JPH08311649A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPH08311649A JPH08311649A JP14394095A JP14394095A JPH08311649A JP H08311649 A JPH08311649 A JP H08311649A JP 14394095 A JP14394095 A JP 14394095A JP 14394095 A JP14394095 A JP 14394095A JP H08311649 A JPH08311649 A JP H08311649A
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- Japan
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- thin film
- film forming
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸発成分を正確に把握制御して所定組成比の
化合物薄膜を得ることを可能とした薄膜形成装置を提供
する。 【構成】 化合物ソース１２を用いて基板１３上に化合
物薄膜の形成を行う薄膜形成装置本体１１に、この装置
本体１１内の各蒸発成分の蒸気圧を測定する質量分析計
１４を取り付け、質量分析計１４の出力データをコント
ローラ１５に転送して、薄膜形成装置本体１１内の蒸発
成分の蒸気圧が所定値になるように薄膜形成条件を制御
する。
化合物薄膜を得ることを可能とした薄膜形成装置を提供
する。 【構成】 化合物ソース１２を用いて基板１３上に化合
物薄膜の形成を行う薄膜形成装置本体１１に、この装置
本体１１内の各蒸発成分の蒸気圧を測定する質量分析計
１４を取り付け、質量分析計１４の出力データをコント
ローラ１５に転送して、薄膜形成装置本体１１内の蒸発
成分の蒸気圧が所定値になるように薄膜形成条件を制御
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体ソースを用いて
化合物薄膜の形成を行う薄膜形成装置に関する。
化合物薄膜の形成を行う薄膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体ソースを用いた化合物薄膜の作製に
は、真空（加熱）蒸着装置、スパッタ蒸着装置、電子ビ
ーム（ＥＢ）蒸着装置等が用いられる。これらの装置を
用いて化合物薄膜を形成する際に組成比を制御するに
は、次のような方法が採られる。 固体ソースとして複数成分を所定の組成比で含む化合
物ソースを用いる。 成分毎に別々の固体ソースを用意した多元ソースを用
いて、各ソースの温度を制御する。 化合物ソースを用いて、不足しがちな成分ソースを別
途用意する。これは共蒸着と呼ばれる。
は、真空（加熱）蒸着装置、スパッタ蒸着装置、電子ビ
ーム（ＥＢ）蒸着装置等が用いられる。これらの装置を
用いて化合物薄膜を形成する際に組成比を制御するに
は、次のような方法が採られる。 固体ソースとして複数成分を所定の組成比で含む化合
物ソースを用いる。 成分毎に別々の固体ソースを用意した多元ソースを用
いて、各ソースの温度を制御する。 化合物ソースを用いて、不足しがちな成分ソースを別
途用意する。これは共蒸着と呼ばれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の化合物
薄膜の組成比制御の方法は、いずれも間接的であり、あ
る成膜条件が変化した特に各蒸発成分の蒸気圧（分圧）
を把握することができず、正確な組成比制御ができな
い。特に、Ｓ，Ｓｅ，Ａｓ等の元素の場合、蒸気中にい
くつかの形態が存在し、それらの種を分離することがで
きない。例えばイオウの場合であれば、Ｓ，Ｓ2 ，Ｓ4
のような形態が存在するが、これらの種を分離すること
ができない。そして実際に成膜に寄与するのは例えばＳ
のみであるが、温度条件の変化等により種分圧の比が変
化するために、成膜条件の制御が困難になる。
薄膜の組成比制御の方法は、いずれも間接的であり、あ
る成膜条件が変化した特に各蒸発成分の蒸気圧（分圧）
を把握することができず、正確な組成比制御ができな
い。特に、Ｓ，Ｓｅ，Ａｓ等の元素の場合、蒸気中にい
くつかの形態が存在し、それらの種を分離することがで
きない。例えばイオウの場合であれば、Ｓ，Ｓ2 ，Ｓ4
のような形態が存在するが、これらの種を分離すること
ができない。そして実際に成膜に寄与するのは例えばＳ
のみであるが、温度条件の変化等により種分圧の比が変
化するために、成膜条件の制御が困難になる。
【０００４】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、蒸発成分を正確に把握制御して所定組成比の化
合物薄膜を得ることを可能とした薄膜形成装置を提供す
ることを目的としている。
もので、蒸発成分を正確に把握制御して所定組成比の化
合物薄膜を得ることを可能とした薄膜形成装置を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る薄膜形成
