(57)【要約】【課題】成膜中に基材ホルダの振動を間接的にかつ簡便に測定し得る真空成膜装置を提供する。【解決手段】真空雰囲気を保持するための真空チャンバＡと、該真空チャンバ内で基材８が装着される基材ホルダ１０ａと、該基材ホルダを回転させる基材回転装置２０とを備える真空成膜装置１００において、前記真空チャンバを介して前記基材ホルダの振動を測定するための圧電式加速度センサ２００を備えている。【選択図】  図１
2004176150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気を保持するための真空チャンバと、該真空チャンバ内で基材が装着される基材ホルダと、該基材ホルダを回転させる回転駆動手段とを備える真空成膜装置において、
前記真空チャンバを介して前記基材ホルダの振動を測定するための振動測定手段を備えていることを特徴とする真空成膜装置。
【請求項２】
前記振動測定手段の振動検出部材は前記基材ホルダの近傍に配設されている、請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記振動測定手段の振動検出部材は前記真空チャンバに設けられている、請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記振動測定手段の振動検出部材の振動検出方向は、前記基材ホルダの振動の変位方向と同一方向である、請求項２又は３に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記振動測定手段の振動検出部材の振動検出方向は、前記基材ホルダの回転中心方向に向いている、請求項２又は３に記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記振動測定手段の振動検出部材は加速度センサである、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の真空成膜装置。
【請求項７】
前記振動測定手段の振動検出部材は圧電式加速度センサである、請求項６に記載の真空成膜装置。
【請求項８】
前記振動測定手段の振動検出部材は歪みゲージ式加速度センサである、請求項６に記載の真空成膜装置。
【請求項９】
前記振動測定手段の振動検出部材は静電容量式加速度センサである、請求項６に記載の真空成膜装置。
【請求項１０】
前記真空成膜装置はイオンアシスト蒸着装置である、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の真空成膜装置。
【請求項１１】
前記真空成膜装置は前記基材上に多層膜を形成する、請求項１０に記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信ネットワークにおいては、通信媒体として光を利用する光多重通信が多く用いられている。この光多重通信で用いられる光多重通信機器には、信号が多重化された光を所定の波長間隔で異なる波長帯域に分割するための、基材に所定の積層膜が形成された分光フィルタが用いられている。この分光フィルタは、通常、光学用ガラス板等の基材の表面に五酸化タンタルおよび二酸化珪素の二種類の材料を交互に積層してなる積層膜を形成することによって製造される。
【０００３】
ところで、情報通信ネットワークに要求される伝送容量は、予想を遙かに上回るペースで増加している。このため、現在では、薄膜を数百層に積層してなる多重薄膜層を基材上に形成することにより波長帯域をナローバンド化し、信号の多重化度を高めることにより、それらの要求に対応している。
【０００４】
なお、基材上に多重薄膜層を形成する装置には様々な種類があるが、成膜スピードが比較的早く、さらに基材の面内において膜厚が比較的均一でかつ膜応力が小さな多重薄膜層が得られる、イオンアシスト蒸着装置が好適に用いられている。
【０００５】
以下、ここでは、イオンアシスト蒸着装置を用いる光多重通信機器用のナローバンド用分光フィルタの従来の製造方法について概説する。
