DE19852187A1 - Sputterverfahren und -Vorrichtung mit optischer Überwachung - Google Patents

Sputterverfahren und -Vorrichtung mit optischer Überwachung

Info

Publication number
DE19852187A1
DE19852187A1 DE19852187A DE19852187A DE19852187A1 DE 19852187 A1 DE19852187 A1 DE 19852187A1 DE 19852187 A DE19852187 A DE 19852187A DE 19852187 A DE19852187 A DE 19852187A DE 19852187 A1 DE19852187 A1 DE 19852187A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
optical
passage
light
chamber
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.)
Withdrawn
Application number
DE19852187A
Other languages
English (en)
Inventor
Brian T Sullivan
Glenn A Clarke
Norman Osborne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Council of Canada
Original Assignee
National Research Council of Canada
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Council of Canada filed Critical National Research Council of Canada
Publication of DE19852187A1 publication Critical patent/DE19852187A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/545Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
    • C23C14/547Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32935Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Feld des Sputterns und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sputtern dünner Filme auf ein Substrat bzw. ein Werkstück, die einen hohen Grad der Überwachung des Sputter-Prozesses ermöglichen.
Sputtern ist ein Verfahren, bei dem in einer Vakuumkammer ein Ziel (Tar­ get), beispielsweise Tantal oder Silizium, mit Ionen beschossen wird. Die­ ses Beschießen bewirkt, daß Atome aus der Oberfläche des Zieles ausge­ stoßen werden, die sich dann als ein dünner Film auf einem Gegenstand ablagern. Im Fall von optisch transparenten Filmen kann ein reaktives Gas wie Sauerstoff oder Stickstoff ebenfalls vorhanden sein. Dieses reaktive Gas kann dann dünne Oxid- oder Nitrit-Filme auf einem Substrat bilden. Bei der Herstellung von optischen Mehrlagenbeschichtungen ist es sehr wichtig, die Dicke der abgelagerten Filme präzise steuern zu können.
Der bisher übliche Weg, eine Filmdicke zu überwachen, ist, einen Licht­ strahl durch den wachsenden Film zu leiten und die Änderung in der Durchlässigkeit oder der Reflexion zu messen im wesentlichen aufgrund der optischen Interferenzeffekte. Mit einer Kenntnis der relevanten opti­ schen Konstanten kann die Dicke des Filmes berechnet werden. Unglückli­ cherweise muß bei konventionellen Magnetron-Sputtern das Substrat nahe zu dem Sputter-Ziel positioniert werden, um die Niederschlagsrate und die Gleichmäßigkeit der Dicke zu maximieren. Dieser Abstand ist üblicherwei­ se in der Größenordnung von 10 bis 20 cm.
Wegen der Nähe des Substrates zu dem Sputter-Ziel ist es sehr schwierig, jegliche Art von optischer Überwachung durchzuführen außer unter einem schrägen Einfallswinkel. Dies bewirkt, daß der Strahlpunkt sich über einen größeren Bereich erstreckt und macht den Strahl sehr empfindlich gegen­ über Erschütterungen.
Der einzige Weg, das Wachstum eines Films nahe zu normalen Einfalls­ winkeln zu beobachten ist, den Abstand zwischen Ziel und Substrat zu er­ höhen und das Substrat vom Ziel räumlich abzusetzen, um Licht zu ermög­ lichen, durch das Substrat hindurchzutreten. Unglücklicherweise verringert das Weg bewegen des Substrates von dem Sputter-Ziel die Niederschlags­ rate signifikant und, was wesentlicher ist, es kann die Mikrostruktur des niedergeschlagenen Films verschlechtern, da das Beschießen weniger energiereich wird.
Es ist theoretisch möglich, auf Reflexion basierende optische Überwa­ chung bei einem schrägen Einfallswinkel zu verwenden. Aber für Einfalls­ winkel größer als etwa 15° werden Polarisierungseffekte wichtig, was es schwieriger macht, diese Technik einzusetzen.
Die obigen Beschränkungen haben es unmöglich oder zumindest sehr schwierig gemacht, gewisse Beschichtungen herzustellen. Beispielsweise können einige Viertelwellen basierte Beschichtungen nicht akkurat nieder­ geschlagen werden durch Sputtern ohne eine kontinuierliche optische Überwachung.
