JP2001123269A - 薄膜形成方法及び装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的性質の一定した薄膜を再現性よく自動
的に形成することを可能にする薄膜形成方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 蒸着原料４を電子銃３によって蒸発させ
て、コートドーム２に保持したレンズ２ａに反射防止膜
を堆積させる。光学式膜厚計１０によって時々刻々測定
される透過又は反射の光量値が規準光量値データ格納手
段に格納されている規準光量値に近似又は等しくなるよ
うに、電子銃３に印加する電力を制御する。
的に形成することを可能にする薄膜形成方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 蒸着原料４を電子銃３によって蒸発させ
て、コートドーム２に保持したレンズ２ａに反射防止膜
を堆積させる。光学式膜厚計１０によって時々刻々測定
される透過又は反射の光量値が規準光量値データ格納手
段に格納されている規準光量値に近似又は等しくなるよ
うに、電子銃３に印加する電力を制御する。
Description
【０００１】
【本発明の技術分野】本発明は、プラスチックまたはガ
ラス素材等の表面上に薄膜を形成する方法及び装置にか
かり、特に、光学的性質の一定した薄膜を再現性良く形
成可能であり、眼鏡レンズに反射防止膜を形成する際等
に好ましく用いられるものに関する。
ラス素材等の表面上に薄膜を形成する方法及び装置にか
かり、特に、光学的性質の一定した薄膜を再現性良く形
成可能であり、眼鏡レンズに反射防止膜を形成する際等
に好ましく用いられるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックまたはガラス素材の表面上
に薄膜を形成する場合には、再現性良く、同一品質物を
全自動で形成することが望ましい。その試みとして、特
開平３−５０５０１号公報には、電子銃に供給される電
流値を監視し、この電流値と、予め、設定しておいた基
準デ−タとを比較し、両者に偏差が生じた場合には、そ
の偏差に応じて、電子銃に供給する電流値を修正、制御
する方法、装置が開示されている。
に薄膜を形成する場合には、再現性良く、同一品質物を
全自動で形成することが望ましい。その試みとして、特
開平３−５０５０１号公報には、電子銃に供給される電
流値を監視し、この電流値と、予め、設定しておいた基
準デ−タとを比較し、両者に偏差が生じた場合には、そ
の偏差に応じて、電子銃に供給する電流値を修正、制御
する方法、装置が開示されている。
【０００３】また、特開昭６１−１４７８７４号公報に
は、水晶振動子に薄膜を付着させてその質量変化に比例
する固有振動数の変化を検出して膜厚を算出する水晶振
動子法により蒸着膜厚を検出し、電子銃に供給する電流
値を修正、制御する方法及び装置が開示されている。さ
らに、特開平７−１８００５５号公報には、水晶膜厚計
を用いて、成膜に要する目標時間と同一になるように、
蒸発源の電流値を補正することにより、成膜に要する時
間を管理し、蒸発レートを一定にする制御方法が開示さ
れている。
は、水晶振動子に薄膜を付着させてその質量変化に比例
する固有振動数の変化を検出して膜厚を算出する水晶振
動子法により蒸着膜厚を検出し、電子銃に供給する電流
値を修正、制御する方法及び装置が開示されている。さ
らに、特開平７−１８００５５号公報には、水晶膜厚計
を用いて、成膜に要する目標時間と同一になるように、
蒸発源の電流値を補正することにより、成膜に要する時
間を管理し、蒸発レートを一定にする制御方法が開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開平３−５０５０１
号公報及び特開平７−１８００５５号公報に開示されて
いる方法は、薄膜形成装置を繰り返し使用していくごと
に、蒸着物質の蒸発する程度が変化する現象に対応しづ
らい。特に眼鏡レンズに施す反射防止膜のような薄膜の
品質に関する誤差の許容差の少ない光学物品に関して
は、再現性良く、同一品質物を全自動で形成することに
は問題がある。なぜならば、特開平３−５０５０１号公
報及び特開平７−１８００５５号公報に開示されている
方法の場合においては、電子銃の電流値をいかに正確に
制御しても、電子銃のフィラメントの状態、基板温度、
真空条件等が設定した場合と異なると、施される薄膜は
意図したものと大きく異なることがあるからである。
号公報及び特開平７−１８００５５号公報に開示されて
いる方法は、薄膜形成装置を繰り返し使用していくごと
に、蒸着物質の蒸発する程度が変化する現象に対応しづ
らい。特に眼鏡レンズに施す反射防止膜のような薄膜の
