JP2001214266A - Method and apparatus for film deposition - Google Patents

Method and apparatus for film deposition

Info

Publication number
JP2001214266A
JP2001214266A JP2000023066A JP2000023066A JP2001214266A JP 2001214266 A JP2001214266 A JP 2001214266A JP 2000023066 A JP2000023066 A JP 2000023066A JP 2000023066 A JP2000023066 A JP 2000023066A JP 2001214266 A JP2001214266 A JP 2001214266A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
light
film forming
thin film
reflectance
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
Application number
JP2000023066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Fujii
秀雄 藤井
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.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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 Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP2000023066A priority Critical patent/JP2001214266A/en
Publication of JP2001214266A publication Critical patent/JP2001214266A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus and a film deposition method precisely controlling a film deposition speed. SOLUTION: The film deposition apparatus 1 as a chamber 2, a holder to hold a substrate 3 and a monitor substrate 30, a heater 5, a shutter 6, a material supply source 7, a lamp 8, a light detecting means 9 to detect a reflection light of a short wavelength (first wavelength) and a reflection light of a long wavelength (second wavelength) from the substrate 30 and a control means 11. In film depositing, a reflection rate of a short wavelength in a prescribed time is set to a target value, a film deposition speed is controlled so that the light reflection rate of a long wave length reaches the target value after the lapse of a Time Ts=Dg(Ll/Ls-1)/Vg where (Df is a film thickness of a thin film in the prescribed time, Ls is a short wavelength, Ll is a long wavelength, Vf is a target film deposition speed. Setting of a target value and adjusting of film deposition are repeated several times.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、成膜装置および成
膜方法に関するものである。
The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】真空蒸着法、CVD(化学蒸着)法、イ
オンアシスト蒸着法、イオンプレーティング、スパッタ
リングのような気相成膜法により薄膜形成対象物に薄膜
を形成する成膜装置が知られている。
2. Description of the Related Art There is known a film forming apparatus for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor deposition method such as a vacuum deposition method, a CVD (chemical vapor deposition) method, an ion assisted deposition method, an ion plating and a sputtering. ing.

【0003】従来、成膜装置の成膜速度は、下記水晶振
動子制御法や、制御カーブ法により制御(調整)されて
いる。
Conventionally, the film forming speed of a film forming apparatus is controlled (adjusted) by the following quartz oscillator control method or control curve method.

【0004】水晶振動子制御法 薄膜形成対象物の近傍に水晶振動子を設置しておき、成
膜の際、薄膜が形成されていく水晶振動子の固有振動数
の変化からその水晶振動子における成膜速度を求める。
この検出された成膜速度を薄膜形成対象物における成膜
速度と推定し、前記検出された成膜速度が所定の一定値
を保つように成膜速度を調整する。
A method for controlling a quartz oscillator A quartz oscillator is installed near an object on which a thin film is to be formed, and during film formation, a change in the natural frequency of the quartz oscillator on which the thin film is formed causes a change in the quartz oscillator. Find the deposition rate.
The detected film forming speed is estimated as the film forming speed on the thin film forming object, and the film forming speed is adjusted so that the detected film forming speed maintains a predetermined constant value.

【0005】制御カーブ法 過去に成膜したときのデータから、薄膜の真空中屈折率
の予想値(予想真空中屈折率)を求め、成膜速度を所定
の一定値にして成膜したときであって、所定の波長の光
を薄膜形成対象物に向けて照射したときのその光の反射
率または透過率の時間変化カーブ(制御カーブ)を予め
作成しておく。
Control curve method An estimated value of the refractive index in a vacuum of a thin film (estimated refractive index in a vacuum) is obtained from data obtained in the past when forming a film. Then, a time change curve (control curve) of the reflectance or the transmittance of light having a predetermined wavelength when the light is irradiated toward the thin film forming object is prepared in advance.

【0006】成膜の際、前記波長の光を薄膜形成対象物
に向けて照射し、その反射率または透過率を検出し、そ
の検出値が前記制御カーブに追随するように成膜速度を
調整する。
At the time of film formation, the light having the above-mentioned wavelength is irradiated toward a thin film forming object, its reflectance or transmittance is detected, and the film formation speed is adjusted so that the detected value follows the control curve. I do.

【0007】しかしながら、前記水晶振動子制御法や制
御カーブ法には、下記の欠点がある。
However, the above-described crystal oscillator control method and control curve method have the following disadvantages.

【0008】水晶振動子制御法 水晶振動子の温度変化がその固有振動数の誤差の原因に
なるので、水晶振動子の温度変化を小さくするために、
成膜の際は、水晶振動子を冷却する。
Since the temperature change of the crystal unit causes an error in the natural frequency of the crystal unit, in order to reduce the temperature change of the crystal unit,
During film formation, the crystal oscillator is cooled.

【0009】一方、成膜の際は、薄膜形成対象物を加熱
する場合がある。特に、CVD法により薄膜形成対象物
に薄膜を形成する際は、その薄膜形成対象物を加熱し
て、薄膜(膜材料)と薄膜形成対象物との化学反応を促
す必要がある。また、真空蒸着法により薄膜形成対象物
に薄膜を形成する際も薄膜の耐久性を向上させるため
に、薄膜形成対象物を加熱することがある。
On the other hand, in film formation, an object on which a thin film is to be formed may be heated. In particular, when a thin film is formed on a thin film formation target by the CVD method, it is necessary to heat the thin film formation target to promote a chemical reaction between the thin film (film material) and the thin film formation target. Further, even when a thin film is formed on a thin film forming object by a vacuum evaporation method, the thin film forming object may be heated in order to improve the durability of the thin film.

【0010】従って、成膜の際は、水晶振動子の温度と
薄膜形成対象物の温度とが異なる。このため、水晶振動
子と薄膜形成対象物とでは、薄膜の付き方(成膜速度)
が異なり、これにより成膜速度を正確に制御することが
できない。
Therefore, during the film formation, the temperature of the crystal oscillator and the temperature of the object on which the thin film is to be formed are different. For this reason, how to attach a thin film between the crystal unit and the object on which the thin film is to be formed (film forming speed)
However, this makes it impossible to accurately control the deposition rate.

【0011】制御カーブ法 実際に形成される薄膜の真空中屈折率は、成膜の際の薄
膜形成対象物の温度、成膜装置内の真空度等の成膜条件
により微妙に変化し、このため前記真空中屈折率と予想
真空中屈折率とが一致しない場合がある。
Control Curve Method The refractive index in a vacuum of a thin film actually formed varies slightly depending on film forming conditions such as the temperature of a thin film forming target at the time of film formation and the degree of vacuum in a film forming apparatus. Therefore, the refractive index in vacuum may not match the expected refractive index in vacuum.

【0012】前記真空中屈折率と予想真空中屈折率とが
一致していない場合には、検出された反射率または透過
率が前記制御カーブに追随するように成膜速度を調整し
ても、目標の成膜速度は得られない。
If the refractive index in vacuum does not match the expected refractive index in vacuum, the film formation rate may be adjusted so that the detected reflectance or transmittance follows the control curve. The target deposition rate cannot be obtained.

【0013】すなわち、前記真空中屈折率が予想真空中
屈折率より低い場合には、成膜速度が目標値より速くな
り、逆に、前記真空中屈折率が予想真空中屈折率より高
い場合には、成膜速度が目標値より遅くなる。
That is, when the refractive index in vacuum is lower than the expected refractive index in vacuum, the film forming rate becomes faster than the target value. Conversely, when the refractive index in vacuum is higher than the expected refractive index in vacuum, Means that the film forming speed is lower than the target value.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、正確
に成膜速度を制御し得る成膜装置および成膜方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of accurately controlling a film forming speed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(10)の本発明により達成される。
This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (10).

【0016】(1) 気相成膜法により薄膜形成対象物
に薄膜を形成する成膜装置であって、成膜の際、前記薄
膜形成対象物に形成された薄膜における、第1の波長の
光の反射率または透過率と、該第1の波長より長い第2
の波長の光の反射率または透過率とをそれぞれ検出する
光学特性検出手段と、所定の時間における前記第1の波
長の光の反射率または透過率を目標値に設定し、前記所
定の時間から所定期間経過後において前記第2の波長の
光の反射率または透過率が前記目標値に達するように成
膜速度を調整する調整手段とを有し、前記目標値の設定
と前記成膜速度の調整とを複数回繰り返し行うよう構成
されていることを特徴とする成膜装置。
(1) A film forming apparatus for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor phase film forming method, wherein a film having a first wavelength in a thin film formed on the thin film forming object during film formation. A light reflectivity or a light transmittance, and a second light longer than the first wavelength.
Optical characteristic detecting means for detecting the reflectance or transmittance of light having a wavelength of, respectively, and setting the reflectance or transmittance of the light having the first wavelength at a predetermined time to a target value, and from the predetermined time. Adjusting means for adjusting the film formation rate so that the reflectance or transmittance of the light of the second wavelength reaches the target value after a predetermined period has elapsed, and setting the target value and adjusting the film formation rate. A film forming apparatus configured to repeat the adjustment a plurality of times.

【0017】(2) 前記所定期間Tsは、下記式から
求められる上記(1)に記載の成膜装置。 Ts=Df(Ll/Ls−1)/Vf 但し、Dfは前記所定の時間における薄膜の膜厚、Ls
は第1の波長、Llは第2の波長、Vfは目標の成膜速
度である。
(2) The film forming apparatus according to (1), wherein the predetermined period Ts is obtained from the following equation. Ts = Df (Ll / Ls-1) / Vf where Df is the thickness of the thin film at the predetermined time, Ls
Is the first wavelength, Ll is the second wavelength, and Vf is the target film forming rate.

【0018】(3) 前記光学特性検出手段は、前記薄
膜形成対象物の前記薄膜形成面に向けて、前記第1の波
長の光と、前記第2の波長の光とをそれぞれ照射する投
光手段と、前記薄膜形成対象物からの前記第1の波長の
反射光または透過光と、前記第2の波長の反射光または
透過光とをそれぞれ検出する光検出手段とを有し、前記
光検出手段からの情報に基づいて、前記第1の波長の光
の反射率または透過率と、前記第2の波長の光の反射率
または透過率とをそれぞれを求めるよう構成されている
上記(1)または(2)に記載の成膜装置。
(3) The optical characteristic detecting means irradiates the light having the first wavelength and the light having the second wavelength toward the thin film forming surface of the thin film forming object. Means for detecting reflected light or transmitted light of the first wavelength and reflected light or transmitted light of the second wavelength from the thin film forming object, respectively, (1) wherein, based on information from the means, a reflectance or a transmittance of the light of the first wavelength and a reflectance or a transmittance of the light of the second wavelength are obtained. Or the film forming apparatus according to (2).

