JPH03237304A - 薄膜作製装置 - Google Patents
薄膜作製装置Info
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- JPH03237304A JPH03237304A JP3329890A JP3329890A JPH03237304A JP H03237304 A JPH03237304 A JP H03237304A JP 3329890 A JP3329890 A JP 3329890A JP 3329890 A JP3329890 A JP 3329890A JP H03237304 A JPH03237304 A JP H03237304A
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- thin film
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- light
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
- C23C14/545—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
- C23C14/547—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜作製装置に関し、特に干渉色のピーク波長
を一定とすることに基づいて成膜速度を一定に制御し同
一膜厚を有する薄膜を作製するようにした薄膜作製装置
に関するものである。
を一定とすることに基づいて成膜速度を一定に制御し同
一膜厚を有する薄膜を作製するようにした薄膜作製装置
に関するものである。
従来における例えば連続薄膜作製装置では、放電電力も
しくは放電電流又は基板の搬送速度等の薄膜作製条件を
一定にして基板に成膜を行った場合であっても、ターゲ
ットの使用が進行するとその使用量（積算電力量）に応
じて成膜速度が変化するという不具合があった。このよ
うな不具合を解消する目的で成膜速度を一定に保持する
ための補正・制御を行う場合、従来では３通りの方法が
考えられた。第１の方法は適当なタイミングで膜厚モニ
タ用ダミー基板を入れ、このダミー基板で成膜速度を測
定した後放電電力又は放電電流にフィードバックを行い
これらの値を補正する方法、第２の方法は光学式膜厚モ
ニタ等を用いて成膜中又は成膜後の膜厚をインプロセス
でモニタし補正する方法、第３の方法はレーザー膜厚計
を用いて膜厚測定及び膜厚制御を行い補正する方法であ
る。
しくは放電電流又は基板の搬送速度等の薄膜作製条件を
一定にして基板に成膜を行った場合であっても、ターゲ
ットの使用が進行するとその使用量（積算電力量）に応
じて成膜速度が変化するという不具合があった。このよ
うな不具合を解消する目的で成膜速度を一定に保持する
ための補正・制御を行う場合、従来では３通りの方法が
考えられた。第１の方法は適当なタイミングで膜厚モニ
タ用ダミー基板を入れ、このダミー基板で成膜速度を測
定した後放電電力又は放電電流にフィードバックを行い
これらの値を補正する方法、第２の方法は光学式膜厚モ
ニタ等を用いて成膜中又は成膜後の膜厚をインプロセス
でモニタし補正する方法、第３の方法はレーザー膜厚計
を用いて膜厚測定及び膜厚制御を行い補正する方法であ
る。
しかしながら、従来の方法はそれぞれ次のような問題を
有している。
有している。
第１の方法では、頻繁にモニタ用基板をセットしなけれ
ばならないため面倒であり、且つモニタ用基板を挿入す
る分生産性が落ち、更に実際のプロセス中においてモニ
タが実施されないためモニタ結果の信頼性が低いという
問題があった。第２の方法は、例えば干渉作用を利用し
た２波長の光学膜厚計等の膜厚測定機構では、膜厚その
ものを求めることを目的とするため測定機構と補正機構
を有しなければならず、更に膜厚算出のため所要の幅の
広い一定エリアのモニタを行わなければならないという
問題があった。第３の方法では、レーザー膜厚計は光源
として高価なものであり、装置全体としてのコストが高
くなるという問題があった。
ばならないため面倒であり、且つモニタ用基板を挿入す
る分生産性が落ち、更に実際のプロセス中においてモニ
タが実施されないためモニタ結果の信頼性が低いという
問題があった。第２の方法は、例えば干渉作用を利用し
た２波長の光学膜厚計等の膜厚測定機構では、膜厚その
ものを求めることを目的とするため測定機構と補正機構
を有しなければならず、更に膜厚算出のため所要の幅の
広い一定エリアのモニタを行わなければならないという
問題があった。第３の方法では、レーザー膜厚計は光源
として高価なものであり、装置全体としてのコストが高
くなるという問題があった。
本発明の目的は、上記問題点を解決すべく、インプロセ
スにおいて簡易に実行でき且つ信頼性が高い測定・補正
機構を備え、干渉色の極値に対応する波長を一定にする
ことにより常に同一膜厚を有する薄膜を作製することが
でき、更に簡易且つ安価に薄膜作製工程の自動、化を確
立することのできる薄膜作製装置を提供することにある