品質に関する誤差の許容差の少ない光学物品に関して
は、再現性良く、同一品質物を全自動で形成することに
は問題がある。なぜならば、特開平３−５０５０１号公
報及び特開平７−１８００５５号公報に開示されている
方法の場合においては、電子銃の電流値をいかに正確に
制御しても、電子銃のフィラメントの状態、基板温度、
真空条件等が設定した場合と異なると、施される薄膜は
意図したものと大きく異なることがあるからである。
【０００５】また、特開昭６１−１４７８７４号公報及
び特開平７−１８００５５号公報に開示されている水晶
発振板を用いて、電子銃に供給する電流値を修正、制御
する方法には以下の問題があった。すなわち、水晶振動
子法は、測定物理量が水晶振動板に付着する膜の質量変
化に起因する振動数の変化である。したがって、振動数
を介して計測しているのは膜の質量であって、光学膜厚
ではない。光学膜厚は、膜の幾何学的厚さと屈折率との
積によって決まるもので、質量によって一義的に定まる
ものではない。
び特開平７−１８００５５号公報に開示されている水晶
発振板を用いて、電子銃に供給する電流値を修正、制御
する方法には以下の問題があった。すなわち、水晶振動
子法は、測定物理量が水晶振動板に付着する膜の質量変
化に起因する振動数の変化である。したがって、振動数
を介して計測しているのは膜の質量であって、光学膜厚
ではない。光学膜厚は、膜の幾何学的厚さと屈折率との
積によって決まるもので、質量によって一義的に定まる
ものではない。
【０００６】このように、水晶振動子法は、光学膜厚と
一義的関係のない質量を計測しているものである。それ
ゆえこの質量から光学膜厚を知るためには、経験則に基
づく適当な換算係数を決めて算出する必要がある。しか
し、この換算係数は、成膜の条件その他諸々の条件に依
存するものであるので、これらの条件が異なると、それ
がそのまま換算誤差につながることになる。それゆえ、
適切な換算係数を定めるのが困難であると共に、原理的
には、上述の電子銃の電流を制御する方法と大差はな
い。
一義的関係のない質量を計測しているものである。それ
ゆえこの質量から光学膜厚を知るためには、経験則に基
づく適当な換算係数を決めて算出する必要がある。しか
し、この換算係数は、成膜の条件その他諸々の条件に依
存するものであるので、これらの条件が異なると、それ
がそのまま換算誤差につながることになる。それゆえ、
適切な換算係数を定めるのが困難であると共に、原理的
には、上述の電子銃の電流を制御する方法と大差はな
い。
【０００７】しかも、この方法は、成膜室内に水晶振動
子を配置してこれに被成膜体と同様の成膜を施し、この
ときの水晶振動子の振動数を微弱な電気信号として電気
的に計測するものであるので、電気的ノイズに極めて弱
い。しかるに、通常、成膜室内は、電気的ノイズ源で満
されているといっても過言でない程、ノイズ源がある。
したがって、これらのノイズを除去して信号を検出する
ことが現実的には必ずしも容易でないという問題もあ
る。
子を配置してこれに被成膜体と同様の成膜を施し、この
ときの水晶振動子の振動数を微弱な電気信号として電気
的に計測するものであるので、電気的ノイズに極めて弱
い。しかるに、通常、成膜室内は、電気的ノイズ源で満
されているといっても過言でない程、ノイズ源がある。
したがって、これらのノイズを除去して信号を検出する
ことが現実的には必ずしも容易でないという問題もあ
る。
【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、成膜過程において、時々刻々変化する光
学膜厚に一義的に依存する計測量が規準計測量になるよ
うに飛翔させる成膜材料の量を制御することによって、
光学的性質の一定した薄膜を再現性よく自動的に形成す
ることを可能にした薄膜形成方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
されたもので、成膜過程において、時々刻々変化する光
学膜厚に一義的に依存する計測量が規準計測量になるよ
うに飛翔させる成膜材料の量を制御することによって、
光学的性質の一定した薄膜を再現性よく自動的に形成す
ることを可能にした薄膜形成方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【発明を解決するための手段】上述の課題を解決する手
段として、本発明者は、成膜材料を電子銃を用いて飛翔
させて被成膜体表面に堆積させることによって成膜を行
う薄膜形成方法において、薄膜が形成された被成膜体に
所定の光を照射したときの透過又は反射光量が前記薄膜
の膜厚に依存することを利用して前記薄膜の膜厚を測定
する光学式膜厚計を用い、規準の成膜を行って、前記光