【0019】(4) 前記投光手段は、前記第1の波長
の光と前記第2の波長の光とを含む光を照射し、前記光
検出手段は、前記薄膜形成対象物からの反射光または透
過光から、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光と
をそれぞれ抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出
された前記第1の波長の光を検出する第1の検出器と、
前記抽出手段により抽出された前記第2の波長の光を検
出する第2の検出器とを有する上記(3)に記載の成膜
装置。
(4) The light projecting means irradiates light containing the first wavelength light and the second wavelength light, and the light detecting means emits light reflected from the thin film forming object. Alternatively, extraction means for extracting light of the first wavelength and light of the second wavelength from transmitted light, respectively, and first detection for detecting light of the first wavelength extracted by the extraction means Vessels,
The film forming apparatus according to (3), further including a second detector configured to detect the light having the second wavelength extracted by the extracting unit.

【0020】第1の波長の光を発する第1の波長の光専
用の光源と、第2の波長の光を発する第2の波長の光専
用の光源とを用いる場合に比べ、光源の数を少なくする
ことができ、これにより装置の構成を簡素化することが
でき、また、第1の波長の光の照射位置と第2の波長の
光の照射位置とを一致させるための位置合わせが不要に
なる。
The number of light sources is reduced as compared with the case where a light source dedicated to light of the first wavelength emitting light of the first wavelength and a light source dedicated to light of the second wavelength emitting light of the second wavelength are used. Therefore, the configuration of the apparatus can be simplified, and there is no need for alignment for matching the irradiation position of the first wavelength light and the irradiation position of the second wavelength light. become.

【0021】(5) 前記薄膜形成対象物および前記薄
膜は、それぞれ誘電体材料で構成されており、前記薄膜
形成対象物および前記薄膜のそれぞれの前記第1の波長
の光に対する屈折率と前記第2の波長の光に対する屈折
率との差が±0.01以内である上記(1)ないし
(4)のいずれかに記載の成膜装置。これにより、より
正確かつ確実に成膜速度を制御することができる。
(5) The thin film forming object and the thin film are each made of a dielectric material, and the refractive index of the thin film forming object and the thin film with respect to the light of the first wavelength and the refractive index of the thin film forming object and the thin film, respectively. The film forming apparatus according to any one of the above (1) to (4), wherein a difference from a refractive index for light having a wavelength of 2 is within ± 0.01. This makes it possible to more accurately and reliably control the film forming speed.

【0022】(6) 前記第1の波長が400〜150
0nmであり、前記第1の波長と前記第2の波長との差
が10〜100nmである上記(1)ないし(5)のい
ずれかに記載の成膜装置。これにより、より正確かつ確
実に成膜速度を制御することができる。
(6) The first wavelength is 400 to 150.
The film forming apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the thickness is 0 nm, and a difference between the first wavelength and the second wavelength is 10 to 100 nm. This makes it possible to more accurately and reliably control the film forming speed.

【0023】(7) 前記薄膜形成対象物を加熱する加
熱手段を有する上記(1)ないし(6)のいずれかに記
載の成膜装置。
(7) The film forming apparatus according to any one of the above (1) to (6), further comprising heating means for heating the thin film forming object.

【0024】薄膜形成対象物を所定の温度に加熱するこ
とにより、得られる薄膜の密度を向上させることができ
る。
By heating the object on which a thin film is to be formed to a predetermined temperature, the density of the obtained thin film can be improved.

【0025】(8) 上記(1)ないし(7)のいずれ
かに記載の成膜装置を用いて薄膜形成対象物に薄膜を形
成することを特徴とする成膜方法。
(8) A film forming method characterized by forming a thin film on a thin film forming object using the film forming apparatus according to any one of the above (1) to (7).

【0026】(9) 気相成膜法により薄膜形成対象物
に薄膜を形成する成膜方法であって、成膜の際、前記薄
膜形成対象物に形成された薄膜における所定の時間にお
ける第1の波長の光の反射率または透過率を検出し、そ
の検出値を目標値に設定し、前記所定の時間から所定期
間経過後において前記第1の波長より長い第2の波長の
光の反射率または透過率が前記目標値に達するように成
膜速度を調整する制御を複数回繰り返し行うことを特徴
とする成膜方法。
(9) A film forming method for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor phase film forming method, wherein a first thin film formed on the thin film forming object at a predetermined time during film formation. The reflectance or the transmittance of the light of the wavelength is detected, the detection value is set to the target value, and after the lapse of a predetermined period from the predetermined time, the reflectance of the light of the second wavelength longer than the first wavelength Alternatively, a film forming method is characterized in that control for adjusting the film forming speed is repeated a plurality of times so that the transmittance reaches the target value.

【0027】(10) 前記所定期間Tsを下記式から
求める上記(9)に記載の成膜方法。 Ts=Df(Ll/Ls−1)/Vf 但し、Dfは前記所定の時間における薄膜の膜厚、Ls
は第1の波長、Llは第2の波長、Vfは目標の成膜速
度である。
(10) The film forming method according to the above (9), wherein the predetermined period Ts is obtained from the following equation. Ts = Df (Ll / Ls-1) / Vf where Df is the thickness of the thin film at the predetermined time, Ls
Is the first wavelength, Ll is the second wavelength, and Vf is the target film forming rate.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の成膜装置および成
膜方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に
説明する。なお、説明中「膜厚」とは、断らない限り、
物理的膜厚を意味するものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a film forming apparatus and a film forming method according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings. In the description, “film thickness” means “film thickness” unless otherwise specified.
It means physical film thickness.

【0029】本発明の成膜装置および成膜方法は、それ
ぞれ、気相成膜法により薄膜形成対象物に薄膜を形成す
る装置および方法である。
A film forming apparatus and a film forming method of the present invention are an apparatus and a method for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor phase film forming method, respectively.

【0030】この気相成膜法としては、例えば、真空蒸
着法、CVD(化学蒸着)法、イオンアシスト蒸着法、
イオンプレーティング、スパッタリング等が挙げられ
る。
Examples of the vapor phase film forming method include a vacuum vapor deposition method, a CVD (chemical vapor deposition) method, an ion assist vapor deposition method,
Examples include ion plating and sputtering.

【0031】以下の説明では、代表的に、真空蒸着法に
より薄膜形成対象物に薄膜を形成する成膜装置(真空蒸
着装置)および成膜方法について説明する。
In the following description, a film forming apparatus (vacuum vapor deposition apparatus) for forming a thin film on a thin film forming object by a vacuum vapor deposition method and a film forming method will be described.

【0032】また、本発明では、成膜の際、薄膜形成対
象物に形成された薄膜における、第1の波長(短波長)
の光の反射率または透過率と、この第1の波長より長い
第2の波長(長波長)の光の反射率または透過率とをそ
れぞれ検出して、成膜速度の調整を行うが、以下の説明
では、代表的に、反射率を検出して成膜速度の調整を行
う成膜装置および成膜方法について説明する。
Further, according to the present invention, at the time of film formation, the first wavelength (short wavelength)
And the reflectance or transmittance of light of a second wavelength (longer wavelength) longer than the first wavelength is detected to adjust the film forming speed. In the description, a film forming apparatus and a film forming method for adjusting the film forming speed by detecting the reflectance will be described.

【0033】図1は、本発明の成膜装置を真空蒸着装置
に適用した場合の実施形態を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment in which the film forming apparatus of the present invention is applied to a vacuum evaporation apparatus.

【0034】同図に示すように、成膜装置1は、チャン
バ(真空炉)2と、基板(薄膜形成対象物)3およびモ
ニタ基板(薄膜形成対象物)30を保持するホルダ(保
持部)4と、ヒータ(加熱手段)5と、シャッタ6と、
材料供給源7と、ランプ(投光手段)8と、光検出手段
9と、制御手段11とを有している。
As shown in FIG. 1, a film forming apparatus 1 includes a chamber (vacuum furnace) 2, a substrate (object for forming a thin film) 3, and a holder (holding portion) for holding a monitor substrate (object for forming a thin film) 30. 4, a heater (heating means) 5, a shutter 6,
It has a material supply source 7, a lamp (light emitting means) 8, a light detecting means 9, and a control means 11.

【0035】チャンバ2には、管路14および15がそ
れぞれ接続されている。管路14は、チャンバ2内の雰
囲気ガス(不活性ガス、反応ガス等)を排気する真空ポ
ンプ12に接続されている。また、管路15は、チャン
バ2内に反応ガスを導入する反応ガスボンベ13に接続
されている。管路15の途中には、バルブ16が取り付
けられている。
The pipes 14 and 15 are connected to the chamber 2. The pipe 14 is connected to the vacuum pump 12 that exhausts the atmosphere gas (inert gas, reaction gas, etc.) in the chamber 2. The pipe 15 is connected to a reaction gas cylinder 13 for introducing a reaction gas into the chamber 2. A valve 16 is mounted in the middle of the pipe 15.

【0036】このチャンバ2の雰囲気としては、通常、
非酸化性雰囲気、例えば、減圧(真空)状態下、あるい
は窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスが好ましい。
この雰囲気中には、前記反応ガスボンベ13から少量の
反応ガス(酸素ガス等)を導入することができる。
The atmosphere in the chamber 2 is usually
A non-oxidizing atmosphere, for example, under a reduced pressure (vacuum) state, or an inert gas such as a nitrogen gas or an argon gas is preferable.
In this atmosphere, a small amount of reaction gas (such as oxygen gas) can be introduced from the reaction gas cylinder 13.

【0037】チャンバ2の上部には、ホルダ4が設置さ
れている。ホルダ4には、薄膜を形成する複数の基板
(薄膜形成対象物)3と、前記薄膜と同じ性状(同等)
の薄膜を形成するモニタ基板(薄膜形成対象物)30と
が、それぞれ保持される。モニタ基板30の構成材料、
形状、寸法等は、すべて基板3のそれと等しい。
A holder 4 is provided above the chamber 2. The holder 4 includes a plurality of substrates (thin film forming objects) 3 on which a thin film is formed, and the same properties (equivalent) as the thin film
And a monitor substrate (object for forming a thin film) 30 on which the thin film is formed. Constituent material of the monitor substrate 30,
The shape, dimensions and the like are all equal to those of the substrate 3.

【0038】基板3およびモニタ基板30は、誘電体材
料で構成されているのが好ましく、その構成材料として
は、例えば、各種の光学ガラスや、アクリル系樹脂、ポ
リカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリオ
レフィン系樹脂等の樹脂材料等の光学材料が挙げられ
る。
The substrate 3 and the monitor substrate 30 are preferably formed of a dielectric material. Examples of the constituent materials include various optical glasses, acrylic resins, polycarbonate resins, polyarylate resins, and the like. An optical material such as a resin material such as a polyolefin resin is exemplified.

【0039】また、基板3およびモニタ基板30の成膜
面に形成される薄膜は、誘電体材料で構成されているの
が好ましい。
The thin films formed on the film forming surfaces of the substrate 3 and the monitor substrate 30 are preferably made of a dielectric material.

【0040】また、ホルダ4とチャンバ2の上壁22と
の間には、ヒータ(加熱手段)5が設置されている。
A heater (heating means) 5 is provided between the holder 4 and the upper wall 22 of the chamber 2.

【0041】このヒータ5は、チャンバ2内の基板3、
モニタ基板30および雰囲気を加熱する。
The heater 5 is used for the substrate 3 in the chamber 2,
The monitor substrate 30 and the atmosphere are heated.