。
スにおいて簡易に実行でき且つ信頼性が高い測定・補正
機構を備え、干渉色の極値に対応する波長を一定にする
ことにより常に同一膜厚を有する薄膜を作製することが
でき、更に簡易且つ安価に薄膜作製工程の自動、化を確
立することのできる薄膜作製装置を提供することにある
。
本発明に係る薄膜作製装置は、基板に作製された透光性
を有する薄膜の光学的な透過率又は反射率の波長依存特
性を測定する測定装置と、この測定装置で測定された透
過率又は反射率の波長依存特性における極値に対応する
波長を検出する極値波長検出手段と、この極値波長検出
手段によって検出される波長が一定となるように薄膜の
作製条件を制御する制御手段とから構成される。
を有する薄膜の光学的な透過率又は反射率の波長依存特
性を測定する測定装置と、この測定装置で測定された透
過率又は反射率の波長依存特性における極値に対応する
波長を検出する極値波長検出手段と、この極値波長検出
手段によって検出される波長が一定となるように薄膜の
作製条件を制御する制御手段とから構成される。
本発明に係る薄膜作製装置は、前記の装置構成において
、基板が透明又は半透明のときには測定装置は透過率の
波長依存特性を測定するように構成され、基板が不透明
であるときには反射率の波長依存特性を測定するように
構成されることを特徴とする。
、基板が透明又は半透明のときには測定装置は透過率の
波長依存特性を測定するように構成され、基板が不透明
であるときには反射率の波長依存特性を測定するように
構成されることを特徴とする。
本発明に係る薄膜作製装置は、前記の装置構成において
、測定装置が、波長可変スキャン型モノクロメータを含
むか、又は分光器と、フォトダイオードアレイを含む検
出回路とを含むことを特徴とする。
、測定装置が、波長可変スキャン型モノクロメータを含
むか、又は分光器と、フォトダイオードアレイを含む検
出回路とを含むことを特徴とする。
本発明による薄膜作製装置では、例えば透明な基板に透
明な薄膜を作製した場合に、この基板及び薄膜に白色光
を照射すると、その透過光は、基板と薄膜層の屈折率の
違いや界面の存在によって干渉作用を生じ、透過率の波
長依存特性が少なくとも１つの極値（極大値又は極小値
）を有する特性となるので、この極値に対応する波長が
常に一定になるように制御することにより成膜速度を一
定に保持することにより、製作される薄膜の膜厚を一定
に保つようにする。このことは反射光を利用しても同じ
ことができる。そこで、本発明では、測定装置によって
光学的な透過率又は反射率の波長依存特性を測定し、極
値検出手段で波長依存特性における極値に対応する波長
を検出し、検出される波長が所定の波長に保持されるよ
うに偏差等に基づき制御手段が薄膜作製の所定条件を補
正し、成膜速度を制御する。
明な薄膜を作製した場合に、この基板及び薄膜に白色光
を照射すると、その透過光は、基板と薄膜層の屈折率の
違いや界面の存在によって干渉作用を生じ、透過率の波
長依存特性が少なくとも１つの極値（極大値又は極小値
）を有する特性となるので、この極値に対応する波長が
常に一定になるように制御することにより成膜速度を一
定に保持することにより、製作される薄膜の膜厚を一定
に保つようにする。このことは反射光を利用しても同じ
ことができる。そこで、本発明では、測定装置によって
光学的な透過率又は反射率の波長依存特性を測定し、極
値検出手段で波長依存特性における極値に対応する波長
を検出し、検出される波長が所定の波長に保持されるよ
うに偏差等に基づき制御手段が薄膜作製の所定条件を補
正し、成膜速度を制御する。
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明の薄膜作製装置の一実施例を示す連続方
式の薄膜作製装置であり、この薄膜作製装置では連続的
に基板を供給し薄膜処理を行うことにより大量の薄膜基
板を作製することができる。
式の薄膜作製装置であり、この薄膜作製装置では連続的
に基板を供給し薄膜処理を行うことにより大量の薄膜基
板を作製することができる。
第１図において、１は長形の真空容器であり、この真空
容器１には例えば４個の開閉自在なゲートパルプ２が配
設され、この４個のゲートパルプ２によって真空容器１
の内部に３つの真空室ＩＡ。
容器１には例えば４個の開閉自在なゲートパルプ２が配
設され、この４個のゲートパルプ２によって真空容器１
の内部に３つの真空室ＩＡ。
ＩＢ、ＩＣが形成される。真空室ＩＡはロードロツタ室
であり、真空室１Ｂはスパッタリング室であり、真空室
ＩＣはアンロードロック室である。
であり、真空室１Ｂはスパッタリング室であり、真空室
ＩＣはアンロードロック室である。
各真空室にはそれぞれを所要の真空度に排気せしめる真
空ポンプ３Ａ、３Ｂ、３Ｃが設置されている。またスパ
ッタリングを実施する真空室ＩＢにはターゲットを備え
たカソード４が配設され、このカソード４には所要の放
電電力（放電電流）を供給するスパッタリング用電源５
が接続される。
空ポンプ３Ａ、３Ｂ、３Ｃが設置されている。またスパ
ッタリングを実施する真空室ＩＢにはターゲットを備え
