JPH0625851A - 成膜膜厚制御装置 - Google Patents
成膜膜厚制御装置Info
- Publication number
- JPH0625851A JPH0625851A JP33410891A JP33410891A JPH0625851A JP H0625851 A JPH0625851 A JP H0625851A JP 33410891 A JP33410891 A JP 33410891A JP 33410891 A JP33410891 A JP 33410891A JP H0625851 A JPH0625851 A JP H0625851A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light
- monitor glass
- vapor deposition
- resonance frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成膜工程における膜厚制御を高精度で行える
ようにすることを目的とする。 【構成】 成膜室内にモニターガラスを配置し、モニタ
ーガラスに形成される成膜の膜厚を成膜の反対側からモ
ニターガラスに特定波長の光を照射し、上記モニターガ
ラスからの反射光の光量を検出し、成膜室内に水晶振動
子を配置し、該水晶振動子の共振周波数を測定し、光量
データを共振周波数で微分しその微分値が０になった時
点が求める膜厚として、蒸着作業を停止するようにした
成膜膜厚制御装置。
ようにすることを目的とする。 【構成】 成膜室内にモニターガラスを配置し、モニタ
ーガラスに形成される成膜の膜厚を成膜の反対側からモ
ニターガラスに特定波長の光を照射し、上記モニターガ
ラスからの反射光の光量を検出し、成膜室内に水晶振動
子を配置し、該水晶振動子の共振周波数を測定し、光量
データを共振周波数で微分しその微分値が０になった時
点が求める膜厚として、蒸着作業を停止するようにした
成膜膜厚制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空蒸着等による成膜
工程において所望の厚さに膜厚を自動的に形成させる制
御装置に関する。
工程において所望の厚さに膜厚を自動的に形成させる制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】成膜工程における膜厚制御は、モニター
ガラスに成膜基板と同じ条件で成膜（蒸着）を行い、モ
ニターガラスに特定波長光線を照射し、膜の表裏両面か
らの反射光の相互干渉により、その反射光の光量がピー
クを示す時点で蒸着を停止させることで、所望の膜厚の
成膜が行われるように制御している。このピーク検知
は、光量データの時間微分値が０になる時点を検知する
ことで行っている。しかし、成膜の膜厚制御技術の向上
により、蒸着レート制御の精度が良くなっているとは言
え、完全に一定にすることはできないので、蒸着速度
（蒸着レート；約数ｎｍ／ｓｅｃ）が変化した時に、疑
似ピークを検出することがあり問題となっている。例え
ば、図２に示すように、蒸着レートが急上昇した後、急
降下した場合、光量検出信号のデータは、図３に示すよ
うに、正常蒸着レートによるデータ（点線）から外れ、
実線に示すように、急激に増加した後、増加が少なくな
る疑似ピークｔ1 を経た後、又上昇して本来のピークｔ
2 に到達すると言うことが起きる。すると光量データの
時間微分値は、図４に示すように、ｔ1 の時点とｔ2 の
時点とで０となることが発生する。ｔ1 時点で微分値は
厳密には０でないが、微小値となり、制御装置における
０検出は微分値が或る微小値以下になった時を検出して
いるので、ｔ1 時点で０となったと判断することにな
る。従って、光量データの微分値が０になる時点を検知
するだけでは、まだ光量変化が続く場合においても、膜
厚が所望値となったと判定され、蒸着作業が停止すると
言う問題が発生する。
ガラスに成膜基板と同じ条件で成膜（蒸着）を行い、モ
ニターガラスに特定波長光線を照射し、膜の表裏両面か
らの反射光の相互干渉により、その反射光の光量がピー
クを示す時点で蒸着を停止させることで、所望の膜厚の
成膜が行われるように制御している。このピーク検知
は、光量データの時間微分値が０になる時点を検知する
ことで行っている。しかし、成膜の膜厚制御技術の向上
により、蒸着レート制御の精度が良くなっているとは言
え、完全に一定にすることはできないので、蒸着速度
（蒸着レート；約数ｎｍ／ｓｅｃ）が変化した時に、疑
似ピークを検出することがあり問題となっている。例え
ば、図２に示すように、蒸着レートが急上昇した後、急
降下した場合、光量検出信号のデータは、図３に示すよ
うに、正常蒸着レートによるデータ（点線）から外れ、
実線に示すように、急激に増加した後、増加が少なくな
