(57)【要約】      （修正有）【課題】スパッタ装置を用いて多層膜を構成する各層が時間間隔をおいて１層ずつ積層される多層膜の成膜方法において、材料と時間の無駄のない各層の膜厚修正を行う方法の提供。【解決手段】各層１〜６の膜厚の目標値（目標膜厚値）を設定するステップと、成膜された多層膜６の各層の推定膜厚（推定膜厚値）を求めるステップと、各層の目標膜厚値と推定膜厚値の差を最小化するための、各層の成膜パラメータ変更量を求めるステップと、時間間隔をおいて、各層の成膜パラメータを、各層の成膜パラメータ変更量分、順次変更するステップを含む多層膜の成膜方法。好ましくは、多層膜が長尺の基材フィルムにの表面にスパッタ装置により成膜される多層膜の成膜方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層膜を構成する各層が、時間間隔をおいて１層ずつ積層される多層膜の成膜方法であって、
前記各層の膜厚の目標値（目標膜厚値）を設定するステップと、
成膜された多層膜の各層の推定膜厚（推定膜厚値）を求めるステップと、
前記各層の、前記目標膜厚値と前記推定膜厚値の差を最小化するための、前記各層の成膜パラメータ変更量を求めるステップと、
前記時間間隔をおいて、実際の成膜に用いられる前記各層の成膜パラメータを、前記各層の成膜パラメータ変更量分、順次変更するステップを含む多層膜の成膜方法。
【請求項２】
前記多層膜の推定膜厚値を求める際に、前記多層膜の分光反射率が用いられる請求項１に記載の多層膜の成膜方法。
【請求項３】
前記多層膜の推定膜厚値を求める際に、前記多層膜の反射光の色相が用いられる請求項１に記載の多層膜の成膜方法。
【請求項４】
前記多層膜を構成する各層がスパッタ装置により成膜される請求項１〜３のいずれかに記載の多層膜の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜パラメータが、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の多層膜の成膜方法。
【請求項６】
前記スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上が、プラズマエミッションモニタリング(PEM)制御システム、あるいは、インピーダンス制御システムによりフィードバック制御される請求項５に記載の多層膜の成膜方法。
【請求項７】
前記多層膜が長尺の基材フィルムの表面に成膜される請求項１〜６のいずれかに記載の多層膜の成膜方法。
【請求項８】
前記多層膜が成膜された前記長尺の基材フィルムの長手方向の所定間隔にて前記実測光学値が測定される請求項７に記載の多層膜の成膜方法。
【請求項９】
前記多層膜が多層光学膜である請求項１〜８のいずれかに記載の多層膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層膜の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層膜は複数の膜が積層された膜である。多層膜を構成する各膜を各層という。多層膜は基材に各層を順次成膜して製造される。多層膜を成膜する際、各層を常に目標の厚さで成膜できるとは限らない。そのため各層の成膜パラメータを調整して各層の厚さを修正しながら成膜を行なう。例えば、成膜の完了した多層膜の光学特性を利用して、各層の成膜パラメータを修正する手法が、特許文献１（特開２００６−７１４０２）に開示されている。
【０００３】