たカソード４が配設され、このカソード４には所要の放
電電力（放電電流）を供給するスパッタリング用電源５
が接続される。
上記の構造を有した真空容器１に対して図中左側の外部
より基板が供給される。基板はトレイ６によって支持さ
れており、このトレイ６上において第１図中上部に基板
の薄膜処理表面が現れるように基板はトレイ６に配置さ
れている。トレイ６、すなわち基板は矢印７に示す方向
に進行する。従って、真空容器１に搬入された基板は、
真空室を１Ａ→ＩＢ−ＩＣという順序で移動していくの
であるが、そのつど真空室の間に存在するゲートパルプ
２は開閉されることになる。基板を矢印７の方向に移動
させるための搬送装置は第１図中に図示されていないが
、当該技術分野で周知の搬送装置が使用されている。搬
送装置を駆動する手段としては例えば電気モータが使用
される。
より基板が供給される。基板はトレイ６によって支持さ
れており、このトレイ６上において第１図中上部に基板
の薄膜処理表面が現れるように基板はトレイ６に配置さ
れている。トレイ６、すなわち基板は矢印７に示す方向
に進行する。従って、真空容器１に搬入された基板は、
真空室を１Ａ→ＩＢ−ＩＣという順序で移動していくの
であるが、そのつど真空室の間に存在するゲートパルプ
２は開閉されることになる。基板を矢印７の方向に移動
させるための搬送装置は第１図中に図示されていないが
、当該技術分野で周知の搬送装置が使用されている。搬
送装置を駆動する手段としては例えば電気モータが使用
される。
上記構成において、スパッタリングが実行される真空室
ＩＢで基板の上面に薄膜が形成される。
ＩＢで基板の上面に薄膜が形成される。
本発明では、後述される測定・補正機構において透過方
式が採用される場合には基板は透明又は半透明であるこ
とが必要である。反射方式が採用される場合にはその限
りではない。また本発明において、基板に作製される薄
膜はＩＴＯ等の如く透明又は半透明であることが条件と
なる。
式が採用される場合には基板は透明又は半透明であるこ
とが必要である。反射方式が採用される場合にはその限
りではない。また本発明において、基板に作製される薄
膜はＩＴＯ等の如く透明又は半透明であることが条件と
なる。
本発明による薄膜作製装置において、同一膜厚を有する
薄膜を作るため成膜速度が一定となるように制御する測
定・補正機構の設置箇所は、例えば上記連続薄膜作製装
置では、基板に薄膜が作製される工程の後のいずれかの
箇所である。従って、測定・補正装置は例えば真空室Ｉ
Ｂの後部或いは真空室ＩＣに配置され、更に真空室ＩＣ
の後工程に配置することもできる。また成膜後に測定・
補正を行う構成のものであれば、真空中或いは大気中の
任意の箇所にて行うことができる。
薄膜を作るため成膜速度が一定となるように制御する測
定・補正機構の設置箇所は、例えば上記連続薄膜作製装
置では、基板に薄膜が作製される工程の後のいずれかの
箇所である。従って、測定・補正装置は例えば真空室Ｉ
Ｂの後部或いは真空室ＩＣに配置され、更に真空室ＩＣ
の後工程に配置することもできる。また成膜後に測定・
補正を行う構成のものであれば、真空中或いは大気中の
任意の箇所にて行うことができる。
次に基板の薄膜作製工程において成膜速度を常に一定と
し、同一膜厚の薄膜を作製するための測定・補正機構に
ついて説明する。成膜速度を一定にするための原理とし
て、本発明では干渉色のピークトップを一定にすること
を利用する。
し、同一膜厚の薄膜を作製するための測定・補正機構に
ついて説明する。成膜速度を一定にするための原理とし
て、本発明では干渉色のピークトップを一定にすること
を利用する。
ここで、干渉色のピークトップを一定にするとは、薄膜
が形成された基板に対して透過光又は反射光を与えたと
きその波長依存性によって得られる複数のピーク（極大
値或いは極小値）のうちいずれかのピークの波長の値が
一定に保たれることをいう。デポジション後の基板に、
例えば後述される第２図に示す如き光学的測定系におい
て白色光を照射すると、その透過光又は反射光は光の干
渉作用に基づき第５図のような特性を得ることができる
。第５図において横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は透
過率（％）を表している。この特性例の場合、基板はガ
ラス基板であり、ガラス基板の屈折率ｎ、は１．５、透
光性薄膜の屈折率ｎ２は２．０である。第５図に示され
るように、膜厚が１４０ｎｍである場合には特性Ａ１を
得ることができ、この場合において特性Ａ１のピーク、
すなわち極大値（ピークトップ）に対応する波長の値は
屈折率（ｎｌ＊ｎ２）が一定である場合にはある決まっ
た値Ｘ。となる。ところが薄膜の膜厚が変化するとピー
クの波長の値が変化する。例えば、膜厚が５ｎｍ薄くな
ると特性はＡ２の如くなり、ピークに対応する波長はＸ
。−２０となる。
が形成された基板に対して透過光又は反射光を与えたと
きその波長依存性によって得られる複数のピーク（極大
値或いは極小値）のうちいずれかのピークの波長の値が
一定に保たれることをいう。デポジション後の基板に、
例えば後述される第２図に示す如き光学的測定系におい
