(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を収納する材料受け部を有するハースと、
前記材料受け部に収納された前記成膜材料に電子ビームを照射するビーム源と、前記ビーム源の動作を制御し、かつ前記ビーム源に流れる単位時間当たりのビーム電流量を計測および積算して、前記成膜材料への前記電子ビームの照射が開始されてからのビーム電流量積算値を算出する制御部と、を有するビームコントローラと、
所定の膜厚となる時間までのビーム電流量積算値と、前記所定の膜厚となる時間までの成膜材料消費量との対応関係が予め入力されており、前記制御部により算出されたビーム電流量積算値から、前記対応関係に基づいて成膜材料消費量を算出し、当該成膜材料消費量に対応した成膜材料補給量を算出する成膜材料補給量算出部と、
前記成膜材料を貯蔵する貯蔵部と、前記成膜材料を保持する保持部および前記保持部を駆動して前記成膜材料を前記材料受け部に供給する駆動部を備えた成膜材料供給機構と、を有する成膜材料供給部と、
前記材料受け部への成膜材料供給量を計測する成膜材料供給量計測部と、
前記ハースと、前記ビーム源と、前記成膜材料供給部と、前記成膜材料供給量計測部と、を収納し、かつ内部を減圧状態に維持可能な第１の筺体と、
前記成膜材料補給量および前記成膜材料供給量の情報に基づき、前記ハースと、前記ビームコントローラと、前記成膜材料供給部と、の動作を制御するコントローラと、を有することを特徴とする、成膜装置。
【請求項２】
前記第１の筺体内に配置され、前記成膜材料供給部と、前記成膜材料供給量計測部と、を収納する第２の筺体を有することを特徴とする、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記成膜材料供給量計測部が、光電センサであることを特徴とする、請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第２の筺体内に配置され、前記成膜材料供給機構の駆動部および前記光電センサの検知部を収納し、内部を大気圧に維持可能な第３の筺体と、を有することを特徴とする、請求項３に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜材料に電子ビームを照射して加熱することにより気化させ、気化した成膜材料を基材上に堆積させることにより、薄膜を成形する成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、種々のデバイスの高性能化、小型化には、薄膜成形技術が幅広く用いられている。薄膜の生産性を高めるには、長時間に亘って安定して成膜できる成膜装置が必要である。【０００３】
その一例として、特開２０１１−１０５９６６号公報（特許文献１）には、ハースの材料受け部上の成膜材料量を常に一定として、安定した蒸着を可能とした成膜装置が提案されている。【０００４】
特許文献１に記載の成膜装置１０１を図８に示す。成膜装置１０１は、成膜材料１１２を電子ビーム１３４で加熱、溶融して、被成膜部材１４０上に蒸着させる電子ビーム蒸着装置である。成膜材料１１２は、回転軸１２９により回転する円板状のハース１２５の、同心円状にくり抜かれた材料受け部１２６に収容されている。【０００５】
この成膜材料１１２は、成膜に伴う加熱、蒸発により消費されるため、成膜装置１０１には、ハース１２５の材料受け部１２６に成膜材料１１２を補給する成膜材料供給装置１０９が連結されている。【０００６】
この成膜材料供給装置１０９は、必要量の成膜材料を貯蔵する材料ホッパー１１０と、材料フィーダ１１３と、材料受け部１２６内の成膜材料１１２の量を監視するカメラ装置１１８と、制御部１４３とを備えている。【０００７】
制御部１４３は、カメラ装置１１８から得られた成膜材料１１２の画像を予め設定した画像と比較することにより、成膜材料１１２の量を判別し、材料フィーダ１１３から材料受け部１２６への成膜材料１１２の補給量を制御している。【０００８】
成膜装置１０１において、ハース１２５上で成膜材料１１２が供給される位置と、電子ビーム１３４の照射位置とは、ハース１２５の回転軸１２９に対して対称な位置にある。すなわち、成膜材料供給装置１０９から材料受け部１２６に補給された成膜材料１１２は、ハース１２５の回転によって電子ビーム１３４の照射位置まで搬送された後、電子ビーム１３４が照射されて蒸発する。【０００９】