【０００６】
イオンアシスト蒸着装置に配設される真空チャンバ内には、五酸化タンタルおよび二酸化珪素の二種類の蒸発源が配置されている。そして、これらの蒸発源に電子銃から発射される電子ビームを所定の周期で走査させながら照射する。これにより、それぞれの蒸発源における電子ビームの照射領域が加熱され、その照射領域からは蒸発材料が蒸発する。このとき、二種類の蒸発材料を真空チャンバ内に交互に拡散させるようにする。一方、真空チャンバ内には、基材ホルダに基材が装着されている。この基材は、被成膜面を蒸発源の方向に向けるように基材ホルダに装着されている。従って、基材の表面には、蒸発源から拡散される蒸発材料が交互に蒸着することになる。ここで、基材ホルダは、基材の全面へ蒸発材料を均一に蒸着させるべく、毎分数百回程度の高速かつ一定の回転数で回転駆動される。また、このとき、基材に向けて、イオンガンから発射されるイオンビームを所定の条件で照射する。基材に向けてイオンビームが照射されることにより、基材上には、緻密性が高くかつ所定の屈折率を有する多重薄膜層が形成される。そして、多重薄膜層が形成された基材から分光フィルタを得るため、基材を所定の形状の複数の断片が得られるように切断する。以上の製造方法により、ナローバンド用の分光フィルタは製造される。なお、蒸発源が配置され、基材ホルダに基材が装着される真空チャンバ内の空間は、蒸発源から蒸発した蒸発材料が拡散し基材上に蒸着するように、真空ポンプ等の排気手段によって所定の気圧とされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如く基材ホルダを高速回転させてナローバンド用分光フィルタ製造した場合には、ナローバンド用分光フィルタの分光特性が製造バッチ毎に微妙に異なるという不具合が発生する場合がある。この不具合は、成膜中において回転する基材ホルダに異常な回転振れ（以下、振動）が発生し、この振動の状態が製造バッチ毎に異なるために発生する。従って、ナローバンド用分光フィルタを製造する際には、基材ホルダに異常な振動が発生しないようにするか、基材ホルダの振動の状態が製造バッチ毎に異なることが無いようにすることが望ましい。そのため、例えばイオンアシスト蒸着装置には、基材ホルダの振動を直接または間接的に測定するための振動測定手段を設ける必要がある。
【０００８】
しかしながら、成膜中における真空チャンバ内は高度の真空状態となり、また高温状態となる。そのため、例えば振動測定装置を真空チャンバ内に配設して、基材ホルダの振動を直接測定する振動測定手段では、振動測定装置が誤作動する危険性がある。また、基材ホルダの振動を精度良く測定することは困難である。
【０００９】
なお、成膜中における基材ホルダ等の回転体の振動を直接検出するための振動検出装置としては、回転体を回転させる可動側部材に接触子を設け、この接触子を、前記可動側部材を支持する支持基枠に配設された検出器の遊嵌孔に遊嵌させ、接触子が遊嵌孔の内周に接触したことにより可動側部材の振動を検出する振動検出装置がある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この場合には可動側部材と支持基枠との間に亘って振動検出装置を構成する必要があるため、その構造は複雑である。
【００１０】
【特許文献１】
実開平１−１３１１２７号公報（第６１−６２頁、第１−３図）
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、基材上に成膜する際の基材ホルダの振動を間接的に、簡便にかつ精度良く安定して測定することが可能な振動測定手段を備える真空成膜装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る真空成膜装置は、真空雰囲気を保持するための真空チャンバと、該真空チャンバ内で基材が装着される基材ホルダと、該基材ホルダを回転させる回転駆動手段とを備える真空成膜装置において、前記真空チャンバを介して前記基材ホルダの振動を測定するための振動測定手段を備えている。