て白色光を照射すると、その透過光又は反射光は光の干
渉作用に基づき第５図のような特性を得ることができる
。第５図において横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は透
過率（％）を表している。この特性例の場合、基板はガ
ラス基板であり、ガラス基板の屈折率ｎ、は１．５、透
光性薄膜の屈折率ｎ２は２．０である。第５図に示され
るように、膜厚が１４０ｎｍである場合には特性Ａ１を
得ることができ、この場合において特性Ａ１のピーク、
すなわち極大値（ピークトップ）に対応する波長の値は
屈折率（ｎｌ＊ｎ２）が一定である場合にはある決まっ
た値Ｘ。となる。ところが薄膜の膜厚が変化するとピー
クの波長の値が変化する。例えば、膜厚が５ｎｍ薄くな
ると特性はＡ２の如くなり、ピークに対応する波長はＸ
。−２０となる。
また膜厚が５ｎｍ厚くなると特性はＡ３の如くなり、ピ
ークに対応する波長はＸ。＋２０となる。
ークに対応する波長はＸ。＋２０となる。
このように薄膜の膜厚に差が生じると干渉の作用によっ
てピーク波長の値にずれが生じる。反対にピーク波長の
値が一定であることは、薄膜等の屈折率が一定であると
いう条件の下では膜厚が一定であることを意味する。そ
こで、本発明による測定・補正機構では、ピーク波長が
所要の値に一定に保持されるよう薄膜作製の諸条件を制
御するように構成するものであり、このことは実質的に
諸条件が変化したとしても成膜速度が常に一定に保持さ
れるように制御が行われることを意味する。
てピーク波長の値にずれが生じる。反対にピーク波長の
値が一定であることは、薄膜等の屈折率が一定であると
いう条件の下では膜厚が一定であることを意味する。そ
こで、本発明による測定・補正機構では、ピーク波長が
所要の値に一定に保持されるよう薄膜作製の諸条件を制
御するように構成するものであり、このことは実質的に
諸条件が変化したとしても成膜速度が常に一定に保持さ
れるように制御が行われることを意味する。
次に第２図に従ってフィードバック機構を有した測定・
補正機構の第１実施例を説明する。この測定・補正機構
は、前述したように透過光の干渉色のピークの波長を測
定し、この波長の値が一定になるように制御することに
より、成膜速度を一定に保ち同一膜厚の薄膜を作製する
ためのものである。従って測定の対象は干渉色のピーク
波長であり、補正の対象はスパッタリングの放電電力（
放電電流）又は基板の搬送速度である。
補正機構の第１実施例を説明する。この測定・補正機構
は、前述したように透過光の干渉色のピークの波長を測
定し、この波長の値が一定になるように制御することに
より、成膜速度を一定に保ち同一膜厚の薄膜を作製する
ためのものである。従って測定の対象は干渉色のピーク
波長であり、補正の対象はスパッタリングの放電電力（
放電電流）又は基板の搬送速度である。
第２図において１０は真空室であり、真空室１０は真空
容器１の前述した条件を満たす所要の箇所に設けられる
。薄膜１２が形成されたガラス製の基板１１は真空室１
０において矢印７に示される方向に図示しない搬送装置
によって移動せしめられる。第１図に示されたトレイ６
の図示は省略されている。真空室１０の相互に対向する
２つの壁部にはそれぞれビューイングボート１３Ａ、１
３Ｂが設けられ、ビューイングボート１．３ Ａの外側
の箇所に光源１４が配設され、ビューイングボート１３
Ｂの外側の箇所に集光レンズ１５が前後の２つの遮光板
１６と共に配設される。光源１４から発した例えば白色
光はビューイングボート１３Ａを通過して真空室１０に
入り、基板１１及び薄膜１２を透過し、ビューイングボ
ート１３Ｂを通過して外部に出、集光レンズ１５を通過
する。
容器１の前述した条件を満たす所要の箇所に設けられる
。薄膜１２が形成されたガラス製の基板１１は真空室１
０において矢印７に示される方向に図示しない搬送装置
によって移動せしめられる。第１図に示されたトレイ６
の図示は省略されている。真空室１０の相互に対向する
２つの壁部にはそれぞれビューイングボート１３Ａ、１
３Ｂが設けられ、ビューイングボート１．３ Ａの外側
の箇所に光源１４が配設され、ビューイングボート１３
Ｂの外側の箇所に集光レンズ１５が前後の２つの遮光板
１６と共に配設される。光源１４から発した例えば白色
光はビューイングボート１３Ａを通過して真空室１０に
入り、基板１１及び薄膜１２を透過し、ビューイングボ
ート１３Ｂを通過して外部に出、集光レンズ１５を通過
する。
このようにして得られた透過光１７は波長可変スキャン
型モノクロメータ１８に入力される。
型モノクロメータ１８に入力される。
１９は演算制御装置であり、コンピュータ等によって構
成される。波長可変スキャン型モノクロメータ１８では
基板１１及び薄膜１２を透過した光１７において干渉作
用によって生じた多数の光の波長をスキャンしてそれら
の透過率を測定し、その波長に関するデータを出力する
。演算制御装置１９は波長可変スキャン型モノクロメー
タ１８で出力された波長データを入力し、この波長デー
タを処理する。この演算制御袋ｆｆ１ｆ１９におけるデ
