JPS63473A - 薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成方法

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JPS63473A
JPS63473A JP61143245A JP14324586A JPS63473A JP S63473 A JPS63473 A JP S63473A JP 61143245 A JP61143245 A JP 61143245A JP 14324586 A JP14324586 A JP 14324586A JP S63473 A JPS63473 A JP S63473A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
refractive index
substrate
composition
partial pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP61143245A
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English (en)
Inventor
Koichi Kodera
宏一 小寺
Takeo Oota
太田 威夫
Kunihiro Matsubara
邦弘 松原
Isamu Inoue
勇 井上
Tetsuya Akiyama
哲也 秋山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS63473A publication Critical patent/JPS63473A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 るいは02のガス圧を高くシ、小さい場合、o2の分圧
比率あるいは02のガス圧を低くして薄膜の組成を制御
する特許請求の範囲第6項または第7項記載の薄膜形成
方法。
3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、形成する薄膜の組成制御を可能にする薄膜形
成方法に関するものである。
従来の技術 近年、真空蒸着法やスパッタリング法は薄膜形成の主た
る方法として位置付けられ、半導体、光メモリディスク
、薄膜磁気ヘッド等の薄膜形成に欠くべからざる技術と
なっている。ここで薄膜形成の一例を光メモリディスク
の代表的な記録膜であるTeO(o< x < 2 )
について説明する。第3図はTe○工薄膜を基板308
に反応性スパッタリング法で形成する際の構成図を示し
ている。同図において301はスパッタガンであり、ス
パッタターゲット302と支持金属板303とマグネッ
ト304によって主に構成される。スパッタターゲット
302をTe とし、減圧状態にあるチャンバ306内
に不活性ガスであるArと反応性ガスである02の分圧
比率を例えば3/2 としてガス導入管306.307
から流入させて回転する基板30Bに薄膜TeO工を形
成する。この際のスパッタ速度は水晶振動子板311を
収納した水晶振動子モニタヘッド310からの信号に基
づいて制御をかける水晶振動子法にて行う。記録膜であ
るTeO工はその組成により、ディスク特性が大きく変
化する。そのため、形成される薄膜の組成を子分光性な
どの分析法を採る必要があるが、結果がでるまでには多
大の時間を要する問題点がある。
また、ディスクを完成させて、そのディスク特性を測定
することにより、組成が所望のものであるかどうかを判
定する方法もあるが、ディスクを完成させ、特性を測定
するまでには、やはり多くの時間を要する。また、ディ
スク特性だけでは、組成がどちらにずれているかを判定
することが困難な場合が多い。
ノl+息出 本発明は上記問題点を解消するものであり、形成する薄
膜の組成制御を短時間で可能にし、所望の薄膜形成を実
現する薄膜形成方法を提供することを目的とするもので
ある。
問題点を解決するだめの手段 本発明は、基板に薄膜を形成するに際して、基板へ形成
される薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射率およ
び透過率をインプロセスで測定し、この3種の測定信号
により、薄膜の屈折率nと消衰係数kを算出したる後、
この算出@ n 、 kのうち少なくとも一つを予め設
定した屈折率n。、消衰係数k。に近づけるように薄膜
形成条件を制御するものである。
作  用 薄膜において、その組成が異なれば、薄膜の光学定数す
なわち屈折率n、消衰係数にも異なる。
本発明は基板へ薄膜を形成するインプロセスにおいて、
薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射率および透過
率を測定することにより、薄膜の屈折率nと消衰係数k
を演算回路により算出し、このn、kを基準となる薄膜
の屈折率n。と消衰係数k。に近づけるように薄膜形成
条件を制御することによって所望の薄膜組成を実現し、
維持することができるようにするものである。
実施例 以下に本発明の実施例をTeOx薄膜の作製を一例とし
て説明する。
(実施例1) 第1図は本発明に基づき、TeO工薄膜を反応性スパッ
タリング法で作製する際の構成図である。
同図において101はスパッタガンであり、このスパッ
タガンはTo より成るスパッタターゲット102、ス
パッタターゲット102をロウ付けした支持金属板10
3、支持金属板103の下知収納され、回転するマグネ
ット104より主に構成される。減圧状態にあるチャン