特許文献１においては、長尺フィルム上に第１TiO2膜、第１SiO2膜、第２TiO2膜、第２SiO2膜の４つの層を順次成膜する。そして成膜の完了した多層膜の反射光の色相により、第１TiO2膜、第１SiO2膜、第２TiO2膜、第２SiO2膜の膜厚を推定し、各層の厚さの修正値を求める。次に各層の厚さの修正値に応じて成膜パラメータの変更を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６ー７１４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、多層膜を構成する各層が時間間隔をおいて１層ずつ積層される多層膜の成膜方法において、材料と時間の無駄のない各層の膜厚修正を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の多層膜の成膜方法は、多層膜を構成する各層が、時間間隔をおいて１層ずつ積層される多層膜の成膜方法である。本発明の多層膜の成膜方法は次のステップを含む。各層の膜厚の目標値（目標膜厚値）を設定するステップ。成膜された多層膜の各層の推定膜厚（推定膜厚値）を求めるステップ。各層の、目標膜厚値と推定膜厚値の差を最小化するための、各層の成膜パラメータ変更量を求めるステップ。時間間隔をおいて、実際の成膜に用いられる各層の成膜パラメータを、各層の成膜パラメータ変更量分、順次変更するステップ。
（２）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜の推定膜厚値を求める際に、多層膜の分光反射率が用いられる。
（３）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜の推定膜厚値を求める際に、多層膜の反射光の色相が用いられる。
（４）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜を構成する各層がスパッタ装置により成膜される。
（５）本発明の多層膜の成膜方法においては、成膜パラメータが、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上である。
（６）本発明の多層膜の成膜方法においては、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上が、プラズマエミッションモニタリング(PEM)制御システム、あるいは、インピーダンス制御システムによりフィードバック制御される。
（７）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜が長尺の基材フィルムの表面に成膜される。
（８）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜が成膜された長尺の基材フィルムの長手方向の所定間隔にて実測光学値が測定される。
（９）本発明の多層膜の成膜方法においては、多層膜が多層光学膜である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、多層膜を構成する各層が時間間隔をおいて１層ずつ積層される多層膜の成膜方法において、材料と時間の無駄のない各層の膜厚修正が実現される。例えば、多層膜が長尺フィルムに成膜される場合、長尺フィルムの長さ方向の１箇所から、全層の成膜パラメータが変更された多層膜が得られる。そのため、例えば、第１層と第２層の成膜パラメータを変更しなければならないとき、第１層の成膜パラメータは変更されているが、第２層の成膜パラメータは変更されていない、という使用できないような多層膜は発生しない。そのため基材および成膜材料の無駄が発生しないし、時間の無駄も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る多層膜の模式図
【図２】本発明に係る多層膜のスパッタ装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［多層膜］
図１に本発明に係る多層膜の一例を模式的に示す。多層膜６の層数は限定されないが、図１は５層の場合を示す。図１（ａ）は多層膜６を積層するための基材７である。基材７の材質として、例えば、ガラス板、ガラスフィルム、プラスチック板、プラスチックフィルム、金属コイル、金属板などが挙げられる。基材７の材質、厚さ、形状（平面、曲面、枚葉あるいは長尺フィルムなど）などは限定されない。
【００１０】
図１（ｂ）は基材７に第１層１を成膜した状態を示す。第１層１として、例えば透明導電膜、光触媒膜、ガスバリア膜、光干渉膜などが挙げられるが、膜の種類が限定されることはない。第１層１の成膜方法として、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などが挙げられるが、成膜方法が限定されることはない。