Ein anderes Erfordernis für die optische Überwachung ist, daß die Strahlausrichtung mit einem hohen Grad von Präzision beizubehalten ist. Es kann erhebliche Bewegungen der Komponenten der Sputterkammer aufgrund von thermischen Ausdehnungen und Druckänderungen geben und es ist wichtig, daß der Strahl den Film und den Detektor während des gesamten Niederschlagslaufes auf der gleichen Stelle an dem Film trifft, um systematische Überwachungsfehler zu vermeiden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu min­ dern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Sputtern dünner Filme auf einem Substrat vorgesehen, das die Schritte umfaßt, ein Sub­ strat in der Nähe einer Sputter-Quellen-Anordnung in einer Vakuumkam­ mer zu plazieren und das Wachsen eines Films auf dem Substrat zu über­ wachen durch Projizieren eines Lichtstrahles auf den Film nahe zu Nor­ maleinfallswinkeln, wobei der genannte Lichtstrahl durch einen optischen Durchtritt in der Sputter-Quellen-Anordnung tritt.
Indem das Licht, normalerweise ein Strahl mit einer einzelner Wellenlänge, das heißt von einem Laser, aber optional auch ein weißer Lichtstrahl durch das Sputterziel hindurchtritt, werden die Begrenzungen des Standes der Technik überwunden. Es ist möglich, das Wachstum des gesputterten Films kontinuierlich nahe zu Normaleinfallswinkeln optisch zu überwachen. Als Ergebnis wird es möglich, komplexe Beschichtungen herzustellen durch Sputtern, wie beispielsweise Viertelwellen-Mehrfachlagen- Beschichtungen, die nicht hergestellt werden können ohne die Benutzung kontinuierlicher optischer Überwachungstechniken.
Mit "nahe zu Normaleinfallswinkeln" ist die Tatsache gemeint, daß der Lichtstrahl im wesentlichen rechtwinklig zu der Substratoberfläche läuft in­ nerhalb der durch die Messungserfordernisse gegebenen Toleranzen und generell, daß Polarisierungseffekte nicht signifikant sind. Solche Winkel, typischerweise weniger als ± 15° von der echten Normalen, sind nicht er­ reichbar, wenn der Lichtstrahl von der Seite der Quelle auf das Substrat gerichtet wird. Der Begriff "nahe normal soll offensichtlich "exakt normal" einschließen.
Es soll weiterhin verstanden werden, daß der Bezug auf den Begriff "Licht" die Erfindung nicht auf sichtbares Licht beschränkt. Jede Wellenlänge, die geeignet ist zur Überwachung von Filmdicken, kann verwandt werden.
Der Strahl kann durch den Film zwischen diametral gegenüberliegenden Fenstern in der Vakuumkammer geleitet werden. Verschiedene alternative Anordnungen sind möglich. Zum Beispiel kann der Lichtstrahldetektor in der Kammer hinter dem Substrat angeordnet sein. Oder der Strahl kann hinter dem Substrat mit einer optischen Faser oder einem Faserbündel ge­ sammelt werden, die/das zu einem Erkennungssystem (detection system) außerhalb der Kammer geleitet werden kann. Das Erkennungssystem kann einen Detektor umfassen, zum Beispiel einen Photodiodendetektor und möglicherweise optische Linsen, Fasern, Monochromatoren und Filter.
Eine andere Möglichkeit ist, einen Lichtstrahl von der Vorderseite des Sub­ strates zu reflektieren, in welchem Fall der Lichtstrahl durch den optischen Durchtritt hindurchlaufen kann und dann zu einem Detektor zurück reflek­ tiert wird, der benachbart zu der Lichtquelle ist.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine optische Faser oder ein op­ tisches Faserbündel benutzt werden, um eine Lichtquelle auf der Rückseite des Substrates vorzusehen, in welchem Fall der Detektor außerhalb der Sputter-Quelle sein kann, so daß das Licht von dem Substrat durch den optischen Durchtritt zu dem Detektor läuft.
Die Erfindung sieht ebenfalls eine Sputter-Quellen-Anordnung vor, die we­ nigstens ein Sputterziel umfaßt, das angepaßt ist, um in großer Nähe zu einem Substrat angeordnet zu werden, wobei durch die genannte Sputter- Quellen-Anordnung ein optischer Durchtritt vorgesehen ist, um das Durch­ treten eines Überwachungslichtstrahls zu ermöglichen, der auf das ge­ nannte Substrat nahe zu einem Normaleinfallswinkel gerichtet ist.