バ106内にガス導入管ion、107から02および
Arを導入する。Toより成るスパッタターゲット10
2からスパッタされたTo原子あるいは分子はチャンバ
10B内の02と結びつき、回転する基板iosにTe
O(0< x< 2 )薄膜を形成する。なお、スパッ
タガン101と基板10Bとの間にシャッタ109を介
し、その開閉によって基板108への薄膜の堆積開始、
終了を規制する。スパッタ速度は水晶振動子法によって
行う。すなわち水晶振動子モニタヘッド11oに納めら
れた水晶振動子板111に薄膜を堆積させ、その固有振
動数の変化の信号を水晶振動子スパッタ速度制御器11
2に送り、水晶振動子スパッタ速度制御器112に設定
したスパッタ速度vcと実際のスパッタ速度■が一致す
るようにスパッタパワー電源113をフィードバック制
御するとともに、スパッタ速度Vを時間tで積分して膜
厚信号dも出力できるようにしておく。基板10Bの上
方には発光部116と受光部116を備えた反射率測定
器114を、下方には受光部118を備えた透過率測定
器117を設置し、薄膜の形成に伴ない、刻々と変動す
る反射率Rおよび透過率Tを測定できるようにするそし
て薄膜形成途中の同時点における水晶振動子スパッタ速
度制御器112からの膜厚信号、反射率測定器114か
らの反射率信号、透過率測定器117からの透過率信号
の3信号を演算回路119に入力し、薄膜の屈折率nと
消衰係数kを算出する。
表1にTeO工薄膜薄膜値と屈折率n、消衰係数にの関
係を示す。X値が大きくなり、Tea2richになる
に従い、屈折率nは小さ′くな9、また消衰係数にも小
さくなる関係を持っている。そこで、基準の組成の薄膜
において得られ、予め設定した屈折率n。と、演算回路
で算出された屈折率nとの比較対照を比較器128で実
施する。
もし、算出した屈折率nが予め設定した屈折率n0より
も大きな場合、表1の関係より、形成されつつある薄膜
は基準となる薄膜よりもTeO工のX値が小さく、To
  rich となっていることが判明する。
そこでArと○の分圧比率において02の比率が、より
大きくなるように分圧コントローラー20で02流量制
御弁121とAr流量制御弁122をフィードバック制
御し、薄膜組成をTe03rich側ヘシフトさせ、薄
膜の屈折率nを基準となる屈折in。に近づけるように
する。逆に、算出した屈折率nが予め設定した屈折率n
0よりも小さな場合、TeOxのX値が基準よりも大き
く、Tea2richになっていることより、02の分
圧比率を小さくするようにフィードバック制御を行い、
薄膜組成をTe rich fA’lヘシフトさせるよ
うにする。
ここで屈折率nに基づく薄膜組成の制御を説明したが、
薄膜の消衰係数kによっても同様にして薄膜組成を制御
することも可能である。すなわち、演算回路119で算
出された消衰係数kが予め設定した消衰係数に0よりも
大きな場合、表1の関係より、形成されつつある薄膜は
基準となる薄膜よりもTeo!のX値が小さく、’f@
 riChとなっていることが判明する。そこでArと
02の分圧比率において02の比率がより大きくなるよ
うに分圧コントローラ120で02流量制御弁121と
Ar流量制御弁122をフィードバック制御し、薄膜組
成をTe02rich側ヘシフトさせる。逆に、算出し
た消衰係数kが予め設定した消衰係数k。よりも小さな
場合、Te0xOX値が基準よりも大きく、Too2r
ichになっていることより、02の分圧比率を小さく
するようにフィードバック制御を行い、薄膜組成をTe
rich側ヘシフトさせる。
以上による本制御により、薄膜形成のインプロセスにお
いて、形成される薄膜の組成を基準となる組成に近づく
ようにフィードバック制御がかけられ、所望の薄膜組成
を得ることが可能となる。なお、本制御において、チャ
ンバ105内の全圧は常に同じになるように、チャンバ
106と排気系123を結ぶメインバルブ124を制御
することが望ましい。
(実施例2) 第2図は本発明に基づき、TeO工薄膜薄膜空蒸着法で
作製する際の構成図である。同図において226は、被
蒸発物226であるToを収納した蒸発源であり、例え
ば被蒸発物226に電子ビームを当てることによって加
熱し、Te を蒸発させる。減圧状態にあるチャンバ2
05内にはガス導入管206からQ2を導入する。蒸発
したTeはチャンバ20a内の02 と結びつき、回転
する基板208にToo (0<x<2)薄膜を形成す
る。
蒸着速度は実施例1と同様に水晶振動子法によって行い
、水晶撮動子蒸着速度制御器212より、基板208へ
の薄膜の膜厚信号を得る。また反射率測定器214と透
過率測定器217より刻々と変動する反射率、透過率を
測定し、実施例1と同様に反射率信号、透過率信号を得
る。そして薄膜形成途中の同時点における上記3信号を
演算回路219に入力し、薄膜の屈折率nと消衰係数k
を算出し、予め設定した基準となる薄膜の屈折率n。
あるいは消衰係数k。との比較対照を比較器228で開
始する。もし、算出したnが予め設定したn。
よりも大きいか、あるいは算出したkが予め設定したに
0よりも大きい場合、チャンバ内のo2ガス圧を大きく
するようにガス圧コントローラ227で02流量制御弁
221をフィードバック制御し、薄膜の組成をToo2
rich側にシフトさせ、基準の組成に近づける。逆に
nがn。よりも小さいか、あるいはkがk。よりも小さ
い場合、02ガス圧を小さくするように02流量制御弁
221を制御し、To rich 但’Ip組成をシフ
トさせ、基準となる組成に近づける。
なお実施例では、TeOx薄膜について説明したが、T
