JPH0798993B2 - 膜厚制御方法 - Google Patents
膜厚制御方法Info
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- JPH0798993B2 JPH0798993B2 JP17309086A JP17309086A JPH0798993B2 JP H0798993 B2 JPH0798993 B2 JP H0798993B2 JP 17309086 A JP17309086 A JP 17309086A JP 17309086 A JP17309086 A JP 17309086A JP H0798993 B2 JPH0798993 B2 JP H0798993B2
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- JP
- Japan
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- transmittance
- time
- film thickness
- reflectance
- film
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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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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は基体上に蒸着被膜を形成する際の膜厚制御方
法、特に高精度の所望厚さに制御可能な光電式膜厚制御
方法に関する。
法、特に高精度の所望厚さに制御可能な光電式膜厚制御
方法に関する。
［従来の技術］ 被膜を形成中の基体に、特定の波長λの光線を照射し、
この光線の透過光もしくは反射光を測定するとき、形成
中の被膜を屈折率をｎ、幾何学的厚さをｄとすると、厚
さｄの増大に伴って透過率もしくは反射率は被膜の光学
膜厚ndがλ/4の整数倍になる時点において、極値を持っ
た周期性の曲線を描くことは従来から知られている。
（第４図）単色側光法においては、この性質を利用して
特定の波長λによって前記成膜中の基体の透過率もしく
は反射率を測定し、その極値を検出した時点で成膜を終
了することにより、被膜の光学膜厚を前記波長λの1/4
の整数倍に制御する。
この光線の透過光もしくは反射光を測定するとき、形成
中の被膜を屈折率をｎ、幾何学的厚さをｄとすると、厚
さｄの増大に伴って透過率もしくは反射率は被膜の光学
膜厚ndがλ/4の整数倍になる時点において、極値を持っ
た周期性の曲線を描くことは従来から知られている。
（第４図）単色側光法においては、この性質を利用して
特定の波長λによって前記成膜中の基体の透過率もしく
は反射率を測定し、その極値を検出した時点で成膜を終
了することにより、被膜の光学膜厚を前記波長λの1/4
の整数倍に制御する。
この方法による膜厚制御の精度は、前記透過率もしくは
反射率の極値を検知する精度に大きく依存する。この極
値検出の手段としては、拡大法、微分法などがある。拡
大法は透過率もしくは反射率の変化を電気的にできるだ
け増幅して極値を見出す方法であるが、特に極値近傍に
おいては膜厚の変化に対する透過率もしくは反射率の変
化量が極めて少ないため、ノイズの影響を受け易いとい
った問題があり、正確な膜厚制御が困難となる。
反射率の極値を検知する精度に大きく依存する。この極
値検出の手段としては、拡大法、微分法などがある。拡
大法は透過率もしくは反射率の変化を電気的にできるだ
け増幅して極値を見出す方法であるが、特に極値近傍に
おいては膜厚の変化に対する透過率もしくは反射率の変
化量が極めて少ないため、ノイズの影響を受け易いとい
った問題があり、正確な膜厚制御が困難となる。
また微分法は透過率もしくは反射率の時間変化を微分
し、その微分値がゼロのときに成膜を停止する方法であ
るが、この方法でもやはりノイズがあると微分値に大き
な「フラツキ」が現れるので、正確な膜厚制御が困難と
なる。
し、その微分値がゼロのときに成膜を停止する方法であ
るが、この方法でもやはりノイズがあると微分値に大き
な「フラツキ」が現れるので、正確な膜厚制御が困難と
なる。
前記拡大法や、微分法は上記のような問題点があったた
め、単色側光法を用いてより精度の高い膜厚制御を可能
とするために、特公昭57-24485号公報に開示されている
方法が提案されている。この方法は蒸着開始後における
反射率もしくは透過率の極値近傍の平均値と無蒸着時の
反射率もしくは透過率との差Ａと、前記反射率もしくは
透過率の前記極値の通過後における任意点と前記極値の
平均値との差Ｂとし、B/Aが目標値を指示したことを検
