、外側端面６５１は、包囲壁６６１の先端部よりも引っ込んで位置している。

【0060】

検出窓６５の外側端面６５１は、検出窓６５の中心軸６５Ａに対して傾斜した傾斜面になっている。傾斜面となった外側端面６５１は、成膜室４が存在する方向、すなわち回転テーブル３１の内周側とは逆方向に向いている。換言すれば、回転テーブル３１の外周側を向くように外側端面６５１は傾斜している。監視区画６と成膜室４とが同一円周上に位置するときは、成膜室４に対して遠い方向が、回転テーブル３１の内周側に対して逆に向く方向である。飛来粒子４２１がより多く飛来してくる方向に露出する外側端面６５１の面積割合を少なくするために、外側端面６５１を回転テーブル３１の内周側とは逆に向けるものである。従って、外側端面６５１が１８０°反対を向くことが好ましいが、チャンバ２０の中心から外側に向かう半径方向を基準にして、１°でも回転テーブル３１の内周側とは逆の方向に向いていれば、成膜室４が同一円周上のどの位置に配置されたとしても、すべての成膜室４から遠ざかる方向に外側端面６５１を向けることができる。これにより、飛来粒子４２１がより多く飛来してくる方向に露出する外側端面６５１の面積割合は少なくなる。

【0061】

図９は、この包囲壁６６１と外側端面６５１との位置関係、及び外側端面６５１の向きに基づく作用を示す模式図である。図９に示すように、板状部６８に捕捉されずに検出窓６５付近に到達する飛来粒子４２１は確率的にゼロではない。しかし、検出窓６５の外側端面６５１は包囲壁６６１で囲まれる領域内に引っ込んでいる。そのため、検出窓６５に至るまでの通路は、板状部６８の外周縁から始まって、検出窓６５の直下で屈曲した迷路構造を有している。従って、飛来粒子４２１は、板状部６８と回転テーブル３１の設置面３１１との間を通過できたとしても、反射等によって検出窓６５に向けて進路変更できなければ、検出窓６５に到達できず、検出窓６５への飛来粒子４２１の付着がいっそう抑制されている。

【0062】

但し、解析に必要な十分な光量の反射光を得るために、検出窓６５から出射した光はワーク１０の一点に照射されることが好ましい。検出窓６５とワーク１０の表面とが長距離であると光が拡散するため、検出窓６５とワーク１０の表面との距離は４０ｍｍ程度が好ましい。また、包囲壁６６１の先端部の位置は、ワーク１０が通過可能な高さが限界となる。そうすると、外側端面６５１が包囲壁６６１の内側へ引っ込む距離（包囲壁６６１の先端部と外側端面６５１との間の距離）は、光学的には最大で４０ｍｍが好ましい。

【0063】

板状部６８と回転テーブル３１の設置面３１１との間で反射を繰り返す等して、包囲壁６６１で囲まれた領域に向けて急角度で飛来する飛来粒子４２１も存在し得る。しかし、外側端面６５１は、検出窓６５の中心軸６５Ａに対して傾斜し、飛来粒子４２１の発生源となる成膜室４がある方向とは逆方向を向いている。そのため、成膜室４側から飛来してきた飛来粒子４２１は、包囲壁６６１で囲まれた領域に向けて垂直に近い角度で外側端面６５１に向かわない限りは、外側端面６５１に入射できず、包囲壁６６１の内周面で捕捉される。従って、更に検出窓６５への飛来粒子４２１の付着がいっそう抑制されている。尚、包囲壁６６１の内周面も粗面化してもよい。粗面化した場合、包囲壁６６１の内周面で飛来粒子４２１が捕捉される確率が高まる。