特許文献１では、成膜装置１０１は、上記の構成により、電子ビームが照射される位置における材料受け部１２６内の成膜材料１１２の量を一定とすることができ、長時間に亘って安定した成膜を実現することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１０５９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の成膜装置１０１では、成膜材料１１２の量の監視に、高解像度の高額なカメラ装置１１８が必要となるため、成膜装置１０１の製造コストが高くなってしまう。【００１２】
また、成膜装置１０１内の真空度を維持しつつ、成膜装置１０１への取り付けを高精度で行なう必要があるため、カメラ装置１１８のマウンタなどに特別な部品が必要となる。また、組み付けのための複雑な機構も必要となる。【００１３】
さらに、成膜材料１１２の形態および量によっては、材料受け部１２６内の成膜材料１１２の量が、カメラ装置１１８により得られた画像情報からは判別し難く、成膜材料１１２の補給量にばらつきが生じる可能性がある。【００１４】
そこで、この発明の目的は、低コストで製造できる簡便な構造を有し、成膜材料の補給量のばらつきを抑制できる成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明では、低コストで製造できる簡便な構造を有し、成膜材料の補給量のばらつきを抑えることができる成膜装置を提供するため、成膜材料の補給量を決定する機構についての改良が図られる。【００１６】
この発明に係る成膜装置は、ハースと、ビームコントローラと、成膜材料補給量算出部と、成膜材料供給部と、成膜材料供給量計測部と、第１の筺体と、コントローラと、を有する。【００１７】
ハースは、成膜材料を収納する材料受け部を有する。
ビームコントローラは、ビーム源と、制御部と、を有する。ビーム源は、材料受け部に収納された成膜材料に電子ビームを照射する。制御部は、ビーム源の動作を制御し、かつビーム源に流れる単位時間当たりのビーム電流量を計測および積算して、成膜材料への電子ビームの照射が開始されてからのビーム電流量積算値を算出する。【００１８】
成膜材料補給量算出部には、所定の膜厚となる時間までのビーム電流量積算値と、所定の膜厚となる時間までの成膜材料消費量との対応関係が予め入力されている。また、成膜材料補給量算出部は、ビームコントローラの制御部により算出されたビーム電流量積算値が伝達され、上記の対応関係に基づいて成膜材料消費量を算出し、成膜材料消費量に対応した成膜材料補給量を算出する。【００１９】
成膜材料供給部は、成膜材料を貯蔵する貯蔵部と、成膜材料を保持する保持部および保持部を駆動して成膜材料を材料受け部に供給する駆動部を備えた成膜材料供給機構と、を有する。【００２０】
成膜材料供給量計測部は、材料受け部への成膜材料供給量を計測する。
第１の筺体は、内部を減圧状態に維持可能であり、ハースと、ビーム源と、成膜材料供給部と、成膜材料供給量計測部と、を収納する。【００２１】
コントローラは、成膜材料供給量および成膜材料投入量の情報に基づき、ハースと、ビームコントローラと、成膜材料供給部と、の動作を制御する。【００２２】
上記の成膜装置では、ビーム電流量積算値と、成膜材料消費量との対応関係が予め求められており、成膜材料補給量算出部に入力されている。そして、成膜材料補給量算出部は、その対応関係に基づいて、成膜材料への電子ビームの照射が開始されてからのビーム電流量積算値から成膜材料消費量を算出し、成膜材料消費量に対応した成膜材料補給量を算出するようにしている。【００２３】
そのため、高額なカメラ装置を用いて、材料受け部内の成膜材料の量を監視する必要がない。したがって、カメラ装置のマウンタなどの特別な部品が不要となる。また、組み付けのための複雑な機構も不要となる。【００２４】
すなわち、成膜装置が、低コストで製造できる簡便な構造となる。また、成膜材料補給量をカメラ装置により得られた画像情報に基づいて決定することがないため、成膜材料の補給量のばらつきを抑制できる。【００２５】
さらに、成膜材料を安定して補給できるため、長時間の連続運転を行なうことが可能となる。【００２６】
この発明に係る成膜装置は、第１の筺体内に配置され、成膜材料供給部と、成膜材料供給量計測部と、を収納する第２の筺体を有する構造としてもよい。【００２７】
上記の成膜装置では、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部が、第２の筺体内に収納されている。したがって、成膜装置を長時間に亘って連続運転した場合でも、第１の筺体内に滞留した成膜材料の蒸気は、特に高い精度で組み付ける必要のない第２の筺体に付着し、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部に付着することがない。【００２８】