知することにより、所望厚さの膜を成膜するものであ
る。この方法の利点は透過率もしくは反射率の極値通過
後の任意の点の検出は膜厚の変化に対する透過率もしく
は反射率の変化量が比較的大きいため、少々ノイズがあ
っても膜厚制御が可能であることと、B/Aという目標値
を利用するので成膜中の膜の屈折率が多少変化しても膜
厚に変化を生じないことである。
め、単色側光法を用いてより精度の高い膜厚制御を可能
とするために、特公昭57-24485号公報に開示されている
方法が提案されている。この方法は蒸着開始後における
反射率もしくは透過率の極値近傍の平均値と無蒸着時の
反射率もしくは透過率との差Ａと、前記反射率もしくは
透過率の前記極値の通過後における任意点と前記極値の
平均値との差Ｂとし、B/Aが目標値を指示したことを検
知することにより、所望厚さの膜を成膜するものであ
る。この方法の利点は透過率もしくは反射率の極値通過
後の任意の点の検出は膜厚の変化に対する透過率もしく
は反射率の変化量が比較的大きいため、少々ノイズがあ
っても膜厚制御が可能であることと、B/Aという目標値
を利用するので成膜中の膜の屈折率が多少変化しても膜
厚に変化を生じないことである。
しかしながら、この方法は前記目標値を決める際に直前
に通り過ぎた透過率もしくは反射率の極値を、基準とし
ているため、極値に誤差が大きいと目標値にもそのまま
誤差が反映されてしまい、本来この方法で得られるはず
の高い精度が得られなくなってしまうことである。更に
モニター基体上に複数層を積層して成膜する時の膜厚制
御の前記目標値を決定することが困難であること、及び
極値検出による膜厚制御方法で1/4波長光学膜厚層を積
層した場合に得られる「付着された膜厚の誤差を次に付
着される被膜の付着の際に自然に補正する作用」が得ら
れない欠点もある。
に通り過ぎた透過率もしくは反射率の極値を、基準とし
ているため、極値に誤差が大きいと目標値にもそのまま
誤差が反映されてしまい、本来この方法で得られるはず
の高い精度が得られなくなってしまうことである。更に
モニター基体上に複数層を積層して成膜する時の膜厚制
御の前記目標値を決定することが困難であること、及び
極値検出による膜厚制御方法で1/4波長光学膜厚層を積
層した場合に得られる「付着された膜厚の誤差を次に付
着される被膜の付着の際に自然に補正する作用」が得ら
れない欠点もある。
以上のように従来の方式を用いた単色側光式の膜厚モニ
ター法では、透過率もしくは反射率の極値を確実に検出
できなかったため被膜の光学膜厚を精度よく制御するこ
とが困難であるという欠点があった。
ター法では、透過率もしくは反射率の極値を確実に検出
できなかったため被膜の光学膜厚を精度よく制御するこ
とが困難であるという欠点があった。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は従来困難であった。モニターの透過率又は反射
率の極値の正確な検出を簡単な方法で精度よく検出する
ことにより従来膜厚制御法の持つ正確な膜厚制御が得ら
れないという欠点を除去しようとしたものである。
率の極値の正確な検出を簡単な方法で精度よく検出する
ことにより従来膜厚制御法の持つ正確な膜厚制御が得ら
れないという欠点を除去しようとしたものである。
［発明の構成］ すなわち、本発明の第１の発明は蒸着被膜を基体上に形
成する途上で、該被膜を形成されつつあるモニター基体
の透過率又は反射率の時間的変化を、ある時点から現時
点までの一定時間サンプリングし、このサンプリングデ
ータにより２時回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0，a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tp又はｔ＝tpの近傍近くになるまで順次求め、
ｔ＝tpになった時点を基準として、ゼロを含む所定時間
だけずれた値を成膜停止時点として設定することを特徴
とする被膜蒸着における膜厚制御方法である。
成する途上で、該被膜を形成されつつあるモニター基体
の透過率又は反射率の時間的変化を、ある時点から現時
点までの一定時間サンプリングし、このサンプリングデ
ータにより２時回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0，a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tp又はｔ＝tpの近傍近くになるまで順次求め、
ｔ＝tpになった時点を基準として、ゼロを含む所定時間
だけずれた値を成膜停止時点として設定することを特徴
とする被膜蒸着における膜厚制御方法である。
また、本発明の第２の発明は蒸着被膜を基体上に形成す
る途上で、該被膜が形成されつつあるモニター基体の透
過率又は反射率の時間的変化を、ある時点から現時点ま