【0064】

図８及び図９に示すように、検出窓６５の内側端面６５２、即ち外側端面６５１とは反対側の端面であって、筐体６７の内部空間に臨む端面については、検出窓６５の中心軸６５Ａと直交していても、斜交していてもよい。好ましくは、内側端面６５２は、検出窓６５の中心軸６５Ａに対して傾いている外側端面６５１と平行である。図８に示すように、伝送部６４を出射した光Ｌ１は、検出窓６５の中心軸６５Ａと平行であり、外側端面６５１と内側端面６５２とが平行であれば、検出窓６５を透過して出射するときには、検出窓６５の中心軸６５Ａに対して平行に戻り、ワーク１０に対して垂直に入射していく。また、ワーク１０からの反射光は、伝送部６４を出射した光と同じ光路を辿って伝送部６４に入射できる。

【0065】

しかも、図８に示すように、内側端面６５２が検出窓６５の中心軸６５Ａに対して傾いていれば、伝送部６４から出射して検出窓６５の内側端面６５２で反射する光Ｌ２は、例えば筐体６７の内周面に向かい、伝送部６４に戻り難く、ワーク１０の表面や膜表面からの反射光と干渉し難くなる。外側端面６５１も傾いているので、検出窓６５内を進行して外側端面６５１で反射する光Ｌ３も、例えば筐体６７の内周面やホルダ６６の内周面に向かい、伝送部６４に戻り難く、ワーク１０の表面や膜表面からの反射光と干渉し難くなる。従って、膜厚検出の精度が向上する。

【0066】

外側端面６５１や内側端面６５２で反射した光が伝送部６４に入射する方向以外の方向に向かわせるためには、外側端面６５１や内側端面６５２の傾斜角度が検出窓６５の中心軸６５Ａに対して１．５°以上４５°以下であることが好ましい。この範囲であれば、外側端面６５１や内側端面６５２で反射した光は伝送部６４に戻り難い。

【0067】

（効果）
このように、この成膜装置１００では、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と投光部６２と解析部６１とを備えている。検出窓６５は、搬送部３０によるワーク１０の搬送経路Ｌ上及び成膜室４外に配置され、膜厚検出のための光が透過する。このような監視部６０は、板状部６８を更に有するようにした。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の設置面３１１に沿って延在する。

【0068】

これにより、成膜部と検出窓６５との間には、板状部６８と回転テーブル３１の設置面３１１とで画成された空間が存在する。この空間を通過する多くの飛来粒子４２１は検出窓６５に到達するまでに、板状部６８に捕捉される。そのため、検出窓６５への飛来粒子４２１の付着を抑制できる。検出窓６５への飛来粒子４２１の付着が抑制されることで、ワーク１０上の膜厚検出精度が向上したり、検出窓６５の清掃頻度が下がって、成膜装置１００の稼働率が向上する。

【0069】

板状部６８は、検出窓６５の周囲に設置されていることが好ましい。検出窓６５の周囲に設置すれば、飛来粒子４２１を検出窓６５に到達させない効果を得るための板状部６８の面積を最小限度に抑えることができる。但し、成膜室４から漏れ出すスパッタ粒子が検出窓６５に至ることを抑制できればよく、スパッタ粒子が検出窓６５に至るルートに板状部６８を設置できればよい。即ち、板状部６８は、搬送経路Ｌにおいて成膜室４と検出窓６５との間に配置されていればよい。

【0070】

例えば、成膜室４を画成する仕切り壁２２の下端部に板状部６８が設けられるようにしてもよい。この場合、板状部６８は、仕切り壁２２を基端として、成膜室４の外側に向けて延びる。または、膜処理室５を画成する筒状体５１の下端部に板状部６８が設けられるようにしてもよい。この場合、板状部６８は、筒状体５１を基端として、膜処理室５の外側に向けて延びる。更に、監視区画６内に延びるようにしてもよい。

【0071】

また、板状部６８は検出窓６５の全周囲から放射状に拡がるリング状としたが、スパッタ粒子が検出窓６５に至るルートに板状部６８を設置できればよい。即ち、スパッタ粒子が飛来する方向が局所的であれば、板状部６８が局所的な方向に拡がるようにしてもよい。例えば、この成膜装置１００において、ロードロック部７０側から飛来してくる飛来粒子４２１が無いか少なければ、板状部６８は、膜処理室５側にのみ延びる形状でもよい。例えば半月状としてもよい。