【００１１】
図１（ｃ）は第１層１の上に第２層２を成膜した状態を示す。図１（ｄ）は第２層２の上に第３層３を成膜した状態を示す。図１（ｅ）は第３層３の上に第４層４を成膜した状態を示す。図１（ｆ）は第４層４の上に第５層５を成膜した状態を示す。第２層２〜第５層５の膜の種類、成膜方法は第１層１と同様である。
【００１２】
第１層１〜第５層５の材質、機能、厚さ、成膜方法などは多層膜６の用途等に応じて適宜設計される。多層膜の用途が光学的なものであるとき、多層膜は多層光学膜と言われる。多層光学膜は反射防止膜などに広く使われている。多層膜の成膜方法としては、多様な膜材料が使用できる点、硬度の高い膜質が得られる点、大面積で高い膜厚精度が得られる点などから、スパッタ法が使用されることが多い。
【００１３】
多層膜を成膜するとき、各層の膜厚を目標膜厚値と完全に一致させることは難しい。例えばスパッタ法の場合、各層の膜厚は、例えばスパッタガスの分圧の影響を受ける。しかしスパッタガスの流量計の設定を一定にしておいても、実際のスパッタガスの分圧は温度や圧力により変動する。各層の膜厚はスパッタガスの分圧の変動に対応して変化する。このような変動は、スパッタガスの分圧だけでなく、反応性ガスの流量および分圧、カソード電圧、ターゲット残量、成膜ロールとターゲットの距離、成膜ロールの温度、基材フィルムの走行速度など多数の成膜パラメータに不可避的に生じる。そのため成膜パラメータを一定にしていても各層の膜厚が経時的に変化することは避けられない。
【００１４】
［多層膜の膜厚推定］
多層膜の各層の膜厚は、多層膜の断面を電子顕微鏡で観察すれば、精度良く知ることができる。しかし、特に長尺フィルムに多層膜を成膜する場合、長尺フィルムから頻繁にサンプルを切り出して断面観察することは現実的でない。従って、非破壊的な方法により多層膜の各層の膜厚を推定する。
【００１５】
本発明では非破壊的な方法の一例として、成膜された多層膜に光を照射し、その反射光あるいは透過光の光学値を用いて各層の膜厚を推定する。各層の膜厚の推定に用いる光学値は、例えば、分光反射率、反射光の色相、分光透過率、あるいは、透過光の色相である。
【００１６】
長尺の基材フィルムに多層膜を成膜する際、各層の膜厚が経時的に変化することは避けられないため、多層膜が成膜された長尺の基材フィルムの長手方向の所定間隔にて、実測光学値を測定する。
【００１７】
［各層の膜厚推定］
本発明に用いられる膜厚推定方法の一例を次に説明する。この膜厚推定方法では、まず各層の推定膜厚値を仮定し、理論計算によりそれに対する理論光学値を求める。１回目の理論計算のときは、各層の推定膜厚値を目標膜厚値（設計膜厚値）とする。次に理論光学値と実測光学値を比較する。理論光学値と実測光学値を比較するステップを、光学値差（実測光学値と理論光学値の差）が予め設定した収束条件（例えば、分光反射率の実測値と理論値の差の規格値）を満たすようになるまで、各層の推定膜厚値を変化させてn回（n=1,2,3,4,…）繰り返す。光学値差が予め設定した収束条件を満たすようになったときの各層の推定膜厚値を、各層の最も確かな推定膜厚値（「最確推定膜厚値」）とする。以下の説明では、一例として、理論光学値と実測光学値を比較するステップを３回（n=3）繰り返したところで光学値差が収束条件を満たした場合を述べる。
【００１８】
（１）多層膜の目的に応じて、各層の目標膜厚値を、理論計算を基にして設定する。例えば、多層膜が透明導電膜であれば、光の透過率や電気抵抗値の規格値を基に理論計算をして各層の目標膜厚値を設定する。多層膜が反射防止用の光干渉膜であれば、例えば反射光の強度が極小化するように各層の目標膜厚値を設定する。各層の目標膜厚値は各層の設計膜厚値とも言われる。
【００１９】
（２）理論計算により、各層の膜厚が目標膜厚値のときの多層膜の理論的な光学値（例えば分光反射率あるいは反射光の色相）を求める。本発明では、各層の膜厚が目標膜厚値のときの理論的な光学値を「第１理論光学値」という。理論計算のとき、基材の反射率や透過率を必要に応じて考慮する。