すなわち、第２の筺体を洗浄する必要が生じた場合でも、第２の筺体を取り外し、酸によるエッチングなどで洗浄した後、再び成膜装置に組み付けることにより、容易に洗浄作業を行なうことができる。【００２９】
また、成膜装置から取り外して再び組み付けるのは、単純な構造を有する第２の筺体のみであるため、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部の動作に影響を及ぼす不具合が発生することがない。【００３０】
さらに、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部が、直に電子ビームの熱にさらされることがないため、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部にかかる熱的負荷を低減できる。【００３１】
すなわち、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部の寿命、延いては成膜装置の寿命を延ばすことができる。【００３２】
この発明に係る成膜装置は、成膜材料供給量計測部として、光電センサを用いてもよい。【００３３】
上記の成膜装置では、成膜材料供給量計測部として、光電センサを用いているため、非接触で成膜材料供給量を計測することができる。【００３４】
光電センサには、反射型および透過型の２種類がある。成膜材料は金属であるため、発光部から発せられた光を反射しやすく、反射型の光電センサの場合、検知部が反射光を確実に検知することができる。一方、成膜材料がペレット状または球状など所定の体積を有する形状であれば、発光部からの光を遮りやすく、透過型の光電センサの場合、検知部が遮光を確実に検知することができる。したがって、いずれの形態の光電センサを用いても、１個ずつ確実に供給量を計測できる。【００３５】
すなわち、成膜材料供給量を精度よく計測することができる。
この発明に係る成膜装置は、第２の筺体内に配置され、成膜材料供給機構の駆動部および光電センサの検知部を収納し、内部を大気圧に維持可能な第３の筺体と、を有する構造としてもよい。【００３６】
上記の成膜装置では、内部を大気圧に維持可能な第３の筺体に成膜材料供給機構の駆動部および光電センサの検知部を収納している。したがって、成膜材料供給機構の駆動部および光電センサの検知部に、減圧下での使用を前提とした、高価な特殊品を用いる必要がない。【００３７】
すなわち、大気圧下での使用を前提とした安価な通常品を用いることができるため、成膜装置の製造コストが低減できる。また、減圧下での使用を前提とし、複雑な構造を有する特殊品を使用した場合に比べて、メンテナンスを容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明に係る成膜装置は、ビーム電流量積算値と、成膜材料消費量との対応関係が予め求められており、成膜材料補給量算出部に入力されている。そして、成膜材料補給量算出部は、その対応関係に基づいて、成膜材料への電子ビームの照射が開始されてからのビーム電流量積算値から成膜材料消費量を算出し、成膜材料消費量に対応した成膜材料補給量を算出するようにしている。その結果、高解像度の高額なカメラ装置が不要となり、成膜装置の構造を簡便にでき、かつ製造コストを下げることができる。【００３９】
また、成膜材料補給量をカメラ装置により得られた画像情報に基づいて決定することがないため、成膜材料の補給量のばらつきを抑制ができる。さらに、成膜材料を安定して補給できるため、長時間の連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る成膜装置１の断面図である。
【図２Ａ】図１に示した成膜装置１における成膜材料供給部９の主要部を拡大した断面図であり、成膜材料供給機構１３が停止している状態を示す断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した成膜装置１における成膜材料供給部９の主要部を拡大した断面図であり、成膜材料供給機構１３が動作し、成膜材料１２が搬送されている状態を示す断面図である。
【図２Ｃ】図１に示した成膜装置１における成膜材料供給部９の主要部を拡大した断面図であり、成膜材料供給機構１３の動作が完了し、材料受け部２６に成膜材料１２を落下させた状態を示す断面図である。
【図３】所定の膜厚ｄnとなる時間までの単位時間当たりのビーム電流量Ｉ1〜Ｉnのヒストグラムである。
