[发明专利]光学式膜厚测量装置及采用光学式膜厚测量装置的薄膜形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学式膜厚测量装置及采用光学式膜厚测量装置的薄膜形成装置，尤其是关于直接测定产品的膜厚并能够进行膜分布测定的光学式膜厚测量装置及采用光学式膜厚测量装置的薄膜形成装置。

背景技术

以往，一般来说，数码相机、投影仪和DVD等使用精密光学滤光片，这些精密光学滤光片的成膜采用溅射或真空蒸镀等PVD（物理蒸镀法）。另外，作为在基板的表面形成光学薄膜的技术，公知有CVD（化学气相沉积）等化学蒸镀。

在这样的薄膜形成技术的领域中，作为保持基板（基体）的基体保持单元的旋转机构之一，公知有转盘式的旋转机构。在转盘式的旋转机构中，在横截面形状为圆形或多边形的旋转滚筒（即，基体保持单元）的外周面上保持有多个基板（基体），在该状态下，旋转滚筒以旋转轴为中心旋转。像这样，在转盘式的薄膜形成装置中，由于在旋转滚筒的外周面上保持有基板（基体），所以，在旋转滚筒旋转期间，不存在停留在一个位置的状态的基板（基体），所有的基板（基体）以旋转轴为中心旋转。

因此，以光学方式测定膜厚等的薄膜的光学特性时，需要临时停止旋转滚筒的旋转然后对基板（基体）进行光学测定。对于这种测定方法，每当膜厚测定，薄膜形成工序必须停止，因此存在薄膜形成工序花费较多时间的不良情况。

为解决上述不良情况，考虑在旋转滚筒旋转的状态下实时地对膜厚进行光学测定。例如，考虑从旋转滚筒的外侧朝向基板（基体）投射测定光、并接受从基板（基体）反射出的反射光的方法。但是，在该方法中，如上所述，由于旋转滚筒旋转，所以入射到基板（基体）的光的角度随时变化，存在膜厚的准确测定变得困难的不良情况。

为解决上述的各课题，开发了经由旋转滚筒的为中空轴的旋转轴进行投射和受光的膜厚测量装置及具有该膜厚测量装置的薄膜形成装置。该膜厚测量装置具有：旋转滚筒，其具有为中空轴的旋转轴；配置在该旋转轴内的全反射镜；配置在旋转轴的轴延长线上的全反射镜；经由半透半反镜向配置在旋转轴延长线上的全反射镜照射测定光的光源；和经由该半透半反镜接受来自配置在旋转轴延长线上的全反射镜的反射光的受光器（例如，参照专利文献1）。

根据该膜厚测量装置，来自光源的测定光经由半透半反镜向配置在旋转轴延长线上的全反射镜照射。被照射在该旋转轴内的全反射镜上的测定光反射到被旋转滚筒保持的测定用玻璃（监视器基板）。另一方面，照射到测定用玻璃（监视器基板）的测定光同样地反射到全反射镜。该反射光经由半透半反镜向受光器照射。

这样，根据以往的薄膜形成装置，由于通过旋转滚筒的为中空轴的旋转轴引导测定光和反射光，所以，无论旋转滚筒是否旋转，都能够实时地对测定用玻璃的膜厚进行测定。

但是，在该膜厚测量装置中，经由设置在旋转轴内的单一的全反射镜进行测定光向测定用玻璃的照射和来自测定用玻璃（监视器基板）的反射光的反射，因此，从旋转轴的同一端部导入/导出测定光和反射光。因此，因旋转轴的抖动、振动等，测定光或反射光的强度变化，得到的膜厚值产生误差。

因此，为消除上述不良情况，本申请人已经提出了一种膜厚测定技术。该提出的技术是具有如下部件的技术：从旋转轴线的一方侧朝向基体保持单元的内部投射测定光的投射部；设置在基体保持单元的内部并且将从投射部投射出的测定光向基体反射的第一光反射部件；设置在基体保持单元的内部并且将从基体反射出的反射光向旋转轴线的另一方侧反射的第二光反射部件；接受被第二光反射部件反射出的反射光的受光部；以及基于由受光部接受的反射光运算在基体上形成的薄膜的膜厚的膜厚运算部（专利文献2）。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2000-088531号公报（第1～5页，图1、图2）

【专利文献2】日本特开2007-211311号公报

上述专利文献2提出的技术中，由于从旋转轴线的不同方向分别入射和出射测定光和反射光，所以能够得到误差少且精度高的膜厚值，尤其在测定由反射率低的材料形成的薄膜的膜厚的情况下，也能够期待以高灵敏度得到精度高的膜厚值等。

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述提出的技术中，测量多个基板时，由于使用了监视器基板，所以对配置在场所的不同位置的基板（相差120度的位置）进行测定。也就是说，由于监视器基板（监视器玻璃）和成膜的产品基板（工件的基板）之间在位置上或空间上不同，所以是间接的测量，监视器基板（监视器玻璃）和成膜的产品基板（工件的基板）之间存在差异，所以用预定的参数进行修正来测量膜厚。