【００１２】
このような構成とすることにより、基材上に成膜する際に、基材ホルダの振動を真空チャンバの振動を介して間接的に測定することができる。その結果、基材ホルダの振動が異常レベルに達した場合にその異常を知らせることや、基材ホルダの振動を低減させるための措置を自動で行わせることが可能になる。また、基材ホルダの振動の製造バッチ毎の再現性を確認することも可能になる。
【００１３】
この場合、前記振動測定手段の振動検出部材は前記基材ホルダの近傍に配設されている。
【００１４】
このような構成とすることにより、基材上に成膜する際に、基材ホルダの振動を間接的に効率良く測定することができる。その結果、基材ホルダの振動を精度良くかつ再現性良く測定することが可能になる。
【００１５】
上記の場合、前記振動測定手段の振動検出部材は、前記真空チャンバに設けられている。
【００１６】
このような構成とすることにより、基材上に成膜する際に、基材ホルダの振動を真空チャンバの振動として間接的に測定することができる。その結果、基材ホルダの振動を精度良くかつ再現性良く測定することが可能になる。
【００１７】
上記の場合、前記振動測定手段の振動検出部材の振動検出方向は、前記基材ホルダの振動の変位方向と同一方向である。
【００１８】
このような構成とすることにより、基材上に成膜する際に、基材ホルダの振動を間接的にさらに効率良く測定することができる。その結果、基材ホルダの振動をさらに精度良くかつ再現性良く測定することが可能になる。
【００１９】
上記の場合、前記振動測定手段の振動検出部材の振動検出方向は、前記基材ホルダの回転中心方向に向いている。
【００２０】
このような構成とすることにより、基材上に成膜する際に、基材ホルダの振動を間接的により一層効率良く測定することができる。その結果、基材ホルダの振動をより一層精度良くかつ再現性良く測定することが可能になる。
【００２１】
上記の場合、前記振動測定手段の振動検出部材は加速度センサである。
【００２２】
このような構成とすることにより、基材ホルダを高速回転駆動させる際に発生する基材ホルダの振動を間接的に簡便にかつ精度良く測定することできる。また、基材ホルダの振動が振動数の高い振動であっても、その振動を精度良く測定することできる。その結果、高性能の振動測定手段を構成することが可能になる。
【００２３】
上記の場合、前記振動測定手段の振動検出部材は圧電式加速度センサである。
【００２４】
また、前記振動測定手段の振動検出部材は歪みゲージ式加速度センサである。
【００２５】
また、前記振動測定手段の振動検出部材は静電容量式加速度センサである。
【００２６】
このような構成とすることにより、これらの加速度センサは比較的容易に入手することができるので、高性能の振動測定手段を簡便に構成することが可能になる。
【００２７】
上記の場合、前記真空成膜装置は、イオンアシスト蒸着装置である。
【００２８】
このような構成とすることにより、光多重通信機器用の分光フィルタの製造において従来から好適に用いられているイオンアシスト蒸着装置により、高性能な分光フィルタを歩留まり良く製造することが可能になる。
【００２９】
この場合、前記真空成膜装置は、前記基材上に多層膜を形成する。
【００３０】
このような構成とすることにより、基材上に多重薄膜層を有する高性能なナローバンド用分光フィルタを、従来から好適に用いられているイオンアシスト蒸着装置により歩留まり良く製造することが可能になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、イオンアシスト蒸着装置を一例に上げ、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の実施の形態１に係るイオンアシスト蒸着装置の構成を表す図である。なお、図１はイオンアシスト蒸着装置の正面視断面図であり、図２は図１に示したイオンアシスト蒸着装置の側面視断面図である。