【図４】種々の膜厚におけるビーム電流量積算値Ｓ1〜Ｓnに対する、成膜材料消費量をプロットし、その結果を回帰分析して得られたビーム電流量積算値と成膜材料消費量との関係式を示すグラフである。
【図５】この発明の第１の実施形態に係る成膜装置１のブロック線図である。
【図６】この発明の第１の実施形態に係る成膜装置１の動作の流れを表すフローチャートである。
【図７】この発明の第２の実施形態に係る成膜装置１の成膜材料供給部５９および成膜材料供給量計測部６８の断面図である。
【図８】背景技術の成膜装置１０１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
−第１の実施形態−
この発明の第１の実施形態に係る成膜装置１について、図１および図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃを用いて説明する。
【００４２】
図１は、この発明の第１の実施形態に係る成膜装置１の断面図である。また、図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃは、図１に示した成膜装置１における成膜材料供給部９の主要部を拡大し、その動作状態に応じて説明した断面図である。
【００４３】
成膜装置１は、第１の筺体２と、成膜材料供給部９と、成膜材料供給量計測部１８と、ハース２５と、ビームコントローラ３１と、成膜材料補給量算出部４２と、コントローラ４３と、を有する。
【００４４】
第１の筺体２には、真空ポンプ３に接続される排気管４と、真空計５と、ハーメチックコネクタ６と、磁性流体シール７、８と、ビームコントローラ３１と、膜厚計４１と、が配設されている。
【００４５】
第１の筺体２の内部は、排気管４を介して真空ポンプ３により減圧され、第１の筺体２の内部の真空度は真空計５で計測される。
【００４６】
ハーメチックコネクタ６は、成膜材料供給部９における成膜材料供給機構１３の駆動部１７および成膜材料供給量計測部１８の検知部１９と、第１の筺体２外のコントローラ４３と、から引き出されている信号ラインを接続している。
【００４７】
磁性流体シール７は、ハース回転部２４の駆動部２８に接続され、ハース２５を回転させる回転軸２７の周側面の一部を囲むように配置されている。
【００４８】
磁性流体シール８は、シャッター回転部３５の駆動部３８に接続され、シャッター３６を回転させる回転軸３７の周側面の一部を囲むように配置されている。
【００４９】
第１の筺体２の気密性は、ハーメチックコネクタ６および磁性流体シール７、８により維持されている。
【００５０】
ビームコントローラ３１は、ビーム源３２および制御部３３と、を有する。ビーム源３２は、後述のハース２５に設けられた材料受け部２６に収納された成膜材料１２に電子ビーム３４を照射し、成膜材料１２を気化させる。制御部３３は、ビーム源３２の動作を制御し、かつビーム源３２に流れるビーム電流量を計測および積算して、後述のビーム電流量積算値を算出する。
【００５１】
ビームコントローラ３１の制御部３３は、成膜材料補給量算出部４２と接続され、また、成膜材料補給量算出部４２はコントローラ４３と接続されている。したがって、制御部３３には、成膜材料補給量算出部４２を介して、コントローラ４３からの動作指令が伝達される。すなわち、ビームコントローラ３１の動作は、コントローラ４３により制御されている。
【００５２】
膜厚計４１は、支持部３９によって支持されている被成膜部材４０上に蒸着された成膜材料１２の膜厚を計測する。
【００５３】
成膜材料供給部９は、貯蔵部１０と、成膜材料供給機構１３と、を有する。貯蔵部１０は、内筒１１を有し、内筒１１の内部に成膜材料１２を貯蔵する。第１の実施例において、成膜材料１２は、ペレット状である。したがって、貯蔵部１０は、ペレット状の成膜材料１２を連続的に供給しやすい、内筒１１の内部に成膜材料１２が連続的に詰め込まれたカートリッジ状となっている。
【００５４】
成膜材料供給機構１３は、保持部１４と、回転軸１５と、ガイド１６（図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃ参照）と、駆動部１７と、を有する。第１の実施例において、保持部１４は、成膜材料１２の形状に対応した凹部１４ａ〜１４ｄが、円柱の外周面に４箇所形成されたものである。
【００５５】
保持部１４は、それらの凹部１４ａ〜１４ｄに成膜材料１２を収納することにより、成膜材料１２を保持する。また、保持部１４は、貯蔵部１０の内筒１１の一方端部を閉塞するように配置されている。
【００５６】