ータ処理では、要求される膜厚（目標膜厚）に関して第
５図に示された特性を算出してそのピーク波長の値を検
出し、これを記憶する。その後の測定においてピーク波
長を監視し、これが常に目標波長と一致して一定となる
ようにスパッタリング用電源５又は搬送用モータ２０に
対して補正用の制御信号をフィードバックする。測定さ
れたピーク波長のデータは演算制御装置１９から出力さ
れる。制御信号のフィードバックは必要に応じてスパッ
タリング用電源５と搬送用モータ２０のうち少なくとも
いずれか１つに対して行われる。
成される。波長可変スキャン型モノクロメータ１８では
基板１１及び薄膜１２を透過した光１７において干渉作
用によって生じた多数の光の波長をスキャンしてそれら
の透過率を測定し、その波長に関するデータを出力する
。演算制御装置１９は波長可変スキャン型モノクロメー
タ１８で出力された波長データを入力し、この波長デー
タを処理する。この演算制御袋ｆｆ１ｆ１９におけるデ
ータ処理では、要求される膜厚（目標膜厚）に関して第
５図に示された特性を算出してそのピーク波長の値を検
出し、これを記憶する。その後の測定においてピーク波
長を監視し、これが常に目標波長と一致して一定となる
ようにスパッタリング用電源５又は搬送用モータ２０に
対して補正用の制御信号をフィードバックする。測定さ
れたピーク波長のデータは演算制御装置１９から出力さ
れる。制御信号のフィードバックは必要に応じてスパッ
タリング用電源５と搬送用モータ２０のうち少なくとも
いずれか１つに対して行われる。
上記の構成によれば、光源１４から出力され、基板１１
及び薄膜１２を透過した光の干渉色のピークトップ、す
なわち極大値となる光の波長の値が一定とＡるようにス
パッタリング条件又は基板の搬送速度を制御するように
構成したため、予め目標とする膜厚をデータとして与え
ておけば、同一厚膜の薄膜を作製することができる。特
に第１図で示した連続薄膜作製装置では、同一厚膜の薄
膜基板を連続的に多数作製することができる。
及び薄膜１２を透過した光の干渉色のピークトップ、す
なわち極大値となる光の波長の値が一定とＡるようにス
パッタリング条件又は基板の搬送速度を制御するように
構成したため、予め目標とする膜厚をデータとして与え
ておけば、同一厚膜の薄膜を作製することができる。特
に第１図で示した連続薄膜作製装置では、同一厚膜の薄
膜基板を連続的に多数作製することができる。
第３図は測定・補正機構の第２の実施例を示す。
この構成でも透過方式が採用されており、第２図で説明
した構成と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細
な説明は省略する。この測定・補正機構では、前記の波
長可変スキャン型モノクロメータ１８の代りに、分光器
２１と検出回路２２の組合わせを用いる。分光器２１は
例えばプリズムであり、検出回路２２はフォトダイオー
ドアレイと各ダイオードに対応して接続された電流計と
負荷抵抗から構成されている。光源１４から出力され、
基板及び薄膜を透過した光１７は分光器２１でその屈折
率に応じて各波長の光に分光され、それぞれ検出回路２
２の対応するダイオードに導かれる。各波長の光は基板
１１と薄膜１２を透過するときにその透過率に応じて減
衰しているため、検出回路２２によって各は波長の透過
率に対応した波長データを得ることができる。この波長
データは検出回路２２から演算制御装置１９に与えられ
、ここでピークの波長の値が求められる。その後の補正
制御の動作は前記第２図に示された実施例の場合と同様
である。この実施例による測定・補正機構では、リアル
タイムの測定、波長の監視を行うことができ、検出回路
２２におけるフォトダイオードアレイの波長間隔を狭く
することにより、モニタとしての精度を高めることがで
きる。
した構成と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細
な説明は省略する。この測定・補正機構では、前記の波
長可変スキャン型モノクロメータ１８の代りに、分光器
２１と検出回路２２の組合わせを用いる。分光器２１は
例えばプリズムであり、検出回路２２はフォトダイオー
ドアレイと各ダイオードに対応して接続された電流計と
負荷抵抗から構成されている。光源１４から出力され、
基板及び薄膜を透過した光１７は分光器２１でその屈折
率に応じて各波長の光に分光され、それぞれ検出回路２
２の対応するダイオードに導かれる。各波長の光は基板
１１と薄膜１２を透過するときにその透過率に応じて減
衰しているため、検出回路２２によって各は波長の透過
率に対応した波長データを得ることができる。この波長
データは検出回路２２から演算制御装置１９に与えられ
、ここでピークの波長の値が求められる。その後の補正
制御の動作は前記第２図に示された実施例の場合と同様
である。この実施例による測定・補正機構では、リアル
タイムの測定、波長の監視を行うことができ、検出回路
２２におけるフォトダイオードアレイの波長間隔を狭く
することにより、モニタとしての精度を高めることがで
きる。
第４図は反射方式の構成を有する測定・補正機構の実施
