JP2003121133A - 多層薄膜形成方法及び装置 - Google Patents
多層薄膜形成方法及び装置Info
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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- C23C14/547—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上に製膜中の少なくとも特定の層の薄膜
の膜厚を０．５ナノメーター以下の精度で製膜すること
によって多層薄膜製品の歩留りを高くすることができる
多層薄膜形成方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 基板Ｗ上に製膜中の多層膜の表面にＸ線
照射手段６から０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得
られた反射Ｘ線を入射角θを変えてＸ線測定手段７で測
定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射
率曲線を求め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度か
ら１度の範囲にある反射率曲線を解析することにより、
製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果を利用して
製膜中の膜厚を制御して所定の膜厚の薄膜を形成する多
層薄膜形成方法。
の膜厚を０．５ナノメーター以下の精度で製膜すること
によって多層薄膜製品の歩留りを高くすることができる
多層薄膜形成方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 基板Ｗ上に製膜中の多層膜の表面にＸ線
照射手段６から０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得
られた反射Ｘ線を入射角θを変えてＸ線測定手段７で測
定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射
率曲線を求め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度か
ら１度の範囲にある反射率曲線を解析することにより、
製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果を利用して
製膜中の膜厚を制御して所定の膜厚の薄膜を形成する多
層薄膜形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層薄膜形成方法
及び装置、詳細には基板上に製膜中の薄膜の膜厚を測定
し、この薄膜の膜厚に基づいてシャッターの開閉等を制
御して所定の膜厚にする光学多層薄膜等の多層薄膜を形
成する多層薄膜形成方法及び装置に関するものである。
及び装置、詳細には基板上に製膜中の薄膜の膜厚を測定
し、この薄膜の膜厚に基づいてシャッターの開閉等を制
御して所定の膜厚にする光学多層薄膜等の多層薄膜を形
成する多層薄膜形成方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の電子機器、光通信機器等には、図
５に示すような基板上に薄膜を多層形成した部品が多く
使用されている。これら部品には、半導体素子、光通信
機器用の帯域過ろ波器、液晶基板等がある。近年、これ
らの多層薄膜を形成した部品の高性能、高品質化が求め
られており、各層の膜厚の精度をより高くすることが必
要になってきた。
５に示すような基板上に薄膜を多層形成した部品が多く
使用されている。これら部品には、半導体素子、光通信
機器用の帯域過ろ波器、液晶基板等がある。近年、これ
らの多層薄膜を形成した部品の高性能、高品質化が求め
られており、各層の膜厚の精度をより高くすることが必
要になってきた。
【０００３】従来、基板上に薄膜を形成する場合、薄膜
の膜厚は次の方法によって測定していた。 （１）薄膜を形成する基板の近くにモニタ用基板を設置
し、モニタ用基板の表側又は裏側から光を照射し、反射
率又は透過率を測定することによって測定する方法。 （２）薄膜を形成する基板の近くに水晶振動子を設置し
ておき、水晶振動子に付着した薄膜の厚さよって固有振
動数が異なることを利用し、固有振動数を測定すること
によって測定する方法。 （３）上記（１）及び（２）を併用する方法。
の膜厚は次の方法によって測定していた。 （１）薄膜を形成する基板の近くにモニタ用基板を設置
し、モニタ用基板の表側又は裏側から光を照射し、反射
率又は透過率を測定することによって測定する方法。 （２）薄膜を形成する基板の近くに水晶振動子を設置し
ておき、水晶振動子に付着した薄膜の厚さよって固有振
動数が異なることを利用し、固有振動数を測定すること
によって測定する方法。 （３）上記（１）及び（２）を併用する方法。
【０００４】しかし、上記各方法は、膜厚の測定精度が
数ｎｍレベルであり、またモニタ用基板又は水晶振動子
が薄膜を形成する基板と異なる位置に設置されているた
め、これらに蒸着した薄膜の膜厚と薄膜を形成する基板
に蒸着した薄膜の膜厚とが異なっており、正確ではなか
った。このため、基板上に多層薄膜を設けた製品をＸ線
厚さ測定装置でその膜厚を検査すると、光通信機器用の
帯域過ろ波器の場合、製品の歩留りが１５〜３０％であ
った。
数ｎｍレベルであり、またモニタ用基板又は水晶振動子
が薄膜を形成する基板と異なる位置に設置されているた
め、これらに蒸着した薄膜の膜厚と薄膜を形成する基板
に蒸着した薄膜の膜厚とが異なっており、正確ではなか
った。このため、基板上に多層薄膜を設けた製品をＸ線
厚さ測定装置でその膜厚を検査すると、光通信機器用の
帯域過ろ波器の場合、製品の歩留りが１５〜３０％であ
った。
【０００５】また、移動しているテープの表面上に混合
薄膜を蒸着し、この混合薄膜にＸ線を照射し、蛍光Ｘ線
強度を測定することによって混合薄膜の組成毎の膜厚を
測定する方法が知られている（特開２０００−２３０８
１９号公報）。しかし、この方法は、移動しているテー
プの表面上に形成された薄膜の膜厚を測定するだけのも
のであるので、測定した結果が所定の厚みの範囲外（膜
厚が薄い場合）であっても補正することができず、また
蛍光Ｘ線強度を測定しているために高精度で絶対値の測
定値を得ることは困難であった。
薄膜を蒸着し、この混合薄膜にＸ線を照射し、蛍光Ｘ線
強度を測定することによって混合薄膜の組成毎の膜厚を
測定する方法が知られている（特開２０００−２３０８
１９号公報）。しかし、この方法は、移動しているテー
プの表面上に形成された薄膜の膜厚を測定するだけのも