Die Erfindung sieht weiterhin eine Sputtervorrichtung vor, die eine Vaku­ umkammer umfaßt, eine Sputter-Quellen-Anordnung, die auf der genann­ ten Vakuumkammer montiert ist, ein Substratträger, der in der Nähe der genannten Sputter-Quellen-Anordnung plazierbar ist, und einen optischen Durchtritt durch die genannte Sputter-Quellen-Anordnung, um das Durch­ treten eines Lichtstrahls zu ermöglichen, der nahe zu Normaleinfallswin­ keln auf das genannte Substrat projiziert wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Doppelmagne­ tronsputterquelle;
Fig. 2 eine Aufsicht auf die aktive Seite der herkömmlichen Sputter­ quelle;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Sputterkammer mit optischer Überwachung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Doppelmagnetronsputterquel­ le, die modifiziert ist gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Aufsicht auf die aktive Seite einer Sputterquelle, die mo­ difiziert ist gemäß der Erfindung; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer geänderten Sputterkammer.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt eine herkömmliche Doppelmagnetronsputterquellenanordnung 1, ein Paar von Sputterzielen 2, die auf Kupferplatten 3 angeordnet sind, die in einem Aufbau montiert sind, der in einer an sich bekannten Weise aus Kühlwasserkanälen 4, Magneten 5, Isolierplatten 6 und Grundplatten 7 besteht. Die Platten 3 können aus jeglichem anderen geeigneten Material gemacht sein. Ein schützendes Grundschild 8 umgibt die Ziele 1 und ein zentrischer Abschnitt 9 erstreckt sich um und zwischen die Ziele 1. Das Grundschild 8 ist elektrisch verbun­ den mit der Grundplatte 7.
O-Ring-Dichtungen 10 dichten den Aufbau ab. Durchlässe 11 ermöglichen den Durchgang für Elektroden 12, die mit einer Gleichstromquelle 13 ver­ bunden sind. Die insoweit beschriebene Sputterquelle ist konventionell und könnte zum Beispiel eine Doppelmagnetronsputterquelle sein, die gefertigt ist durch Shincron Co. Ltd., Japan.
Wie in der Fig. 3 gezeigt ist, ist der Aufbau 1 in der Wand einer Vakuum­ kammer montiert, die diametral gegenüberliegende Fenster 21, 22 hat, durch die ein Lichtstrahl 23 hindurchgeleitet wird. Dies kann ein Ein- Wellenlängen-, das heißt ein Laser-Strahl sein, aber es kann auch bei­ spielsweise ein Strahl weißes Licht sein. Falls eine Breitbandquelle wie ein weißer Lichtstrahl benutzt wird, kann das Licht, das durch das Substrat hindurchtritt, aufgenommen werden und durch einen Monochromator ge­ leitet werden, der eine oder mehrere interessierende Wellenlängen her­ ausfiltert. Parallelrichtende Optiken (nicht dargestellt) werden benötigt, um das Licht in einen parallel gerichteten Strahl zu formen.
Ein drehbarer hexagonaler Träger 24 mit Öffnungen 25, auf denen ein Substrat 26 montiert werden kann, ist innerhalb der Kammer auf eine be­ kannte Weise angeordnet. Der Träger 24 kann gedreht werden, um das Substrat 26 in Gegenüberstellung zu der Sputterquellenanordnung 1 zu bringen für die Sputter-Beschichtung. Zusätzlich können am Umfang ver­ setzt Quellen in der Kammer vorgesehen sein, um eine Serie von Filmen von unterschiedlicher Zusammensetzung niederschlagen zu können. Übli­ cherweise werden bei der Herstellung von optischen Filtern abwechselnd Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex niedergeschlagen.
Wie oben beschrieben muß bei einer Doppelmagnetronanordnung das Substrat innerhalb von 10 bis 20 cm von der Sputter-Quelle sein, was es unpraktisch macht, den wachsenden Film ständig optisch zu überwachen nahe zu dem Normaleinfallswinkel aufgrund des Vorliegens der Magne­ tanordnungen, Wasserkühlleitungen usw. Um die Filmeigenschaften zu messen, muß bei dieser Ausführungsform das Substrat 26 deshalb von Zeit zu Zeit weg von der Sputterquelle in den Lichtstrahl 23 gedreht werden, um mit Hilfe des Detektors 27 Messungen vorzunehmen, wonach das Substrat dann wieder zurück in die Position vor der Sputterquelle gedreht wird, bis die gewünschte Filmdicke erreicht worden ist. Dies ist unerwünscht, weil es nicht möglich ist, die Filmdicke kontinuierlich optisch zu überwachen, während der Film tatsächlich auf dem Substrat wächst, was es unmöglich macht, eine präzise Überwachung und ein gesteuertes Wachstum vorzuse­ hen.