学式膜厚計によって成膜開始時から終了時までの透過又
は反射光量値を時々刻々測定し、成膜開始時からの成膜
時間と光量値とが対になった規準光量値データを作成し
ておき、成膜の際に、前記光学式膜厚計によって成膜開
始時から終了時までの透過又は反射光量値を時々刻々測
定し、この測定光量値が前記規準光量値データの対応す
る時間における規準光量値に近似又は等しくなるよう
に、前記電子銃に印加する電力を制御することを特徴と
する薄膜形成方法を提供した。
段として、本発明者は、成膜材料を電子銃を用いて飛翔
させて被成膜体表面に堆積させることによって成膜を行
う薄膜形成方法において、薄膜が形成された被成膜体に
所定の光を照射したときの透過又は反射光量が前記薄膜
の膜厚に依存することを利用して前記薄膜の膜厚を測定
する光学式膜厚計を用い、規準の成膜を行って、前記光
学式膜厚計によって成膜開始時から終了時までの透過又
は反射光量値を時々刻々測定し、成膜開始時からの成膜
時間と光量値とが対になった規準光量値データを作成し
ておき、成膜の際に、前記光学式膜厚計によって成膜開
始時から終了時までの透過又は反射光量値を時々刻々測
定し、この測定光量値が前記規準光量値データの対応す
る時間における規準光量値に近似又は等しくなるよう
に、前記電子銃に印加する電力を制御することを特徴と
する薄膜形成方法を提供した。
【００１０】また、本発明者は、成膜材料を電子銃を用
いて飛翔させて被成膜体表面に堆積させることによって
成膜を行う薄膜形成装置において、薄膜が形成された被
成膜体に所定の光を照射したときの透過又は反射光量が
前記薄膜の膜厚に依存することを利用して前記薄膜の膜
厚を測定する光学式膜厚計と、規準の成膜を行って、前
記光学式膜厚計によって成膜開始時から終了時までの透
過又は反射光量値を時々刻々測定することによって作成
された成膜開始時からの成膜時間と光量値とが対になっ
た規準光量値データを格納する格納手段と、成膜の際
に、前記光学式膜厚計によって測定される時々刻々の測
定光量値と前記格納手段に格納されている規準光量値デ
ータの対応する時間における規準光量値とを比較して、
両者が近似又は等しくなるように、前記電子銃に印加す
る電力を制御する制御手段とを有することを特徴とする
薄膜形成装置を提供した。
いて飛翔させて被成膜体表面に堆積させることによって
成膜を行う薄膜形成装置において、薄膜が形成された被
成膜体に所定の光を照射したときの透過又は反射光量が
前記薄膜の膜厚に依存することを利用して前記薄膜の膜
厚を測定する光学式膜厚計と、規準の成膜を行って、前
記光学式膜厚計によって成膜開始時から終了時までの透
過又は反射光量値を時々刻々測定することによって作成
された成膜開始時からの成膜時間と光量値とが対になっ
た規準光量値データを格納する格納手段と、成膜の際
に、前記光学式膜厚計によって測定される時々刻々の測
定光量値と前記格納手段に格納されている規準光量値デ
ータの対応する時間における規準光量値とを比較して、
両者が近似又は等しくなるように、前記電子銃に印加す
る電力を制御する制御手段とを有することを特徴とする
薄膜形成装置を提供した。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にか
かる薄膜形成装置の構成を示す図である。以下図１を参
照にしながら、一実施の形態を説明する。なお、この実
施の形態は、被成膜体たるプラスチック製の眼鏡レンズ
に薄膜たる反射防止膜を形成する場合に本発明を適用し
た例である。
かる薄膜形成装置の構成を示す図である。以下図１を参
照にしながら、一実施の形態を説明する。なお、この実
施の形態は、被成膜体たるプラスチック製の眼鏡レンズ
に薄膜たる反射防止膜を形成する場合に本発明を適用し
た例である。
【００１２】図１において、成膜室たる真空チャンバー
１内には、上部にコートドーム２が設置され、下部に、
電子銃３、ルツボ４及びシャッター５等が設けられてい
る。また、コートドーム２の近傍には、コートドーム２
に保持された被成膜体であるレンズ２ａの温度を計測す
るための基板温度計６が設けられ、さらに、真空チャン
バー１内の真空度を計測するための真空計７及び真空チ
ャンバー１内を排気するための排気ユニット８が設けら
れている。また、コートドーム２に保持されたレンズ２
ａを加熱するためのハロゲンヒータ９が設けられてい
る。
１内には、上部にコートドーム２が設置され、下部に、
電子銃３、ルツボ４及びシャッター５等が設けられてい
る。また、コートドーム２の近傍には、コートドーム２
に保持された被成膜体であるレンズ２ａの温度を計測す
るための基板温度計６が設けられ、さらに、真空チャン
バー１内の真空度を計測するための真空計７及び真空チ
ャンバー１内を排気するための排気ユニット８が設けら