回転軸１５は、保持部１４と駆動部１７とを接続する。ガイド１６は、保持部１４が回転した際に、凹部１４ａ〜１４ｄに収納されている成膜材料１２が、意図しない位置で落下するのを防止するため、保持部１４の外周面近傍を覆うように配置されている。駆動部１７は、保持部１４を駆動して、下記のように成膜材料１２をハース２５に設けられた材料受け部２６に供給する。
【００５７】
駆動部１７は、前述のハーメチックコネクタ６を介してコントローラ４３と接続されている。したがって、駆動部１７には、コントローラ４３からの動作指令が伝達される。すなわち、成膜材料供給機構１３の動作は、コントローラ４３により制御されている。
【００５８】
成膜材料供給機構１３の動作について、図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃを参照して説明する。
成膜材料供給機構１３が停止している状態では、図２Ａに示すように、保持部１４に設けられた凹部１４ａ〜１４ｄは、それぞれ時計の０時、３時、６時、および９時の位置にある。前述のように、保持部１４は、貯蔵部１０の内筒１１の一方端部を閉塞するように配置されているため、０時の位置の凹部１４ａ上に成膜材料１２が積み重なり、３時の位置の凹部１４ｂに成膜材料１２が収納された状態となっている。
【００５９】
成膜材料供給機構１３が動作している状態では、図２Ｂに示すように保持部１４は駆動部１７によって、時計回りに回転する。保持部１４の回転に伴い、凹部１４ｂに収納されていた成膜材料１２が、およそ６時の位置にまで搬送される。
【００６０】
その際、保持部１４の外周面の一部１４ｅは、内筒１１の内部に積み重なっている成膜材料１２が落下しないように、一番下にある成膜材料１２を下方から支えている。また、カバー１６は、前述のように成膜材料１２の落下を防止している。
【００６１】
図２Ｃに示すように成膜材料１２が時計のおよそ６時の位置にまで搬送されると、成膜材料１２は、矢印で示したように、カバー２９に設けられた開口部３０を通って、ハース２５の材料受け部２６内に落下する。
【００６２】
なお、カバー２９は、落下した成膜材料１２が跳ね上がらないようにするためのものであり、ハース２５の上方に設けられている。
【００６３】
成膜材料供給量計測部１８は、落下してくる成膜材料１２の個数を計測するためのものであり、検知部１９と、発光部２０と、を有し、両者が一体となっている反射型の光電センサが用いられている。発光部２０から発せられた光は、落下してくる成膜材料１２により反射され、その反射光が検知部１９に入射することにより、成膜材料１２の個数が計測される。
【００６４】
成膜材料１２は、ペレット状の金属であり、など光を反射しやすい形態および材質であるため、このような光電センサを用いることにより、非接触で成膜材料供給量を精度よく計測することができる。
【００６５】
なお、第１の実施例においては、成膜材料供給量計測部１８として、反射型の光電センサが用いられている場合について説明したが、検知部１９と、発光部２０とが別体となっている透過型の光電センサを用いてもよい。その場合、発光部２０は、後述の第２の筺体２１の内部で、発光部２０により発せられ、検知部１９に入射している光が、落下してくる成膜材料１２によって遮られるような位置に設置することができる。
【００６６】
検知部１９は、前述のハーメチックコネクタ６を介してコントローラ４３と接続されている。したがって、検知部１９にコントローラ４３からの動作指令が伝達される。すなわち、成膜材料供給量計測部１８の動作は、コントローラ４３により制御されている。さらに、成膜材料供給量の計測結果の情報は、コントローラ４３に伝達される。
【００６７】
成膜材料供給部９および成膜材料供給量計測部１８は、第１の筺体２の内部に配置されている第２の筺体２１の内部に収納されている。第２の筺体２１には、開口部２２、２３が設けられている。
【００６８】
開口部２２は、成膜材料供給機構１３の駆動部１７と、ハーメチックコネクタ６と、を接続する信号ラインを通すためのものである。また、開口部２３は、成膜材料供給量計測部１８の検知部１９と、ハーメチックコネクタ６と、を接続する信号ラインを通すためのものである。
【００６９】
第２の筺体２１は、成膜装置１を長時間に亘って連続運転した場合に、第１の筺体２内に滞留した成膜材料１２の蒸気を、成膜材料供給部９および成膜材料供給量計測部１８に付着させないようにしている。
【００７０】
第１の筺体２内に滞留した成膜材料１２の蒸気は、第２の筺体２１に付着し、そこで薄膜となるが、ある程度の着膜が認められた場合、第２の筺体２１を取り外して洗浄するようにすれば、第２の筺体２１から薄膜が剥離することはない。したがって、第１の筺体２内は、異物のない、清浄な状態に保たれる。