での一定時間サンプリングし、このサンプリングデータ
により２次回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0、a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tpになるまで順次求め、ｔ＝tpになった時点の
該被膜が形成されつつあるモニター基体の透過率又は反
射率を基準として所定値だけずれた値を成膜停止時点と
して設定する被膜蒸着における膜厚制御方法である。
る途上で、該被膜が形成されつつあるモニター基体の透
過率又は反射率の時間的変化を、ある時点から現時点ま
での一定時間サンプリングし、このサンプリングデータ
により２次回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0、a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tpになるまで順次求め、ｔ＝tpになった時点の
該被膜が形成されつつあるモニター基体の透過率又は反
射率を基準として所定値だけずれた値を成膜停止時点と
して設定する被膜蒸着における膜厚制御方法である。
本発明において、蒸着膜とは真空蒸着法、イオン化蒸着
法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、
スパッタリング法等により蒸着される被膜を意味する 本発明において、２次回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2のa0,a1，及びtpはモニターの透過率
又は反射率の時間的変化をある時点から現時点までの一
定時間のサンプリングデータより、以下の如く算出され
る。
法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、
スパッタリング法等により蒸着される被膜を意味する 本発明において、２次回帰関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2のa0,a1，及びtpはモニターの透過率
又は反射率の時間的変化をある時点から現時点までの一
定時間のサンプリングデータより、以下の如く算出され
る。
a1＝α ……（３） ただし Ｎは２次回帰に用いた透過率又は反射率のサンプリング
データの個数tiは２次回帰に用いた透過率又は反射率の
サンプリングを測定した時刻でt1,t2，……tNのＮ個あ
る。（即ちｉ＝1,2……Ｎ）Ｐ（ti）は時刻tiにおいて
測定された透過率又は反射率の値でＰ（t1）,P（t2），
……,P（tN）のＮ個である。
データの個数tiは２次回帰に用いた透過率又は反射率の
サンプリングを測定した時刻でt1,t2，……tNのＮ個あ
る。（即ちｉ＝1,2……Ｎ）Ｐ（ti）は時刻tiにおいて
測定された透過率又は反射率の値でＰ（t1）,P（t2），
……,P（tN）のＮ個である。
はその項をｉ＝１からｉ＝ＮまでＮ個の和をとることを
意味する。
意味する。
である。
本発明において、成膜停止時点は通常はｔ＝tpになった
ときに設定するのが好ましい。
ときに設定するのが好ましい。
しかしながら、被蒸着基体がモニター基体よりも一定時
間遅れて所定厚みの蒸着被膜が付着したり、また一定時
間進んで所定厚みの被膜が付着する場合にはモニター基
体の透過率又は反射率の極値を検出したときに成膜を停
止せず、夫々極値を過ぎてからの経過した時間を測定し
て、予じめ設定しておいた前記一定時間過ぎた時点か、
または極値が現われると予測される時刻tpと現在時刻t1
（t1＜tp）との差が予じめ設定しておいた前記一定時間
になった時点で、成膜を停止することができる。
間遅れて所定厚みの蒸着被膜が付着したり、また一定時
間進んで所定厚みの被膜が付着する場合にはモニター基
体の透過率又は反射率の極値を検出したときに成膜を停
止せず、夫々極値を過ぎてからの経過した時間を測定し
て、予じめ設定しておいた前記一定時間過ぎた時点か、
または極値が現われると予測される時刻tpと現在時刻t1
（t1＜tp）との差が予じめ設定しておいた前記一定時間
になった時点で、成膜を停止することができる。
また、モニター基体の透過率又は反射率を測定するため
の単色光を得るための所望の波長より、長いか又は短い
干渉フィルターを用いた場合には、モニター基体の透過
率又は反射率の極値を検出したとき成膜を停止せず、夫
々極値を過ぎてからの経過した時間を測定して、予じめ
測定した時点になったときか、又は極値が現れると予測
される時刻tpと現在時刻t1（t1＜tp）との差が予じめ設
定しておいた時点で成膜を停止することができる。更に
また被蒸着基体がモニター基体よりも一定時間遅れて所
定厚みの蒸着被膜が付着する場合にはモニター基体の透