れている。また、コートドーム２に保持されたレンズ２
ａを加熱するためのハロゲンヒータ９が設けられてい
る。
【００１３】さらに、真空チャンバー１の外部上部には
光学式膜厚計１０が設けられている。該光学式膜厚計１
０は膜厚モニター１１を介して制御装置１２に接続され
ている。制御装置１２には、規準光量値データ格納手段
１３や入力手段１２ａが接続され、さらに、上述の電子
銃３、シャッター５、基板温度計６、真空計７、排気ユ
ニット８及びハロゲンヒータ９が電気的に接続されてお
り、制御装置１２は、これらと情報交換しながら各種の
制御を行う。
光学式膜厚計１０が設けられている。該光学式膜厚計１
０は膜厚モニター１１を介して制御装置１２に接続され
ている。制御装置１２には、規準光量値データ格納手段
１３や入力手段１２ａが接続され、さらに、上述の電子
銃３、シャッター５、基板温度計６、真空計７、排気ユ
ニット８及びハロゲンヒータ９が電気的に接続されてお
り、制御装置１２は、これらと情報交換しながら各種の
制御を行う。
【００１４】すなわち、制御装置１２は、真空計７の情
報に基づいて真空排気ユニット８を制御し、真空チャン
バー１内を所定の真空度にする。
報に基づいて真空排気ユニット８を制御し、真空チャン
バー１内を所定の真空度にする。
【００１５】また、制御装置１２は、基板温度計６の情
報に基づいてハロゲンヒーター９を制御して被成膜体で
あるレンズ２ａを所定の温度にする。
報に基づいてハロゲンヒーター９を制御して被成膜体で
あるレンズ２ａを所定の温度にする。
【００１６】そして、制御装置１２は、上記光学式膜厚
計１０で測定される上記モニターガラス２ｂに形成され
た薄膜の時々刻々の光学膜厚に依存する時々刻々の光量
値が、規準光量値データ格納手段に格納されている値と
等しくなるように、電子銃３に印加する電力（電流及び
／又は電圧）を制御する。
計１０で測定される上記モニターガラス２ｂに形成され
た薄膜の時々刻々の光学膜厚に依存する時々刻々の光量
値が、規準光量値データ格納手段に格納されている値と
等しくなるように、電子銃３に印加する電力（電流及び
／又は電圧）を制御する。
【００１７】ここで、コ−トド−ム２は、被成膜体であ
るレンズ２ａに薄膜である反射防止膜等が蒸着されるよ
うに、レンズ２ａを保持する保持手段である。複数のレ
ンズ２ａが同時に蒸着できるよう、円形をしており、全
てのレンズが同一品質の反射防止膜になるようにコ−ト
ド−ムは曲率を有している。
るレンズ２ａに薄膜である反射防止膜等が蒸着されるよ
うに、レンズ２ａを保持する保持手段である。複数のレ
ンズ２ａが同時に蒸着できるよう、円形をしており、全
てのレンズが同一品質の反射防止膜になるようにコ−ト
ド−ムは曲率を有している。
【００１８】電子銃３は、ルツボ４に収納された蒸着物
質(原料)４ａを該蒸着物質(原料)４ａの溶融温度まで加
熱することにより、蒸発させて、レンズ２ａ及びモニタ
−ガラス２ｂに蒸着物質(原料)を蒸着・堆積させて薄膜
を形成する。
質(原料)４ａを該蒸着物質(原料)４ａの溶融温度まで加
熱することにより、蒸発させて、レンズ２ａ及びモニタ
−ガラス２ｂに蒸着物質(原料)を蒸着・堆積させて薄膜
を形成する。
【００１９】ルツボ４は、蒸着物質４ａを保持するため
に用いられる公知の容器である。電子銃３による蒸着物
質の加熱により、蒸着物質が突沸しないように、ルツボ
４は冷却されるか、材質として、熱伝導率が低い物質が
好ましく用いられる。
に用いられる公知の容器である。電子銃３による蒸着物
質の加熱により、蒸着物質が突沸しないように、ルツボ
４は冷却されるか、材質として、熱伝導率が低い物質が
好ましく用いられる。
【００２０】シャッタ−５は、蒸着を開始するとき開
き、または終了するときに閉じるもので、薄膜の制御を
行いやすくするものである。
き、または終了するときに閉じるもので、薄膜の制御を
行いやすくするものである。
【００２１】ハロゲンヒ−タ−９は、レンズ２ａに蒸着
される薄膜の密着性などの物性を出すため、レンズ２ａ
を適切な温度に加熱する加熱手段である。
される薄膜の密着性などの物性を出すため、レンズ２ａ
を適切な温度に加熱する加熱手段である。
【００２２】光学式膜厚計１０は、表面に透明薄膜を形
成した透明基体に光を照射すると、薄膜表面からの反射
光と透明基体表面からの反射光とが両者の位相差によっ
て干渉をおこす現象を利用したものである。すなわち、
上記位相差が薄膜の光学膜厚によって変化し、干渉の状
態が変化して反射光の光量が光学膜厚に依存して変化す
る。なお、反射光が変化すれば必然的に透過光も変化す
るので、透過光の光量を計測することによっても同様の
ことができるが、以下では反射光を用いた場合を説明す
る。
成した透明基体に光を照射すると、薄膜表面からの反射