る疑似ピークｔ1 を経た後、又上昇して本来のピークｔ
2 に到達すると言うことが起きる。すると光量データの
時間微分値は、図４に示すように、ｔ1 の時点とｔ2 の
時点とで０となることが発生する。ｔ1 時点で微分値は
厳密には０でないが、微小値となり、制御装置における
０検出は微分値が或る微小値以下になった時を検出して
いるので、ｔ1 時点で０となったと判断することにな
る。従って、光量データの微分値が０になる時点を検知
するだけでは、まだ光量変化が続く場合においても、膜
厚が所望値となったと判定され、蒸着作業が停止すると
言う問題が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成膜工程に
おける膜厚制御を高精度で行えるようにすることを目的
とする。
おける膜厚制御を高精度で行えるようにすることを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】成膜膜厚制御装置におい
て、成膜室内にモニターガラスを配置し、モニターガラ
スに特定波長の光を照射する手段と、上記モニターガラ
スからの反射光或は透過光の光量を検出する手段と、成
膜室内に水晶振動子を配置し、該水晶振動子の共振周波
数を測定する手段と、上記検出手段からの光量データを
上記測定手段から得られる共振周波数で微分しその微分
値が０になった時点を検出する手段と、同検出手段から
の検出信号により蒸着作業を停止するように制御する制
御手段を設けた。
て、成膜室内にモニターガラスを配置し、モニターガラ
スに特定波長の光を照射する手段と、上記モニターガラ
スからの反射光或は透過光の光量を検出する手段と、成
膜室内に水晶振動子を配置し、該水晶振動子の共振周波
数を測定する手段と、上記検出手段からの光量データを
上記測定手段から得られる共振周波数で微分しその微分
値が０になった時点を検出する手段と、同検出手段から
の検出信号により蒸着作業を停止するように制御する制
御手段を設けた。
【０００５】
【作用】モニターガラスに成膜させ、例えば、裏面から
光を照射すると、その反射光は成膜の厚さによって強度
が変化し、例えば、垂直入反射の場合、膜の厚さが光の
波長の１／４波長となった時にピーク強度を示す。そこ
で反射光の信号がピークを示す時に、成膜が所望の膜厚
となるように、光源の波長及び光の入反射角を設定し、
モニターガラスからの反射光の検出信号を水晶振動子の
共振周波数で微分し、０となった時即ち増加から減少に
転化する変成点を検出している。一方水晶振動子はその
表面に形成される膜の厚さによって共振周波数が変化
し、その変化は膜厚の増加に対し単調な変化を示す。反
射光量変化と共振周波数との関係も反射光量が最大値に
達する迄の間は単調となり、この関係は蒸着レートが急
変しても全く影響を受けない。従って、モニターガラス
の反射光量を水晶振動子の共振周波数の関数として、光
量を時間の代わりに共振周波数で微分すれば、蒸着レー
トが変化しても。反射光量極大のピーク時点を正しく検
出することができる。従って、ピークの検出方法とし
て、光量データを共振周波数で微分した微分値が０にな
った時点を検出するようにし、該微分値が０になった場
合に、蒸着作業を停止するようにすることで成膜の膜厚
精度を高めようとするものである。
光を照射すると、その反射光は成膜の厚さによって強度
が変化し、例えば、垂直入反射の場合、膜の厚さが光の
波長の１／４波長となった時にピーク強度を示す。そこ
で反射光の信号がピークを示す時に、成膜が所望の膜厚
となるように、光源の波長及び光の入反射角を設定し、
モニターガラスからの反射光の検出信号を水晶振動子の
共振周波数で微分し、０となった時即ち増加から減少に
転化する変成点を検出している。一方水晶振動子はその
表面に形成される膜の厚さによって共振周波数が変化
し、その変化は膜厚の増加に対し単調な変化を示す。反
射光量変化と共振周波数との関係も反射光量が最大値に
達する迄の間は単調となり、この関係は蒸着レートが急
変しても全く影響を受けない。従って、モニターガラス
の反射光量を水晶振動子の共振周波数の関数として、光
量を時間の代わりに共振周波数で微分すれば、蒸着レー
トが変化しても。反射光量極大のピーク時点を正しく検
出することができる。従って、ピークの検出方法とし
て、光量データを共振周波数で微分した微分値が０にな
った時点を検出するようにし、該微分値が０になった場
合に、蒸着作業を停止するようにすることで成膜の膜厚
精度を高めようとするものである。
【０００６】
【実施例】図１に本発明の一実施例の構成図を示す。Ｄ
は蒸着ドームで内面に成膜基板Ｓが取付けられ、頂部の
窓にモニターガラスＭが取付けられる。１は投光器で、
投光器１から投光された光は、ミラーＭ１でモニターガ
ラスＭに照射するように反射され、モニターガラスＭで