過率又は反射率の極値を検出したとき成膜を停止せず、
極大もしくは極小の値を回帰した２次関数より計算して
その値と測定した透過率の値との差が予め設定しておい
た目標値になった時点で成膜を停止することもできる。
の単色光を得るための所望の波長より、長いか又は短い
干渉フィルターを用いた場合には、モニター基体の透過
率又は反射率の極値を検出したとき成膜を停止せず、夫
々極値を過ぎてからの経過した時間を測定して、予じめ
測定した時点になったときか、又は極値が現れると予測
される時刻tpと現在時刻t1（t1＜tp）との差が予じめ設
定しておいた時点で成膜を停止することができる。更に
また被蒸着基体がモニター基体よりも一定時間遅れて所
定厚みの蒸着被膜が付着する場合にはモニター基体の透
過率又は反射率の極値を検出したとき成膜を停止せず、
極大もしくは極小の値を回帰した２次関数より計算して
その値と測定した透過率の値との差が予め設定しておい
た目標値になった時点で成膜を停止することもできる。
この方法において目標値を充分に大きくとれば成膜の終
了点は極値から充分に離れた点となり、膜の厚さの変化
に対する透過率の変化量が大きくなるため、膜厚の制御
精度は格段に向上する。
了点は極値から充分に離れた点となり、膜の厚さの変化
に対する透過率の変化量が大きくなるため、膜厚の制御
精度は格段に向上する。
［作用］ 本発明はモニター基体の透過率又は反射率の時間的変化
を、ある時点から現時点までのサンプリングデータによ
り、２次回帰曲線を該２次曲線の極値近くになるまで求
め、極値を求めるものであるので個々のサンプリングデ
ータにノイズがあっても極値になる時間を正確に求める
ことができ、この極値を基準として成膜停止時点を正確
に設定できる。
を、ある時点から現時点までのサンプリングデータによ
り、２次回帰曲線を該２次曲線の極値近くになるまで求
め、極値を求めるものであるので個々のサンプリングデ
ータにノイズがあっても極値になる時間を正確に求める
ことができ、この極値を基準として成膜停止時点を正確
に設定できる。
［実施例］ 実施例１ 第１図において円筒状の真空容器１の内部に被蒸着基板
ホルダー２に取り付けた被蒸着基板３、基板加熱器４お
よび膜厚監視用基板（モニターガラス）５を設置しまた
真空容器１の上下にはモニターガラス５の直上および直
下に対応する位置にモニター光透過用窓6a,6bを取り付
けてある。この透過用窓6aの下方に光源ランプ７および
変調器８からなる膜厚モニター光源部Ａを設置してあ
り、これらはランプ点灯用および変調器駆動用電源９に
接続してある。また、透過用窓6bの上方には干渉フィル
ター10および光電管などの受光素子11からなる膜厚モニ
ター受光部Ｂが設置してあり、この受光部は光電流増幅
部オフセット電圧発生部（いずれも図示しない）からな
る膜厚モニター本体12を介してAD（アナログ・デジタ
ル）変換器13、I/Oインターフェイス14および計算機15
に接続されている。更にこの計算機15にはもう１つのI/
Oインターフェイス16が取り付けてあり計算機の指令に
よりシャッター駆動器17を介してシャッター板18の開閉
を可能としてある。一方真空容器１の内部には蒸発源19
が設置してあり、その上方にある前記シャッター板18に
より開閉するようになっている。なお真空容器１は図示
しない導管を介して真空ポンプに接続されている。
ホルダー２に取り付けた被蒸着基板３、基板加熱器４お
よび膜厚監視用基板（モニターガラス）５を設置しまた
真空容器１の上下にはモニターガラス５の直上および直
下に対応する位置にモニター光透過用窓6a,6bを取り付
けてある。この透過用窓6aの下方に光源ランプ７および
変調器８からなる膜厚モニター光源部Ａを設置してあ
り、これらはランプ点灯用および変調器駆動用電源９に
接続してある。また、透過用窓6bの上方には干渉フィル
ター10および光電管などの受光素子11からなる膜厚モニ
ター受光部Ｂが設置してあり、この受光部は光電流増幅
部オフセット電圧発生部（いずれも図示しない）からな
る膜厚モニター本体12を介してAD（アナログ・デジタ
ル）変換器13、I/Oインターフェイス14および計算機15
に接続されている。更にこの計算機15にはもう１つのI/
Oインターフェイス16が取り付けてあり計算機の指令に
よりシャッター駆動器17を介してシャッター板18の開閉
を可能としてある。一方真空容器１の内部には蒸発源19
が設置してあり、その上方にある前記シャッター板18に
より開閉するようになっている。なお真空容器１は図示
しない導管を介して真空ポンプに接続されている。
次に上記真空蒸着装置の動作について説明する。蒸発源
19を電子ビーム加熱又は抵抗加熱などで加熱し、蒸着物
質を蒸発させ、蒸発物質の蒸発速度が安定したところで
シャッター18を開け、蒸発物の基板３への付着を開始す