のであるので、測定した結果が所定の厚みの範囲外（膜
厚が薄い場合）であっても補正することができず、また
蛍光Ｘ線強度を測定しているために高精度で絶対値の測
定値を得ることは困難であった。
【０００６】さらにまた、製膜中の薄膜の表面に０〜
１．５度の角度でＸ線を入射させ、薄膜から反射したＸ
線反射率曲線を測定し、それを解析して薄膜の膜厚を測
定し、その結果に基づいて製膜中の薄膜の膜厚を制御す
る方法も知られている（特開２００１−６６３９８号公
報）。この方法は、異なる位置で散乱された可視光より
短いサブナノメートルの波長のＸ線の行路差による波の
干渉を利用する方法であるから、ナノメートル・サイズ
の制御に適している。そのため、既に半導体薄膜の膜
厚、密度、表面及び界面の粗さ等の評価にはなくてはな
らない手段となっている。
１．５度の角度でＸ線を入射させ、薄膜から反射したＸ
線反射率曲線を測定し、それを解析して薄膜の膜厚を測
定し、その結果に基づいて製膜中の薄膜の膜厚を制御す
る方法も知られている（特開２００１−６６３９８号公
報）。この方法は、異なる位置で散乱された可視光より
短いサブナノメートルの波長のＸ線の行路差による波の
干渉を利用する方法であるから、ナノメートル・サイズ
の制御に適している。そのため、既に半導体薄膜の膜
厚、密度、表面及び界面の粗さ等の評価にはなくてはな
らない手段となっている。
【０００７】しかしながら、この方法を多層膜の膜厚の
制御に利用すると、基盤上に積層している全ての薄膜層
について解析しなければならないので、解析が非常に困
難となるため、実質的には不可能であり、利用さていな
かった。また、総膜厚が１ミクロンにも及ぶ光学系の多
層膜の場合、分解能を上げて測定しても、求める精度は
得難かった。
制御に利用すると、基盤上に積層している全ての薄膜層
について解析しなければならないので、解析が非常に困
難となるため、実質的には不可能であり、利用さていな
かった。また、総膜厚が１ミクロンにも及ぶ光学系の多
層膜の場合、分解能を上げて測定しても、求める精度は
得難かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板上に製
膜中の少なくとも特定の層の薄膜の膜厚を０．５ナノメ
ーター以下の精度で製膜することによって多層薄膜製品
の歩留りを高くすることができる多層薄膜形成方法及び
装置を提供することを課題とするものである。
膜中の少なくとも特定の層の薄膜の膜厚を０．５ナノメ
ーター以下の精度で製膜することによって多層薄膜製品
の歩留りを高くすることができる多層薄膜形成方法及び
装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは光学多層薄膜等の多層薄膜製品の歩留
りを高くするための方法及び装置について鋭意研究をし
ていたところ、モニターではなく、製膜中の薄膜の膜厚
を直接測定すれば、薄膜の膜厚を正確に測定することが
できること、その測定には要求される膜厚の精度（ｎｍ
以下）以下の波長であるＸ線を使用すれば従来の光学方
式及び水晶振動子を用いる方式（精度が数ｎｍ程度）よ
り精度が高くなる（ｎｍ以下）こと、Ｘ線を用いて多層
膜の最表面層のみの膜厚、密度、表面及び界面の粗さ等
を直接測定しようとすると、膜厚が薄いため、入射角に
対するＸ線の侵入深さを調べてみると、侵入深さは用い
たＸ線の波長と物質の密度によって違うが、入射角が全
反射領域を越えると指数関数的に深く侵入するので、製
膜中の最表面層のみの膜厚を求めることはできないが、
表面の数層の薄膜を一緒に測定できる条件の範囲に散乱
角を限定すれば、各層の膜厚等を求めることができるこ
と、測定方法として製膜中の多層膜の表面にすれすれ、
すなわち０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得られる
反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線のうちの散乱角が０
度から１度の範囲にある反射率曲線を解析すれば、表面
の数層のそれぞれの薄膜の膜厚、密度、表面及び界面の
粗さを求めることができる等の知見を得た。本発明は、
これらの知見に基づいて発明をされたものである。
め、本発明者らは光学多層薄膜等の多層薄膜製品の歩留
りを高くするための方法及び装置について鋭意研究をし
ていたところ、モニターではなく、製膜中の薄膜の膜厚
を直接測定すれば、薄膜の膜厚を正確に測定することが
できること、その測定には要求される膜厚の精度（ｎｍ
以下）以下の波長であるＸ線を使用すれば従来の光学方
式及び水晶振動子を用いる方式（精度が数ｎｍ程度）よ
り精度が高くなる（ｎｍ以下）こと、Ｘ線を用いて多層
膜の最表面層のみの膜厚、密度、表面及び界面の粗さ等
を直接測定しようとすると、膜厚が薄いため、入射角に
対するＸ線の侵入深さを調べてみると、侵入深さは用い
たＸ線の波長と物質の密度によって違うが、入射角が全
反射領域を越えると指数関数的に深く侵入するので、製
膜中の最表面層のみの膜厚を求めることはできないが、
表面の数層の薄膜を一緒に測定できる条件の範囲に散乱
角を限定すれば、各層の膜厚等を求めることができるこ
と、測定方法として製膜中の多層膜の表面にすれすれ、
すなわち０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得られる
反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線のうちの散乱角が０
度から１度の範囲にある反射率曲線を解析すれば、表面
の数層のそれぞれの薄膜の膜厚、密度、表面及び界面の
粗さを求めることができる等の知見を得た。本発明は、
これらの知見に基づいて発明をされたものである。
【００１０】すなわち、本発明の多層薄膜形成方法にお
いては、基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜１．５
度、通常０〜１度の角度でＸ線を照射して得られた反射
Ｘ線を、入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して
反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率
曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率
曲線を解析することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出
し、この算出した結果を利用して製膜中の膜厚を制御し
て所定の膜厚の薄膜を形成することである。
いては、基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜１．５