【0042】基板3およびモニタ基板30が光学ガラス
で構成されている場合には、基板温度を150〜350
℃程度に加熱・保持することが好ましく、200〜30
0℃程度に加熱・保持することがより好ましい。これに
より、得られる薄膜の膜密度が向上する。また、基板3
およびモニタ基板30が樹脂等の光学材料で構成されて
いる場合には、基板変形を生じない程度に加熱・保持す
ることが好ましい。
When the substrate 3 and the monitor substrate 30 are made of optical glass, the substrate temperature is set to 150 to 350
It is preferable to heat and maintain the temperature at about 200 ° C.
It is more preferable to heat and hold at about 0 ° C. Thereby, the film density of the obtained thin film is improved. Also, the substrate 3
When the monitor substrate 30 is made of an optical material such as a resin, it is preferable to heat and hold the monitor substrate 30 to such an extent that the substrate is not deformed.

【0043】なお、基板3、モニタ基板30および雰囲
気の温度は、ヒータ5の近傍に設置された熱電対(図示
せず)により計測され、計測値は制御手段11に入力さ
れる。制御手段11は、その計測値に基づいてヒータ5
の駆動を制御する。
The temperatures of the substrate 3, the monitor substrate 30, and the atmosphere are measured by a thermocouple (not shown) installed near the heater 5, and the measured values are input to the control means 11. The control means 11 controls the heater 5 based on the measured value.
To control the drive of.

【0044】また、チャンバ2内の底部の図1中右側に
は、材料供給源7が設置されている。
A material supply source 7 is provided on the right side of the bottom of the chamber 2 in FIG.

【0045】材料供給源7は、ルツボ72と、このルツ
ボ72内に配置(充填)された蒸発源71と、電子銃7
3とで構成されている。電子銃73は、高エネルギー密
度の電子ビームを放出し、ルツボ72内の蒸発源71を
加熱し、溶融・蒸発させる。
The material supply source 7 includes a crucible 72, an evaporation source 71 disposed (filled) in the crucible 72, and an electron gun 7.
3 is comprised. The electron gun 73 emits an electron beam having a high energy density, heats the evaporation source 71 in the crucible 72, and melts and evaporates it.

【0046】また、チャンバ2内であって、材料供給源
7のルツボ72の上側には、シャッタ6が設置されてい
る。
The shutter 6 is provided in the chamber 2 above the crucible 72 of the material supply source 7.

【0047】このシャッタ6は、例えば、複数の羽根か
らなるアイリス構造を有するものである。
The shutter 6 has, for example, an iris structure including a plurality of blades.

【0048】シャッタ6は、材料供給源7から供給され
る材料(蒸発した蒸発源7)の基板3の成膜面およびモ
ニタ基板30の成膜面への移行を遮断する機能を有す
る。
The shutter 6 has a function of blocking the transfer of the material (evaporated evaporation source 7) supplied from the material supply source 7 to the film formation surface of the substrate 3 and the monitor substrate 30.

【0049】シャッタ6が閉じているとき(閉状態のと
き)は、基板3の成膜面およびモニタ基板30の成膜面
への膜材料の付着、すなわち、薄膜の形成(成膜)が阻
止される。
When the shutter 6 is closed (closed state), adhesion of the film material to the film forming surface of the substrate 3 and the film forming surface of the monitor substrate 30, that is, formation of a thin film (film formation) is prevented. Is done.

【0050】逆に、シャッタ6が開いているとき(開状
態のとき)は、基板3の成膜面およびモニタ基板30の
成膜面への膜材料の付着、すなわち、薄膜の形成が可能
になる。
Conversely, when the shutter 6 is open (in the open state), it becomes possible to attach a film material to the film forming surface of the substrate 3 and the film forming surface of the monitor substrate 30, that is, to form a thin film. Become.

【0051】また、チャンバ2の底部の中央部には、光
透過性を有する部材(例えば、各種ガラスや、各種樹脂
等)で構成された窓21が設けられている。
In the center of the bottom of the chamber 2, there is provided a window 21 made of a member having light transmissivity (for example, various kinds of glass and various kinds of resin).

【0052】また、チャンバ2の外部であって、窓21
の下側には、白色光を発するランプ(投光手段)8と、
光検出手段9とが、それぞれ設置されている。
The window 21 outside the chamber 2
On the lower side, a lamp (light emitting means) 8 that emits white light,
Light detection means 9 are provided respectively.

【0053】前記白色光は、第1の波長(以下、「短波
長」と言う)の光と、この短波長より長い第2の波長
(以下、「長波長」と言う)の光とを含んでいる。この
短波長の光および長波長の光は、それぞれ、後述する成
膜速度の制御(調整)において使用される。
The white light includes light having a first wavelength (hereinafter, referred to as “short wavelength”) and light having a second wavelength longer than the short wavelength (hereinafter, referred to as “long wavelength”). In. The short-wavelength light and the long-wavelength light are used for controlling (adjusting) a film forming speed described later.

【0054】短波長および長波長は、基板3、モニタ基
板30およびこれらに形成される薄膜のそれぞれの短波
長の光に対する屈折率と長波長の光に対する屈折率との
差が±0.01以内、特に、±0.005以内になるよ
うに設定されるのが好ましい。これにより、短波長の光
の反射率のピーク値(極大値および極小値)と長波長の
光の反射率のピーク値(極大値および極小値)とがほぼ
一致し、成膜速度をより正確かつ確実に制御することが
できる。
The difference between the refractive index for the short wavelength light and the refractive index for the long wavelength light of the substrate 3, the monitor substrate 30, and the thin films formed thereon is within ± 0.01. In particular, it is preferable that the setting is made within ± 0.005. Thereby, the peak value (maximum value and minimum value) of the reflectance of the short wavelength light and the peak value (maximum value and minimum value) of the reflectance of the long wavelength light almost coincide with each other, and the film forming speed can be more accurately determined. And it can control reliably.

【0055】また、短波長は、400〜1500nm程
度であるのが好ましく、450〜1400nm程度であ
るのがより好ましい。また、短波長と長波長との差は、
10〜100nm程度であるのが好ましく、15〜95
nm程度であるのがより好ましい。これにより、短波長
の光の反射率のピーク値(極大値および極小値)と長波
長の光の反射率のピーク値(極大値および極小値)とが
ほぼ一致し、成膜速度をより正確かつ確実に制御するこ
とができる。
The short wavelength is preferably about 400 to 1500 nm, and more preferably about 450 to 1400 nm. Also, the difference between short wavelength and long wavelength is
It is preferably about 10 to 100 nm, more preferably 15 to 95.
It is more preferably about nm. Thereby, the peak value (maximum value and minimum value) of the reflectance of the short wavelength light and the peak value (maximum value and minimum value) of the reflectance of the long wavelength light almost coincide with each other, and the film forming speed can be more accurately determined. And it can control reliably.

【0056】光検出手段9は、ハーフミラー91と、入
射した白色光から短波長の光のみを抽出(分離)する短
波長分光器92と、この短波長分光器92から出射した
短波長の光を検出する短波長検出器(第1の検出器)9
3と、入射した白色光から長波長の光のみを抽出(分
離)する長波長分光器94と、この長波長分光器94か
ら出射した長波長の光を検出する長波長検出器(第2の
検出器)95とで構成されている。
The light detecting means 9 includes a half mirror 91, a short-wavelength spectrometer 92 for extracting (separating) only short-wavelength light from the incident white light, and a short-wavelength light emitted from the short-wavelength spectrometer 92. Wavelength detector (first detector) 9 for detecting
3, a long-wavelength spectrometer 94 that extracts (separates) only long-wavelength light from the incident white light, and a long-wavelength detector (a second wavelength detector) that detects long-wavelength light emitted from the long-wavelength spectrometer 94. (Detector) 95.

【0057】制御手段11は、通常、マイクロコンピュ
ータ(CPU)で構成され、ヒータ5、シャッタ6、電
子銃73、ランプ8、真空ポンプ12およびバルブ16
等、成膜装置1全体の駆動を制御する。
The control means 11 is usually constituted by a microcomputer (CPU), and comprises a heater 5, a shutter 6, an electron gun 73, a lamp 8, a vacuum pump 12, and a valve 16
For example, the driving of the entire film forming apparatus 1 is controlled.

【0058】なお、この制御手段11により、成膜速度
を調整する調整手段の主機能が達成される。
The main function of the adjusting means for adjusting the film forming speed is achieved by the control means 11.

【0059】ランプ8から発せられた白色光は、窓21
を透過し、モニタ基板30の成膜面に向って進み、その
モニタ基板30で反射する。この反射光は、窓21を透
過し、そのうちの一部は、ハーフミラー91で反射し、
短波長分光器92に入射し、残部は、ハーフミラー91
を透過し、長波長分光器94に入射する。
The white light emitted from the lamp 8 is
, Travels toward the film formation surface of the monitor substrate 30, and is reflected by the monitor substrate 30. This reflected light passes through the window 21, and a part of the reflected light is reflected by the half mirror 91,
The light enters the short-wavelength spectrometer 92, and the remainder is a half mirror 91.
And enters the long-wavelength spectrometer 94.

【0060】短波長分光器92では、短波長の光のみが
抽出され、その短波長の光は、短波長検出器93に入射
する。
The short-wavelength spectrometer 92 extracts only the short-wavelength light, and the short-wavelength light enters the short-wavelength detector 93.

【0061】一方、長波長分光器94では、長波長の光
のみが抽出され、その長波長の光は、長波長検出器95
に入射する。
On the other hand, in the long-wavelength spectroscope 94, only the long-wavelength light is extracted, and the long-wavelength light is extracted by the long-wavelength detector 95.
Incident on.

【0062】短波長検出器93では、短波長の光が検出
される。すなわち、短波長の光が受光され、その受光光
量に対応する情報(検出値)が、制御手段11に入力さ
れる。
The short wavelength detector 93 detects short wavelength light. That is, light of a short wavelength is received, and information (detection value) corresponding to the received light amount is input to the control unit 11.

【0063】本実施形態では、制御手段11は、前記情
報(検出値)と、後述する短波長の光の反射率が1(1
00%)のときの前記短波長検出器93での受光光量に
対応する情報とに基づいて、成膜開始前は、モニタ基板
30、成膜開始後は、モニタ基板30とこのモニタ基板
30に形成された薄膜全体の短波長の光の反射率(以
下、単に「短波長の光の反射率」と言う)を求める。
In the present embodiment, the control means 11 sets the information (detected value) and the reflectance of short-wavelength light described later to 1 (1
00%), the monitor substrate 30 before the start of film formation, the monitor substrate 30 after the start of film formation, and the monitor substrate 30. The reflectance of short-wavelength light (hereinafter, simply referred to as “short-wavelength light reflectance”) of the entire formed thin film is obtained.

【0064】一方、長波長検出器95では、長波長の光
が検出される。すなわち、長波長の光が受光され、その
受光光量に対応する情報(検出値)が、制御手段11に
入力される。
On the other hand, the long wavelength detector 95 detects long wavelength light. That is, light having a long wavelength is received, and information (detection value) corresponding to the received light amount is input to the control unit 11.