る。このときモニターガラス５にも同様に蒸発物質が付
着する。この被膜の付着速度は安定させることが重要で
あり、蒸発源を加熱する電力を一定に保つか、水晶振動
式の堆積速度コントローラーを用いて、安定化してい
る。投光部Ａは常に一定の量の光をモニターガラス５に
照射し、受光部ではモニターガラス５を透過して来た光
のうち干渉フィルター10によって特定の波長λの光の量
だけを受光素子である光電管などで測定する。投光部に
はさらに変調器（チョッパー）８が付いていてモニター
光を特定の周波数ｆで変調しており、膜厚モニター本体
12で受光部Ｂが受けた光の信号のうち特定の周波数ｆ近
辺の信号のみを増幅させることにより、蒸発源などから
の迷光によって測定値が影響を受けないようにしてあ
る。このようにしてモニターガラス５の透過光強度を電
気信号に変換した後、AD（アナログ・デジタル）変換器
13、I/Oインターフェース14によって計算機15に光の強
度の値として読み込む。このサンプリングされた光の強
度から計算される成膜中のモニターガラス５の透過率は
理論的には第４図に示すような周期性の曲線を描くので
あるが、この曲線は通常次のような多項式（１）で近似
でき、この極値近傍では多項式（４）の４次項以下を省
略しても近似する。
19を電子ビーム加熱又は抵抗加熱などで加熱し、蒸着物
質を蒸発させ、蒸発物質の蒸発速度が安定したところで
シャッター18を開け、蒸発物の基板３への付着を開始す
る。このときモニターガラス５にも同様に蒸発物質が付
着する。この被膜の付着速度は安定させることが重要で
あり、蒸発源を加熱する電力を一定に保つか、水晶振動
式の堆積速度コントローラーを用いて、安定化してい
る。投光部Ａは常に一定の量の光をモニターガラス５に
照射し、受光部ではモニターガラス５を透過して来た光
のうち干渉フィルター10によって特定の波長λの光の量
だけを受光素子である光電管などで測定する。投光部に
はさらに変調器（チョッパー）８が付いていてモニター
光を特定の周波数ｆで変調しており、膜厚モニター本体
12で受光部Ｂが受けた光の信号のうち特定の周波数ｆ近
辺の信号のみを増幅させることにより、蒸発源などから
の迷光によって測定値が影響を受けないようにしてあ
る。このようにしてモニターガラス５の透過光強度を電
気信号に変換した後、AD（アナログ・デジタル）変換器
13、I/Oインターフェース14によって計算機15に光の強
度の値として読み込む。このサンプリングされた光の強
度から計算される成膜中のモニターガラス５の透過率は
理論的には第４図に示すような周期性の曲線を描くので
あるが、この曲線は通常次のような多項式（１）で近似
でき、この極値近傍では多項式（４）の４次項以下を省
略しても近似する。
Ｔ＝ao+a1(t-tp)2+a2(t-tp)4 ＋a3(t-tp)6＋……… ……（４） （ao，a1，a2，a3……は常数、tpは極値のあらわれる時
刻） しかしながら、モニターガラス５の透過率は実際には被
膜の屈折率の不均一性や受光素子・光電流増幅部非直線
性のため一層複雑な関数となるのであるが、極値近傍に
おいては多項式（４）の４次項以下を省略した次式に充
分近似する。
刻） しかしながら、モニターガラス５の透過率は実際には被
膜の屈折率の不均一性や受光素子・光電流増幅部非直線
性のため一層複雑な関数となるのであるが、極値近傍に
おいては多項式（４）の４次項以下を省略した次式に充
分近似する。
Ｔ＝ao+a1(t-tp)2 ……（５） 第３図に示すように理論的透過率の変化を図中の実線と
すると２次回帰線は図中の破線となる。第２図には蒸着
中のモニターガラス５の透過率のサンプリング値（実
線）が示され、ノイズが重畳していることが示され、こ
のサンプリングデータにより求められた２次回帰線が破
線で示されている。この２次回帰線は現在時刻t1からΔ
ｔ前までの一定時間サンプリングデータにより、式
（１），（２），（３）を用いて計算機15により計算さ
れる。ここでΔｔはノイズによる透過率測定値の変動周
期よりも充分長くとればノイズにより、２次回帰線の精
度に影響しない。そこで、Δｔは通常1/4波長の光学膜
厚を成膜するのにかかる時間の10％以上の時間がとられ
る。そしてΔｔが前記成膜にかかる時間の50％越える
と、得られる２次回帰線が透過率曲線から外れるため、
前記成膜にかかる時間の50％以下にされる。そして、こ
の２次回帰線はt1がtpに一致するまで、すなわち現在時
刻t1がtpになるまで求められ極値での２次回帰線を求
め、t1＝tp時に直ちにI/Oインターフェイス16を通して
信号を出して、シャッター18を閉じ、蒸発源19からの蒸
発物を断つ。
すると２次回帰線は図中の破線となる。第２図には蒸着
中のモニターガラス５の透過率のサンプリング値（実
線）が示され、ノイズが重畳していることが示され、こ
のサンプリングデータにより求められた２次回帰線が破