【００７１】
また、成膜装置から取り外して再び組み付けるのは、単純な構造を有する第２の筺体のみであるため、成膜材料供給部および成膜材料供給量計測部の動作に影響を及ぼす不具合が発生することはない。
【００７２】
さらに、成膜材料供給部９および成膜材料供給量計測部１８を、電子ビームの熱から守り、熱的負荷を低減させている。
【００７３】
ハース回転部２４は、ハース２５と、回転軸２７と、駆動部２８と、を有する。第１の実施例において、ハース２５は、円板状となっている。また、ハース２５は、成膜材料１２を収納する凹部である材料受け部２６を有している。材料受け部２６は、ハース２５と同心円状になるように複数配列されている。なお、材料受け部２６には、ハースとは別体のハースライナ（不図示）を設けてもよい。
【００７４】
ハース２５は、回転軸２７によって、駆動部２８と接続されており、駆動部２８はコントローラ４３と接続されている。したがって、駆動部２８には、コントローラ４３からの動作指令が伝達される。すなわち、ハース２５の動作は、コントローラ４３により制御されている。
【００７５】
シャッター回転部３５は、シャッター３６と、回転軸３７と、駆動部３８と、を有する。シャッター３６は、回転軸３７によって、駆動部３８と接続されており、駆動部３８はコントローラ４３と接続されている。したがって、駆動部３８には、コントローラ４３からの動作指令が伝達される。すなわち、シャッター３６の動作は、コントローラ４３により制御されている。
【００７６】
成膜材料補給量算出部４２には、所定の膜厚となる時間までのビーム電流量積算値と、所定の膜厚となる時間までの成膜材料消費量との対応関係が予め入力されている。この対応関係について、図３、４を用いて説明する。
【００７７】
図３は、ビームコントローラ３１において、成膜材料への電子ビームの照射が開始されてから所定の膜厚ｄnとなる時間までに、ビーム源３２に流れる単位時間当たりのビーム電流量Ｉ1〜Ｉnのヒストグラムである。
【００７８】
ビーム電流量積算値Ｓnは、この単位時間当たりのビーム電流量Ｉ1〜Ｉnを、制御部３３で積算することにより得られる。すなわち、ビーム電流量積算値Ｓnは、図３に示されているヒストグラムの総面積（斜線部）であり、下式（１）で表される。
【００７９】
【数１】
0005910797.tif 000002
【００８０】
なお、ビーム源３２に流れる単位時間当たりのビーム電流量Ｉ1〜Ｉnは、制御部３３に設けられているログ機能によって、データを取得および格納し、膜厚ｄnは、膜厚計３６により測定することができる。
【００８１】
この膜厚ｄnを、例えば成膜材料１２の供給量を変更することにより種々の厚さ（ｄ1、ｄ2、ｄ3、・・・）に設定し、それに対応したビーム電流量積算値Ｓn（Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、・・・）を測定する。
【００８２】
図４は、所定の膜厚ｄ1、ｄ2、ｄ3、・・・となる時間までに要したビーム電流量積算値Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、・・・に対する成膜材料消費量をプロットしたグラフである。また、その結果を回帰分析した結果を下式（２）に示す。
【００８３】
【数２】
0005910797.tif 000003
【００８４】
回帰分析の結果から、ビーム電流量積算値と成膜材料消費量との間には、強い相関性があり、また上記の式で表される対応関係があることが分かる。
【００８５】
すなわち、この対応関係に基づいて、所定の誤差の範囲内で、ビーム電流量積算値から成膜材料消費量を算出できると考えられる。
【００８６】
成膜材料補給量算出部４２では、制御部３３から伝達されたビーム電流量積算値の情報から成膜材料消費量が算出され、さらにその成膜材料消費量に対応した成膜材料補給量が算出される。また、算出された成膜材料補給量の情報は、コントローラ４３に伝達される。
【００８７】
なお、第１の実施例においては、ビーム電流量積算値と成膜材料消費量との関係は直線的に変化していると見なすことができる。したがって、１次式として回帰分析することが適切と判断できるため、そのようにした場合の分析結果について示した。
【００８８】
一方、プロットした結果によっては、２次以上の高次の式、指数関数および対数関数などが、相関性を適切に表すと判断できる場合も考えられる。その場合には、そのような適切と考えられる他の式による回帰分析を行なってもよい。