【0065】本実施形態では、制御手段11は、前記情
報(検出値)と、後述する長波長の光の反射率が1(1
00%)のときの前記長波長検出器95での受光光量に
対応する情報とに基づいて、成膜開始前は、モニタ基板
30、成膜開始後は、モニタ基板30とこのモニタ基板
30に形成された薄膜全体の長波長の光の反射率(以
下、単に「長波長の光の反射率」と言う)を求める。
In this embodiment, the control means 11 determines that the information (detected value) and the reflectance of long-wavelength light, which will be described later, are 1 (1).
00%), the monitor substrate 30 before the start of film formation, and the monitor substrate 30 and the monitor substrate 30 after the start of film formation. The reflectance of long-wavelength light (hereinafter simply referred to as “long-wavelength light reflectance”) of the entire formed thin film is obtained.

【0066】なお、前記ハーフミラー91、短波長分光
器92および長波長分光器94により、抽出手段が構成
される。
Incidentally, the half mirror 91, the short wavelength spectroscope 92 and the long wavelength spectroscope 94 constitute an extracting means.

【0067】また、前記ランプ8、光検出手段9および
制御手段11により、光学特性検出手段が構成される。
The lamp 8, the light detecting means 9 and the control means 11 constitute an optical characteristic detecting means.

【0068】次に、この成膜装置1における成膜速度の
制御(調整)について説明する。ここで、成膜速度と
は、単位時間当たりに、基板3およびモニタ基板30の
成膜面に形成される薄膜の厚さ(成膜面の単位面積当り
に形成される薄膜の量)を言う。
Next, control (adjustment) of the film forming speed in the film forming apparatus 1 will be described. Here, the film forming speed refers to the thickness of the thin film formed on the film forming surface of the substrate 3 and the monitor substrate 30 per unit time (the amount of the thin film formed per unit area of the film forming surface). .

【0069】図2は、成膜の際の短波長の光の反射率R
sおよび長波長の光の反射率Rlの経時変化(時間に対
する変化)を示すグラフである。
FIG. 2 shows the reflectance R of short-wavelength light during film formation.
It is a graph which shows the time-dependent change (change with respect to time) of the reflectance R1 of s and long wavelength light.

【0070】まず、概要を説明する。図2に示すよう
に、成膜中の長波長の光の反射率Rlは、短波長の光の
反射率Rsに対して遅れている。
First, the outline will be described. As shown in FIG. 2, the reflectance Rl of the long-wavelength light during the film formation lags behind the reflectance Rs of the short-wavelength light.

【0071】成膜速度を目標の成膜速度Vfにするため
に、成膜の際は、所定の時間における短波長の光の反射
率を目標値に設定し、前記所定の時間から所定期間(時
間)Ts経過後において長波長の光の反射率が前記目標
値に達するように成膜速度を調整(変更または維持)す
る。この目標値の設定と成膜速度の調整とを複数回繰り
返し行う(成膜を終了するまで行う)。前記所定期間T
sは、下記(1)式から求められる。
In order to set the film forming speed to the target film forming speed Vf, at the time of film forming, the reflectance of the short-wavelength light in a predetermined time is set to a target value, and from the predetermined time to a predetermined period ( (Time) The film forming speed is adjusted (changed or maintained) so that the reflectance of long-wavelength light reaches the target value after the elapse of Ts. The setting of the target value and the adjustment of the deposition rate are repeated a plurality of times (until the deposition is completed). The predetermined period T
s is obtained from the following equation (1).

【0072】 Ts=Df(Ll/Ls−1)/Vf ・・・(1) 但し、Dfは前記所定の時間における薄膜の膜厚、Ls
は短波長(第1の波長)、Llは長波長(第2の波
長)、Vfは目標の成膜速度である。
Ts = Df (L1 / Ls−1) / Vf (1) where Df is the film thickness of the thin film at the predetermined time, Ls
Is a short wavelength (first wavelength), Ll is a long wavelength (second wavelength), and Vf is a target film forming speed.

【0073】すなわち、図2に示すように、所定の時間
t1における短波長の光の反射率Rsを検出(測定)
し、その値を目標値Rm1に設定するとともに、前記
(1)式から時間Ts1を求める。そして、時間t1か
ら時間Ts1経過後において長波長の光の反射率Rlが
目標値Rm1に達するように成膜速度を調整する。
That is, as shown in FIG. 2, the reflectance Rs of light having a short wavelength at a predetermined time t1 is detected (measured).
Then, the value is set to the target value Rm1, and the time Ts1 is obtained from the equation (1). Then, after the time Ts1 has elapsed from the time t1, the film forming speed is adjusted such that the reflectance R1 of the long-wavelength light reaches the target value Rm1.

【0074】続いて、時間t2における短波長の光の反
射率Rsを検出し、その値を目標値Rm2に設定すると
ともに、前記(1)式から時間Ts2を求める。そし
て、時間t2から時間Ts2経過後において長波長の光
の反射率Rlが目標値Rm2に達するように成膜速度を
調整する。
Subsequently, the reflectance Rs of the short wavelength light at the time t2 is detected, the value is set to the target value Rm2, and the time Ts2 is obtained from the above equation (1). Then, after the time Ts2 has elapsed from the time t2, the film forming speed is adjusted such that the reflectance Rl of the long-wavelength light reaches the target value Rm2.

【0075】以下、同様にして、時間txにおける短波
長の光の反射率Rsを検出し、その値を目標値Rmxに
設定するとともに、前記(1)式から時間Tsxを求め
る。そして、時間txから時間Tsx経過後において長
波長の光の反射率Rlが目標値Rmxに達するように成
膜速度を調整する。
Similarly, the reflectance Rs of the short-wavelength light at the time tx is detected, the value is set to the target value Rmx, and the time Tsx is obtained from the above equation (1). Then, after the time Tsx has elapsed from the time tx, the film forming speed is adjusted so that the reflectance Rl of the long-wavelength light reaches the target value Rmx.

【0076】前記成膜速度は、例えば、電子銃73のパ
ワー(蒸発源71の加熱)を調整することにより調整す
る。なお、CVD法により成膜を行う成膜装置の場合に
は、例えば、膜材料の流量を調整し、スパッタリングに
より成膜を行う成膜装置の場合には、例えば、スパッタ
パワーを調整する。
The film forming speed is adjusted by, for example, adjusting the power of the electron gun 73 (heating of the evaporation source 71). In the case of a film forming apparatus that forms a film by a CVD method, for example, the flow rate of a film material is adjusted. In the case of a film forming apparatus that forms a film by sputtering, for example, the sputtering power is adjusted.

【0077】このような成膜速度の制御を行うことによ
り、正確かつ確実に成膜速度を制御することができる。
By controlling the film forming speed as described above, the film forming speed can be accurately and reliably controlled.

【0078】すなわち、基板温度が低い場合はもちろん
のこと、水晶振動子を用いないので、基板温度が高い場
合も成膜速度を正確に制御することができ、また、短波
長の光の反射率(または透過率)を目標値にして成膜速
度を調整するので、薄膜の真空中の屈折率変動にもほど
んど影響を受けることなく、成膜速度を正確に制御する
ことができる。
That is, not using a quartz oscillator, not to mention the case where the substrate temperature is low, the film formation rate can be accurately controlled even when the substrate temperature is high, and the reflectance of short-wavelength light can be controlled. (Or transmittance) is adjusted to a target value to adjust the film formation rate, so that the film formation rate can be accurately controlled without being substantially affected by the change in the refractive index of the thin film in vacuum.

【0079】次に、前記成膜速度の制御により、目標の
成膜速度Vfで成膜することができることを説明する。
Next, it will be described that a film can be formed at a target film forming speed Vf by controlling the film forming speed.

【0080】説明を簡単にするため、短波長をLs[n
m]、長波長をLl[nm]、基板3およびモニタ基板
30の屈折率をNs、薄膜の屈折率をNf、薄膜の膜厚
をDf[nm]とすると、短波長の光の場合の位相膜厚
δsは、下記式で表される。 δs=4πNfDf/Ls
For the sake of simplicity, the short wavelength is represented by Ls [n
m], the long wavelength is Ll [nm], the refractive index of the substrate 3 and the monitor substrate 30 is Ns, the refractive index of the thin film is Nf, and the thickness of the thin film is Df [nm]. The film thickness δs is represented by the following equation. δs = 4πNfDf / Ls

【0081】一方、長波長の光の場合の位相膜厚δl
は、下記式で表される。 δl=4πNfDf/Ll
On the other hand, the phase thickness δl in the case of long-wavelength light
Is represented by the following equation. δl = 4πNfDf / Ll

【0082】また、位相膜厚をδとすると、各波長の光
の反射率Rは、下記(2)式で表される。
When the phase thickness is δ, the reflectance R of light of each wavelength is expressed by the following equation (2).

【0083】 R={(1-Nf)2(Nf+Ns)2+(1+Nf)2(Nf-Ns)2+2(1-Nf2)(Nf2-Ns2)cosδ}/{(1+N f)2(Nf+Ns)2+(1-Nf)2(Nf-Ns)2+2(1-Nf2)(Nf2-Ns2)cosδ} ・・・(2) 前記(2)式の位相膜厚δを短波長の光の場合の位相膜
厚δsに置き換えれば、前記(2)式は、短波長の光の
反射率Rsを示す式になり、また、前記(2)式の位相
膜厚δを長波長の光の場合の位相膜厚δlに置き換えれ
ば、前記式(2)は、長波長の光の反射率Rlを示す式
になる。
R = {(1-Nf) 2 (Nf + Ns) 2 + (1 + Nf) 2 (Nf-Ns) 2 +2 (1-Nf 2 ) (Nf 2 -Ns 2 ) cosδ} / { (1 + N f) 2 (Nf + Ns) 2 + (1-Nf) 2 (Nf-Ns) 2 +2 (1-Nf 2 ) (Nf 2 -Ns 2 ) cosδ} (2) If the phase thickness δ in the expression (2) is replaced with the phase thickness δs for light of a short wavelength, the expression (2) becomes an expression representing the reflectance Rs of the light of a short wavelength. If the phase film thickness δ in the expression (2) is replaced by the phase film thickness δ1 for light of a long wavelength, the expression (2) becomes an expression showing the reflectance R1 of the light of a long wavelength.

【0084】ここで、この成膜装置1における成膜速度
の制御においては、成膜速度を目標の成膜速度Vf[n
m/秒]にするために、前述したように、現在(所定の
時間)からTs[秒]後に、長波長の光の反射率が短波
長の光の現在(所定の時間)の反射率になるように、随
時成膜速度を調整するが、前記Tsが前記(1)式で表
される理由を述べる。
Here, in controlling the film forming speed in the film forming apparatus 1, the film forming speed is set to the target film forming speed Vf [n
m / sec], as described above, after Ts [seconds] from the current (predetermined time), the reflectance of the long-wavelength light is changed to the current (predetermined time) reflectance of the short-wavelength light. The film forming rate is adjusted as needed so that the reason why Ts is expressed by the above equation (1) will be described.