【００２０】
（３）実際に成膜された多層膜に光を照射し、その反射光の光学値（例えば分光反射率あるいは反射光の色相）あるいは透過光の光学値（例えば分光透過率あるいは透過光の色相）を測定する。本発明では、実際に成膜された多層膜から測定により得られた光学値を「実測光学値」という。
【００２１】
（４）実際に成膜された多層膜の各層の膜厚は未知であるが、膜厚推定プロセスを進めるために、何らかの膜厚を仮定しなければならない。そこで本発明では各層の膜厚の最初の推定値を上記の目標膜厚値（設計膜厚値）とする。本発明では１回目の計算のための各層の膜厚の推定値を「第１推定膜厚値」という。従って各層の「第１推定膜厚値」は目標膜厚値になる。各層の第１推定膜厚値が目標膜厚値と同じであるため、これに対応する理論光学値は「第１理論光学値」になる。
【００２２】
（５）本発明では、実測光学値と第１理論光学値の差を「第１光学値差」という。第１光学値差は、光学値が分光反射率の場合、分光反射率の実測値と１回目の理論値の差であり、光学値が反射光の色相の場合、反射光の色相の実測値と１回目の理論値の差である。
【００２３】
（６）第１光学値差が予め設定された収束条件を満たしたならば、第１推定膜厚値を各層の最も確かな推定膜厚値とし、膜厚推定プロセスを終了する。本発明では、各層の最も確かな推定膜厚値を「最確推定膜厚値」という。従ってこのときは第１推定膜厚値が最確推定膜厚値となる。第１光学値差が予め設定された収束条件を満たさないときは膜厚推定プロセスを続行する。光学値が分光反射率の場合、予め設定された収束条件は、分光反射率の実測値と１回目の理論値の差が、予め設定された規格値以下であることである。光学値が反射光の色相の場合、予め設定された収束条件は、反射光の色相の実測値と１回目の理論値の差が、予め設定された規格値以下であることである。
【００２４】
（７）第１光学値差が予め設定された収束条件を満たさないときは、第１光学値差より小さい光学値差が得られると予想される、各層の膜厚の第２推定膜厚値を設定する。本発明では、２回目の計算のための各層の膜厚の推定値を「第２推定膜厚値」という。第２推定膜厚値は、１回目の理論値と実測値の比較結果を基にして、例えば、カーブフィッティング法を用いて求めることができる。
【００２５】
（８）理論計算により、各層の膜厚が第２推定膜厚値のときの理論光学値（例えば分光反射率あるいは反射光の色相）を求める。本発明では、この理論光学値を「第２理論光学値」という。
【００２６】
（９）実測光学値と第２理論光学値の差を求める。本発明では実測光学値と第２理論光学値の差を「第２光学値差」という。第２光学値差は、光学値が分光反射率の場合、分光反射率の実測値と２回目の理論値の差であり、光学値が反射光の色相の場合、反射光の色相の実測値と２回目の理論値の差である。
【００２７】
（１０）第２光学値差が予め設定された収束条件を満たしたならば、第２推定膜厚値を各層の最確推定膜厚値とし、膜厚推定プロセスを終了する。第２光学値差が予め設定された収束条件を満たさないときは、膜厚推定プロセスを続行する。予め設定された収束条件は第１光学値差のときと同じである。
【００２８】
（１１）第２光学値差が予め設定された収束条件を満たさないときは、第２光学値差より小さい光学値差が得られると予想される、各層の膜厚の第３推定膜厚値を設定する。本発明では、３回目の各層の膜厚の推定値を「第３推定膜厚値」という。第３推定膜厚値は、２回目の理論値と実測値の比較結果を基にして、例えば、カーブフィッティング法を用いて求めることができる。
【００２９】
（１２）理論計算により、各層の膜厚が第３推定膜厚値のときの理論光学値（例えば分光反射率あるいは反射光の色相）を求める。本発明では、この理論光学値を「第３理論光学値」という。
【００３０】
（１３）実測光学値と第３理論光学値の差を求める。本発明では実測光学値と第３理論光学値の差を「第３光学値差」という。第３光学値差は、光学値が分光反射率の場合、分光反射率の実測値と３回目の理論値の差であり、光学値が反射光の色相の場合、反射光の色相の実測値と３回目の理論値の差である。