In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 ist die Sputter- Quellen-Anordnung 1 modifiziert, um einen optischen Durchtritt 31 durch den zentralen Abschnitt 9 des Grundschildes 8 und der Grundplatte 7 vor­ zusehen. Der optische Durchtritt muß in der Lage sein, den Durchtritt eines Lichtstrahls zu ermöglichen. Es kann einfach eine zentrale Bohrung mit ei­ nem Fenster 30 sein oder es könnte beispielsweise ein optisches Faser­ bündel und ein dazugehörende parallelrichtende Optik sein, die in der Lage ist, den Lichtstrahl zu übertragen. Beispielsweise könnte eine optische Fa­ ser oder ein optisches Faserbündel durch eine Vakuumdurchführung in den optischen Durchtritt 31 hindurchlaufen und kurz vor dem zentralen Ab­ schnitt 9 der Grundplatte 8 enden. Eine Kollimatorlinse könnte an dem En­ de der optischen Faser vorgesehen sein, zurückgesetzt in den Durchtritt 31, um sie aus dem Sputterbereich um die Ziele wegzuhalten. In einer Ausführungsform wird Licht von einer Lichtquelle 37 durch eine mechani­ sche Schwingblende geleitet, um den Strahl in einer bekannten Frequenz zu pulsen. Dies ermöglicht es einem synchronisierenden Verstärker sich mit dem gesammelten Licht zu synchronisieren und es von dem Umge­ bungslicht in der Vakuumkammer zu trennen. Das Licht wird dann in eine optische Faser geführt und durch eine Kollimatorlinse 39 geleitet, die auf einer Kippbühne 41 befestigt ist, die wiederum auf einem festen Rahmen montiert ist, der an der Grundplatte 7 befestigt ist. Die Kollimatorlinse bil­ det den Strahl 23, der durch das Fenster 31 in die Kammer gerichtet ist.
Die Kippbühne 41, die eine Newport LP-05 kardanische 5-Achsen Optikaufhängung ist, ermöglicht X-, Y- und Z-Achsentranslation und θX-, θY-Drehungen. Dies ermöglicht, daß der Strahl sehr präzise ausgerichtet ist, bevor er in die Vakuumkammer 20 eintritt.
Wie in der Fig. 6 gezeigt ist, ist es nicht länger notwendig, während des Sputterprozesses den Substratträger zu verdrehen, um eine Durchtritts- oder Reflexions-Dickenmessung nahe zu Normaleinfallswinkeln durchzu­ führen. Der Lichtstrahl 23 wird direkt nahe zu einem Normaleinfallswinkel durch das Substrat 26 durchgeleitet, während der Film wächst. Der Licht­ strahl läuft aus der Kammer 20 durch das Fenster 22 zum Detektor 27, der die spezifische Durchlässigkeit des Substrates 26 mißt. Diese ändert sich aufgrund von Interferenz- oder Absorptionseffekten während der Film wächst. Die Dicke des Films kann aus einer Kenntnis der relevanten opti­ schen Konstanten mittels herkömmlicher Techniken berechnet werden.
Der Entwurf einer Zweifachzielquelle ist besonders geeignet für das Vor­ sehen eines optischen Durchtritts 31, weil die zentrale Platte, durch die der Durchtritt gebohrt ist, auf Grundpotential liegt, so daß keine speziellen Maßnahmen zu ergreifen sind, um hohe Spannungen zu behandeln. Die Ziele arbeiten üblicherweise bei etwa 600 V.
Ein sich synchronisierender Verstärker (nicht dargestellt), der sich auf die gehackte Frequenz synchronisiert, trennt das Licht der Lichtquelle von dem Umgebungslicht, das durch das Plasma in der Kammer erzeugt wird. Auch falls die Quelle 37 eine Breitbandquelle ist, kann ein Monochromator stromauf des Detektors eine oder mehrere Wellenlängen von Interesse se­ parieren.
Mit Gebrauch dieses Systems können exakte Messungen der Filmdicke kontinuierlich während des Sputter-Prozesses gemacht werden. Als ein Er­ gebnis ist es nun möglich, viertelwellenbasierte Filter durch Sputtern her­ zustellen, wobei das Substrat nahe zu der Sputter-Quelle ist, unter Benut­ zung von Viertelwellen-Überwachung.
Es ist wichtig bei der Erfindung, daß der Überwachungslichtstrahl das Sub­ strat nahe einem Normaleinfallwinkel trifft. Ein Weg, dieses Ergebnis zu erzielen, ist, das Licht durch die Fenster 30, 22 und die zentrische Bohrung 30 zu führen, wie in Fig. 6 gezeigt.