【0085】まず、薄膜の膜厚がDs[nm]のときの
短波長(波長Ls[nm])の光の反射率をRs、薄膜
の膜厚がDl[nm]のときの長波長(波長Ll[n
m])の光の反射率をRlとすると、前記RsとRlと
が一致するためには、反射率Rを示す前記(2)式の位
相膜厚δが互いに等しければよい。
First, the reflectance of light of short wavelength (wavelength Ls [nm]) when the film thickness of the thin film is Ds [nm] is Rs, and the long wavelength (wavelength) when the film thickness of the thin film is Dl [nm]. Ll [n
m]), if the reflectance of the light is Rl, in order for the Rs and Rl to match, the phase thicknesses δ of the expression (2) indicating the reflectance R need only be equal to each other.

【0086】すなわち、Rlは、薄膜の膜厚Dl[n
m]がDsLl/Lsのとき(Dl=DsLl/Lsの
とき)にRsと等しくなる。
That is, Rl is the film thickness Dl [n
m] is equal to Rs when DsLl / Ls (when Dl = DsLl / Ls).

【0087】一方、成膜速度が目標の成膜速度Vf[n
m/秒]であるとき、薄膜の膜厚がDsのときからTs
[秒]後にRlがRsと等しくなるとすれば、Dlは、
下記式で表される。
On the other hand, when the film forming speed is equal to the target film forming speed Vf [n
m / sec], Ts from the time when the film thickness of the thin film is Ds.
Assuming that Rl becomes equal to Rs after [sec], Dl becomes
It is represented by the following equation.

【0088】Dl=Ds+VfTs=DsLl/Ls 前記式のDlを消去し、Dsを薄膜の現在(所定の時
間)の膜厚Dfに置き換えれば、下記式、すなわち、前
記(1)式が得られる。Ts=Df(Ll/Ls−1)
/Vf
Dl = Ds + VfTs = DsLl / Ls By erasing Dl in the above equation and replacing Ds with the current (predetermined time) film thickness Df of the thin film, the following equation, that is, equation (1) is obtained. Ts = Df (Ll / Ls-1)
/ Vf

【0089】次に、成膜装置1の作用を説明する。図3
は、成膜装置1の制御手段の制御動作を示すフローチャ
ートである。以下、このフローチャートに基づいて説明
する。
Next, the operation of the film forming apparatus 1 will be described. FIG.
5 is a flowchart illustrating a control operation of a control unit of the film forming apparatus 1. Hereinafter, description will be made based on this flowchart.

【0090】まず、成膜前条件を成立させるための動作
を開始する。すなわち、ヒータ5を作動させ、基板3お
よびモニタ基板30を加熱し、真空ポンプ12を作動さ
せ、チャンバ2内の雰囲気ガスを排気する。そして、成
膜前条件が成立しているか否かを判断する(ステップS
101)。
First, an operation for satisfying the pre-film formation conditions is started. That is, the heater 5 is operated, the substrate 3 and the monitor substrate 30 are heated, the vacuum pump 12 is operated, and the atmospheric gas in the chamber 2 is exhausted. Then, it is determined whether the pre-film formation condition is satisfied (step S).
101).

【0091】本実施形態では、基板温度が250℃、チ
ャンバ2内の真空度が1.3×10 -3Paのときに成膜
前条件成立とする。
In this embodiment, the substrate temperature is 250 ° C.
The degree of vacuum in chamber 2 is 1.3 × 10 -3Film formation when Pa
It is assumed that the precondition is satisfied.

【0092】ステップS101において成膜前条件が成
立していると判断した場合には、目標の成膜速度Vf、
基板3およびモニタ基板30の屈折率Ns、短波長(第
1の波長)Ls、長波長(第2の波長)Llおよび基板
3およびモニタ基板30に形成される薄膜の成膜終了膜
厚(目標膜厚)Dendを読み込むとともに、前記基板
3およびモニタ基板30に形成される薄膜の予想屈折率
をその薄膜の屈折率Nfとして読み込む(ステップS1
02)。
If it is determined in step S101 that the pre-film forming condition is satisfied, the target film forming speed Vf,
The refractive index Ns, short wavelength (first wavelength) Ls, long wavelength (second wavelength) Ll of the substrate 3 and the monitor substrate 30 and the film thickness at which the thin films formed on the substrate 3 and the monitor substrate 30 are finished (target While reading the film thickness Dend, the predicted refractive index of the thin film formed on the substrate 3 and the monitor substrate 30 is read as the refractive index Nf of the thin film (step S1).
02).

【0093】次いで、短波長の光の反射率Rsを測定す
る(ステップS103)。次いで、長波長の光の反射率
Rlを測定する(ステップS104)。
Next, the reflectance Rs of short-wavelength light is measured (step S103). Next, the reflectance Rl of the long wavelength light is measured (step S104).

【0094】次いで、電子銃73のパワー(出力)を所
定値(成膜速度がVfになると予想される値)に設定
し、その電子銃73を作動させ、蒸発源(例えば、Ti
2)71への電子ビームの照射を開始する(ステップ
S105)。これにより、ルツボ72内の蒸発源71が
加熱され、蒸発する。
Next, the power (output) of the electron gun 73 is set to a predetermined value (a value at which the deposition rate is expected to be Vf), the electron gun 73 is operated, and the evaporation source (for example, Ti
O 2 ) 71 is started to be irradiated with the electron beam (step S105). Thereby, the evaporation source 71 in the crucible 72 is heated and evaporated.

【0095】次いで、バルブ16を開き、反応ガスボン
ベ13から反応ガス(例えば、酸素)をチャンバ2内に
導入し、チャンバ2内の真空度を1.3×10-2Paと
する(ステップS106)。
Next, the valve 16 is opened, a reaction gas (eg, oxygen) is introduced into the chamber 2 from the reaction gas cylinder 13, and the degree of vacuum in the chamber 2 is set to 1.3 × 10 −2 Pa (step S106). .

【0096】次いで、シャッタ6を開く(ステップS1
07)。これにより成膜が開始される。
Next, the shutter 6 is opened (step S1).
07). Thus, film formation is started.

【0097】次いで、短波長の光の反射率のピーク数P
sを0にし、長波長の光の反射率のピーク数Plを0に
する(ステップS108)。
Next, the peak number P of the reflectance of the short-wavelength light
s is set to 0, and the peak number Pl of the reflectance of long-wavelength light is set to 0 (step S108).

【0098】前記反射率のピーク数とは、成膜中におけ
る反射率の極大点(極大値)の数と、極小点(極小値)
の数との合計値を言う。
The number of peaks of the reflectance refers to the number of the maximum points (maximum values) of the reflectance during film formation and the number of the minimum points (minimum values).
Say the sum with the number of

【0099】次いで、1秒待って、時間の計数値Ct
(秒)を0にする(ステップS109)。
Then, after waiting for one second, the time count value Ct is obtained.
(Second) is set to 0 (step S109).

【0100】次いで、短波長の光の反射率Rsを測定す
る(ステップS110)。次いで、長波長の光の反射率
Rlを測定する(ステップS111)。
Next, the reflectance Rs of the short-wavelength light is measured (step S110). Next, the reflectance Rl of the long-wavelength light is measured (step S111).

【0101】次いで、短波長の光の反射率Rsと長波長
の光の反射率Rlとが等しい(Rs=Rl)か否かを判
断する(ステップS112)。
Next, it is determined whether or not the reflectance Rs of the short-wavelength light is equal to the reflectance Rl of the long-wavelength light (Rs = R1) (step S112).

【0102】ステップS112においてRs=Rlであ
ると判断した場合、すなわち、短波長の光の反射率Rs
と長波長の光の反射率Rlとに差がない場合には、ステ
ップS109に戻り、再度、ステップS109〜ステッ
プS112を実行する。
If it is determined in step S112 that Rs = Rl, that is, the reflectance Rs of the short-wavelength light
If there is no difference between the reflectance and the reflectance R1 of the long wavelength light, the process returns to step S109, and steps S109 to S112 are executed again.

【0103】そして、ステップS112においてRs=
Rlではないと判断した場合、すなわち、短波長の光の
反射率Rsと長波長の光の反射率Rlとに差が生じた場
合には、短波長の光の反射率のピーク数Psを測定し、
長波長の光の反射率のピーク数Plを測定する(ステッ
プS113)。
Then, in step S112, Rs =
If it is determined that the reflectance is not Rl, that is, if there is a difference between the reflectance Rs of the short wavelength light and the reflectance Rl of the long wavelength light, the peak number Ps of the reflectance of the short wavelength light is measured. And
The peak number Pl of the reflectance of the long-wavelength light is measured (step S113).

【0104】次いで、短波長の光の反射率のピーク数P
sの変化がないか否かを判断する(ステップS11
4)。
Next, the peak number P of the reflectance of the short-wavelength light
It is determined whether or not s has changed (step S11).
4).

【0105】なお、短波長の光の反射率が極大点(極大
値)または極小点(極小値)に達した時点で、そのピー
ク数Psが1つ増加し、長波長の光の反射率が極大点
(極大値)または極小点(極小値)に達した時点で、そ
のピーク数Plが1つ増加する。
When the reflectance of the short-wavelength light reaches the maximum point (maximum value) or the minimum point (minimum value), the number of peaks Ps increases by one, and the reflectance of the long-wavelength light increases. When reaching the maximum point (maximum value) or the minimum point (minimum value), the peak number Pl increases by one.

【0106】ステップS114において短波長の光の反
射率のピーク数Psの変化がないと判断した場合には、
短波長の光の反射率のピーク数Psと、短波長Lsと、
基板およびモニタ基板30の屈折率Nsと、薄膜の屈折
率Nfと、短波長の光の反射率Rsとを下記(3)式に
代入して、形成された薄膜の膜厚Dfを計算する(ステ
ップS117)。
If it is determined in step S114 that there is no change in the number Ps of the peaks of the reflectance of the short-wavelength light,
The number of peaks Ps of the reflectance of the short wavelength light, the short wavelength Ls,
The thickness Df of the formed thin film is calculated by substituting the refractive index Ns of the substrate and the monitor substrate 30, the refractive index Nf of the thin film, and the reflectance Rs of short-wavelength light into the following equation (3) ( Step S117).

【0107】[0107]

【数1】 (Equation 1)

【0108】なお、前記薄膜の屈折率Nfの値が後述す
るステップS116で置き換えられるまでは、前述した
ように、ステップS102において読み込んだ薄膜の予
想屈折率が前記Nfとされる。
Until the value of the refractive index Nf of the thin film is replaced in step S116, which will be described later, the predicted refractive index of the thin film read in step S102 is Nf as described above.

【0109】また、ステップS114において短波長の
光の反射率のピーク数Psの変化があると判断した場
合、すなわち、短波長の光の反射率が極大点(極大値)
または極小点(極小値)に達した場合には、そのピーク
数Psが偶数か否かを判断する(ステップS115)。
If it is determined in step S114 that there is a change in the peak number Ps of the reflectance of the short-wavelength light, that is, the reflectance of the short-wavelength light has a maximum point (maximum value).
Alternatively, when the number reaches the minimum point (minimum value), it is determined whether the peak number Ps is an even number (step S115).