【００３１】
（１４）第３光学値差が予め設定された収束条件を満たしたならば、第３推定膜厚値を各層の最確推定膜厚値とし、膜厚推定プロセスを終了する。予め設定された収束条件は第１光学値差のときと同じである。第３光学値差が予め設定された収束条件を満たさないときは、膜厚推定プロセスを続行する。ここでは第３光学値差が予め設定された収束条件を満たしたとする。従って、第３推定膜厚値を各層の最確推定膜厚値とし、膜厚推定プロセスを終了する。
【００３２】
実際は、n回目 (n=1,2,3,4,5,…)の実測光学値と第n理論光学値の差（これを「第n光学値差」という）が予め設定された収束条件を満たすようになるまで、上記のステップを繰り返して行ない、最終的に各層の最確推定膜厚値を得る。予め設定された収束条件は第１光学値差のときと同じである。
【００３３】
膜厚推定が完了したら、各層の最確推定膜厚値と各層の目標膜厚値の差を最小化するように成膜パラメータを変更して各層の膜厚を最適化する。
【００３４】
各層の膜厚を推定する際、分光反射率または反射光の色相を参照して各層の最適な膜厚を算出し、それに基づき各層の中で膜厚を変更すべき層を決定するステップを含むようにすることもできる。これにより成膜パラメータを変更する層を必要最小限にすることができる。
【００３５】
［各層の膜厚修正］
多層膜の各層の膜厚修正方法を、スパッタ装置を用いて長尺フィルムに多層膜を成膜する例により説明する。図２は本発明に係る多層膜のスパッタ装置の模式図である。スパッタ装置１０は、長尺フィルム１１に多層膜を成膜する装置である。図２において、細い実線は電気配線あるいはガス配管を示し、破線は分光反射率、プラズマ発光強度、カソード電圧、ガス流量などの信号線を示す。なお図２は長尺フィルム１１に多層膜を成膜中の図である。
【００３６】
スパッタ装置１０は、真空槽１２内に、長尺フィルム１１の供給ロール１３、長尺フィルム１１の走行をガイドするガイドロール１４、長尺フィルム１１を１周弱巻き付ける円筒形の成膜ロール１５、長尺フィルム１１を収納する収納ロール１６を備える。成膜ロール１５はその中心軸回りに自転する。成膜中は成膜ロール１５が自転し、長尺フィルム１１は成膜ロール１５の自転に同期して走行する。
【００３７】
成膜ロール１５の周囲には、成膜ロール１５に対向するように、ターゲット１７が設置されている。ターゲット１７は成膜ロール１５と所定の距離を隔てて配置されている。成膜ロール１５の中心軸とターゲット１７は平行である。図２ではターゲット１７が５本であるが、ターゲット１７の本数に制限はない。ターゲット１７の外側（成膜ロール１５の反対側）には、ターゲット１７に密着してカソード１８が設置されている。ターゲット１７とカソード１８は、機械的、電気的に結合されている。
【００３８】
各カソード１８にスパッタ電源２０が接続される。カソード１８とターゲット１７は同じ電位であるため、スパッタ電源２０がターゲット１７に接続されたことになる。スパッタ電源２０が直流（DC，パルスDC）あるいはＭＦ（Middle Frequency）領域の交流（MF-AC）の場合は必要がないが、ＲＦ（Radio Frequency）領域の交流（RF-AC）の場合は、カソード１８とスパッタ電源２０の間にマッチングボックス（図示しない）を挿入して、スパッタ電源２０側から見たターゲット１７のインピーダンスを調整し、ターゲット１７からの反射電力（無効電力）を最小にする。
【００３９】
各ターゲット１７が必要とするスパッタガスあるいは反応性ガスの種類、圧力、供給量が異なることがある。そのため、各ターゲット１７を分離するように真空槽１２を隔壁２４で仕切り、分割槽２５とする。各分割槽２５に、ガス供給装置２６（ＧＡＳ）から配管２７が接続され、スパッタガス（例えばアルゴン）あるいは反応性ガス（例えば酸素）が所定の流量で供給される。スパッタガスあるいは反応性ガスの流量は流量計２８（マスフローコントローラ：ＭＦＣ）で制御される。
【００４０】
図示は省略するが、１つの分割槽２５に複数のターゲット１７を設置してもよい。この場合、同一のガス雰囲気で異なる材料のスパッタを行なうことができる。また、当該分割槽２５の材料のスパッタ速度が、他の分割槽２５の材料のスパッタ速度より遅いとき、長尺フィルム１１の走行速度を維持するため、当該分割槽２５で同一材料の複数のターゲット１７を用いてスパッタすることもできる。
【００４１】
成膜ロール１５の自転に同期して走行する長尺フィルム１１の表面に、ターゲット１７と対向する位置でスパッタ膜が付着する。図２では成膜ロール１５が１本であるが、成膜ロール１５は２本以上あってもよい（図示しない）。
【００４２】
長尺フィルム１１として、一般的に、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの単独重合体や共重合体からなる透明フィルムが用いられる。長尺フィルム１１は、単層フィルムでもよく、光学機能を有する偏光フィルムなどとの積層フィルムでもよい。積層フィルムとしては、特に限定されないが、例えば偏光層と少なくとも１層の保護層を含む偏光フィルムや、上記偏光フィルムに更に位相差フィルムを含む積層体が挙げられる。長尺フィルム１１の厚さは限定されないが、通常、６μｍ〜２５０μｍ程度である。
【００４３】
スパッタ装置１０では、アルゴンなどのスパッタガス中で、成膜ロール１５をアノード電位とし、ターゲット１７をカソード電位として、成膜ロール１５とターゲット１７の間にスパッタ電圧が印加される。これにより長尺フィルム１１とターゲット１７の間にスパッタガスのプラズマが発生する。プラズマ中のスパッタガスイオンがターゲット１７に衝突し、ターゲット１７の構成物質を叩き出す。叩き出されたターゲット１７の構成物質は長尺フィルム１１上に堆積しスパッタ膜となる。
【００４４】
スパッタ装置１０では、成膜前の長尺フィルム１１を供給ロール１３から連続的に引き出し、成膜ロール１５に１周弱巻き付け、成膜ロール１５を回転させ長尺フィルム１１を成膜ロール１５に同期させて送る。長尺フィルム１１は収納ロール１６に巻き取られる。
【００４５】
スパッタ装置１０では、ターゲット１７が５本であるから、供給ロール１３に近い側から、第１層、第２層、第３層、第４層、第５層が、長尺フィルム１１に順次成膜される。各層の成膜位置が異なるため、それぞれの各層の成膜の間には時間間隔がある。隣り合う層の成膜の時間間隔は、成膜ロール１５が１回転する時間の約１／５であるが、各層の時間間隔が同じとは限らない。例えば、第１層と第２層の時間間隔と、第２層と第３層の時間間隔が異なっていることもある。
【００４６】
スパッタ装置１０は、長尺フィルム１１に形成された多層膜の分光反射率を測定する分光反射率計２９を備える。図２の場合分光反射率計２９は１台あればよい。しかし、図示しないが、成膜ロール１５が２本以上ある場合、各成膜ロール１５の下流側に分光反射率計２９を設置してもよい。この場合、分光反射率計２９は２台以上になる。
【００４７】
スパッタ装置１０で製造される多層膜は５層である。分光反射率計２９により測定された多層膜の分光反射率から、分析装置３０で、例えば、反射光の色相の実測値が求められる。多層膜の反射光には長尺フィルム１１（基材）からの反射光も含まれる。分析装置３０では、上述した膜厚推定方法により、実際に成膜された多層膜の各層の推定膜厚値が求められる。求められた各層の推定膜厚値は分析装置３０から制御装置３１に転送される。
【００４８】
反応性ガスの流量は、流量計２８（ＭＦＣ）を用いてターゲット毎に制御される。プラズマ発光強度は、各ターゲット１７について、プラズマ発光強度測定器３２により測定される。
【００４９】
カソード電圧はカソード電圧計３３によりターゲット１７毎に制御される。プラズマ発光強度あるいはカソード電圧のセットポイントを変更することにより、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上が変更され、それにより各層の膜厚が変化する。
【００５０】