【００３３】
図１および図２において、イオンアシスト蒸着装置１００は、図示されない真空ポンプ等により内部の気体が排出され、その内部を所定の気圧にて維持することが可能な真空チャンバＡを備えている。また、この真空チャンバＡの外部には側面補強リブＥおよび上面補強リブＦが配設されている。これらの側面補強リブＥおよび上面補強リブＦは複数の板状の補強材を相互に直交するように配設して構成されており、真空チャンバＡの側面および上面に止着されている。そして、真空チャンバＡの側面の所定の位置には、本発明の実施の形態１に係る圧電式加速度センサ２００が配設されている。この圧電式加速度センサ２００は、その接触面ａが真空チャンバＡの側面上部の所定の位置に密接するように図示されない固定手段により固定されており、真空チャンバＡの側面が変位する際に発生する加速度を直接測定し得るよう配設されている。また、圧電式加速度センサ２００は、その内部に設けられた圧電素子の変形の主軸を後述する基材ホルダ１０ａの回転の中心軸ｃに向けるよう、真空チャンバＡの側面に配設されている。なお、圧電式加速度センサ２００から出力される真空チャンバＡの振動に関する情報を含む電気信号は、イオンアシスト蒸着装置１００の外部に配設された振動計測器３０１に入力される。そして、真空チャンバＡの側面の加速度から基材ホルダ１０ａの振動幅を算出するための所定の演算が振動計測器３０１によって行われ、その結果はイオンアシスト蒸着装置１００の制御装置３０２に入力される。制御装置３０２は、基材ホルダ１０ａの振動幅が表示等によってモニタされ得る構成とされている。また、制御装置３０２は、基材ホルダ１０ａの振動幅が所定値以上となると、異常警告を発するよう構成されている。
【００３４】
一方、真空チャンバＡの下部には、イオンアシスト蒸着装置１００を設置場所に設置するための設置用架台Ｇが配設されている。この設置用架台Ｇは、真空チャンバ用架台Ｄと投光部用架台Ｃと縦フレームＢとを有している。そして、縦フレームＢが、真空チャンバ用架台Ｄと投光部用架台Ｃとのそれぞれが互いに所定の間隔を隔てて水平にかつ上から下へこの順に配置されるように、真空チャンバ用架台Ｄの下面と投光部用架台Ｃの端面とを固定しており、それによって、配置用架台Ｇが形成されている。
【００３５】
真空チャンバＡは、その底部が真空チャンバ用架台Ｄに固定されている。また、真空チャンバＡの天井壁の中央部には開口部４０ａが設けられ、その開口部４０ａに内孔が連続するように筒状の連結部材１２が前記天井壁の上面（外面）に立設されている。連結部材１２は、その上端部が補強リブＦから突出するように真空チャンバＡの上面に固定されている。連結部材１２の上端部には円筒状のケーシング１５が上方に延びるように配設されている。ケーシング１５は連結部材１２と同軸状に配置され、下端部に設けられたフランジによって連結部材１２の上端面に取り付けられている。ケーシング１５には基材支持体１０が取り付けられている。すなわち、基材支持体１０は、上下方向に延びる円筒状の中空回転軸１０ｂと該中空回転軸１０ｂの下端に取り付けられた基材ホルダ１０ａとを有し、中空回転軸１０ｂがケーシング１５の内孔に嵌挿されかつ該ケーシング１５の内周面に配設された軸受け１８によって回動自在に支持されている。これにより、基材支持体１０がケーシング１５に取り付けられている。また、中空回転軸１０ｂの外周面とケーシング１５の内周面との間には磁性流体シール１３が配設され、それにより、真空チャンバＡの内部が外部に対し気密に保持されている。さらに、中空回転軸１０ｂとケーシング１５との間にはダイレクトドライブモータ１４が配設されており、中空回転軸１０ｂが該ダイレクトドライブモータ１４によって回転駆動される。一方、基材ホルダ１０ａは、上端面が閉鎖され下端が開放された円筒形状を有し、中空回転軸１０ｂと中心軸ｃを共有するようにして、その上端が該中空回転軸１０ｂの下端に取り付けられている。基材ホルダ１０ａは、その下端に基材（ここでは基板）８が実質的に水平な状態で装着可能なように構成されている。基材８は被成膜面を下方に向けて装着される。