装置は、固体ソースを用いて所定基板上に化合物薄膜の
形成を行う薄膜形成装置本体と、この薄膜形成装置本体
内の各蒸発成分の蒸気圧を測定する質量分析計と、この
質量分析計の出力に基づいて前記薄膜形成装置本体内の
蒸発成分の蒸気圧が所定値になるように前記薄膜形成装
置本体の薄膜形成条件を制御する制御装置とを有するこ
とを特徴としている。
装置は、固体ソースを用いて所定基板上に化合物薄膜の
形成を行う薄膜形成装置本体と、この薄膜形成装置本体
内の各蒸発成分の蒸気圧を測定する質量分析計と、この
質量分析計の出力に基づいて前記薄膜形成装置本体内の
蒸発成分の蒸気圧が所定値になるように前記薄膜形成装
置本体の薄膜形成条件を制御する制御装置とを有するこ
とを特徴としている。
【０００６】
【作用】この発明によると、質量分析計を用いることに
よって、蒸発成分のなかのある元素の一形態、例えばＳ
単体を直接モニターする事ができる。そしてこのモニタ
ー結果に基づいて装置本体内の蒸発成分の蒸気圧が所定
値になるように薄膜形成条件をフィードバック制御する
ことにより、固体ソースの状態や温度条件等の変化の影
響を補償して、所望の組成比の化合物薄膜を得ることが
できる。
よって、蒸発成分のなかのある元素の一形態、例えばＳ
単体を直接モニターする事ができる。そしてこのモニタ
ー結果に基づいて装置本体内の蒸発成分の蒸気圧が所定
値になるように薄膜形成条件をフィードバック制御する
ことにより、固体ソースの状態や温度条件等の変化の影
響を補償して、所望の組成比の化合物薄膜を得ることが
できる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る真空蒸着
装置の構成を示す。装置本体（真空槽）１１には、固体
ソースとしてこの実施例では化合物ソース１２が配置さ
れ、この化合物ソース１２に対向させて膜形成を行う基
板１３が配置される。装置本体１１に基板１３をセット
した後、真空排気し、所定の真空度において化合物ソー
ス１２を加熱してこれを蒸発させる。
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る真空蒸着
装置の構成を示す。装置本体（真空槽）１１には、固体
ソースとしてこの実施例では化合物ソース１２が配置さ
れ、この化合物ソース１２に対向させて膜形成を行う基
板１３が配置される。装置本体１１に基板１３をセット
した後、真空排気し、所定の真空度において化合物ソー
ス１２を加熱してこれを蒸発させる。
【０００８】成膜条件を制御するために、装置本体１１
の外にコントローラ１５が設けられている。また、装置
本体１１の蒸発気体を取り込んで各蒸発成分の蒸気圧を
測定する四重極型質量分析計１４が装置本体１１に取り
付けられている。質量分析計１４の取り付け位置は、好
ましくは化合物ソース１２からの蒸発ビームが直接入射
しないように、例えば図示のように化合物ソース１２の
位置より下とする。従って質量分析計１４は、装置本体
１１内の蒸気圧分布の勾配がある位置での各成分の蒸気
圧を測定することになる。
の外にコントローラ１５が設けられている。また、装置
本体１１の蒸発気体を取り込んで各蒸発成分の蒸気圧を
測定する四重極型質量分析計１４が装置本体１１に取り
付けられている。質量分析計１４の取り付け位置は、好
ましくは化合物ソース１２からの蒸発ビームが直接入射
しないように、例えば図示のように化合物ソース１２の
位置より下とする。従って質量分析計１４は、装置本体
１１内の蒸気圧分布の勾配がある位置での各成分の蒸気
圧を測定することになる。
【０００９】質量分析計１４では、蒸発成分のなかの元
素をその形態を特定して直接モニターする事ができる。
このモニター結果はコントローラ１５にデータ転送さ
れ、コントローラ１５では転送されたデータに基づい
て、装置本体１１内の蒸発成分の蒸気圧が所定値になる
ように薄膜形成条件、即ち化合物ソース１２の加熱温度
や真空度等を自動制御する。この制御システムは、予め
各蒸発成分の蒸気圧と薄膜形成条件の間の相関関係を測
定しておき、その相関関係に基づいて蒸発成分の蒸気圧
が要求される所定値に保たれるようにプロセス制御を行
う一般的なものでよい。
素をその形態を特定して直接モニターする事ができる。
このモニター結果はコントローラ１５にデータ転送さ
れ、コントローラ１５では転送されたデータに基づい
て、装置本体１１内の蒸発成分の蒸気圧が所定値になる
ように薄膜形成条件、即ち化合物ソース１２の加熱温度
や真空度等を自動制御する。この制御システムは、予め
各蒸発成分の蒸気圧と薄膜形成条件の間の相関関係を測
定しておき、その相関関係に基づいて蒸発成分の蒸気圧
が要求される所定値に保たれるようにプロセス制御を行
う一般的なものでよい。
【００１０】図２は、この実施例での真空蒸着制御フロ
ーを簡単に示す。基板セット、蒸着源セット等の真空蒸
着準備を行い（Ｓ１）、蒸着源加熱を開始し（Ｓ２）、
温度調節計の出力を設定し（Ｓ３）、設定温度に到達し
たことを確認した後（Ｓ４）、質量分析計により蒸発成