反射された光は、ミラーＭ２で反射されて、受光器２に
受光される。受光器２で受光された光は、光量検出信号
として取り出され、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号化さ
れ、ＣＰＵ４に送られる。モニターガラスＭは、成膜基
板Ｓと同じように成膜されるように成膜室Ｒ内に配置さ
れている。同じく水晶振動子ＫもモニターガラスＭと同
様に成膜室Ｒ内に配置されており、水晶振動子式膜厚計
５によって、水晶振動子Ｋの共振周波数を測定し、ＣＰ
Ｕ４に送られる。ＣＰＵ４で光量検出信号を共振周波数
で微分し、微分値が０になる時点を監視する。微分の方
法は、共振周波数が一定値変化する毎に光量検出信号を
サンプリングすることで行われる。また、ＣＰＵ４によ
って、共振周波数と振動子の厚さとの関係式により、成
膜の膜厚を概算している。６はシャッター駆動部で、Ｃ
ＰＵ４からの制御信号によりシャッターＴを駆動して、
蒸着源Ｊの前面をシャッターＴで覆い、蒸着作業を止め
る駆動を行う。７は加熱電源で、ＣＰＵ４の制御信号に
より、蒸着源Ｊの加熱窯８を加熱する。上記実施例にお
ける成膜作業について説明を行う。加熱窯８を加熱し、
一定温度まで加熱した時点で、シャッターＴを駆動させ
て、蒸着源Ｊの前面を開放する。蒸着原子は蒸着源Ｊを
飛び出し、成膜基板Ｓ等に蒸着膜を形成する。このとき
モニターガラスも同じように膜が形成され、水晶振動子
にも膜が付着する。受光器２で得られる光量検出信号を
共振周波数で微分し、その微分値が０になる時点を検出
し、検出した時点で、シャッターＴを駆動し、蒸着源Ｊ
の前面をシャッターＴで覆うように、シャッター駆動部
６を駆動し、蒸着作業を停止させる。
は蒸着ドームで内面に成膜基板Ｓが取付けられ、頂部の
窓にモニターガラスＭが取付けられる。１は投光器で、
投光器１から投光された光は、ミラーＭ１でモニターガ
ラスＭに照射するように反射され、モニターガラスＭで
反射された光は、ミラーＭ２で反射されて、受光器２に
受光される。受光器２で受光された光は、光量検出信号
として取り出され、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号化さ
れ、ＣＰＵ４に送られる。モニターガラスＭは、成膜基
板Ｓと同じように成膜されるように成膜室Ｒ内に配置さ
れている。同じく水晶振動子ＫもモニターガラスＭと同
様に成膜室Ｒ内に配置されており、水晶振動子式膜厚計
５によって、水晶振動子Ｋの共振周波数を測定し、ＣＰ
Ｕ４に送られる。ＣＰＵ４で光量検出信号を共振周波数
で微分し、微分値が０になる時点を監視する。微分の方
法は、共振周波数が一定値変化する毎に光量検出信号を
サンプリングすることで行われる。また、ＣＰＵ４によ
って、共振周波数と振動子の厚さとの関係式により、成
膜の膜厚を概算している。６はシャッター駆動部で、Ｃ
ＰＵ４からの制御信号によりシャッターＴを駆動して、
蒸着源Ｊの前面をシャッターＴで覆い、蒸着作業を止め
る駆動を行う。７は加熱電源で、ＣＰＵ４の制御信号に
より、蒸着源Ｊの加熱窯８を加熱する。上記実施例にお
ける成膜作業について説明を行う。加熱窯８を加熱し、
一定温度まで加熱した時点で、シャッターＴを駆動させ
て、蒸着源Ｊの前面を開放する。蒸着原子は蒸着源Ｊを
飛び出し、成膜基板Ｓ等に蒸着膜を形成する。このとき
モニターガラスも同じように膜が形成され、水晶振動子
にも膜が付着する。受光器２で得られる光量検出信号を
共振周波数で微分し、その微分値が０になる時点を検出
し、検出した時点で、シャッターＴを駆動し、蒸着源Ｊ
の前面をシャッターＴで覆うように、シャッター駆動部
６を駆動し、蒸着作業を停止させる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、蒸着レートが激しく変
化しても、成膜の所望膜厚を高精度に検出することが可
能になったことで、高精度の膜厚形成制御を行うこと可
能になった。振動式膜厚計の水晶振動子は膜厚を直接測
定するためでなく、膜厚の成長に対し、単調な関係にあ
る信号を得るために用いられているので、膜厚と共振周
波数の関係を正確に測定しておく必要はなく、一つの振
動子で、振動が出来なくなる膜厚まで、そのまま使い続
けることができ、１回の蒸着作業毎に振動子を取り換え
たり、膜除去を行う必要もない。
化しても、成膜の所望膜厚を高精度に検出することが可
能になったことで、高精度の膜厚形成制御を行うこと可
能になった。振動式膜厚計の水晶振動子は膜厚を直接測
定するためでなく、膜厚の成長に対し、単調な関係にあ
る信号を得るために用いられているので、膜厚と共振周
波数の関係を正確に測定しておく必要はなく、一つの振
動子で、振動が出来なくなる膜厚まで、そのまま使い続
けることができ、１回の蒸着作業毎に振動子を取り換え
たり、膜除去を行う必要もない。
【図１】本発明の一実施例の構成図