【００３６】
そして、基材支持体１０、センサ支持体１１、磁性流体シール１３、軸受け１８、ダイレクトドライブモータ１４、およびケーシング１５が基材回転装置２０を構成しており、この基材回転装置２０おいては、基材支持体１０の下部に配設された基材ホルダ１０ａがダイレクトドライブモータ１４によって回転駆動される。
【００３７】
一方、ケーシング１５の上端には、センサ支持体１１が取り付けられている。センサ支持体１１は、センサ取り付け部１１ａと基部１１ｂとを有している。基部１１ｂは、上端が閉鎖され下端が開放されかつ上部が大径で残りの部分が小径に形成された２段円筒形状を有している。そして、基部１１ｂの段差面がケーシング１５の上端面に当接するようにして、該基部１１ｂが該ケーシング１５に取り付けられ、基部１１ｂの小径部が中空回転軸１０ｂの内孔を、隙間を有するようにして挿通している。この基部１１ｂの下端にセンサ取り付け部１１ａが取り付けられている。センサ取り付け部１１ａは、その中心軸（実質的に中空回転軸１０ｂの中心軸ｃに一致する）に対し対称な形状に形成されその下端中央部に受光部９が配設されている。受光部９はその受光ヘッド９ａが下方を向くように取り付けられている。このような構成により、基材８に形成される多重薄膜層の膜厚をモニタするための受光部９を、真空チャンバＡの気密状態を維持したままその内部に位置せしめることが可能になっている。なお、受光部９は基材８の上側に設けられている。すなわち、受光ヘッド９ａが基材８の裏面側を臨むように取り付けられている。この受光部９には、後に説明する投光部１より投光され、基材８を透過した光を受光することによる電気信号が発生する。そして、受光部９に発生する電気信号は、基材８に形成される多重薄膜層の膜厚に関する情報を含んでいるため、その電気信号を解析することにより、基材８に形成された多重薄膜層の膜厚を測定することができる。なお、受光部９に発生する電気信号は、基部１１ｂの内側の信号線１６を経由して真空チャンバＡの外部に導かれ、イオンアシスト蒸着装置の制御装置３０２に入力され、そこで解析が行われる。
【００３８】
真空チャンバＡの下部には、受光部９の受光ヘッド９ａと対向する位置に、投光部１が配設されている。この投光部１は、投光ヘッド２から、受光部９によって検出され得る波長の光を出射する。なお、本実施例におけるイオンアシスト蒸着装置１００では、投光部１は真空チャンバＡの底部を貫通するように設置されており、その下端が投光部用架台Ｃによって固定されている。
【００３９】
図１に示すように、投光部１の右側および左側の所定の位置には、真空チャンバＡの底面からの距離が双方共に略等しくかつ所定の距離を隔てて、二種類の蒸発源３ａ、３ｂがそれぞれ配設されている。これらの蒸発源３ａ、３ｂは、ルツボ５ａ、５ｂと、図示されない電子銃と、図示されない蒸発物質とを備えて構成されている。なお、ルツボ５ａ、５ｂの上部には蒸発物質が置かれており、電子銃から出射された電子ビームは円弧状に曲げられて、これらの蒸発物質に照射される。
【００４０】
また、蒸発源３ａ、３ｂの各々の上方には、遮蔽板４ａ、４ｂが設けられている。この遮蔽板４ａ、４ｂは、蒸発源３ａ、３ｂの上部から所定の距離を隔て略平行に設けられており、さらに、支柱６ａ、６ｂを回転中心として揺動可能に構成されている。
【００４１】
蒸発源３ａ、３ｂの双方から等しい距離を隔て、さらに投光部１から所定の距離を隔てた位置には、イオンガン７が配設されている（図２参照）。このイオンガン７には、イオンビームを発射するための図示されないグリッド穴が設けられている。そして、イオンガン７は、グリッド穴を基材８の方向に向けるように真空チャンバＡの底面に対して一定の角度で傾斜して固定されている。さらに、このイオンガン７に隣接して、図示されないニュートライザが配設されている。このニュートライザには電子を発射するための発射口が設けられており、ニュートライザは、その発射口をイオンガン７のグリッド穴の近傍に位置するように配設されている。
【００４２】
一方、図２に示すように、真空チャンバＡの上部には、基材回転装置２０に隣接して、成膜レート測定装置３０が配設されている。この成膜レート測定装置３０は真空チャンバＡの上部に設けられた開口部４０ｂを通じて該真空チャンバＡの内外に渡るように配設されており、さらに、基材回転装置２０の中空回転軸１０ｂの中心軸ｃと略平行となるように、連結部材１７によって真空チャンバＡに固定されている。
【００４３】
成膜レート測定装置３０は、成膜レート測定機構２１と遮蔽板２３と遮蔽板駆動機構２５とを備えている。成膜レート測定装置３０は、成膜レート測定機構２１の下端に設けられている測定ヘッド２２と基材８とが真空チャンバＡの底辺から略同一の高さとなるように配設されている。そして、成膜レート測定機構２１に近接する位置には、成膜レート測定機構２１と略平行に遮蔽板駆動機構２５が配設されている。この遮蔽板駆動機構２５の上部には駆動モータ２６が設けられており、この駆動モータ２６からは回転軸２４が延出している。この回転軸２４の下端には矩形状の遮蔽板２３が回転軸２４と直角にかつ測定ヘッド２２と略平行となるように固定されている。なお、この遮蔽板２３は成膜レート測定機構２１の測定ヘッド２２の下面近傍に位置し得るように回転軸２４の下端に固定されており、駆動モータ２６により回転軸２４を回転させることで測定ヘッド２２の下面近傍に位置するよう揺動される。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態１に係るイオンアシスト蒸着装置１００には、真空チャンバＡ、振動計測器３０１および制御装置３０２の他に、図示されない温度調節装置および図示されない真空ポンプが設けられている。温度調節装置は、制御装置３０２を操作することにより真空チャンバＡの内部の温度を調節することができるよう構成されている。また、真空ポンプは、図示されない配管を介して真空チャンバＡと接続されており、真空チャンバＡの内部の気体を排出することによってその内部を所定の圧力に調整できるよう構成されている。
【００４５】
次に、以上のように構成されたイオンアシスト蒸着装置１００を用いたナローバンド用分光フィルタの製造方法について説明する。
【００４６】
イオンアシスト蒸着装置１００を立ち上げる際には、まず、イオンガン７から発射するイオンビームの発射条件を所定の発射条件となるよう設定する。
【００４７】
次に、基材ホルダ１０ａに多重薄膜層を形成するための基材８を装着した後に、真空ポンプを作動させ、真空チャンバＡの内部から気体を排出し、真空チャンバＡの内部を所定の圧力になるように調整する。次いで、図示されない温度調節装置によって真空チャンバＡの内部の温度を所定の温度になるように調整する。その後、ダイレクトドライブモータ１４を作動させ基材ホルダ１０ａを回転駆動し、基材８を、毎分数百回程度の高速かつ一定の回転数で回転させる。さらに、二つの蒸発源３ａおよび３ｂに配置される蒸発物資に対して電子銃から発射される電子ビームを照射し加熱することによって、これらの蒸発源から蒸発材料を蒸発させるための準備を行う。
【００４８】
蒸発源３ａおよび３ｂから蒸発材料を蒸発させる準備が整った後に、基材８への蒸発源３ａおよび３ｂから蒸発した蒸発材料の蒸着を開始する。このとき、蒸発源３ａおよび３ｂに配置された蒸発物質から蒸発する二種類の蒸発材料を、真空チャンバＡ内に交互に拡散させるようにする。これは、例えば、基材８に蒸発源３ａから蒸発する蒸発材料を蒸着させない場合には、遮蔽板４ｂを蒸発源３ｂの上方より退避させかつ蒸発源３ａの上方に遮蔽板４ａを覆うように駆動し、反対に、蒸発源３ａから蒸発する蒸発材料を蒸着させる場合には、遮蔽板４ｂを蒸発源３ｂの上方を覆うように駆動しかつ蒸発源３ａの上方より遮蔽板４ａを退避させるように駆動することにより行われる。以上の操作によって、蒸発源３ａおよび３ｂから蒸発した蒸発材料は真空チャンバＡの内部に交互に拡散し、その結果、基材８の表面には、二種類の蒸発材料が交互に蒸着するようになる。