線で示されている。この２次回帰線は現在時刻t1からΔ
ｔ前までの一定時間サンプリングデータにより、式
（１），（２），（３）を用いて計算機15により計算さ
れる。ここでΔｔはノイズによる透過率測定値の変動周
期よりも充分長くとればノイズにより、２次回帰線の精
度に影響しない。そこで、Δｔは通常1/4波長の光学膜
厚を成膜するのにかかる時間の10％以上の時間がとられ
る。そしてΔｔが前記成膜にかかる時間の50％越える
と、得られる２次回帰線が透過率曲線から外れるため、
前記成膜にかかる時間の50％以下にされる。そして、こ
の２次回帰線はt1がtpに一致するまで、すなわち現在時
刻t1がtpになるまで求められ極値での２次回帰線を求
め、t1＝tp時に直ちにI/Oインターフェイス16を通して
信号を出して、シャッター18を閉じ、蒸発源19からの蒸
発物を断つ。
第１表は実際にBK7のモニターガラス（屈折率1.51）上
に酸化チタニウムを蒸着し、本発明の装置により1/4波
長光学膜厚の極値を検出した時点で成膜を停止すること
により得られた膜の光学膜厚（真空中における）と膜厚
モニターの側光波長λの1/4との差を示す。この表より
わかるように本発明の装置を用いて、実際に膜厚誤差１
％以下で制御できることがわかる。
に酸化チタニウムを蒸着し、本発明の装置により1/4波
長光学膜厚の極値を検出した時点で成膜を停止すること
により得られた膜の光学膜厚（真空中における）と膜厚
モニターの側光波長λの1/4との差を示す。この表より
わかるように本発明の装置を用いて、実際に膜厚誤差１
％以下で制御できることがわかる。
この実験を行った際膜厚モニターの示す透過率測定値に
は±0.03％（透過率の絶対値）のノイズがあったため、
従来の拡大法による極値検出 （透過率のノイルレベル ±0.03％（絶対透過率で） 光学膜厚測定誤差 ±0.3％（1/4波長光学膜厚を100％
とする。） ２次回帰するデータの時間は300秒間とした。） では膜厚誤差が2.5％（1/4波長の偶数倍の光学膜厚の場
合）または2.0％（1/4波長の奇数倍の光学膜厚の場合）
になると予想される。
は±0.03％（透過率の絶対値）のノイズがあったため、
従来の拡大法による極値検出 （透過率のノイルレベル ±0.03％（絶対透過率で） 光学膜厚測定誤差 ±0.3％（1/4波長光学膜厚を100％
とする。） ２次回帰するデータの時間は300秒間とした。） では膜厚誤差が2.5％（1/4波長の偶数倍の光学膜厚の場
合）または2.0％（1/4波長の奇数倍の光学膜厚の場合）
になると予想される。
以上のようにして本発明により、透過率の極値において
成膜を停止することが精度良く行なわれ、光学膜厚が所
望の波長の1/4の整数倍である薄膜を再現性良く得るこ
とができる。
成膜を停止することが精度良く行なわれ、光学膜厚が所
望の波長の1/4の整数倍である薄膜を再現性良く得るこ
とができる。
実施例２ 第５図において、スパッタリング成膜装置21と透過率モ
ニター部Ａ′,B′は既知のものが利用でき、第１図に示
した真空蒸着装置と同一機能を有するものは第１図で引
用した番号をダッシュを付けて表わした。スパッタリン
グ成膜装置21の基板ホルダー２′が成膜中に常時回転す
ることにより、モニターガラス５′と基板３′はスパッ
タリングターゲット19′の下を何度も通過しながら成膜
される。透過率モニターＡ′,B′はモニターガラス５′
が丁度第５図に示した位置、則ち光源部７′,8′と受光
部10′,11′を結ぶ直線上に来た時だけ透過率を測定
し、その他の透過率を測定していない時には膜厚モニタ
ー本体12′によって直前に測定された透過率の値を保持
し、あたかも連続的に測定されているかのような信号を
AD（アナログ・デジタル）変換機13′に出すようになっ
ている。このようなスパッタリング装置に実施例１に示
したと同様の膜厚モニター装置13′〜16′を組み込むこ
とにより、スパッタリング成膜法においても、実施例１
において得られたと同様な高精度の膜厚制御を行うこと
ができた。
ニター部Ａ′,B′は既知のものが利用でき、第１図に示
した真空蒸着装置と同一機能を有するものは第１図で引
用した番号をダッシュを付けて表わした。スパッタリン
グ成膜装置21の基板ホルダー２′が成膜中に常時回転す
ることにより、モニターガラス５′と基板３′はスパッ
タリングターゲット19′の下を何度も通過しながら成膜
される。透過率モニターＡ′,B′はモニターガラス５′
が丁度第５図に示した位置、則ち光源部７′,8′と受光
部10′,11′を結ぶ直線上に来た時だけ透過率を測定
し、その他の透過率を測定していない時には膜厚モニタ
ー本体12′によって直前に測定された透過率の値を保持
し、あたかも連続的に測定されているかのような信号を
AD（アナログ・デジタル）変換機13′に出すようになっ
ている。このようなスパッタリング装置に実施例１に示