Eine andere Lösung ist, Reflexionsüberwachung durchzuführen durch Pla­ zierung des Erkennungssystems 27 benachbart zur Lichtquelle vor dem Fenster 30 um 2 oder 3° versetzt so daß ein Strahl durch den optischen Durchtritt 31 in die Kammer 20 gerichtet ist und von dem Substrat zurück durch den Durchtritt 31 zu dem Erkennungssystem oder zu einer Faser be­ nachbart zu der Quelle zurückreflektiert wird. Eine andere Lösung ist, ent­ weder den Detektor innerhalb der Kammer 20 hinter dem Substrat 26 an­ zuordnen oder alternativ ein Bündel von optischen Fasern hinter dem Sub­ strat 26 anzuordnen und das Licht durch das optische Faserbündel zu ei­ nem Detektor außerhalb der Kammer zu leiten.
Eine andere Option ist, die Lichtquelle hinter dem Substrat 26 in der Kam­ mer zu plazieren und das Licht, das durch das Substrat 26 übertragen wird und durch den optischen Durchtritt 31 nach außen tritt, zu überwachen durch Plazierung eines Erkennungssystems oder einer Faser vor der Sputterquelle 1 außerhalb der Kammer. In diesem Fall könnte der Detektor auf der Kippbühne 41 montiert sein, um eine Ausrichtung mit der Quelle zu erreichen. Ein Vorteil der letzteren Anordnung ist die Übereinstimmung zwischen den Sputterzielen. Optische Filter werden hergestellt durch Abla­ gerung unterschiedlicher Schichten von Material mit niedrigem und hohem Brechungsindex auf dem Substrat. Um dies zu erreichen wird der Träger 24 gedreht, um das Substrat 26 vor die verschiedenen Sputterquellen zu bringen. Wenn eine Rückseitenlichtquelle benutzt wird, bewegt sich die Lichtquelle zwischen den Ablagerungen nicht relativ zu dem Substrat und als Ergebnis ist es möglich, eine größere Konsistenz und damit Genauig­ keit bei der Überwachung der verschiedenen Schichten zu erreichen.
Falls benötigt können Antireflexbeschichtungen auf dem Fenster 30 auf dem optischen Durchtritt 31 vorgesehen sein, um die Lichtmenge zu ver­ größern, die in die Kammer eintritt.
Der Durchtritt 31 kann eine einfache Bohrung sein oder alternativ könnte sie vorgesehen werden durch ein Bündel von optischen Fasern mit dazu­ gehörender parallelausrichtender Optik, das die in dem Durchtritt innerhalb der Kammer angeordnet sind.
Die Erfindung stellt somit einen wichtigen Fortschritt dar. Die Möglichkeit, kontinuierliche Überwachung in der Nähe zu einem Normaleinfallswinkel zu erreichen ermöglicht ein Grad von Steuerung über den Sputterprozeß, der bei dem Stand der Technik nicht möglich ist. Dies resultiert in der Herstel­ lung von verbesserten optischen Vorrichtungen wie Schmalbandfiltern.

Claims (24)

1. Verfahren zum Sputtern dünner Filme auf ein Substrat, enthaltend die Schritte, ein Substrat in der Nähe einer Sputter-Quellen-Anordnung in ei­ ner Vakuumkammer zu plazieren und das Wachstum eines Films auf dem Substrat zu überwachen durch Projizieren eines Lichtstrahls auf den Film nahe zu Normaleinfallswinkeln, wobei der genannte Lichtstrahl durch einen optischen Durchtritt in der Sputter-Quellen-Anordnung tritt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der genannte Lichtstrahl durch einen Laser erzeugt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Lichtstrahl außerhalb der Kammer gebildet wird, durch das Substrat zwischen gegenüberliegenden Fenstern in der genannten Va­ kuumkammer hindurchtritt und auf einen Detektor außerhalb der genannten Kammer trifft.
4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der Lichtstrahl außerhalb der Kammer gebildet wird, durch ein Fen­ ster in dem genannten optischen Durchtritt tritt, durch das genannte Sub­ strat hindurchtritt und einen Detektor hinter dem genannten Substrat in der genannten Kammer trifft.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Lichtstrahl außerhalb der Vakuumkammer gebildet wird, durch ein Fenster in dem genannten optischen Durchtritt tritt, durch das genannte Substrat hindurchtritt und eine optische Faser hinter dem genannten Sub­ strat in der genannten Kammer trifft, wobei die genannte optische Faser zu einem Detektor außerhalb der genannten Kammer führt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Lichtstrahl von einem Faseroptikbündel hinter dem ge­ nannten Substrat stammt und durch das genannte Substrat hindurchtritt, durch den genannten optischen Durchtritt und nach außen durch ein Fen­ ster zu einem Erkennungssystem außerhalb der genannten Vakuumkam­ mer.
7. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das genannte Fenster eine Anti-Reflexbeschichtung hat zur Verbes­ serung der Lichtdurchlässigkeit.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Sputtern ein Magnetronsputtern ist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die genannte Sputter-Quellen-Anordnung ein Paar von Sputterzielen umfaßt, wobei der genannte optische Durchtritt zwischen den genannten Zielen vorgesehen ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der genannte optische Durchtritt durch eine zentrale Grundplatte gebohrt ist zwischen den genannten Sputterzielen angeordnet.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Strahlausrichtung ausgeführt wird mit Hilfe einer Kippbühne, die über dem genannten optischen Durchtritt montiert ist.
12. Sputter-Quellen-Anordnung mit wenigstens einem Sputter-Ziel, das an­ gepaßt ist, um in enger Nähe zu einem Werkstück angeordnet zu sein, und einem optischen Durchtritt, der durch die genannte Sputter-Quellen- Anordnung vorgesehen ist, um das Durchtreten eines Überwachungslicht­ strahls zu ermöglichen, der auf das genannte Werkstück gerichtet ist nahe zu Normaleinfallswinkeln.
13. Sputter-Quellen-Anordnung gemäß Anspruch 12, mit einem Paar von Zielen, die nebeneinander plaziert sind, wobei der ge­ nannte optische Durchtritt zwischen den genannten Zielen vorgesehen ist.
14. Sputter-Quellen-Anordnung gemäß Anspruch 13, wobei die genannten Ziele getrennt sind durch eine zentrale Grundplatte und der genannte optische Durchtritt eine zentrale Bohrung umfaßt, die in der genannten zentralen Grundplatte ausgebildet ist.
15. Sputter-Quellen-Anordnung gemäß Anspruch 14, mit außerdem einem Fenster, das den genannten optischen Durchtritt verschließt.
16. Sputter-Quellen-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, mit außerdem einer Kippbühne, die über dem genannten optischen Durchtritt montiert ist zur Ermöglichung von Strahlausrichtung.
17. Sputtervorrichtung mit einer Vakuumkammer, einer Sputter-Quellen- Anordnung, die auf der genannten Vakuumkammer montiert ist, einem Substratträger, der in der Nähe der genannten Sputter-Quellen-Anordnung anzuordnen ist, und einem optischen Durchtritt durch die genannte Sput­ ter-Quellen-Anordnung, um das Durchtreten eines Lichtstrahls zu ermögli­ chen, der auf das genannte Substrat nahe zu Normaleinfallswinkeln proji­ ziert wird.
18. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 17, mit außerdem einer Lichtquelle zum Projizieren des genannten Strahls auf das genannte Substrat und einem Erkennungssystem.
19. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die genannte Lichtquelle vor dem genannten optischen Durchtritt angeordnet ist, um den genannten Strahl durch den genannten optischen Durchtritt auf ein Substrat zu projizieren, das auf dem genannten Sub­ stratträger angeordnet ist und durch das genannte Substrat hindurch zu dem genannten Detektor.
20. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei das genannte Erkennungssystem außerhalb der genannten Vakuum­ kammer angeordnet ist und ein Fenster gegenüber dem genannten opti­ schen Durchtritt in der genannten Vakuumkammer vorgesehen ist, um den genannten Lichtstrahl hindurchtreten zu lassen.
21. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei das genannte Erkennungssystem außerhalb der genannten Vakuum­ kammer angeordnet ist und ein optisches Faserbündel hinter dem ge­ nannten Substrat angeordnet ist, um den genannten Lichtstrahl zu dem genannten Detektor zu führen.
22. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die genannte Lichtquelle eine optische Faser umfaßt, die hinter dem genannten Substratträger angeordnet ist, um Licht durch das genannte Substrat in den genannten optischen Durchtritt zu projizieren und zu einem Detektor, der außerhalb der genannten Vakuumkammer angeordnet ist.
23. Sputtervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die genannte Sputterquelle wenigstens zwei Ziele mit einer zentra­ len Grundplatte zwischen ihnen hat und der genannte optische Durchtritt eine Bohrung umfaßt in der genannten zentralen Grundplatte mit einem Fenster.
24. Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 23, mit außerdem einer Kippbühne, die über dem genannten optischen Durch­ tritt außerhalb der genannten Kammer montiert ist zur Montage eines De­ tektors oder einer Strahlquelle und ein präzises Ausrichten des genannten Lichtstrahls ermöglichend.