【００４９】
また、上記の蒸着過程においてイオンガン７とニュートライザとを作動させて酸素イオンと電子とから酸素分子を形成し、その酸素分子を基材８上に照射する。これにより、基材８上に形成される蒸着膜を物理的に押し固め、緻密な状態の所定の分光特性を有する多重薄膜層を得ている。その結果、分光フィルタは所定の分光特性を有するようになる。なお、イオンガン７から発射される酸素イオンをニュートライザから発射される電子と結合させて酸素分子を形成するのは、ニュートライザを作動させずに、電荷をもつ酸素イオンを基材８に直接照射すると、基材８の表面に電荷が蓄積し、その電荷によって異常放電が発生し、形成途中の多重薄膜層を破壊するというダメージを与えるからである。イオンアシスト蒸着装置１００では、このようにして基材８上に多重薄膜層を形成する。
【００５０】
ここで、図１に示したように、本発明の実施の形態１では、真空チャンバＡの側面の所定の位置に圧電式加速度センサ２００が配設されている。ところで、高速回転させることにより発生する基材ホルダ１０ａの振動は、中空回転軸１０ｂおよび軸受け１８を介してケーシング１５に伝達し、さらに連結部材１２を介して真空チャンバＡに伝達する。そして、基材ホルダ１０ａの振動に起因して真空チャンバＡが振動すると、真空チャンバＡの側面の圧電式加速度センサ２００が配設された部位が変位する際に発生する加速度が、圧電式加速度センサ２００によって測定される。ここで、圧電式加速度センサ２００によって測定される加速度の大きさと基材ホルダ１０ａの振動幅の大きさとの間には、一義的に定まる相関関係が存在する。従って基材上に多重薄膜層を形成する際に、圧電式加速度センサ２００を用いて真空チャンバＡの側面が変位する際に発生する加速度の大きさを測定することにより、基材ホルダ１０ａの振動幅の大きさを間接的に測定することができる。その結果、基材ホルダの振動が異常レベルに達した場合にその異常を知らせることが可能になる。また、基材ホルダの振動を低減させるための措置を自動で行わせることが可能になる。さらに、基材ホルダの振動の製造バッチ毎の再現性を確認することも可能になる。以下、本発明の実施の形態１における圧電式加速度センサ２００の出力電圧と基材ホルダ１０ａの振動幅との相関関係について、図４を用いて具体的に説明する。
【００５１】
図４は、本発明の実施の形態１に係る圧電式加速度センサ２００からの出力電圧と、基材ホルダ１０ａの振動幅との相関関係を示す概念図である。そして、図４の縦軸は圧電式加速度センサ２００から出力される出力電圧を、また横軸は基材ホルダ１０ａの中心軸ｃに対する振動幅を表している。図４に示すように、基材ホルダ１０ａの振動幅Ｘ１〜Ｘ４と圧電式加速度センサ２００からの出力電圧Ｙ１〜Ｙ４とは、曲線ｂとして表される変換式により相互に関連付けられている。従って、曲線ｂとして表される変換式を用いて圧電式加速度センサ２００から出力される出力電圧を演算処理することにより、基材ホルダ１０ａの振動幅を算出することが可能である。本発明においては、このようにして成膜中における基材ホルダ１０ａの振動幅を測定する。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態１では、加速度センサとして圧電式加速度センサを用いているが、歪みゲージ式加速度センサや静電容量式加速度センサ等を用いてもよい。このようにしても、基材ホルダ１０ａの振動を、真空チャンバＡを介して間接的に測定することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るイオンアシスト蒸着装置の構成を表す図であり、イオンアシスト蒸着装置の正面視断面図である。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、圧電式加速度センサ２００を配設する位置以外については、実施の形態１と同様である。従って、ここでは、本発明の実施の形態２に係る圧電式加速度センサ２００の配設位置について、図３に示す正面視断面図を用いて説明する。