【0110】なお、反射率のピーク数が奇数の場合、す
なわち、反射率が極大点(極大値)に達したときは、前
記(2)式におけるCOSδ(但し、δは薄膜の位相膜
厚)が0になり、そのときの薄膜の真空中屈折率を正確
に求めることができる。
When the peak number of the reflectivity is an odd number, that is, when the reflectivity reaches the maximum point (maximum value), COSδ in the equation (2) (where δ is the phase thickness of the thin film) Becomes 0, and the refractive index in vacuum of the thin film at that time can be accurately obtained.

【0111】ステップS115において短波長の光の反
射率のピーク数Psが偶数であると判断した場合には、
前述したステップS117を実行し、形成された薄膜の
膜厚Dfを計算する。
If it is determined in step S115 that the peak number Ps of the reflectance of the short-wavelength light is an even number,
Step S117 described above is executed, and the thickness Df of the formed thin film is calculated.

【0112】また、ステップS115において短波長の
光の反射率のピーク数Psが奇数であると判断した場合
には、基板およびモニタ基板30の屈折率Nsと、短波
長の光の反射率Rsとを下記(4)式に代入して、その
ときの薄膜の真空中屈折率を計算し、薄膜の屈折率Nf
を前記計算値に置き換え(ステップS116)、この
後、前述したステップS117を実行し、形成された薄
膜の膜厚Dfを計算する。
When it is determined in step S115 that the peak number Ps of the reflectance of the short wavelength light is odd, the refractive index Ns of the substrate and the monitor substrate 30 and the reflectance Rs of the short wavelength light are determined. Is substituted into the following equation (4), and the refractive index of the thin film in vacuum at that time is calculated, and the refractive index Nf of the thin film is calculated.
Is replaced with the calculated value (step S116), and thereafter, the above-described step S117 is executed to calculate the thickness Df of the formed thin film.

【0113】[0113]

【数2】 (Equation 2)

【0114】ステップS117の後、薄膜の膜厚Dfが
成膜終了膜厚Dendより小さい(Df<Dend)か
否かを判断する(ステップS118)。
After step S117, it is determined whether or not the film thickness Df of the thin film is smaller than the film formation end thickness Dend (Df <Dend) (step S118).

【0115】ステップS118においてDf<Dend
と判断した場合、すなわち、薄膜の膜厚Dfが成膜終了
膜厚Dendに達していない場合には、成膜を続行し、
前記時間の計数値Ctの計数開始時における短波長の光
の反射率Rsを、長波長の光の反射率の目標値Rmに設
定する(Rm=Rs)(ステップS119)。
In step S118, Df <Dend
When it is determined that the film thickness Df of the thin film has not reached the film formation end thickness Dend, the film formation is continued,
The reflectance Rs of the short-wavelength light at the start of the counting of the time count value Ct is set to the target value Rm of the reflectance of the long-wavelength light (Rm = Rs) (step S119).

【0116】次いで、短波長Ls、長波長Ll、目標の
成膜速度Vfおよび薄膜の膜厚Dfを前記(1)式に代
入して、時間(評価時間)Tsを計算する(ステップS
120)。
Next, the time (evaluation time) Ts is calculated by substituting the short wavelength Ls, the long wavelength Ll, the target film forming speed Vf and the thin film thickness Df into the above equation (1) (step S).
120).

【0117】前述したように、成膜速度が目標の成膜速
度Vfであるならば、時間の計数値Ctの計数開始時か
らの経過時間が前記評価時間Tsになったときに、長波
長の光の反射率がその目標値Rmに達する。
As described above, if the film forming speed is the target film forming speed Vf, when the elapsed time from the start of counting the time count value Ct reaches the evaluation time Ts, the long wavelength The light reflectance reaches its target value Rm.

【0118】なお、このプログラムでは、評価時間Ts
と比較される時間の計数値Ctが1秒毎にインクリメン
トされるので、1/10秒の位を四捨五入して前記評価
時間Tsを求める。
In this program, the evaluation time Ts
Since the count value Ct of the time to be compared with is incremented every second, the value of the evaluation time Ts is obtained by rounding off 1/10 seconds.

【0119】次いで、1秒待って、時間の計数値Ctを
1つ(1秒)インクリメントする(Ct=Ct+1)
(ステップS121)。
Then, after waiting for one second, the time count value Ct is incremented by one (1 second) (Ct = Ct + 1).
(Step S121).

【0120】次いで、短波長の光の反射率Rsを測定す
る(ステップS122)。次いで、長波長の光の反射率
Rlを測定する(ステップS123)。
Next, the reflectance Rs of the short-wavelength light is measured (step S122). Next, the reflectance Rl of the long wavelength light is measured (Step S123).

【0121】次いで、短波長の光の反射率のピーク数P
sと長波長の光の反射率のピーク数Plとが等しい(P
s=Pl)か否かを判断する(ステップS124)。
Next, the peak number P of the reflectance of the short-wavelength light
s is equal to the peak number Pl of the reflectance of long wavelength light (P
It is determined whether or not s = P1) (step S124).

【0122】なお、図2に示すように、短波長の光の反
射率および長波長の光の反射率が共に増加中または減少
中のときは、Ps=Plとなる。
As shown in FIG. 2, when the reflectance of the short wavelength light and the reflectance of the long wavelength light are both increasing or decreasing, Ps = Pl.

【0123】一方、短波長の光の反射率および長波長の
光の反射率の一方が増加中であり、他方が減少中のとき
は、Ps≠Plとなる。
On the other hand, when one of the reflectance of the short-wavelength light and the reflectance of the long-wavelength light is increasing and the other is decreasing, Ps ≠ Pl.

【0124】ステップS124においてPs=Plでは
ないと判断した場合には、ステップS121に戻り、再
度、ステップS121〜ステップS124を実行する。
If it is determined in step S124 that Ps is not equal to Pl, the process returns to step S121, and steps S121 to S124 are executed again.

【0125】そして、ステップS124においてPs=
Plであると判断した場合には、短波長の光の反射率R
sが長波長の光の反射率Rlより大きい(Rs>Rl)
か否かを判断する(ステップS125)。
Then, in step S124, Ps =
If it is determined to be Pl, the reflectance R of short-wavelength light
s is larger than the reflectance Rl of long wavelength light (Rs> Rl)
It is determined whether or not (step S125).

【0126】なお、図2に示すように、短波長の光の反
射率および長波長の光の反射率が共に増加中の場合に
は、Rs>Rlとなり、共に減少中の場合には、Rs<
Rlとなる。
As shown in FIG. 2, when both the reflectance of the short wavelength light and the reflectance of the long wavelength light are increasing, Rs> Rl. <
Rl.

【0127】ステップS125においてRs>Rlであ
ると判断した場合には、長波長の光の反射率Rlがその
目標値Rm以上(Rl≧Rm)か否かを判断する(ステ
ップS126)。
If it is determined in step S125 that Rs> Rl, it is determined whether or not the reflectance Rl of long-wavelength light is equal to or greater than its target value Rm (Rl≥Rm) (step S126).

【0128】ステップS126においてRl<Rmであ
ると判断した場合、すなわち、長波長の光の反射率Rl
がその目標値Rmに達していない場合には、ステップS
121に戻り、再度、ステップS121以降を実行す
る。
When it is determined in step S126 that R1 <Rm, that is, the reflectance R1 of the long-wavelength light
Does not reach the target value Rm, the step S
Returning to step 121, steps S121 and subsequent steps are executed again.

【0129】そして、ステップS126においてRl≧
Rmであると判断した場合、すなわち、長波長の光の反
射率Rlがその目標値Rmに達した場合には、評価時間
Tsと、時間の計数値Ctとが等しい(Ts=Ct)か
否かを判断する(ステップS128)。
Then, at step S126, Rl ≧
If it is determined that Rm is equal to Rm, that is, if the reflectance Rl of the long-wavelength light has reached its target value Rm, the evaluation time Ts is equal to the time count value Ct (Ts = Ct). Is determined (step S128).

【0130】なお、前記時間の計数値Ctは、長波長の
光の反射率の目標値Rmとされた短波長の光の反射率R
sの測定時(目標値Rmの設定時)から現時点までの時
間(期間)、すなわち、前記測定時から長波長の光の反
射率Rlがその目標値Rmに達するまでの時間である。
Ts=Ctの場合には、成膜速度が目標の成膜速度Vf
になっている。
Note that the time count value Ct is equal to the reflectance R of short-wavelength light, which is the target value Rm for reflectance of long-wavelength light.
This is the time (period) from the time of measurement of s (at the time of setting the target value Rm) to the present time, that is, the time from the time of the measurement until the reflectance Rl of the long-wavelength light reaches the target value Rm.
In the case of Ts = Ct, the deposition rate is the target deposition rate Vf
It has become.

【0131】一方、Ts<Ctの場合には、成膜速度が
目標の成膜速度Vfより小さい(遅い)。
On the other hand, when Ts <Ct, the film forming speed is smaller (slower) than the target film forming speed Vf.

【0132】また、Ts>Ctの場合には、成膜速度が
目標の成膜速度Vfより大きい(速い)。
When Ts> Ct, the film forming speed is higher (faster) than the target film forming speed Vf.

【0133】ステップS128においてTs=Ctと判
断した場合、すなわち、成膜速度が目標の成膜速度Vf
になっている場合には、現在の成膜速度を維持し、ステ
ップS109に戻り、再度、ステップS109以降を実
行する。
If it is determined in step S128 that Ts = Ct, that is, if the film forming speed is equal to the target film forming speed Vf
In the case of, the current film forming speed is maintained, the process returns to step S109, and steps S109 and thereafter are executed again.

【0134】また、ステップS128においてTs=C
tではないと判断した場合には、評価時間Tsが時間の
計数値Ctより小さい(Ts<Ct)か否かを判断する
(ステップS129)。
In step S128, Ts = C
If it is determined that it is not t, it is determined whether or not the evaluation time Ts is smaller than the time count value Ct (Ts <Ct) (step S129).

【0135】ステップS129においてTs<Ctと判
断した場合、すなわち、成膜速度が目標の成膜速度Vf
より小さい場合には、電子銃73のパワーを所定値上
げ、成膜速度を増大させる。(ステップS130)。
If it is determined in step S129 that Ts <Ct, that is, if the film forming speed is equal to the target film forming speed Vf
If smaller, the power of the electron gun 73 is increased by a predetermined value to increase the film forming speed. (Step S130).

【0136】このステップS130では、TsとCtと
の差、Ts、Ct等に基づいて、電子銃73のパワーを
適正値(成膜速度が目標の成膜速度Vfになると推定さ
れる値)に設定する。
In step S130, the power of the electron gun 73 is set to an appropriate value (a value at which the film forming speed is estimated to be the target film forming speed Vf) based on the difference between Ts and Ct, Ts, Ct, and the like. Set.