度、通常０〜１度の角度でＸ線を照射して得られた反射
Ｘ線を、入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して
反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率
曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率
曲線を解析することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出
し、この算出した結果を利用して製膜中の膜厚を制御し
て所定の膜厚の薄膜を形成することである。
【００１１】また、本発明の多層薄膜形成方法において
は、基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度、通
常０〜１度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線
を、入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射
Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線
のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線
を解析することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、
必要に応じてこの算出した薄膜の膜厚を表示手段、プリ
ンター等で出力し、また算出した結果に基づいてシャッ
ターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッターの開閉
及び蒸発源からの蒸発量の制御をすることによって所定
の膜厚の薄膜を形成することである。
は、基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度、通
常０〜１度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線
を、入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射
Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線
のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線
を解析することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、
必要に応じてこの算出した薄膜の膜厚を表示手段、プリ
ンター等で出力し、また算出した結果に基づいてシャッ
ターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッターの開閉
及び蒸発源からの蒸発量の制御をすることによって所定
の膜厚の薄膜を形成することである。
【００１２】本発明の多層薄膜形成装置においては、上
部に薄膜を積層する基板を取付けるようにした真空容器
と、この真空容器の中に設置した蒸発源と、この蒸発源
と上記基板との間に設けたシャッターと、製膜中の多層
膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射するＸ線照
射手段と、反射したＸ線を測定するＸ線測定手段と、こ
のＸ線測定手段で測定したデータの反射率曲線のうちの
散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析し
て製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果に基づい
てシャッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッタ
ーの開閉及び蒸発源からの蒸発量を制御する演算・制御
手段とからなるものとすることである。
部に薄膜を積層する基板を取付けるようにした真空容器
と、この真空容器の中に設置した蒸発源と、この蒸発源
と上記基板との間に設けたシャッターと、製膜中の多層
膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射するＸ線照
射手段と、反射したＸ線を測定するＸ線測定手段と、こ
のＸ線測定手段で測定したデータの反射率曲線のうちの
散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析し
て製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果に基づい
てシャッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッタ
ーの開閉及び蒸発源からの蒸発量を制御する演算・制御
手段とからなるものとすることである。
【００１３】また、本発明の多層薄膜形成装置において
は、上部に薄膜を積層する基板を取付けるようにした真
空容器と、この真空容器の中に設置した蒸発源と、この
蒸発源と上記基板との間に設けたシャッターと、製膜中
の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射する
Ｘ線照射手段と、反射したＸ線を測定するＸ線測定手段
と、このＸ線測定手段で測定したデータの反射率曲線の
うちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を
解析して製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果に
基づいてシャッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシ
ャッターの開閉及び蒸発源からの蒸発量を制御する演算
・制御手段と、上記演算・制御手段等で求めた薄膜の膜
厚を表示する表示手段及び薄膜の膜厚を印刷するプリン
ターとからなるものとすることである。なお、本発明に
おける多層薄膜形成方法等の「多層」とは、３層以上の
もののことである。
は、上部に薄膜を積層する基板を取付けるようにした真
空容器と、この真空容器の中に設置した蒸発源と、この
蒸発源と上記基板との間に設けたシャッターと、製膜中
の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射する
Ｘ線照射手段と、反射したＸ線を測定するＸ線測定手段
と、このＸ線測定手段で測定したデータの反射率曲線の