【図２】蒸着レートの説明図
【図３】上記蒸着レートにおける検出信号強度の説明図
【図４】上記蒸着レートにおける検出信号強度の微分値
の説明図
の説明図
１ 投光器 ２ 受光器 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ ＣＰＵ ５ 水晶振動子式膜厚計 ６ シャッター駆動部 ７ 加熱電源 ８ 加熱窯 Ｍ１ ミラー Ｍ２ ミラー Ｍ モニターガラス Ｋ 水晶振動子 Ｊ 蒸着源 Ｒ 成膜室 Ｓ 成膜基板 Ｔ シャッター
Claims (1)
- 【請求項１】成膜室内にモニターガラスを配置し、モニ
ターガラスに形成される膜に特定波長の光を照射する手
段と、上記モニターガラスからの反射光或は透過光の光
量を検出する手段と、成膜室内に水晶振動子を配置し、
該水晶振動子の共振周波数を測定する手段と、上記検出
手段からの光量データを上記測定手段から得られる共振
周波数で微分しその微分値が０になった時点を検出する
手段と、同検出手段からの検出信号により蒸着作業を停
止するように制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る成膜膜厚制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33410891A JPH0625851A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 成膜膜厚制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33410891A JPH0625851A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 成膜膜厚制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625851A true JPH0625851A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=18273617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33410891A Pending JPH0625851A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 成膜膜厚制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625851A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003240535A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-27 | Leybold Optics Gmbh | コーティング層の特性を測定するデバイス用装置 |
| US6696162B2 (en) | 1998-03-19 | 2004-02-24 | Cabot Corporation | Paint and coating compositions containing tantalum and/or niobium powders |
| JP2004270925A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-09-30 | Husco Internatl Inc | 油圧駆動装置のバウンドを制御する装置 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP33410891A patent/JPH0625851A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696162B2 (en) | 1998-03-19 | 2004-02-24 | Cabot Corporation | Paint and coating compositions containing tantalum and/or niobium powders |
| JP2003240535A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-27 | Leybold Optics Gmbh | コーティング層の特性を測定するデバイス用装置 |
| JP2004270925A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-09-30 | Husco Internatl Inc | 油圧駆動装置のバウンドを制御する装置 |
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