【0137】また、ステップS129においてTs>C
tと判断した場合、すなわち、成膜速度が目標の成膜速
度Vfより大きい場合には、電子銃73のパワーを所定
値下げ、成膜速度を減少させる。(ステップS13
1)。
In step S129, Ts> C
If it is determined that it is t, that is, if the film forming speed is higher than the target film forming speed Vf, the power of the electron gun 73 is reduced by a predetermined value to decrease the film forming speed. (Step S13
1).

【0138】このステップS131では、TsとCtと
の差、Ts、Ct等に基づいて、電子銃73のパワーを
適正値に設定する。
In step S131, the power of the electron gun 73 is set to an appropriate value based on the difference between Ts and Ct, Ts, Ct, and the like.

【0139】また、前記ステップS125においてRs
≦Rlであると判断した場合には、長波長の光の反射率
Rlがその目標値Rm以下(Rl≦Rm)か否かを判断
する(ステップS127)。
Further, in step S125, Rs
If it is determined that ≦ R1, it is determined whether or not the reflectance R1 of the long-wavelength light is equal to or less than its target value Rm (R1 ≦ Rm) (step S127).

【0140】ステップS127においてRl>Rmであ
ると判断した場合、すなわち、長波長の光の反射率Rl
がその目標値Rmに達していない場合には、ステップS
121に戻り、再度、ステップS121以降を実行す
る。
When it is determined in step S127 that Rl> Rm, that is, the reflectance R1 of the long-wavelength light
Does not reach the target value Rm, the step S
Returning to step 121, steps S121 and subsequent steps are executed again.

【0141】そして、ステップS127においてRl≦
Rmであると判断した場合、すなわち、長波長の光の反
射率Rlがその目標値Rmに達した場合には、ステップ
S128に進み、このステップS128以降を実行す
る。
Then, in step S127, Rl ≦
If it is determined that it is Rm, that is, if the reflectance R1 of the long-wavelength light has reached its target value Rm, the process proceeds to step S128, and the steps after step S128 are executed.

【0142】なお、前記ステップS118においてDf
≧Dendと判断した場合、すなわち、薄膜の膜厚Df
が成膜終了膜厚Dendに達した場合には、シャッタ6
を閉じる(ステップS132)。これにより成膜が終了
する。
It should be noted that Df is determined in step S118.
≧ Dend, that is, the thickness Df of the thin film
Reaches the film formation end thickness Dend, the shutter 6
Is closed (step S132). Thus, the film formation is completed.

【0143】次いで、所定の成膜後処理を実行(実施)
する(ステップS133)。このステップS133で
は、例えば、電子銃73の駆動を停止させ、また、図示
しない大気導入バルブを開いて、チャンバ2内に大気を
導入する。以上で、このプログラムを終了する。
Next, a predetermined post-film formation process is performed (implementation).
(Step S133). In this step S133, for example, the driving of the electron gun 73 is stopped, and an atmosphere introduction valve (not shown) is opened to introduce the atmosphere into the chamber 2. This ends the program.

【0144】前述した成膜装置1を用い、図3に示すフ
ローチャート(プログラム)に従って成膜を5回行っ
た。成膜条件等は、下記の通りである。
Using the film forming apparatus 1 described above, film formation was performed five times in accordance with the flowchart (program) shown in FIG. The film forming conditions and the like are as follows.

【0145】基板およびモニタ基板:BK7ガラス(屈
折率1.52) 蒸発源:TiO2 反応ガス:酸素 基板温度:250℃ 成膜前真空度:1.3×10-3Pa 成膜中真空度(酸素を導入したときの真空度):1.3
×10-2Pa 短波長(第1の波長)Ls:650nm 長波長(第2の波長)Ll:700nm 目標の成膜速度Vf:0.4nm/秒
Substrate and monitor substrate: BK7 glass (refractive index: 1.52) Evaporation source: TiO 2 reactive gas: oxygen Substrate temperature: 250 ° C. Vacuum degree before film formation: 1.3 × 10 −3 Pa Vacuum degree during film formation (Degree of vacuum when oxygen is introduced): 1.3
× 10 -2 Pa Short wavelength (first wavelength) Ls: 650 nm Long wavelength (second wavelength) Ll: 700 nm Target film forming speed Vf: 0.4 nm / sec

【0146】短波長(波長650nm)の光の反射率の
時間に対する変化(5回分)を図4に示し、長波長(波
長700nm)の光の反射率の時間に対する変化(5回
分)を図5に示す。
FIG. 4 shows the change (5 times) of the reflectance of the short wavelength light (wavelength 650 nm) with respect to time, and FIG. 5 shows the change (5 times) of the reflectance of the long wavelength light (wavelength 700 nm) with time. Shown in

【0147】また、成膜を開始してから長波長(波長7
00nm)の光の反射率Rlがピークになるまでの実際
の成膜速度Vpと、成膜を開始してから長波長(波長7
00nm)の光の反射率Rlがピークになるまでの所要
時間Tpと、長波長(波長700nm)の光の反射率R
lのピーク値と、長波長(波長700nm)の光に対す
る薄膜の屈折率(真空中屈折率)Nfとをそれぞれ下記
表1に示す。なお、前記実際の成膜速度Vpは、下記式
から求めた。
Further, a long wavelength (wavelength 7
00 nm), the actual film forming speed Vp until the reflectance Rl of the light reaches the peak, and the long wavelength (wavelength 7
00p) and the reflectance R of long-wavelength (700 nm) light until the reflectance Rl of the
Table 1 below shows the peak value of 1 and the refractive index (refractive index in vacuum) Nf of the thin film with respect to light having a long wavelength (700 nm in wavelength). The actual film forming speed Vp was obtained from the following equation.

【0148】Vf=Ll/(4NfTp) 但し、Llは、長波長(波長700nm)である。Vf = L1 / (4NfTp) where L1 is a long wavelength (700 nm wavelength).

【0149】[0149]

【表1】 [Table 1]

【0150】前記表1に示すように、基板温度が比較的
高く(250℃)、しかも薄膜の屈折率が変動したにも
かかわらず、成膜速度は安定しており、成膜速度を正確
に制御できたことが確認された。
As shown in Table 1, the substrate temperature was relatively high (250 ° C.) and the film formation rate was stable despite the change in the refractive index of the thin film. It was confirmed that control was possible.

【0151】以上、本発明の成膜装置および成膜方法
を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機
能を有する任意の構成のものに置換することができる。
As described above, the film forming apparatus and the film forming method of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part has the same function. Any configuration can be used.

【0152】例えば、本発明は、前記真空蒸着装置に限
らず、他の気相成膜法(例えば、CVD法、イオンアシ
スト蒸着法、イオンプレーティング、スパッタリング
等)により薄膜を形成する成膜装置に適用することがで
きる。
For example, the present invention is not limited to the above-described vacuum vapor deposition apparatus, but a film deposition apparatus for forming a thin film by another vapor phase film deposition method (for example, CVD method, ion-assisted vapor deposition method, ion plating, sputtering, etc.). Can be applied to

【0153】また、本発明の成膜装置は、成膜の際、薄
膜形成対象物に形成された薄膜における、第1の波長
(短波長)の光の透過率と、この第1の波長より長い第
2の波長(長波長)の光の透過率とをそれぞれ検出し
て、成膜速度の調整を行うよう構成されていてもよい。
Further, in the film forming apparatus of the present invention, at the time of film formation, the transmittance of light of the first wavelength (short wavelength) in the thin film formed on the object on which the thin film is to be formed is determined based on the transmittance of the first wavelength. It may be configured to detect the transmittance of light having a long second wavelength (long wavelength) and adjust the film forming speed.

【0154】この場合には、成膜の際、光学特性検出手
段により、薄膜形成対象物に形成された薄膜における、
第1の波長の光の透過率と、第2の波長の光の透過率と
をそれぞれ検出し、調整手段により、所定の時間におけ
る前記第1の波長の光の透過率を目標値に設定し、前記
所定の時間から所定期間経過後において前記第2の波長
の光の透過率が前記目標値に達するように成膜速度を調
整する。この目標値の設定と成膜速度の調整とを複数回
繰り返し行う。
In this case, at the time of film formation, the optical property detection means detects the thin film formed on the thin film forming object.
The transmittance of the light of the first wavelength and the transmittance of the light of the second wavelength are respectively detected, and the transmittance of the light of the first wavelength at a predetermined time is set to a target value by the adjusting means. The film forming speed is adjusted so that the transmittance of the light of the second wavelength reaches the target value after a lapse of a predetermined period from the predetermined time. The setting of the target value and the adjustment of the film forming speed are repeated a plurality of times.

【0155】また、本発明では、投光手段が、例えば、
第1の波長の光のみを発する第1の投光部と、第2の波
長の光のみを発する第2の投光部とで構成されていても
よい。
In the present invention, the light projecting means is, for example,
A first light emitting unit that emits only light of the first wavelength and a second light emitting unit that emits only light of the second wavelength may be used.

【0156】[0156]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の成膜装置お
よび成膜方法によれば、正確かつ確実に成膜速度を制御
することができる。
As described above, according to the film forming apparatus and the film forming method of the present invention, the film forming speed can be accurately and reliably controlled.

【0157】すなわち、薄膜形成対象物の温度が高い場
合も成膜速度を正確に制御することができ、また、第1
の波長の光の反射率または透過率を目標値に設定し、第
2の波長の光の反射率または透過率が所定期間経過後に
前記目標値に達するように成膜速度を調整するので、薄
膜の屈折率が変動したとしても成膜速度を正確に制御す
ることができる。
That is, even when the temperature of the thin film forming object is high, the film forming speed can be accurately controlled.
Since the reflectance or transmittance of the light of the second wavelength is set to a target value, and the film forming rate is adjusted so that the reflectance or transmittance of the light of the second wavelength reaches the target value after a predetermined period, the thin film Even if the refractive index fluctuates, the film forming speed can be accurately controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の成膜装置を真空蒸着装置に適
用した場合の実施形態を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment in which a film forming apparatus of the present invention is applied to a vacuum evaporation apparatus.

【図2】本発明における成膜の際の短波長の光の反射率
Rsおよび長波長の光の反射率Rlの経時変化(時間に
対する変化)を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the change over time (change with time) of the reflectance Rs of short-wavelength light and the reflectance R1 of long-wavelength light during film formation in the present invention.

【図3】図1に示す成膜装置の制御手段の制御動作を示
すフローチャートである。
3 is a flowchart showing a control operation of a control unit of the film forming apparatus shown in FIG.

【図4】本発明における短波長(波長650nm)の光
の反射率の時間に対する変化(5回分)を示すグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing a change in reflectance of light having a short wavelength (wavelength 650 nm) with respect to time (5 times) in the present invention.