したと同様の膜厚モニター装置13′〜16′を組み込むこ
とにより、スパッタリング成膜法においても、実施例１
において得られたと同様な高精度の膜厚制御を行うこと
ができた。
以上の実施例においては、モニターガラスの透過率を測
定して被膜の膜厚を制御したが、被膜の反射率を測定す
ることによって全く同様に高精度の膜厚制御ができるこ
とは明らかであります。
定して被膜の膜厚を制御したが、被膜の反射率を測定す
ることによって全く同様に高精度の膜厚制御ができるこ
とは明らかであります。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば成膜中の基板の透過率も
しくは反射率の信号に多少のノイズがあっても極値を精
度良く検出できるようになるため、薄膜の光学膜厚を所
望の値に高精度で制御でき、特に光学多層膜の製作にお
いて高品質の製品を再現良く生産できるという効果があ
る。
しくは反射率の信号に多少のノイズがあっても極値を精
度良く検出できるようになるため、薄膜の光学膜厚を所
望の値に高精度で制御でき、特に光学多層膜の製作にお
いて高品質の製品を再現良く生産できるという効果があ
る。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は真
空蒸着装置の縦断概略図、第２図はモニターガラスの透
過率サンプリングデータ（実線）とこれに回帰する２次
関数、第３図はモニターガラス上に一層の被膜が堆積す
る時の理論的透過率（実線）とこれに回帰する２次関数
（破線）、第４図はモニターガラス上にそれより屈折率
が高い一層の被膜が堆積していった時の光学膜厚と特定
の波長λにおける透過率（理論値）との関係を示すグラ
フ、第５図は他の実施例を示すスパッタリング装置の縦
断概略図である。 1,1′；真空容器、2,2′；基板ホルダー、3,3′；基
板、4;基板ヒータ、5,5′；モニターガラス、6a,6b,6
a′,6b′；モニター光透過窓、7,7′；光源ランプ、8,
8′；変調器、9;電源、10,10′；干渉フィルター、11,1
1′；受光素子、12,12′；膜厚モニター本体、13,13′;
AD変換器、14,14′;I/Oインターフェイス、15,15;計算
機、16,16′;I/Oインターフェイス、17,17′；シャッタ
ー駆動器、18,18′；シャッター板、19,19′；蒸発源、
又はスパッタリングターゲット、A,A′；膜厚モニター
投光部、B,B′；膜厚モニター受光部
空蒸着装置の縦断概略図、第２図はモニターガラスの透
過率サンプリングデータ（実線）とこれに回帰する２次
関数、第３図はモニターガラス上に一層の被膜が堆積す
る時の理論的透過率（実線）とこれに回帰する２次関数
（破線）、第４図はモニターガラス上にそれより屈折率
が高い一層の被膜が堆積していった時の光学膜厚と特定
の波長λにおける透過率（理論値）との関係を示すグラ
フ、第５図は他の実施例を示すスパッタリング装置の縦
断概略図である。 1,1′；真空容器、2,2′；基板ホルダー、3,3′；基
板、4;基板ヒータ、5,5′；モニターガラス、6a,6b,6
a′,6b′；モニター光透過窓、7,7′；光源ランプ、8,
8′；変調器、9;電源、10,10′；干渉フィルター、11,1
1′；受光素子、12,12′；膜厚モニター本体、13,13′;
AD変換器、14,14′;I/Oインターフェイス、15,15;計算
機、16,16′;I/Oインターフェイス、17,17′；シャッタ
ー駆動器、18,18′；シャッター板、19,19′；蒸発源、
又はスパッタリングターゲット、A,A′；膜厚モニター
投光部、B,B′；膜厚モニター受光部
Claims (2)
- 【請求項１】蒸着被膜を基体上に形成する途中で、該被
膜が形成されつつあるモニター基体の透過率又は反射率
の時間的変化を、ある時点から現時点までの一定時間サ
ンプリングし、このサンプリングデータにより２次回帰
関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0、a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tp又はｔ＝tpの近傍近くになるまで順次求め、
ｔ＝tpになった時点を基準としてゼロを含む所定時間だ
けずれた値を成膜停止時点として設定することを特徴と
する被膜蒸着における膜厚制御方法。 - 【請求項２】蒸着被膜を基体上に形成する途中で、該被
膜が形成されつつあるモニター基体の透過率又は反射率
の時間的変化を、ある時点から現時点までの一定時間サ
ンプリングし、このサンプリングデータにより２次回帰
関数 Ｐ＝a0+a1(t-tp)2 （但し、Ｐはモニター基体の透過率又は反射率、a0、a1
は常数、ｔは蒸着開始からの経過時間、tpは２次回帰関