【００８９】
以上で説明した各構成要素を有する成膜装置１の動作について、図５、６を用いて説明する。
【００９０】
図５は、成膜装置１におけるブロック線図を示した図である。成膜材料供給部９の駆動部１７と、成膜材料供給量計測部１８の検知部１９と、成膜材料補給量算出部４２と、ハース回転部２４の駆動部２８と、シャッター回転部３５の駆動部３８とは、それぞれコントローラ４３に接続されている。
【００９１】
また、ビームコントローラ３１の制御部３３は、成膜材料補給量算出部４２に接続されており、制御部３３は、成膜材料補給量算出部４２を介して、コントローラ４３に接続されている。
【００９２】
コントローラ４３には、検知部１９による成膜材料供給量の計測結果、および成膜材料補給量算出部４２による成膜材料補給量の情報が伝達される。コントローラ４３は、それらの情報に基づいて、成膜材料供給部９と、ハース回転部２４のハース２５と、シャッター回転部３５のシャッター３６と、ビームコントローラ３１の動作の要否を決定し、駆動部１７、３０、３８と、制御部３３に動作指令を伝達する。
【００９３】
すなわち、成膜材料供給部９と、ハース２５と、シャッター３６と、ビームコントローラ３１と、の動作は、コントローラ４３によって制御されている。
【００９４】
図６は、成膜装置１内における、情報、判定、指令および動作の流れを示すフローチャートである。
【００９５】
ステップＳ１０１では、ビームコントローラ３１の制御部３３は、ビーム電流量の測定および積算を行なう。この処理は、制御部３３に備えられているログ機能により行なわれる。
【００９６】
ステップＳ１０２では、制御部３３は、その時点までのビーム電流量積算値と、予め設定されている所定の値（基準値）と比較する。ビーム電流量積算値が基準値未満である場合、被成膜部材４０上に蒸着された成膜材料１２の膜厚が、所定の値になっておらず、成膜材料１２の消費が完了していないと判定される。したがって、ステップＳ１０１に戻り、ビーム電流量の測定および積算が継続される。
【００９７】
一方、ビーム電流量積算値が基準値以上である場合、被成膜部材４０上に蒸着された成膜材料１２の膜厚が、所定の値となっており、成膜材料１２の消費が完了したと判定される。したがって、ステップＳ１０３に進む。
【００９８】
ステップＳ１０３では、コントローラ４３は、ステップＳ１０２の結果を受けて、シャッター回転指令を発生させる。また、コントローラ４３は、シャッター回転部３５の駆動部３８に、シャッター回転指令を伝達する。駆動部３８は、その動作指令に基づき、シャッター３６を回転させ、被成膜部材４０上の蒸着がこれ以上進まないようにする。
【００９９】
ステップＳ１０４では、コントローラ４３は、ステップＳ１０２の結果を受けて、ビーム源３２の停止指令を発生させる。また、コントローラ４３は、ビームコントローラ３１の制御部３３に、ビーム源３２の停止指令を伝達する。制御部３３は、その動作指令に基づき、ビーム源３２を停止させる。
【０１００】
ステップＳ１０５では、成膜材料補給量算出部４２は、ステップＳ１０２の結果を受けて、予め入力されている対応関係と、制御部３３から伝達されたビーム電流量積算値の情報とから、成膜材料消費量を算出する。また、算出された成膜材料補給量の情報は、コントローラ４３に伝達される。
【０１０１】
ステップＳ１０６では、コントローラ４３は、ステップＳ１０５の結果を受けて、成膜材料供給部９の動作指令を発生させる。また、コントローラ４３は、成膜材料供給部９の駆動部１７に、動作指令を伝達する。駆動部１７は、その動作指令に基づき、保持部１４を回転させ、ハース２５に設けられた材料受け部２６に成膜材料１２を供給する。
【０１０２】
ステップＳ１０７では、成膜材料供給量計測部１８の検知部１９は、ステップＳ１０６の結果を受けて、材料受け部２６への成膜材料供給量を計測する。成膜材料供給量が算出された成膜材料補給量未満である場合、材料受け部２６内への成膜材料１２の補給が完了していないと判定される。したがって、ステップＳ１０６に戻り、成膜材料供給部９による成膜材料１２の供給が継続される。
【０１０３】
一方、成膜材料供給量が算出された成膜材料補給量となった場合、材料受け部２６内への成膜材料１２の補給が完了したと判定される。したがって、ステップＳ１０８に進む。
【０１０４】
ステップＳ１０８では、コントローラ４３は、ステップＳ１０７の結果を受けて、ハース回転部２４の動作指令を発生させる。また、コントローラ４３は、ハース回転部２４の駆動部２８に、動作指令を伝達する。駆動部２８は、その動作指令に基づき、ハース２５を回転させ、補給された成膜材料１２に、ビーム源３２からの電子ビーム３４が照射される位置に搬送する。