DE19852187A 1997-12-01 1998-11-12 Sputterverfahren und -Vorrichtung mit optischer Überwachung Withdrawn DE19852187A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9725356A GB2331764B (en) 1997-12-01 1997-12-01 Sputtering method and apparatus with optical monitoring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19852187A1 true DE19852187A1 (de) 1999-06-02

Family

ID=10822898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19852187A Withdrawn DE19852187A1 (de) 1997-12-01 1998-11-12 Sputterverfahren und -Vorrichtung mit optischer Überwachung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6110337A (de)
JP (1) JP4243374B2 (de)
CA (1) CA2254650C (de)
DE (1) DE19852187A1 (de)
GB (1) GB2331764B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19947651C2 (de) * 1999-10-04 2003-07-24 Branimir Saftic Vorrichtung zur Bestimmung einer Ablagerung biologischen Materials auf einer Oberfläche einer Meßzelle

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6484978B2 (en) * 2000-04-19 2002-11-26 Che Ram Souza Voigt Cardan support
US6454229B1 (en) * 2000-04-19 2002-09-24 Che Ram Souza Voigt Offset cardan gimbal
ATE445028T1 (de) 2001-02-07 2009-10-15 Asahi Glass Co Ltd Verfahren zur herstellung eines sputterfilms
US6896949B1 (en) 2001-03-15 2005-05-24 Bookham (Us) Inc. Wafer scale production of optical elements
US6791758B1 (en) 2001-03-15 2004-09-14 Cierra Photonics Inc. Optical etalons and methods of making and using them
US6678093B1 (en) 2001-03-15 2004-01-13 Cierra Photonics, Inc. Optically coupled etalons and methods of making and using same
DE10143145C1 (de) * 2001-09-03 2002-10-31 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Schichtsystemen für optische Präzisionselemente
US20040046969A1 (en) * 2002-09-10 2004-03-11 Honeywell International Inc. System and method for monitoring thin film deposition on optical substrates
US7749622B2 (en) 2002-10-22 2010-07-06 Asahi Glass Company, Limited Multilayer film-coated substrate and process for its production
US6879744B2 (en) * 2003-01-07 2005-04-12 Georgi A. Atanasov Optical monitoring of thin film deposition
JP2007070715A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Idemitsu Kosan Co Ltd スパッタリングターゲット
KR100748160B1 (ko) * 2005-11-16 2007-08-09 주식회사 에스에프에이 스퍼터링 마그네트론 소스
US7773300B2 (en) * 2006-05-12 2010-08-10 Semrock, Inc. Multiphoton fluorescence filters
US7928366B2 (en) * 2006-10-06 2011-04-19 Lam Research Corporation Methods of and apparatus for accessing a process chamber using a dual zone gas injector with improved optical access
US7773302B2 (en) * 2006-09-01 2010-08-10 Semrock, Inc. Low cost filter for fluorescence systems
US8958156B1 (en) 2007-05-30 2015-02-17 Semrock, Inc. Interference filter for non-zero angle of incidence spectroscopy
WO2008152663A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Galileo Avionica S.P.A. Machine for controlled deposition of a thin-film multilayer
US9354370B1 (en) 2007-09-25 2016-05-31 Semrock, Inc. Optical thin-film notch filter with very wide pass band regions
JP5163422B2 (ja) * 2008-10-23 2013-03-13 株式会社ニコン 成膜装置および成膜方法
US8879150B1 (en) 2009-03-20 2014-11-04 Semrock, Inc. Optical thin-film polarizing bandpass filter
US8441710B2 (en) * 2010-01-08 2013-05-14 Semrock, Inc. Tunable thin-film filter
US20130156937A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Intermolecular, Inc. System and Method for Aligning Sputter Sources
KR101264578B1 (ko) * 2012-02-15 2013-05-14 신크론 컴퍼니 리미티드 광학식 막두께 계측장치 및 광학식 막두께 계측장치를 사용한 박막 형성장치
KR101693397B1 (ko) * 2012-02-27 2017-01-06 신크론 컴퍼니 리미티드 Led 광원장치, 막두께 측정장치 및 박막 형성장치
US9304237B1 (en) 2012-12-10 2016-04-05 Semrock, Inc. Tunable band-pass filter
DE102023104397A1 (de) * 2023-02-23 2024-08-29 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Prozessanordnung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3067724D1 (en) * 1980-02-07 1984-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of forming a glass spacer in the magnetic gap of a magnetic head
US4336119A (en) * 1981-01-29 1982-06-22 Ppg Industries, Inc. Method of and apparatus for control of reactive sputtering deposition
JPS61174726A (ja) * 1985-01-30 1986-08-06 Toshiba Corp 薄膜形成方法
US4676883A (en) * 1986-03-03 1987-06-30 Sierracin Corporation Optical disk transmission monitor for deposited films