光と透明基体表面からの反射光とが両者の位相差によっ
て干渉をおこす現象を利用したものである。すなわち、
上記位相差が薄膜の光学膜厚によって変化し、干渉の状
態が変化して反射光の光量が光学膜厚に依存して変化す
る。なお、反射光が変化すれば必然的に透過光も変化す
るので、透過光の光量を計測することによっても同様の
ことができるが、以下では反射光を用いた場合を説明す
る。
【００２３】図２はガラス表面に蒸着を施して薄膜を形
成していく場合における反射光量の変化を示す図であ
る。図の縦軸が光量（相対値：単位；％）であり、横軸
が蒸着時間である。蒸着する膜の厚さが厚い場合には光
量は光学膜厚が増すにしたがって、周期的に増減を繰り
返す。この光学膜厚に一義的に対応する光量の変化を利
用すれば、一義的に光学膜厚の測定及び／又は制御がで
きる。この場合、各周期における極大値と極小値との差
をのび量という。一般的には、のび量ｌ1，ｌ2，ｌ3…
は、互いに必ずしも一致しない場合がある。
成していく場合における反射光量の変化を示す図であ
る。図の縦軸が光量（相対値：単位；％）であり、横軸
が蒸着時間である。蒸着する膜の厚さが厚い場合には光
量は光学膜厚が増すにしたがって、周期的に増減を繰り
返す。この光学膜厚に一義的に対応する光量の変化を利
用すれば、一義的に光学膜厚の測定及び／又は制御がで
きる。この場合、各周期における極大値と極小値との差
をのび量という。一般的には、のび量ｌ1，ｌ2，ｌ3…
は、互いに必ずしも一致しない場合がある。
【００２４】のび量ｌ1，ｌ2，ｌ3 …が一致しない場合
を考慮して、実際の制御においては、のび量の全領域を
用いず、その一部を利用することもできる。図３はのび
量のうちで制御に利用する領域を示した図である。図３
に示したように、光量値の最小が２０％、最大が７０％
であって、のび量が５０％である場合には、上下の５％
の領域は用いず、光量値が２５％〜６５％の領域部分を
利用して制御を行うようにする。
を考慮して、実際の制御においては、のび量の全領域を
用いず、その一部を利用することもできる。図３はのび
量のうちで制御に利用する領域を示した図である。図３
に示したように、光量値の最小が２０％、最大が７０％
であって、のび量が５０％である場合には、上下の５％
の領域は用いず、光量値が２５％〜６５％の領域部分を
利用して制御を行うようにする。
【００２５】この実施の態様においては、光学式膜厚計
１０は、上記コートドーム２の中心部に保持されたモニ
ターガラス２ｂに光を照射し、その反射光を測定する。
モニターガラス２ｂに形成される薄膜は、各レンズ２ａ
に形成される薄膜と等しいとみることができるので、各
レンズ２ａに形成の薄膜と同じ情報を得ることができ
る。
１０は、上記コートドーム２の中心部に保持されたモニ
ターガラス２ｂに光を照射し、その反射光を測定する。
モニターガラス２ｂに形成される薄膜は、各レンズ２ａ
に形成される薄膜と等しいとみることができるので、各
レンズ２ａに形成の薄膜と同じ情報を得ることができ
る。
【００２６】そして、制御装置１２は、上記光学式膜厚
計１０で測定される上記モニターガラス２ｂに形成され
た薄膜からの時々刻々の光量値が、規準光量値データ格
納手段に格納されている光量値と等しくなるように、電
子銃３に印加する電力（電流及び／又は電圧）を制御す
る。
計１０で測定される上記モニターガラス２ｂに形成され
た薄膜からの時々刻々の光量値が、規準光量値データ格
納手段に格納されている光量値と等しくなるように、電
子銃３に印加する電力（電流及び／又は電圧）を制御す
る。
【００２７】以下、本実施の形態にかかる薄膜形成方法
をより具体的に説明する。まず、コートドーム２に被成
膜体たるレンズ２ａ及びモニターガラス２ｂをセット
し、ルツボ４に蒸着原料４ａをセットする。ついで、真
空チャンバー１内を所定の真空度にし、ハロゲンヒータ
ー９によってレンズ２ａを所定の温度にする。しかる
後、電子銃３に印加する電力の制御を開始して蒸着を開
始する。
をより具体的に説明する。まず、コートドーム２に被成
膜体たるレンズ２ａ及びモニターガラス２ｂをセット
し、ルツボ４に蒸着原料４ａをセットする。ついで、真
空チャンバー１内を所定の真空度にし、ハロゲンヒータ
ー９によってレンズ２ａを所定の温度にする。しかる
後、電子銃３に印加する電力の制御を開始して蒸着を開
始する。
【００２８】蒸着膜の成膜が開始されるのは、シャッタ
ー５が開いてからである。よって、シャッターが開いた
時を０にとり、その後の経過時刻をｔ（秒）とする。一
般には、シャッター５が開くと、光学式膜厚計１０の光
量が変化し始める。ただし、現実には、時として、この
光量の変化の開始が、遅れる場合がある。このような場
合には、所定時間経過後に強制的に電子銃３に所定の電
力を印加して制御を開始することができる。
ー５が開いてからである。よって、シャッターが開いた
時を０にとり、その後の経過時刻をｔ（秒）とする。一
般には、シャッター５が開くと、光学式膜厚計１０の光
量が変化し始める。ただし、現実には、時として、この
光量の変化の開始が、遅れる場合がある。このような場
合には、所定時間経過後に強制的に電子銃３に所定の電
力を印加して制御を開始することができる。
【００２９】最初に、電子銃パワー（電流値）等の諸条
件を最良の成膜を行うことができる条件に設定し、規準
の成膜を行う。この規準の成膜は、要するに、結果的に
所望の反射防止膜が形成される成膜である。したがっ
て、装置の種々の条件が良好の場合には電子銃への印加
電力を一定にするだけでよい場合もある。また、場合に
よっては、熟練者の経験とカンによって種々の条件を制
御しながらの成膜である場合もある。
件を最良の成膜を行うことができる条件に設定し、規準
の成膜を行う。この規準の成膜は、要するに、結果的に
所望の反射防止膜が形成される成膜である。したがっ
て、装置の種々の条件が良好の場合には電子銃への印加
電力を一定にするだけでよい場合もある。また、場合に
よっては、熟練者の経験とカンによって種々の条件を制
御しながらの成膜である場合もある。
【００３０】上記規準の成膜において、成膜の過程にお
ける時刻ｔ（秒）に対する光学式膜厚計の光量ｌ（％）
を、サンプリング間隔Tsmp（秒）に従って、随時、記録
していき、時刻と光量が対になった光量値データを作成
する。上記の光量値データを基準光量値データとし、規
準光量値格納手段１３に格納する。
ける時刻ｔ（秒）に対する光学式膜厚計の光量ｌ（％）
を、サンプリング間隔Tsmp（秒）に従って、随時、記録
していき、時刻と光量が対になった光量値データを作成
する。上記の光量値データを基準光量値データとし、規
準光量値格納手段１３に格納する。
【００３１】次からの成膜は、コンピュータによるソフ
トウェア制御を行い、上記規準光量値格納手段１３に格
納されている規準光量値データを呼び出し、実測される
光量値と比較し、両者が一致するように、電子銃３の電
流値を調整する。
トウェア制御を行い、上記規準光量値格納手段１３に格
納されている規準光量値データを呼び出し、実測される
光量値と比較し、両者が一致するように、電子銃３の電
流値を調整する。
【００３２】電子銃の電流値の制御は次の通りに行われ
る。まず、シャッター開からの時刻ｔｉにおける光量値
をｌｉ（％）（実測値）とし、時刻ｔｉに対する規準光
量値をＩｓi（％）（規準データから求めた規準光量
値）とする（ｉは制御回数がｉ回目であることを示
す）。このとき、 Ｒｉ≡Ｉｓi−Ｉｉ とする。
る。まず、シャッター開からの時刻ｔｉにおける光量値
をｌｉ（％）（実測値）とし、時刻ｔｉに対する規準光
量値をＩｓi（％）（規準データから求めた規準光量
値）とする（ｉは制御回数がｉ回目であることを示
す）。このとき、 Ｒｉ≡Ｉｓi−Ｉｉ とする。
【００３３】このＲｉに対して、ＰＩＤ（比例、積分、
微分）制御を行い、随時、電子銃パワー値Ｐｉを決定す
る。以下に、電子銃パワー値Ｐｉを決定するＰＩＤ制御
式を示す。
微分）制御を行い、随時、電子銃パワー値Ｐｉを決定す
る。以下に、電子銃パワー値Ｐｉを決定するＰＩＤ制御
式を示す。
【数２】 ここで、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、それぞれ任意の定数であ
る。また、
る。また、
【数３】 である。以上の制御を制御間隔Δｔ（秒）毎に行って、
電子銃のパワー（電流値を調整する。
電子銃のパワー（電流値を調整する。
【００３４】本発明は、光学式膜厚計より計測される光
量に着目して電子銃の電流値を制御しているので、仮
に、他の条件（基板温度、真空度等）が設定値と異なっ
ても、反射防止特性においてばらつきの少ない反射防止
膜を人手を介さずに施すことを可能にするものである。
すなわち、光学式膜厚計によって計測される光量は、薄
膜の光学膜厚に一義的に依存する量である。したがっ
て、この光量値が規準の光量値に等しくなるように制御
することによって、仮に装置の条件その他の因子が変動
した場合でも、結果的に、成膜の各時点での光学膜厚が
同一という条件を充たしながら成膜された薄膜が得ら
れ、最終的にほぼ同一の光学性能を有する薄膜を確実に
得ることができる。
量に着目して電子銃の電流値を制御しているので、仮
に、他の条件（基板温度、真空度等）が設定値と異なっ
ても、反射防止特性においてばらつきの少ない反射防止
膜を人手を介さずに施すことを可能にするものである。
すなわち、光学式膜厚計によって計測される光量は、薄
膜の光学膜厚に一義的に依存する量である。したがっ