分の蒸気圧を測定する。蒸発成分が所定の分圧になって
いるか否かを判定して（Ｓ５）、ＮＯであれば再度温度
調節計の出力を設定し直し、所定分圧になったことを確
認して真空蒸着を開始する（Ｓ６）。
ーを簡単に示す。基板セット、蒸着源セット等の真空蒸
着準備を行い（Ｓ１）、蒸着源加熱を開始し（Ｓ２）、
温度調節計の出力を設定し（Ｓ３）、設定温度に到達し
たことを確認した後（Ｓ４）、質量分析計により蒸発成
分の蒸気圧を測定する。蒸発成分が所定の分圧になって
いるか否かを判定して（Ｓ５）、ＮＯであれば再度温度
調節計の出力を設定し直し、所定分圧になったことを確
認して真空蒸着を開始する（Ｓ６）。
【００１１】以上のようにしてこの実施例によれば、質
量分析計を用いて蒸発成分分圧を元素形態まで正確に把
握してモニターして薄膜形成条件を負帰還制御すること
により、得られる化合物薄膜の組成比を確実に所望の値
に制御することができる。
量分析計を用いて蒸発成分分圧を元素形態まで正確に把
握してモニターして薄膜形成条件を負帰還制御すること
により、得られる化合物薄膜の組成比を確実に所望の値
に制御することができる。
【００１２】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例では、固体ソースとして化合物ソースを用いた
が、多元ソースを用いた場合、あるいは化合物ソースと
補助のソースを用いた場合にも同様にこの発明を適用す
ることかできる。また薄膜形成装置は、真空蒸着装置に
限らず、スパッタ装置、ＥＢ蒸着装置等であってもよ
い。
ば実施例では、固体ソースとして化合物ソースを用いた
が、多元ソースを用いた場合、あるいは化合物ソースと
補助のソースを用いた場合にも同様にこの発明を適用す
ることかできる。また薄膜形成装置は、真空蒸着装置に
限らず、スパッタ装置、ＥＢ蒸着装置等であってもよ
い。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、質
量分析計を用いて蒸発成分の蒸気圧を測定して薄膜形成
条件をフィードバック制御することにより、固体ソース
の状態や温度条件等の変化の影響を補償して、所望の組
成比の化合物薄膜を得ることができる。
量分析計を用いて蒸発成分の蒸気圧を測定して薄膜形成
条件をフィードバック制御することにより、固体ソース
の状態や温度条件等の変化の影響を補償して、所望の組
成比の化合物薄膜を得ることができる。
【図１】 この発明の一実施例に係る真空蒸着装置の構
成を示す。
成を示す。
【図２】 同実施例の制御フローを示す。
１１…蒸着装置本体、１２…化合物ソース、１３…基
板、１４…質量分析計、１５…コントローラ。
板、１４…質量分析計、１５…コントローラ。
Claims (1)
- 【請求項１】 固体ソースを用いて所定基板上に化合物
薄膜の形成を行う薄膜形成装置本体と、 この薄膜形成装置本体内の各蒸発成分の蒸気圧を測定す
る質量分析計と、 この質量分析計の出力に基づいて前記薄膜形成装置本体
内の蒸発成分の蒸気圧が所定値になるように前記薄膜形
成装置本体の薄膜形成条件を制御する制御装置とを有す
ることを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14394095A JPH08311649A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14394095A JPH08311649A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311649A true JPH08311649A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15350608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14394095A Pending JPH08311649A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311649A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833031B2 (en) * | 2000-03-21 | 2004-12-21 | Wavezero, Inc. | Method and device for coating a substrate |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP14394095A patent/JPH08311649A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833031B2 (en) * | 2000-03-21 | 2004-12-21 | Wavezero, Inc. | Method and device for coating a substrate |
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