【０１０５】
ステップＳ１０９では、コントローラ４３は、ステップＳ１０８の結果を受けて、シャッター回転指令を発生させる。また、コントローラ４３は、シャッター回転部３５の駆動部３８に、シャッター回転指令を伝達する。駆動部３８は、その動作指令に基づき、シャッター３６を回転させ、被成膜部材４０への蒸着が可能な状態とする。
【０１０６】
ステップＳ１１０では、コントローラ４３は、ステップＳ１０９の結果を受けて、ビーム源３２の駆動指令を発生させる。また、コントローラ４３は、ビームコントローラ３１の制御部３３に、ビーム源３２の駆動指令を伝達する。制御部３３は、その動作指令に基づき、ビーム源３２を駆動させ、被成膜部材４０への蒸着を開始する。
【０１０７】
第１の実施形態に係る成膜装置１は、以上で説明した装置構成を有するため、高解像度の高額なカメラ装置が不要となり、成膜装置の構造を簡便にでき、かつ製造コストを下げることができる。
【０１０８】
また、成膜材料補給量をカメラ装置により得られた画像情報に基づいて決定することがないため、成膜材料の補給量のばらつきを抑制できる。さらに、成膜材料を安定して補給できるため、長時間の連続運転が可能となる。
【０１０９】
−第２の実施形態−
この発明の第２の実施形態に係る成膜装置１の要部について、図７を用いて説明する。その他の部分については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１０】
図７は、この発明の第２の実施形態に係る成膜装置１を構成する成膜材料供給部９および成膜材料供給量計測部１８の断面図である。
【０１１１】
第２の実施形態に係る成膜装置１は、第１の実施形態で説明した各構成要素に加え、第３の筺体４４をさらに有する。第３の筺体４４は、第２の筺体内２１に配置され、成膜材料供給機構１３の駆動部１７および成膜材料供給量計測部１８を収納する。
【０１１２】
成膜材料供給量計測部１８は、検知部１９と、発光部２０とが一体となっている反射型の光電センサである。一方、成膜材料供給量計測部１８として、検知部１９と、発光部２０とが別体となっている透過型の光電センサを用いることもできる。その場合は、検知部１９が第３の筺体４４内に収納されていればよい。
【０１１３】
第３の筺体４４には、ハーメチックコネクタ４５と、磁性流体シール４６と、ガラス窓４７と、が配設されており、内部が大気圧に維持可能となっている。
【０１１４】
ハーメチックコネクタ４５は、駆動部１７および検知部１９と、ハーメチックコネクタ６と、から引き出されている信号ラインを接続している。また、発光部２０から発せられた光は、ガラス窓４７を透過して落下してくる成膜材料１２により反射され、その反射光がガラス窓４７を透過して検知部１９に入射することにより、成膜材料１２の個数が計測される。
【０１１５】
第２の実施形態に係る成膜装置１は、以上で説明した装置構成を有するため、成膜材料供給機構１３の駆動部１７および光電センサの検知部１９に、減圧下での使用を前提とした高価な特殊品を用いる必要がない。
【０１１６】
すなわち、大気圧下での使用を前提とした安価な通常品を用いることができるため、成膜装置１の製造コストが低減できる。また、減圧下での使用を前提とし、複雑な構造を有する特殊品を使用した場合に比べて、メンテナンスを容易に行なうことができる。
【０１１７】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  成膜装置、２  第１の筺体、９  成膜材料供給部、１０  貯蔵部、１２  成膜材料、１３  成膜材料供給機構、１４  保持部、１７  駆動部、１８  成膜材料供給量計測部、２１  第２の筺体、２５  ハース、２６  材料受け部、３１  ビームコントローラ、３２  ビーム源、３３  制御部、３４  電子ビーム、４２  成膜材料補給量算出部、４３  コントローラ、４４  第３の筺体、４７  第４の筺体。
【図１】
0005910797.tif 000004
【図２Ａ】
0005910797.tif 000005
【図２Ｂ】
0005910797.tif 000006
【図２Ｃ】
0005910797.tif 000007
【図３】
0005910797.tif 000008
【図４】
0005910797.tif 000009
【図５】
0005910797.tif 000010
【図６】
0005910797.tif 000011
【図７】
0005910797.tif 000012
【図８】
0005910797.tif 000013