数が極値になる、蒸着開始を基準とした時刻） を、ｔ＝tpになるまで順次求め、ｔ＝tpになった時点の
該被膜が形成されつつあるモニター基体の透過率又は反
射率を基準として所定値だけずれた値を成膜停止時点と
して設定する被膜蒸着における膜厚制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309086A JPH0798993B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 膜厚制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309086A JPH0798993B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 膜厚制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328862A JPS6328862A (ja) | 1988-02-06 |
| JPH0798993B2 true JPH0798993B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=15954010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17309086A Expired - Lifetime JPH0798993B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 膜厚制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798993B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100398694C (zh) * | 2002-03-25 | 2008-07-02 | 爱发科股份有限公司 | 光学薄膜厚度控制方法及装置，绝缘多层薄膜及制造装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525911A (en) * | 1993-08-04 | 1996-06-11 | Tokyo Electron Limited | Vertical probe tester card with coaxial probes |
| JP3745790B2 (ja) * | 1995-05-15 | 2006-02-15 | 株式会社デンソー | 光情報記録媒体の製造装置及び製造方法 |
| DE10019045B4 (de) | 2000-04-18 | 2005-06-23 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zum Herstellen von Viellagensystemen |
| CN102800564B (zh) * | 2011-05-26 | 2015-04-08 | 中国科学院微电子研究所 | 避免半导体制程菜单调试过程中出错的方法及*** |
| CN112176309B (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-09 | 江苏永鼎光电子技术有限公司 | 用于镀膜机的激光直接光控装置 |
| CN117127162B (zh) * | 2023-08-29 | 2024-02-09 | 浙江积嘉光电有限公司 | 磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法、装置及*** |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP17309086A patent/JPH0798993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100398694C (zh) * | 2002-03-25 | 2008-07-02 | 爱发科股份有限公司 | 光学薄膜厚度控制方法及装置，绝缘多层薄膜及制造装置 |
| KR100972769B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2010-07-28 | 가부시키가이샤 알박 | 광학 막 두께 제어 방법, 광학 막 두께 제어 장치, 유전체 다층막 제조 장치, 및 이러한 제어 장치 또는 제조 장치로 제조된 유전체 다층막 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6328862A (ja) | 1988-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |