JPH02228472A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JPH02228472A JPH02228472A JP4907989A JP4907989A JPH02228472A JP H02228472 A JPH02228472 A JP H02228472A JP 4907989 A JP4907989 A JP 4907989A JP 4907989 A JP4907989 A JP 4907989A JP H02228472 A JPH02228472 A JP H02228472A
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- 239000012788 optical film Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 52
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 25
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 21
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産 土の
本発明は、スパッタリング装置に関する。
従来優艮夏
一般にスパッタリングで所望の膜厚の薄膜を形成する際
には、一定電力で一定時間スバッタリングを行う時間制
御方式が採用されている。
には、一定電力で一定時間スバッタリングを行う時間制
御方式が採用されている。
これは、スパッタリングでは時間制御により比較的再現
性が得られ、また、それに代わる有効な手段も考えられ
なかったからである。
性が得られ、また、それに代わる有効な手段も考えられ
なかったからである。
しかし、時間制御方式では、光学膜や高機能誘電体膜な
どの酸化物系（Ｓ ｉ Ｏよ、Ｔａ２Ｏ，等）の場合に
、バッチ間での再現性が悪いという問題があった。また
、繰返し使用によりターゲットが深く削られてくると、
一定電力でスパッタした場合でも、成膜速度が変化する
という問題点もあった。
どの酸化物系（Ｓ ｉ Ｏよ、Ｔａ２Ｏ，等）の場合に
、バッチ間での再現性が悪いという問題があった。また
、繰返し使用によりターゲットが深く削られてくると、
一定電力でスパッタした場合でも、成膜速度が変化する
という問題点もあった。
これらの事情から、特に上記のような酸化物系薄膜にお
いて、膜厚の再現性が厳しく要求されてくると、その要
求を満足しえない場合があった。
いて、膜厚の再現性が厳しく要求されてくると、その要
求を満足しえない場合があった。
が しようとする
本発明は、膜厚の制御が容易で、再現性が良好なスパッ
タリング装置を提供するものである。
タリング装置を提供するものである。
且匪夏ｌ双
本発明のスパッタリング装置は、ターゲットと基板との
間であって、ターゲットに対向しない領域に、光学的膜
厚を計測するためのモニタ基板を設置したことを特徴と
する。
間であって、ターゲットに対向しない領域に、光学的膜
厚を計測するためのモニタ基板を設置したことを特徴と
する。
失−に−匠
第１図は、本発明のスパッタリング装置の全体の構成を
示す説明図であり、真空槽ｌｌ内に。
示す説明図であり、真空槽ｌｌ内に。
回転基板ホルダー２５とターゲット２１とが垂直に立て
られたサイドスパンタ型のスパッタリング装置を示す。
られたサイドスパンタ型のスパッタリング装置を示す。
真空槽１１内には、側面が多面体（横断面が正多角形）
の回転基板ホルダー２５が駆動軸２７により回転自在に
支持されており、この回転基板ホルダー２５に５スパツ
タ薄膜が形成されるべき基板２３が取り付けられる。そ
して、この基板２３と対向してスパッタ用のターゲット
２１．２１’が同様に垂直に立てて配設されている。第
１図では、基板上に多層膜を成膜する場合を想定して、
２つのターゲット２１．２１’を写している。また、１
３゜１３′はスパッタ電極を、 １５．１５’はシール
ドを、１７．１７’はスパッタ用の高周波電源を、１９
．１９’はバイアス用の直流電源を示す。
の回転基板ホルダー２５が駆動軸２７により回転自在に
支持されており、この回転基板ホルダー２５に５スパツ
タ薄膜が形成されるべき基板２３が取り付けられる。そ
して、この基板２３と対向してスパッタ用のターゲット
２１．２１’が同様に垂直に立てて配設されている。第
１図では、基板上に多層膜を成膜する場合を想定して、
２つのターゲット２１．２１’を写している。また、１
３゜１３′はスパッタ電極を、 １５．１５’はシール
ドを、１７．１７’はスパッタ用の高周波電源を、１９
．１９’はバイアス用の直流電源を示す。
真空槽１１内のターゲット２１ 、２１’に対向しない
領域に、モニタ基板３５が配設されている。モニタ基板
３５の前面側は、ターゲット２１からのスパッタ物質が
入り込まないように、１つのモニタ基板３５の下面の開
口部を除いて遮蔽板３１で覆われている。
領域に、モニタ基板３５が配設されている。モニタ基板
３５の前面側は、ターゲット２１からのスパッタ物質が
入り込まないように、１つのモニタ基板３５の下面の開
口部を除いて遮蔽板３１で覆われている。
切替軸４７に回動自在に支持されたターンテーブル４３
には、その円周状に沿って複数の穴が穿設されており、
この穴に嵌合してモニタ基板３５を収納したホルダ４５
が吊持されている。３３ 、３３’はシャッタであり、
それぞれ開いた状態および閉じた状態を示す。５１〜５
９は反射型の光学的膜厚測定（監視）装置を示し、光源
５１からの光がミラー５５で反射し、窓４９を透過して
モニタ基板３５に入射する。モニタ基板３５からの反射
光は、ミラー５７で反射され、フィルタ５３により単色
光となり、光電管５９などの検知素子によりモニタ基板
３５の反射率が測定される。モニタ基板３５はガラスな
どの透明基板が用いられるが、反射率を高めるためにハ
ーフミラ−としてもよい。
には、その円周状に沿って複数の穴が穿設されており、
この穴に嵌合してモニタ基板３５を収納したホルダ４５
が吊持されている。３３ 、３３’はシャッタであり、
それぞれ開いた状態および閉じた状態を示す。５１〜５
９は反射型の光学的膜厚測定（監視）装置を示し、光源
５１からの光がミラー５５で反射し、窓４９を透過して
モニタ基板３５に入射する。モニタ基板３５からの反射
光は、ミラー５７で反射され、フィルタ５３により単色
光となり、光電管５９などの検知素子によりモニタ基板
３５の反射率が測定される。モニタ基板３５はガラスな
どの透明基板が用いられるが、反射率を高めるためにハ
ーフミラ−としてもよい。
薄膜の形成に際しては、真空槽１１内の雰囲気を調整し
た後、回転基板ホルダー２５を回転させながら、スパッ
タ電極１３に電力を供給して、ターゲット２１をスパッ
タする。このとき、第１図に示したように、シャッタ３
３を開、シャッタ３３′を閉とする。
た後、回転基板ホルダー２５を回転させながら、スパッ
タ電極１３に電力を供給して、ターゲット２１をスパッ
タする。このとき、第１図に示したように、シャッタ３
３を開、シャッタ３３′を閉とする。
回転基板ホルダー２５の周囲に支持された基板２５上に
は、回転によりターゲット２１との対向領域に来る時を
中心としてスパッタ物質が堆積して薄膜が形成され、回
転により真空槽ｌＪ内の基板全体の膜厚の均一性が得ら
れる。このとき。
は、回転によりターゲット２１との対向領域に来る時を
中心としてスパッタ物質が堆積して薄膜が形成され、回
転により真空槽ｌＪ内の基板全体の膜厚の均一性が得ら
れる。このとき。
スパッタリングではスパッタ物質のまわりこみが良好な
ことから、モニタ基板３５の下面にもスパッタ物質が堆
積して薄膜を形成する。
ことから、モニタ基板３５の下面にもスパッタ物質が堆
積して薄膜を形成する。
モニタ基板３５の表面に薄膜が堆積してくると、反射光
量が ｎ ｄ ＝ （ｍ／４）λ （ｎ：薄膜の屈折率、ｄ：物理的厚さ、λ：波長） 毎に周期的に変化するので、反射型の光学的膜厚測定装
置５１〜５９により反射率を計測しながらスパッタリン
グすることができるにれにより光学的膜厚ｎｄの大きさ
を制御しながら、基板２３上に薄膜の形成を行なうこと
ができる６なお、この関係は透過光量についても同様で
ある。
量が ｎ ｄ ＝ （ｍ／４）λ （ｎ：薄膜の屈折率、ｄ：物理的厚さ、λ：波長） 毎に周期的に変化するので、反射型の光学的膜厚測定装
置５１〜５９により反射率を計測しながらスパッタリン
グすることができるにれにより光学的膜厚ｎｄの大きさ
を制御しながら、基板２３上に薄膜の形成を行なうこと
ができる６なお、この関係は透過光量についても同様で
ある。
モニタ基板３５がターゲット２１の近傍に固定されてい
るのに対し、回転基板ホルダー２５上の基板２３は回転
により常にターゲット２１の前面にある訳でなく、この
点からはモニタ基板３５には。
るのに対し、回転基板ホルダー２５上の基板２３は回転
により常にターゲット２１の前面にある訳でなく、この
点からはモニタ基板３５には。
実際に基板２３に形成される薄膜よりも厚く膜が堆積す
る傾向がある。一方、回転を考慮せずターゲット２１の
前面だけを考えれば、ターゲット２１と対向しない領域
に置かれるモニタ基板３５よりも、実際の基板２３の方
に厚い薄膜が形成される傾向がある。このような事情か
ら、実際に基板２３上に形成される膜厚と、モニタ基板
３５上に堆積される膜厚との間には差が生じる。しかし
、この相対的な膜厚比は、再現性を示すので、モニタ基
板３５上の光学的膜厚を計測してスパッタリングを行な
うことにより、基板上に形成される薄膜の膜厚を制御で
きる。
る傾向がある。一方、回転を考慮せずターゲット２１の
前面だけを考えれば、ターゲット２１と対向しない領域
に置かれるモニタ基板３５よりも、実際の基板２３の方
に厚い薄膜が形成される傾向がある。このような事情か
ら、実際に基板２３上に形成される膜厚と、モニタ基板
３５上に堆積される膜厚との間には差が生じる。しかし
、この相対的な膜厚比は、再現性を示すので、モニタ基
板３５上の光学的膜厚を計測してスパッタリングを行な
うことにより、基板上に形成される薄膜の膜厚を制御で
きる。
第２図は、基板２３を水平に固定する通常のプラナ−型
スパッタリング装置について示す説明図であり、この装
置を用いて相対的な膜厚比およびその再現性を確認した
。ターゲット２１面からの高さＨ□＝６５ｍｍの所に水
平に基板２３を配置し、一方、シールド１５の上面から
の高さＨ２＝４０の所に直重にモニタ基板３５を配設し
、シールド１５の外周面からの距離Ｘを０〜６０ｍｍの
間で変化させて、直径６インチのターゲット２】（Ｓ
ｉ Ｏ，）をスパッタリングした。その結果、Ｘ＝０で
、基板２３の方がモニタ基板３５よりも２〜３倍厚く薄
膜が形成された。また、Ｘを大きくしていくと、基板２
３とモニタ基板３５に堆積される薄膜の厚さが広がって
相対的な膜厚比が良好な再現性を示すことが確認された
。また、以上のようにＸをＯから大きくしていく薄膜の
堆積量は小さくなるが、いずれの場合も屈折率（ｎ）は
基板２３上の薄膜とほとんど同じであった。
スパッタリング装置について示す説明図であり、この装
置を用いて相対的な膜厚比およびその再現性を確認した
。ターゲット２１面からの高さＨ□＝６５ｍｍの所に水
平に基板２３を配置し、一方、シールド１５の上面から
の高さＨ２＝４０の所に直重にモニタ基板３５を配設し
、シールド１５の外周面からの距離Ｘを０〜６０ｍｍの
間で変化させて、直径６インチのターゲット２】（Ｓ
ｉ Ｏ，）をスパッタリングした。その結果、Ｘ＝０で
、基板２３の方がモニタ基板３５よりも２〜３倍厚く薄
膜が形成された。また、Ｘを大きくしていくと、基板２
３とモニタ基板３５に堆積される薄膜の厚さが広がって
相対的な膜厚比が良好な再現性を示すことが確認された
。また、以上のようにＸをＯから大きくしていく薄膜の
堆積量は小さくなるが、いずれの場合も屈折率（ｎ）は
基板２３上の薄膜とほとんど同じであった。
多層膜を形成する場合には（第１図参照）、スパッタ電
極１７への電力の供給を停止し、ターゲット２１のスパ
ッタリングを中止した後、今度はシャッタ３３を閉じ、
シャッタ３３′を開き１図中右側の光学的薄膜測定装置
５１′〜５９′によりモニタ基板３９′の反射率を計測
しながらターゲット２１′を前述と同様にスパッタして
基板上に薄膜を形成する。
極１７への電力の供給を停止し、ターゲット２１のスパ
ッタリングを中止した後、今度はシャッタ３３を閉じ、
シャッタ３３′を開き１図中右側の光学的薄膜測定装置
５１′〜５９′によりモニタ基板３９′の反射率を計測
しながらターゲット２１′を前述と同様にスパッタして
基板上に薄膜を形成する。
以下、上記操作を繰返す事により交互積層膜を形成する
こともできる。このとき、必要に応じて、切替軸４７を
回わしてターンテーブル４３を廻転し、新しいモニタ基
板３５を遮蔽板３１の開口部に移動してもよい。
こともできる。このとき、必要に応じて、切替軸４７を
回わしてターンテーブル４３を廻転し、新しいモニタ基
板３５を遮蔽板３１の開口部に移動してもよい。
第３図は透過型の光学的膜厚測定装置を用いて、モニタ
基板３５の計測、制御を行なう装置の実施例を示す図で
あり、基本的には第１図の構成例と同じなので一部省略
図として示しである。
基板３５の計測、制御を行なう装置の実施例を示す図で
あり、基本的には第１図の構成例と同じなので一部省略
図として示しである。
透過型の膜厚測定装置は、光源５１、フィルタ５３、ミ
ラー５５．５７、光電管５９から成る。モニタ基板３５
の透過光が光電管５９に入射し、モニタ基板の透過光の
変化が計測されて、光学的膜厚ｎｄが制御される。
ラー５５．５７、光電管５９から成る。モニタ基板３５
の透過光が光電管５９に入射し、モニタ基板の透過光の
変化が計測されて、光学的膜厚ｎｄが制御される。
また、透過型の場合には、干渉による透過率の変化ばか
りでなく、吸収による透過率の低下も測定できるので、
吸収膜の膜厚制御もできる。
りでなく、吸収による透過率の低下も測定できるので、
吸収膜の膜厚制御もできる。
本発明のスパッタリング装置は、この他にも種々の態様
が可能であり、例えば、以下の通りである。
が可能であり、例えば、以下の通りである。
■ 第１図ではターゲット２１の上部に配設されている
モニタ基板３５を、ターゲット２１の下部側とし、反射
型の光学的膜厚測定装置５１〜５９も同様に下側に移す
。
モニタ基板３５を、ターゲット２１の下部側とし、反射
型の光学的膜厚測定装置５１〜５９も同様に下側に移す
。
■ 第３図で、光源５１、フィルタ５３と、光電管５９
との上下を逆にする。
との上下を逆にする。
■ 第１図では縦型とした回転基板ホルダー２５を横型
とする。
とする。
■ 第２図で、基板２３とターゲット２１との上下関係
を逆にする。
を逆にする。
見匪免麦來
本発明によれば、ターゲットと基板との間であって、タ
ーゲットに対向しない領域にモニタ基板を設けることに
より、光学的膜厚を測定しながらスパッタリングを行な
うことができ、得られる薄膜の光学的膜厚を容易かつ確
実に制御できる。
ーゲットに対向しない領域にモニタ基板を設けることに
より、光学的膜厚を測定しながらスパッタリングを行な
うことができ、得られる薄膜の光学的膜厚を容易かつ確
実に制御できる。
また、スパッタリングの場合には、得られる薄膜の屈折
率変化が少ないので、光学的薄膜を計測することにより
、物理的膜厚を制度良くコントロールすることができる
。
率変化が少ないので、光学的薄膜を計測することにより
、物理的膜厚を制度良くコントロールすることができる
。
本発明のスパッタリング装置の用途は限定されないが、
特にＳ ｉ Ｏ，、Ｔ ａ、Ｏ，等の酸化物系の薄膜の
製造に好適である。
特にＳ ｉ Ｏ，、Ｔ ａ、Ｏ，等の酸化物系の薄膜の
製造に好適である。
第１図、第２図および第３図は本発明の実施例を示す説
明図である。 １１・・・真空槽 １３・・・スパッタ電極１
５・・・シールド ２１・・・ターゲット２３・
・・基板 ２５・・・回転基板ホルダー３１
・・・遮蔽 ３３・・・シャッタ３５・・・
モニタ基板 ４３・・・ターンテーブル４５・・・
ホルダ ４９・・・窓５１・・・光源
５３・・・フィルタ５５．５７・・・ミラー
５９・・・光電管特許出願人 真空器械工業株式会社 図 第 図 第３ 図
明図である。 １１・・・真空槽 １３・・・スパッタ電極１
５・・・シールド ２１・・・ターゲット２３・
・・基板 ２５・・・回転基板ホルダー３１
・・・遮蔽 ３３・・・シャッタ３５・・・
モニタ基板 ４３・・・ターンテーブル４５・・・
ホルダ ４９・・・窓５１・・・光源
５３・・・フィルタ５５．５７・・・ミラー
５９・・・光電管特許出願人 真空器械工業株式会社 図 第 図 第３ 図
Claims (1)
- １、ターゲットと基板との間であって、ターゲットに対
向しない領域に、光学的膜厚を計測するためのモニタ基
板を設置したことを特徴とするスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4907989A JPH02228472A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4907989A JPH02228472A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228472A true JPH02228472A (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=12821086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4907989A Pending JPH02228472A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02228472A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104131261A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-11-05 | 东莞市汇成真空科技有限公司 | 一种随工件运动的在位动态监控膜厚的真空光学镀膜机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929112A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-16 | 株式会社入江壁材 | 炭素短繊維をコンクリ−ト，モルタル等の原材料中に分散混入する方法及び装置 |
| JPS61190067A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP4907989A patent/JPH02228472A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929112A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-16 | 株式会社入江壁材 | 炭素短繊維をコンクリ−ト，モルタル等の原材料中に分散混入する方法及び装置 |
| JPS61190067A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104131261A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-11-05 | 东莞市汇成真空科技有限公司 | 一种随工件运动的在位动态监控膜厚的真空光学镀膜机 |
| CN104131261B (zh) * | 2014-07-08 | 2016-09-14 | 东莞市汇成真空科技有限公司 | 一种随工件运动的在位动态监控膜厚的真空光学镀膜机 |
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