ooxにある特定元素を含有した薄膜を作製する場合に
ついてもTeに特定元素を含有させたスパッタターゲッ
トあるいは蒸発源を用いることによって、本発明の適用
は可能である。また、スパッタターゲットあるいは蒸発
源を、作製しようとするToo  のx垣よりも低いT
eoxで構成しても同様にして、組成制御することが可
能である。
また本発明に適用できる形成薄膜材料はTeに限るもの
でも、またガスも02に限るものでもなく、本発明は他
の材料1元素を用いた反応性スパッタリング法、反応性
蒸着法、あるいはイオンブレーティング法等においても
その形成薄膜の組成制御に有効に適用できる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、薄膜形成において、基板
へ形成される薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射
率および透過率をインプロセスで測定し、この3種の測
定信号により、薄膜の屈折率nと消衰係数kを算出した
る後、この算出値n。
kのうち少なくとも一つを予め設定した屈折率5゜消衰
係数k。に近づけるように薄膜形成条件を制御すること
により、インプロセスによる組成制御を実現し、所望の
薄膜組成を得ることができるものであり、その工業的価
値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の薄膜形成方法の実施例を
説明する装置の構成図、第3図は従来の薄、膜形成方法
を説明する装置の構成図である。 108.208.308・・・・・・基板、114.2
14・・・・・・反射率測定器、117,217・・・
・・・透過率測定器、111.211.311・・・・
・・水晶撮動子板、106 、205,305・・・・
・・チャンバ、119,219・・・・・・演算回路、
120・・・・・・分圧コントローラ、227・・・・
・・ガス圧コントローラ、102,302−・・・・・
・スパッタターゲット、226・・・・・・蒸発源。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板に薄膜を形成するに際して、基板へ形成され
    る薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射率および透
    過率をインプロセスで測定し、この3種の測定信号によ
    り、薄膜の屈折率nと消衰係数kを算出し、この算出値
    n、kのうち少なくとも一つを予め設定した屈折率n_
    0、消衰係数k_0に近づけるように薄膜形成条件を制
    御する薄膜形成方法。
  2. (2)予め設定する屈折率n_0、消衰係数k_0は、
    基準となる組成の薄膜によって得られる値である特許請
    求の範囲第1項記載の薄膜形成方法。
  3. (3)基板へ形成される薄膜の膜厚を水晶振動子法にて
    測定する特許請求の範囲第1項記載の薄膜形成方法。
  4. (4)スパッタリング法にて薄膜を基板に形成し、その
    薄膜形成条件の制御を減圧状態にあるチャンバ内の不活
    性ガスと反応性ガスの分圧比率によって行う特許請求の
    範囲第1項記載の薄膜形成方法。
  5. (5)真空蒸着法にて薄膜を基板に形成し、その薄膜形
    成条件の制御を、減圧状態にあるチャンバ内の反応性ガ
    スのガス圧によって行う特許請求の範囲第1項記載の薄
    膜形成方法。
  6. (6)TeあるいはTeO_x(0<x<2)を主体と
    するスパッタターゲットを用い、不活性ガスであるAr
    と反応性ガスであるO_2との分圧比率によって、形成
    するTeO_x(0<x<2)を主体とする薄膜の組成
    を制御する特許請求の範囲第4項記載の薄膜形成方法。
  7. (7)TeあるいはTeO_x(0<x<2)を主体と
    する蒸発源を用い、反応性ガスであるO_2のガス圧に
    よって、形成するTeO_x(0<x<2)を主体とす
    る薄膜の組成を制御する特許請求の範囲第5項記載の薄
    膜形成方法。
  8. (8)算出した薄膜の屈折率nが予め設定した屈折率n
    _0よりも大きな場合、O_2の分圧比率あるいはO_
    2のガス圧を高くし、小さい場合、O_2の分圧比率ま
    たはO_2のガス圧を低くして薄膜の組成を制御する特
    許請求の範囲第6項または第7項記載の薄膜形成方法。
  9. (9)算出した薄膜の消衰係数kが予め設定した消衰係
    数k_0よりも大きな場合、O_2の分圧比率あるいは
    O_2のガス圧を高くし、小さい場合、O_2の分圧比
    率あるいはO_2のガス圧を低くして薄膜の組成を制御
    する特許請求の範囲第6項または第7項記載の薄膜形成
    方法。
JP61143245A 1986-06-19 1986-06-19 薄膜形成方法 Pending JPS63473A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018031031A (ja) * 2016-08-22 2018-03-01 株式会社アルバック 成膜方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018031031A (ja) * 2016-08-22 2018-03-01 株式会社アルバック 成膜方法

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