【0072】

また、この板状部６８は、ターゲット４２を構成する材料の分子の平均自由行程以上の長さで、回転テーブル３１の設置面３１１に沿って延在するようにした。これにより、飛来粒子４２１が板状部６８に接触する確率が高まる。従って、板状部６８は、より多くの飛来粒子４２１を捕捉し、検出窓６５への付着をいっそう抑制することができる。

【0073】

また、板状部６８は、回転テーブル３１の設置面３１１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ようにした。これにより、飛来粒子４２１が板状部６８で反射することを抑制し、板状部６８に飛来粒子４２１が留まる確率が高まる。従って、板状部６８は、より多くの飛来粒子４２１を捕捉し、検出窓６５への付着をいっそう抑制することができる。

【0074】

また、検出窓６５は、回転テーブル３１の設置面３１１を臨み、投光部６２からの光がワーク１０に向けて出射する外側端面６５１を有し、外側端面６５１は、検出窓６５の中心軸６５Ａに対して傾斜し、回転テーブル３１の内周側とは逆の方向に向くようにした。これにより、飛来粒子４２１が多く飛来する方向に外側端面６５１が露出する面積割合が小さくなり、外側端面６５１に飛来粒子４２１が接触することが難しくなる。従って、検出窓６５への付着を抑制することができる。

【0075】

また、検出窓６５を保持するホルダ６６は、外側端面６５１を囲う包囲壁６６１を有し、外側端面６５１は、包囲壁６６１における設置面３１１に対向する端部よりも引っ込んだ位置にあるようにした。すなわち、ホルダ６６は、外側端面６５１と設置面３１１との間の間隔よりも、包囲壁６１１の端部と設置面３１１との間の間隔の方が狭くなるように検出窓６６を保持する。これにより、飛来粒子４２１は、検出窓６５付近に到達できても、包囲壁６６１に阻まれて外側端面６５１に接触することが難しくなる。従って、検出窓６５への付着を抑制することができる。

【0076】

また、検出窓６５は、回転テーブル３１の内周側に位置するようにした。回転テーブル３１の内周側は、周速が遅いので、ワーク１０に十分な光量の光を当てることができる。従って、良好なＳ／Ｎ比を達成でき、膜厚検出の精度があがる。

【0077】

尚、この成膜装置１００では、検出窓６５は、膜処理室５よりもワーク１０の搬送方向下流に位置するようにしたが、これに限られない。即ち、成膜装置１００によっては、成膜室４で化合物の粒子をワーク１０上に堆積させる場合もある。例えば、処理空間４１にプロセスガスＧ２も導入し、ターゲット４２から叩き出された粒子とプロセスガスＧ２中のイオンとが反応して化合物となり、この化合物をワーク１０上に堆積させる場合がある。この場合、膜処理室５は省略可能となり、監視区画６は成膜室４に隣接して配置される。従って、検出窓６５は、成膜室４よりもワーク１０の搬送方向下流に位置する。

【0078】

また、監視部６０は、ワーク１０から反射する光を検出窓６５を通じて取得し、解析部６１を用いてワーク１０から反射する光に基づいて膜厚を検出するようにした。但し、光学的な膜厚検出方法としてはこれに限られない。例えば、投光部６２からの光を出射する検出窓６５とは別に、ワーク１０を透過する光を透過させる検出窓６５を、回転テーブル３１を挟んで反対側に設置する。ワーク１０は透過性の材質であり、回転テーブル３１やトレイ３４についても透光性の部材で構成する。ワーク１０を透過する光を透過させる検出窓６５を含む光学系に分光部６３と解析部６１が設置される。解析部６１は、透過光のスペクトルを基に、分光透過率特性から膜厚を検出するようにしてもよい。