US4931053A (en) * 1988-01-27 1990-06-05 L'esperance Medical Technologies, Inc. Method and apparatus for enhanced vascular or other growth
JPH01268859A (ja) * 1988-04-20 1989-10-26 Casio Comput Co Ltd 透明導電膜の形成方法および形成装置
US5002631A (en) * 1990-03-09 1991-03-26 At&T Bell Laboratories Plasma etching apparatus and method
US5154810A (en) * 1991-01-29 1992-10-13 Optical Coating Laboratory, Inc. Thin film coating and method
AU4689293A (en) * 1992-07-15 1994-02-14 On-Line Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring layer processing
EP0666337A1 (de) * 1994-01-28 1995-08-09 Applied Materials, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Ablagerungsgeschwindigkeit opaker Filme
US5490912A (en) * 1994-05-31 1996-02-13 The Regents Of The University Of California Apparatus for laser assisted thin film deposition
US5766426A (en) * 1995-02-14 1998-06-16 Sputtered Films, Inc. Apparatus for, and method of, depositing a film on a substrate
US5822211A (en) * 1996-11-13 1998-10-13 International Business Machines Corporation Laser texturing apparatus with dual laser paths having an independently adjusted parameter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19947651C2 (de) * 1999-10-04 2003-07-24 Branimir Saftic Vorrichtung zur Bestimmung einer Ablagerung biologischen Materials auf einer Oberfläche einer Meßzelle

Also Published As

Publication number Publication date
JP4243374B2 (ja) 2009-03-25
CA2254650C (en) 2007-08-21
GB9725356D0 (en) 1998-01-28
CA2254650A1 (en) 1999-06-01
GB2331764B (en) 2002-06-26
GB2331764A (en) 1999-06-02
US6110337A (en) 2000-08-29
JPH11241162A (ja) 1999-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19852187A1 (de) Sputterverfahren und -Vorrichtung mit optischer Überwachung
DE4419476C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während der Beschichtung
DE2902848C2 (de) Verfahren zur Herstellung von dünnen optischen Mehrfachschichten
DE19752322B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für die hochautomatisierte Herstellung von Dünnfilmen
DE10019359A1 (de) SPR-Sensor
DE4017440A1 (de) Verfahren zur messung der schichtdicke und des brechungsindex einer duennen schicht auf einem substrat und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3814466A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum feststellen der relativen lage einer bezugsachse eines objekts bezueglich eines referenzstrahls, insbesondere eines laserstrahls
DE19807649A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur dreidimensionalen Messung und Beobachtung dünner Schichten
DE69522295T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines beschichteten substrats
WO2013011149A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung partikelarmer schichten auf substraten
EP1859228A1 (de) Messanordnung zum optischen monitoring von beschichtungsprozessen
EP0740139B1 (de) Vorrichtung zur in-situ Messung von mechanischen Spannungen in Schichten
EP0821798B1 (de) Retroreflektor
DE19917543A1 (de) System für optische Beschichtungen, die eine verbesserte Dickengenauigkeit aufweisen, und Betriebsverfahren dafür
EP1851508A1 (de) Optisches monitoringsystem für beschichtungsprozesse
DE69426096T2 (de) Verfahren zur Bildung von mehrfachen Schichten
DE2750421A1 (de) Messverfahren und messvorrichtungen fuer die herstellung von vielfach-schichtsystemen
DE10042123B4 (de) Vorrichtung zur Durchführung von optischen Messungen an einer Probe in einer Vakuumkammer
DE102005015631A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines reflexionsvermindernden Kratzschutzschichtsystems für Kunststoffe
DE102010023517A1 (de) Beschichtungsanlage und Verfahren zur Beschichtung eines Substrates bei gleichzeitiger Schichtüberwachung
DE19515172C1 (de) Verfahren zur Abscheidung von farbigen Schichten auf Substrate und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009012756B4 (de) Verfahren zur Messung der optischen Eigenschaften einer bewegten Probe in einer Beschichtungsanlage
CH697685B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen eines Dünnschichtsystems mittels Zerstäuben.
DE10204075A1 (de) Vorrichtung für Einrichtungen zur Bestimmung von Eigenschaften aufgebrachter Schichten
DE102005057909A1 (de) Optisches Element mit doppelbrechender Beschichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110601

Effective date: 20110531