【００５５】
図３に示すように、ケーシング１５の側面の所定の位置には、本発明の実施の形態２に係る圧電式加速度センサ２００が配設されている。この圧電式加速度センサ２００は、ここでは、その接触面ａがケーシング１５のダイレクトドライブモータ１４を保持する部位の側面に密接するように図示されない固定手段により固定されており、ケーシング１５の側面が変位する際に発生する加速度を直接測定し得るよう配設されている。また、圧電式加速度センサ２００は、その内部に設けられた圧電素子の変形の主軸を中空回転軸１０ｂの回転の中心軸ｃに向けるよう、ケーシング１５の側面に配設されている。
【００５６】
このような構成としても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、高速回転させることにより発生する基材ホルダ１０ａの振動は中空回転軸１０ｂおよびダイレクトドライブモータ１４を介してケーシング１５に伝達する。そして、実施の形態２ではケーシング１５の振動から基材ホルダ１０ａの振動幅を測定するよう構成されているため、実施の形態１よりも基材ホルダ１０ａの振動を精密に測定することができるという効果も得られる。なお、その他の点については実施の形態１と同様である。
【００５７】
以上の説明では、イオンアシスト蒸着装置１００についての一例を挙げて説明したが、単なる蒸着やイオンプレーティング等により成膜する装置であっても応用が可能である。さらに、基材ホルダ等の回転体を回転させる成膜装置一般について、本発明を応用することが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は以上に述べたような形態で実施され、基材上に成膜する際の基材ホルダの振動を簡便にかつ精度良く安定して測定することが可能な振動測定手段を備える真空成膜装置を提供することができるという効果を奏する。また、成膜中において基材ホルダの振動が異常レベルに達した場合にその異常を知らせることや、安全のための措置を自動で行うことが可能な真空成膜装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るイオンアシスト蒸着装置の正面視断面図である。
【図２】図１に示すイオンアシスト蒸着装置の側面視断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るイオンアシスト蒸着装置の正面視断面図である。
【図４】本発明に係る振動検出部材からの出力電圧と、基材ホルダの振動幅との相関関係を示す概念図である。
【符号の説明】
１  投光部
２  投光ヘッド
３ａ  蒸発源
３ｂ  蒸発源
４ａ  遮蔽板
４ｂ  遮蔽板
５ａ  ルツボ
５ｂ  ルツボ
６ａ  支柱
６ｂ  支柱
７  イオンガン
８  基材
９  受光部
９ａ  受光ヘッド
１０  基材支持体
１０ａ  基材ホルダ
１０ｂ  中空回転軸
１１  センサ支持体
１１ａ    センサ取り付け部
１１ｂ  基部
１２  連結部材
１３  磁性流体シール
１４  ダイレクトドライブモータ
１５  ケーシング
１６  信号線
１７  連結部材
１８  軸受け
２０  基材回転装置
２１  成膜レート測定機構
２２  測定ヘッド
２３  遮蔽板
２４  回転軸
２５  遮蔽板駆動機構
２６  駆動モータ
３０  成膜レート測定装置
４０ａ  開口部
４０ｂ  開口部
１００  イオンアシスト蒸着装置
２００  圧電式加速度センサ
３０１  振動計測器
３０２  制御装置
Ａ  真空チャンバ
Ｂ  縦フレーム
Ｃ  投光部用架台
Ｄ  真空チャンバ用架台
Ｅ  側面補強リブ
Ｆ  上面補強リブ
Ｇ  設置用架台
ａ  接触面
ｃ  中心軸
【図１】
2004176150.tif 000003
【図２】
2004176150.tif 000004
【図３】
2004176150.tif 000005
【図４】
2004176150.tif 000006