例を示す。この実施例による構成は基板１１が不透明で
、薄膜１２のみが透明又は半透明の場合に採用される。
例を示す。この実施例による構成は基板１１が不透明で
、薄膜１２のみが透明又は半透明の場合に採用される。
図示例において真空室の構造は省略されている。光源１
４は薄膜１２の位置する側に所要の角度を有した姿勢に
て設置される。
４は薄膜１２の位置する側に所要の角度を有した姿勢に
て設置される。
光源１４から発せられた光１７は特定の角度にて薄膜１
２に入射し、薄膜１２の表面及び裏面にて反射して例え
ば波長可変スキャン型モノクロメータ１８に入力される
。この場合、前記分光器２１及び検出回路２２の構成を
採用することができるのは勿論である。この実施例では
、波長と反射率の間における第５図と同様な関係図に基
づき干渉色のピークトップを一定にするように測定・補
正の制御が実行される。その他の構成は前記各実施例の
場合と同様である。この実施例によれば特に基板が不透
明であるときに有効である。
２に入射し、薄膜１２の表面及び裏面にて反射して例え
ば波長可変スキャン型モノクロメータ１８に入力される
。この場合、前記分光器２１及び検出回路２２の構成を
採用することができるのは勿論である。この実施例では
、波長と反射率の間における第５図と同様な関係図に基
づき干渉色のピークトップを一定にするように測定・補
正の制御が実行される。その他の構成は前記各実施例の
場合と同様である。この実施例によれば特に基板が不透
明であるときに有効である。
第６図にガラス基板の上に透明な薄膜を成膜した場合の
透過率の波長依存特性の例を示す。この波長依存特性３
０を得るに当たって、使用された透明薄膜の屈折率は約
２．０、ガラス基板の屈折率は約１．５である。この波
長依存特性３０を利用すれば、ピークトップ（極大値）
の波長５３３ｎｍを目標とする一定波長として前述した
制御を行うことができる。従来技術の如く透過率特性か
ら膜厚を求める方法では、透過率をモニタするための波
長レンジを広く（数ピーク分）とる必要があるが、これ
に対して本発明の場合にはピークトップの１点（５３３
ｎｍ）の付近の波長のモニタだけで済むため、モニタの
構成を簡略化することができる。またピークトップが複
数存在するときには任意のピークトップを用いることが
できる。
透過率の波長依存特性の例を示す。この波長依存特性３
０を得るに当たって、使用された透明薄膜の屈折率は約
２．０、ガラス基板の屈折率は約１．５である。この波
長依存特性３０を利用すれば、ピークトップ（極大値）
の波長５３３ｎｍを目標とする一定波長として前述した
制御を行うことができる。従来技術の如く透過率特性か
ら膜厚を求める方法では、透過率をモニタするための波
長レンジを広く（数ピーク分）とる必要があるが、これ
に対して本発明の場合にはピークトップの１点（５３３
ｎｍ）の付近の波長のモニタだけで済むため、モニタの
構成を簡略化することができる。またピークトップが複
数存在するときには任意のピークトップを用いることが
できる。
また第６図の波長依存特性３０にはピークボトム（極小
値）３２も存在する。上記のピークトップの代りにピー
クボトムを使用しても本発明を同様に構成することがで
きる。
値）３２も存在する。上記のピークトップの代りにピー
クボトムを使用しても本発明を同様に構成することがで
きる。
前記各実施例の説明では第１図に示すような連続方式の
薄膜作製装置であることを前提としたが、本発明は基板
が移動しない方式の薄膜作製装置であっても同様に適用
できるのは勿論である。この場合にはデポジション後の
薄膜に関してピークトップの測定を行い、それ以後の薄
膜作製に測定データを利用する。また非連続方式の場合
、基板の搬送速度は補正対象とはならない。
薄膜作製装置であることを前提としたが、本発明は基板
が移動しない方式の薄膜作製装置であっても同様に適用
できるのは勿論である。この場合にはデポジション後の
薄膜に関してピークトップの測定を行い、それ以後の薄
膜作製に測定データを利用する。また非連続方式の場合
、基板の搬送速度は補正対象とはならない。
また前記実施例では片面スパッタリング装置に適用した
例を説明したが、両面スパッタリング装置に適用するこ
とができるのは勿論である。更に、スパッタリング装置
以外の他の薄膜作製装置にも本発明を適用することがで
きる。
例を説明したが、両面スパッタリング装置に適用するこ
とができるのは勿論である。更に、スパッタリング装置
以外の他の薄膜作製装置にも本発明を適用することがで
きる。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、成膜され
る薄膜の光学的な透過率又は反射率の波長依存特性を測
定し、その波長データから得られるピーク波長を監視し
て、このピーク波長が所要の一定値に保持されるように
薄膜の作製条件を制御するようにしたため、ターゲット
使用量に起因する成膜速度の変化を抑制し、常に安定し
て同一膜厚の薄膜を作製することができる。また、薄膜
の作製条件を、ピーク波長が一定になるように補正・制
御するように構成するため、簡単な構成にて安価に作製