て、この光量値が規準の光量値に等しくなるように制御
することによって、仮に装置の条件その他の因子が変動
した場合でも、結果的に、成膜の各時点での光学膜厚が
同一という条件を充たしながら成膜された薄膜が得ら
れ、最終的にほぼ同一の光学性能を有する薄膜を確実に
得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、規準の
成膜を行って、光学式膜厚計によって成膜開始時からの
成膜時間と光量値とが対になった規準光量値データを作
成しておき、成膜の際の測定光量値が上記規準光量値デ
ータの対応する時間における規準光量値に近似又は等し
くなるように、電子銃に印加する電力を制御することを
特徴とするもので、これにより、光学的性質の一定した
薄膜を再現性よく自動的に形成することを可能にした薄
膜形成方法及び装置を得ているものである。
成膜を行って、光学式膜厚計によって成膜開始時からの
成膜時間と光量値とが対になった規準光量値データを作
成しておき、成膜の際の測定光量値が上記規準光量値デ
ータの対応する時間における規準光量値に近似又は等し
くなるように、電子銃に印加する電力を制御することを
特徴とするもので、これにより、光学的性質の一定した
薄膜を再現性よく自動的に形成することを可能にした薄
膜形成方法及び装置を得ているものである。
【図１】本発明の一実施の態様にかかる薄膜形成装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】ガラス表面に蒸着を施して薄膜を形成していく
場合における反射光量の変化を示す図である。
場合における反射光量の変化を示す図である。
【図３】のび量のうちで制御に利用する領域を示した図
である。
である。
１ 真空チャンバー ２ コートドーム ３ 電子銃 ４ ルツボ ５ シャッター ６ 基板温度計 ７ 真空計 ８ 排気ユニット ９ ハロゲンヒーター １０ 光学式膜厚計 １１ 膜厚モニター １２ 制御手段 １３ 規準光量値データ格納手段
Claims (5)
- 【請求項１】 成膜材料を電子銃を用いて飛翔させて被
成膜体表面に堆積させることによって成膜を行う薄膜形
成方法において、 薄膜が形成された被成膜体に所定の光を照射したときの
透過又は反射光量が前記薄膜の膜厚に依存することを利
用して前記薄膜の膜厚を測定する光学式膜厚計を用い、 規準の成膜を行って、前記光学式膜厚計によって成膜開
始時から終了時までの透過又は反射光量値を時々刻々測
定し、成膜開始時からの成膜時間と光量値とが対になっ
た規準光量値データを作成しておき、 成膜の際に、前記光学式膜厚計によって成膜開始時から
終了時までの透過又は反射光量値を時々刻々測定し、こ
の測定光量値が前記規準光量値データの対応する時間に
おける規準光量値に近似又は等しくなるように、前記電
子銃に印加する電力を制御することを特徴とする薄膜形
成方法。 - 【請求項２】 前記成膜の際における成膜開始時からの
成膜時間がｔｉのときの光量値がＩｉ（％）であり、規
準光量値データにおいて対応する時間ｔｉのときの光量
値がＩｓi（％）（ｉは制御回数）であるとした場合、 Ｒｉ≡Ｉｓi−Ｉｉ で表されるＲｉがゼロに近似又は等しくなるように電子
銃に印加する電力を制御することを特徴とする請求項１
記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 前記Ｒｉがゼロに近似又は等しくなるよ
うに電子銃に印加する電力を制御する制御は、ＰＩＤ
（比例、積分、微分）制御方式を用いることを特徴とす
る請求項２記載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】 前記ＰＩＤ制御は、下記のＰＩＤ制御式
によって電子銃の電流値（Ｐｉ）を制御するものである
ことを特徴とする請求項３記載の薄膜形成方法。 【数１】 - 【請求項５】 成膜材料を電子銃を用いて飛翔させて被
成膜体表面に堆積させることによって成膜を行う薄膜形
成装置において、 薄膜が形成された被成膜体に所定の光を照射したときの
透過又は反射光量が前記薄膜の膜厚に依存することを利
用して前記薄膜の膜厚を測定する光学式膜厚計と、 規準の成膜を行って、前記光学式膜厚計によって成膜開
始時から終了時までの透過又は反射光量値を時々刻々測
定することによって作成された成膜開始時からの成膜時
間と光量値とが対になった規準光量値データを格納する
格納手段と、 成膜の際に、前記光学式膜厚計によって測定される時々
刻々の測定光量値と前記格納手段に格納されている規準
光量値データの対応する時間における規準光量値とを比
較して、両者が近似又は等しくなるように、前記電子銃
に印加する電力を制御する制御手段とを有することを特
徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29982999A JP2001123269A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 薄膜形成方法及び装置 |
| AT00122153T ATE291240T1 (de) | 1999-10-14 | 2000-10-12 | Gerät und verfahren zur bildung dünner schichten |
| US09/686,763 US6481369B1 (en) | 1999-10-14 | 2000-10-12 | Thin film forming method and apparatus |
| DE60018673T DE60018673T2 (de) | 1999-10-14 | 2000-10-12 | Gerät und Verfahren zur Bildung dünner Schichten |
| EP00122153A EP1094344B1 (en) | 1999-10-14 | 2000-10-12 | Thin film forming method and apparatus |
| US10/259,635 US6656518B2 (en) | 1999-10-14 | 2002-09-30 | Thin film forming method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29982999A JP2001123269A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 薄膜形成方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001123269A true JP2001123269A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17877434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29982999A Pending JP2001123269A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-21 | 薄膜形成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001123269A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7182976B2 (en) | 2001-12-28 | 2007-02-27 | Hoya Corporation | Process for forming a thin film and apparatus therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63176459A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 真空蒸着装置における蒸着速度の制御方法 |
| JPH08315432A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Nippondenso Co Ltd | 光情報記録媒体の製造装置及び製造方法 |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29982999A patent/JP2001123269A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63176459A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 真空蒸着装置における蒸着速度の制御方法 |
| JPH08315432A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Nippondenso Co Ltd | 光情報記録媒体の製造装置及び製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7182976B2 (en) | 2001-12-28 | 2007-02-27 | Hoya Corporation | Process for forming a thin film and apparatus therefor |
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