【図5】本発明における長波長(波長700nm)の光
の反射率の時間に対する変化(5回分)を示すグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph showing a change (5 times) of reflectance of long-wavelength light (wavelength 700 nm) with respect to time in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成膜装置 2 チャンバ 21 窓 22 上壁 23 底壁 3 基板 30 モニタ基板 4 ホルダ 5 ヒータ 6 シャッタ 7 材料供給源 71 蒸発源 72 ルツボ 73 電子銃 8 ランプ 9 光検出手段 91 ハーフミラー 92 短波長分光器 93 短波長検出器 94 長波長分光器 95 長波長検出器 11 制御手段 12 真空ポンプ 13 反応ガスボンベ 14、15 管路 16 バルブ S101〜S133 ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming apparatus 2 Chamber 21 Window 22 Top wall 23 Bottom wall 3 Substrate 30 Monitor substrate 4 Holder 5 Heater 6 Shutter 7 Material supply source 71 Evaporation source 72 Crucible 73 Electron gun 8 Lamp 9 Light detection means 91 Half mirror 92 Short wavelength spectroscopy Instrument 93 Short wavelength detector 94 Long wavelength spectrometer 95 Long wavelength detector 11 Control means 12 Vacuum pump 13 Reaction gas cylinder 14, 15 Pipeline 16 Valve S101 to S133 Step

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気相成膜法により薄膜形成対象物に薄膜
を形成する成膜装置であって、 成膜の際、前記薄膜形成対象物に形成された薄膜におけ
る、第1の波長の光の反射率または透過率と、該第1の
波長より長い第2の波長の光の反射率または透過率とを
それぞれ検出する光学特性検出手段と、 所定の時間における前記第1の波長の光の反射率または
透過率を目標値に設定し、前記所定の時間から所定期間
経過後において前記第2の波長の光の反射率または透過
率が前記目標値に達するように成膜速度を調整する調整
手段とを有し、 前記目標値の設定と前記成膜速度の調整とを複数回繰り
返し行うよう構成されていることを特徴とする成膜装
置。
1. A film forming apparatus for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor phase film forming method, wherein a light of a first wavelength in a thin film formed on the thin film forming object during film formation. Optical characteristic detecting means for detecting the reflectance or transmittance of the first wavelength and the reflectance or transmittance of light of the second wavelength longer than the first wavelength, respectively; Setting the reflectance or the transmittance to a target value and adjusting the film forming rate so that the reflectance or the transmittance of the light of the second wavelength reaches the target value after a lapse of a predetermined period from the predetermined time. Means for setting the target value and adjusting the film forming rate a plurality of times.
【請求項2】 前記所定期間Tsは、下記式から求めら
れる請求項1に記載の成膜装置。 Ts=Df(Ll/Ls−1)/Vf 但し、Dfは前記所定の時間における薄膜の膜厚、Ls
は第1の波長、Llは第2の波長、Vfは目標の成膜速
度である。
2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period Ts is obtained by the following equation. Ts = Df (Ll / Ls-1) / Vf where Df is the thickness of the thin film at the predetermined time, Ls
Is the first wavelength, Ll is the second wavelength, and Vf is the target film forming rate.
【請求項3】 前記光学特性検出手段は、前記薄膜形成
対象物の前記薄膜形成面に向けて、前記第1の波長の光
と、前記第2の波長の光とをそれぞれ照射する投光手段
と、 前記薄膜形成対象物からの前記第1の波長の反射光また
は透過光と、前記第2の波長の反射光または透過光とを
それぞれ検出する光検出手段とを有し、 前記光検出手段からの情報に基づいて、前記第1の波長
の光の反射率または透過率と、前記第2の波長の光の反
射率または透過率とをそれぞれを求めるよう構成されて
いる請求項1または2に記載の成膜装置。
3. The light projecting means for irradiating the light of the first wavelength and the light of the second wavelength toward the thin film forming surface of the thin film forming object, respectively. And light detecting means for respectively detecting reflected light or transmitted light of the first wavelength and reflected light or transmitted light of the second wavelength from the thin film formation target, and the light detecting means 3. The apparatus according to claim 1, wherein the reflectance or the transmittance of the light of the first wavelength and the reflectance or the transmittance of the light of the second wavelength are determined based on the information from. 3. The film forming apparatus according to item 1.
【請求項4】 前記投光手段は、前記第1の波長の光と
前記第2の波長の光とを含む光を照射し、 前記光検出手段は、前記薄膜形成対象物からの反射光ま
たは透過光から、前記第1の波長の光と前記第2の波長
の光とをそれぞれ抽出する抽出手段と、該抽出手段によ
り抽出された前記第1の波長の光を検出する第1の検出
器と、前記抽出手段により抽出された前記第2の波長の
光を検出する第2の検出器とを有する請求項3に記載の
成膜装置。
4. The light projecting means irradiates light containing the first wavelength light and the second wavelength light, and the light detecting means reflects reflected light from the thin film forming object or Extraction means for extracting the light of the first wavelength and the light of the second wavelength from the transmitted light, respectively, and a first detector for detecting the light of the first wavelength extracted by the extraction means 4. The film forming apparatus according to claim 3, further comprising: a second detector configured to detect the light having the second wavelength extracted by the extracting unit. 5.
【請求項5】 前記薄膜形成対象物および前記薄膜は、
それぞれ誘電体材料で構成されており、前記薄膜形成対
象物および前記薄膜のそれぞれの前記第1の波長の光に
対する屈折率と前記第2の波長の光に対する屈折率との
差が±0.01以内である請求項1ないし4のいずれか
に記載の成膜装置。
5. The thin film forming object and the thin film,
Each of which is made of a dielectric material, wherein the difference between the refractive index of the thin film forming object and the thin film for the light of the first wavelength and the refractive index for the light of the second wavelength is ± 0.01. The film forming apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記第1の波長が400〜1500nm
であり、前記第1の波長と前記第2の波長との差が10
〜100nmである請求項1ないし5のいずれかに記載
の成膜装置。
6. The method according to claim 1, wherein the first wavelength is 400 to 1500 nm.
And the difference between the first wavelength and the second wavelength is 10
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the thickness is from 100 to 100 nm.
【請求項7】 前記薄膜形成対象物を加熱する加熱手段
を有する請求項1ないし6のいずれかに記載の成膜装
置。
7. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising heating means for heating the object on which the thin film is formed.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の成
膜装置を用いて薄膜形成対象物に薄膜を形成することを
特徴とする成膜方法。
8. A film forming method comprising forming a thin film on a thin film forming object using the film forming apparatus according to claim 1.
【請求項9】 気相成膜法により薄膜形成対象物に薄膜
を形成する成膜方法であって、 成膜の際、前記薄膜形成対象物に形成された薄膜におけ
る所定の時間における第1の波長の光の反射率または透
過率を検出し、その検出値を目標値に設定し、前記所定
の時間から所定期間経過後において前記第1の波長より
長い第2の波長の光の反射率または透過率が前記目標値
に達するように成膜速度を調整する制御を複数回繰り返
し行うことを特徴とする成膜方法。
9. A film forming method for forming a thin film on a thin film forming object by a vapor phase film forming method, wherein a first time of a thin film formed on the thin film forming object at a predetermined time during film formation. Detecting the reflectance or transmittance of light having a wavelength, setting the detected value to a target value, and the reflectance or light of the second wavelength longer than the first wavelength after a lapse of a predetermined period from the predetermined time or A film forming method, wherein a control for adjusting a film forming speed such that a transmittance reaches the target value is repeated a plurality of times.
【請求項10】 前記所定期間Tsを下記式から求める
請求項9に記載の成膜方法。 Ts=Df(Ll/Ls−1)/Vf 但し、Dfは前記所定の時間における薄膜の膜厚、Ls
は第1の波長、Llは第2の波長、Vfは目標の成膜速
度である。
10. The film forming method according to claim 9, wherein the predetermined period Ts is obtained from the following equation. Ts = Df (Ll / Ls-1) / Vf where Df is the thickness of the thin film at the predetermined time, Ls
Is the first wavelength, Ll is the second wavelength, and Vf is the target film forming rate.
JP2000023066A 2000-01-31 2000-01-31 Method and apparatus for film deposition Pending JP2001214266A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000023066A JP2001214266A (en) 2000-01-31 2000-01-31 Method and apparatus for film deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000023066A JP2001214266A (en) 2000-01-31 2000-01-31 Method and apparatus for film deposition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001214266A true JP2001214266A (en) 2001-08-07

Family

ID=18549282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000023066A Pending JP2001214266A (en) 2000-01-31 2000-01-31 Method and apparatus for film deposition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001214266A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100581320B1 (en) * 2001-08-31 2006-05-22 가부시끼가이샤 도시바 Method, apparatus and system for manufacturing semiconductor device, and cleaning method of semiconductor manufacturing apparatus
DE10297560B4 (en) * 2001-12-19 2009-10-08 Nikon Corp. Apparatus for forming a film and method for producing an optical element
JP2013136834A (en) * 2011-11-28 2013-07-11 National Institute For Materials Science Shutter device for vapor deposition and deposition apparatus using the same
US11022428B2 (en) 2019-03-14 2021-06-01 Nuflare Technology, Inc. Growth rate detection apparatus, vapor deposition apparatus, and vapor deposition rate detection method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100581320B1 (en) * 2001-08-31 2006-05-22 가부시끼가이샤 도시바 Method, apparatus and system for manufacturing semiconductor device, and cleaning method of semiconductor manufacturing apparatus
DE10297560B4 (en) * 2001-12-19 2009-10-08 Nikon Corp. Apparatus for forming a film and method for producing an optical element
JP2013136834A (en) * 2011-11-28 2013-07-11 National Institute For Materials Science Shutter device for vapor deposition and deposition apparatus using the same
US11022428B2 (en) 2019-03-14 2021-06-01 Nuflare Technology, Inc. Growth rate detection apparatus, vapor deposition apparatus, and vapor deposition rate detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5754297A (en) Method and apparatus for monitoring the deposition rate of films during physical vapor deposition
CN101588912B (en) Method for producing a nanostructure on a plastic surface
JP3808917B2 (en) Thin film manufacturing method and thin film
EP1326097B1 (en) Process for forming a thin film and apparatus therefor
JPWO2002063064A1 (en) Sputtering apparatus and sputtering film forming method
JP2001214266A (en) Method and apparatus for film deposition
JP4713462B2 (en) Method for producing transparent titanium oxide film having rutile structure
EP1094344B1 (en) Thin film forming method and apparatus
Bundesmann et al. Stress relaxation and optical characterization of TiO2 and SiO2 films grown by dual ion beam deposition
US8575521B2 (en) Monitoring witness structures for temperature control in RTP systems
JP2002339084A (en) Metal film and metal film coated member
EP0666337A1 (en) Method and apparatus for measuring the deposition rate of opaque films
WO2023079770A1 (en) Device for controlling film formation, film forming device, and film forming method
JP2009041091A (en) Film deposition method and film deposition system
US6603601B2 (en) Infrared laser optical element and manufacturing method therefor
JPS6338579A (en) Thin film forming method
JP3967416B2 (en) Method and apparatus for forming optical thin film
JPS6328862A (en) Method for controlling film thickness
JP4701937B2 (en) Deposition equipment
JP3892961B2 (en) Optical thin film manufacturing method
JPH09104976A (en) Formation of optical thin film and device therefor
JPH10183332A (en) Production of optical thin film and device therefor
JP4022849B2 (en) Method for producing metal oxide film-coated member
JPH09243802A (en) Formation of optical thin film and device for forming the same
JP2000171630A (en) Formation of multilayered optical thin film