することができる。更にインプロセスで測定、補正を行
うことができるため、膜厚の制御の信頼性が高いという
効果がある。
る薄膜の光学的な透過率又は反射率の波長依存特性を測
定し、その波長データから得られるピーク波長を監視し
て、このピーク波長が所要の一定値に保持されるように
薄膜の作製条件を制御するようにしたため、ターゲット
使用量に起因する成膜速度の変化を抑制し、常に安定し
て同一膜厚の薄膜を作製することができる。また、薄膜
の作製条件を、ピーク波長が一定になるように補正・制
御するように構成するため、簡単な構成にて安価に作製
することができる。更にインプロセスで測定、補正を行
うことができるため、膜厚の制御の信頼性が高いという
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す連続式薄膜作製装置を
示す概略構成図、第２図は測定・補正装置の第１実施例
を示す構成図、第３図は測定・補正装置の第２実施例を
示す構成図、第４図は測定・補正装置の第３実施例を示
す構成図、第５図は膜厚と波長と透過率の関係を示すグ
ラフ、第６図は透過率の波長依存特性の一例を示すグラ
フである。 〔符号の説明〕 １・・・・・・真空容器 ２・・・・・・ゲートバルブ ＬＡ、 ＩＢ、 ＩＣ，１０ ・・・・真空室 ３Ａ、 ３Ｂ、 ３Ｃ ・・・・真空ポンプ ４・・・・・・カソード ５・・・・・・スパッタリング用電源 ６・・・・・・トレイ １１・・・・・基板 １２・・・・・薄膜 １４・・・・・光源 １８・・・・・波長可変スキャン型モノクロメータ １９・・・・・演算制御装置 ２０・・・・・搬送用モータ ２１・・・・・分光器 ２２・・・・・検出回路 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ：真空ポンプ ６：トレイ
示す概略構成図、第２図は測定・補正装置の第１実施例
を示す構成図、第３図は測定・補正装置の第２実施例を
示す構成図、第４図は測定・補正装置の第３実施例を示
す構成図、第５図は膜厚と波長と透過率の関係を示すグ
ラフ、第６図は透過率の波長依存特性の一例を示すグラ
フである。 〔符号の説明〕 １・・・・・・真空容器 ２・・・・・・ゲートバルブ ＬＡ、 ＩＢ、 ＩＣ，１０ ・・・・真空室 ３Ａ、 ３Ｂ、 ３Ｃ ・・・・真空ポンプ ４・・・・・・カソード ５・・・・・・スパッタリング用電源 ６・・・・・・トレイ １１・・・・・基板 １２・・・・・薄膜 １４・・・・・光源 １８・・・・・波長可変スキャン型モノクロメータ １９・・・・・演算制御装置 ２０・・・・・搬送用モータ ２１・・・・・分光器 ２２・・・・・検出回路 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ：真空ポンプ ６：トレイ
Claims (5)
- （１）基板に作製された透光性を有する薄膜の光学的な
透過率又は反射率の波長依存特性を測定する測定装置と
、この測定装置で測定された透過率又は反射率の波長依
存特性における極値に対応する波長を検出する極値波長
検出手段と、この極値波長検出手段によって検出される
波長が一定となるように前記薄膜の作製条件を制御する
制御手段とからなることを特徴とする薄膜作製装置。 - （２）請求項１記載の薄膜作製装置において、前記基板
が透明又は半透明のときには前記測定装置は透過率の波
長依存特性を測定するように構成されることを特徴とす
る薄膜作製装置。 - （３）請求項１記載の薄膜作製装置において、前記基板
が不透明であるときには前記測定装置は反射率の波長依
存特性を測定するように構成されることを特徴とする薄
膜作製装置。 - （４）請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜作製装
置において、前記測定装置は波長可変スキャン型モノク
ロメータを含むことを特徴とする薄膜作製装置。 - （５）請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜作製装
置において、前記測定装置は、分光器と、フォトダイオ
ードアレイを含む検出回路とを含むことを特徴とする薄
膜作製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329890A JPH03237304A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 薄膜作製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329890A JPH03237304A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 薄膜作製装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237304A true JPH03237304A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12382643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3329890A