【0079】

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。更に、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

【0080】

成膜室４、膜処理室５、監視区画６がチャンバ２０の底部側にあり、成膜室４、膜処理室５、監視区画６と回転テーブル３１との上下関係が逆となっていてもよい。この場合、回転テーブル３１の設置面３１１は、回転テーブル３１が水平方向である場合に下方を向く面、つまり下面となる。成膜装置１００の設置面は、床面であっても、天井であっても、側壁面であってもよい。また、回転テーブル３１の配置は、水平に限らず垂直の配置でも傾斜した配置でもよい。また、回転テーブル３１の設置面３１１は、相反する両面に設けられるようにしてもよい。

【0081】

つまり、回転テーブル３１の回転平面の方向はどのような方向であってもよく、トレイ３４の位置、成膜部４０、膜処理部５０、検出窓６５の位置は、トレイ３４に保持されたワーク１０が成膜部４０及び膜処理部５０によって処理可能であり、検出窓６５により光照射が可能な位置であればよい。

【0082】

成膜装置１００では、膜処理部５０によって膜が酸化や窒化等の処理がされ、膜が化合物膜となることにより、膜の光透過性が高まり、膜厚検出が可能となる。成膜装置１００では、成膜室４において、プロセスガスを導入してスパッタ粒子を酸化又は窒化させつつ、ワーク１０上に成膜することもできる。この場合は、成膜室４で光透過性の高い化合物膜が成膜されており、膜処理部５０を排除し、成膜室４の搬送方向下流に監視区画６を設ければよい。即ち、本実施形態において、酸化や窒化等された化合物膜に対して膜厚検出を行うことができれば、膜処理室５の搬送方向下流に監視区画６を設ける構成に限定されない。

【0083】

また、上記実施形態では、監視部６０が検出した膜厚に基づいて成膜続行か成膜終了かを判断し、判断結果に基づいて成膜装置の各要素を制御するものとしたが、このようなフィードバック制御は全てのワーク１０の成膜処理に行われるものでなくてもよい。例えば、チャンバ２０内に複数回、ワーク１０を搬入して同じ成膜処理を行う場合、初回に搬入されるワーク１０に対しては、フィードバック制御を行い、２回目以降に搬入されるワーク１０に対しては、初回でかかった成膜時間に基づいて成膜続行か成膜終了かを判断し、成膜装置の各要素を制御してもよい。即ち、本実施形態においては、任意の時点でチャンバ２０内に搬入されるワーク１０に成膜される膜厚を検出できればよく、全てのワーク１０の膜厚を検出する構成に限定されない。

【符号の説明】

【0084】

１０ ワーク
２０ チャンバ
２０ａ 天井
２０ｂ 内底面
２０ｃ 内周面
２１ 排気口
２２ 仕切り壁
３０ 搬送部
３１ 回転テーブル
３１１ 設置面
３２ モータ
３３ 保持部
３４ トレイ
４ 成膜室
４０ 成膜部
４１ 処理空間
４２ ターゲット
４２１ 飛来粒子
４３ バッキングプレート
４４ 電極
４６ 電源部
４７ ガス導入口
４８ 配管
４９ スパッタガス導入部
５ 膜処理室
５０ 膜処理部
５１ 筒状体
５２ 検出窓材
５３ アンテナ
５４ ＲＦ電源
５５ マッチングボックス
５６ ガス導入口
５７ 配管
５８ プロセスガス導入部
５９ 処理空間
６ 監視区画
６０ 監視部
６１ 解析部
６２ 投光部
６３ 分光部
６４ 伝送部
６５ 検出窓
６５１ 外側端面
６５２ 内側端面
６５Ａ 中心軸
６６ ホルダ
６６１ 包囲壁
６７ 筐体
６８ 板状部
６８１ 対向面
７０ ロードロック部
８０ 制御装置
９０ 排気部
１００ 成膜装置
Ｇ１ スパッタガス
Ｇ２ プロセスガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】