制御装置３１には、このスパッタ装置１０について実験的に求められた第１層〜第５層の成膜パラメータ（例えば、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上）の変更量と、第１層〜第５層の膜厚の変化量の関係が記憶されている。制御装置３１により、各層の膜厚が目標膜厚値に近付くように、第１層〜第５層の成膜パラメータが、時間間隔をおいて順次変更される。変更する成膜パラメータとして、例えば、プラズマ発光強度、カソード電圧がある。
【００５１】
プラズマ発光強度はプラズマエミッションモニタリング(PEM)制御システムの入力信号として用いられ、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上がプラズマエミッションモニタリング(PEM)制御システムによりフィードバック制御される。カソード電圧はインピーダンス制御システムにより制御され、スパッタガスの流量、反応性ガスの流量、およびスパッタ電力の一つ以上がインピーダンス制御システムによりフィードバック制御される。
【００５２】
例えば、第１層と第２層の成膜の時間間隔が３０秒であるとすると、第１層の成膜パラメータを変更してから３０秒後に第２層の成膜パラメータが変更される。第２層と第３層の成膜の時間間隔が３５秒であるとすると、第２層の成膜パラメータを変更してから３５秒後に第３層の成膜パラメータが変更される。第３層と第４層の成膜の時間間隔が２８秒であるとすると、第３層の成膜パラメータを変更してから２８秒後に第４層の成膜パラメータが変更される。第４層と第５層の成膜の時間間隔が３３秒であるとすると、第４層の成膜パラメータを変更してから３３秒後に第５層の成膜パラメータが変更される。
【００５３】
このように成膜パラメータを各層の成膜の時間間隔に合わせて順次変更すると、長尺フィルムの長さ方向の１箇所から、全層の成膜パラメータが変更された多層膜が得られる。そのため、例えば、第１層と第２層の成膜パラメータを変更しなければならないとき、第１層の成膜パラメータは変更されているが、第２層の成膜パラメータは変更されていない、という使用できないような多層膜は発生しない。そのため基材および成膜材料の無駄が発生しないし、時間の無駄も発生しない。
【００５４】
長尺フィルム１１に多層膜を成膜する際、各層の膜厚の変動が長手方向にどの程度の長さは当該多層膜の許容範囲にあるかは経験的に知られる。長尺フィルム１１の、各層の膜厚の変動が、許容範囲にある長手方向の長さに基づき長手方向の所定間隔を定め、長手方向のその所定間隔ごとに実測光学値を測定する。そのようにすることにより、気がつかないうちに各層の膜厚の変動が許容範囲を超えてしまうことが防止できる。
【００５５】
長尺フィルム１１および多層膜の幅が広いため、幅方向にも各層の膜厚のばらつきが予想されるときは、幅方向の複数箇所で実測光学値を測定し、幅方向の複数箇所で各層の最確推定膜厚値を求め、幅方向の複数箇所で分割して成膜パラメータを変更する。そのようにすることにより、多層膜の幅方向についても、各層の膜厚を目標膜厚値に近づけることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の多層膜の成膜方法の利用に制限はないが、特に長尺フィルムに多層膜を成膜する際に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５７】
１    第１層
２    第２層
３    第３層
４    第４層
５    第５層
６    多層膜
７    基材
１０    スパッタ装置
１１    長尺フィルム
１２    真空槽
１３    供給ロール
１４    ガイドロール
１５    成膜ロール
１６    収納ロール
１７    ターゲット
１８    カソード
２０    スパッタ電源
２４    隔壁
２５    分割槽
２６    ガス供給装置
２７    配管
２８    流量計
２９    分光反射率計
３０    分析装置
３１    制御装置
３２    プラズマ発光強度測定器
３３    カソード電圧計
【図１】
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【図２】
2017218628.tif 000004