Pending JPH03237304A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 薄膜作製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237304A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479140A (en) * | 1991-09-27 | 1995-12-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| US5485132A (en) * | 1991-09-27 | 1996-01-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| JP2006016666A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shibaura Mechatronics Corp | 真空処理装置 |
| JP2010118359A (ja) * | 2010-02-18 | 2010-05-27 | Horiba Ltd | 有機ｅｌ素子の製造方法及び製造装置 |
| JP5189711B1 (ja) * | 2012-02-15 | 2013-04-24 | 株式会社シンクロン | 光学式膜厚計測装置及び光学式膜厚計測装置を用いた薄膜形成装置 |
Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4984461A (ja) * | 1972-12-18 | 1974-08-14 | ||
| JPS5279953A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Ulvac Corp | Film thickness monitor for thin film production |
| JPS56115905A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-11 | Unitika Ltd | Measuring method for thickness of transparent film and device therefor |
| JPS59168310A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-22 | エナ−ジ−・コンバ−シヨン・デバイセス・インコ−ポレ−テツド | 薄膜の厚みを測定する方法及び装置 |
| JPS6073407A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Nippon Soken Inc | 膜厚モニタ |
| JPS6270703A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | 薄膜膜厚測定装置 |
| JPS6273103A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Toray Ind Inc | 膜厚測定方法 |
| JPH01320409A (ja) * | 1988-06-22 | 1989-12-26 | Toray Ind Inc | 膜厚測定方法 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP3329890A patent/JPH03237304A/ja active Pending
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| US5479140A (en) * | 1991-09-27 | 1995-12-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| US5485132A (en) * | 1991-09-27 | 1996-01-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| US5488019A (en) * | 1991-09-27 | 1996-01-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| US5493262A (en) * | 1991-09-27 | 1996-02-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition |
| JP2006016666A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shibaura Mechatronics Corp | 真空処理装置 |
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