うちの散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を
解析して製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出した結果に
基づいてシャッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシ
ャッターの開閉及び蒸発源からの蒸発量を制御する演算
・制御手段と、上記演算・制御手段等で求めた薄膜の膜
厚を表示する表示手段及び薄膜の膜厚を印刷するプリン
ターとからなるものとすることである。なお、本発明に
おける多層薄膜形成方法等の「多層」とは、３層以上の
もののことである。
【００１４】
【作用】本発明の多層薄膜形成方法及び装置は、製膜中
の少なくとも特定の層の膜厚をその形成時に直接、かつ
その表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得られ
た反射Ｘ線を入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対
して反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反
射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反
射率曲線を解析しているので、製膜中の薄膜の膜厚、密
度等を正確に測定することができる。そのため、製膜中
の薄膜の膜厚を精度よく所定の膜厚にすることができ
る。また、製膜中の薄膜の膜厚を測定しながら製膜する
ので、膜厚を精度よく所定の膜厚にすることができる。
の少なくとも特定の層の膜厚をその形成時に直接、かつ
その表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射して得られ
た反射Ｘ線を入射角θを変えて測定し、散乱角２θに対
して反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求め、その反
射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反
射率曲線を解析しているので、製膜中の薄膜の膜厚、密
度等を正確に測定することができる。そのため、製膜中
の薄膜の膜厚を精度よく所定の膜厚にすることができ
る。また、製膜中の薄膜の膜厚を測定しながら製膜する
ので、膜厚を精度よく所定の膜厚にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の多層薄膜形成方法
及び多層薄膜形成装置について図面を参考にして詳細に
説明する。図１は、ガラス基板上に３層（TiO2/SiO2/Ti
O2/ ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３
〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果、図２は、ガラス基板上に４層（SiO2/TiO2/SiO2/TiO
2/ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜
１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果、図３は、ガラス基板上に５層（TiO2/SiO2/TiO2/SiO
2/TiO2/ ガラス基板)の薄膜を積層させた多層膜より
０．３〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び
解析結果、図４は、本発明の多層薄膜形成装置の一実施
例の概略図及び図５は、本発明の多層薄膜形成方法及び
多層薄膜形成装置で製造する多層薄膜の一実施例を示し
た断面図である。
及び多層薄膜形成装置について図面を参考にして詳細に
説明する。図１は、ガラス基板上に３層（TiO2/SiO2/Ti
O2/ ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３
〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果、図２は、ガラス基板上に４層（SiO2/TiO2/SiO2/TiO
2/ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜
１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果、図３は、ガラス基板上に５層（TiO2/SiO2/TiO2/SiO
2/TiO2/ ガラス基板)の薄膜を積層させた多層膜より
０．３〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び
解析結果、図４は、本発明の多層薄膜形成装置の一実施
例の概略図及び図５は、本発明の多層薄膜形成方法及び
多層薄膜形成装置で製造する多層薄膜の一実施例を示し
た断面図である。
【００１６】先ず、本発明の多層薄膜形成方法について
説明する。本発明の多層薄膜形成方法は、基板上に製膜
中の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射し
て得られた反射Ｘ線を入射角θを変えて測定し、散乱角
２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求
め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範
囲にある反射率曲線を解析することにより、製膜中の薄
膜の膜厚を算出し、算出した結果を利用し、必要に応じ
てここで算出した薄膜の膜厚を表示手段及び／又はプリ
ンター等で出力し、または算出した結果に基づいてシャ
ッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッターの開
閉及び蒸発源からの蒸発量の制御をすることによって所
定の膜厚の薄膜を形成することであるが、上記基板上に
製膜中の薄膜は、真空蒸着で製膜中の薄膜のことであ
る。
説明する。本発明の多層薄膜形成方法は、基板上に製膜
中の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線を照射し
て得られた反射Ｘ線を入射角θを変えて測定し、散乱角
２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射率曲線を求
め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範
囲にある反射率曲線を解析することにより、製膜中の薄
膜の膜厚を算出し、算出した結果を利用し、必要に応じ
てここで算出した薄膜の膜厚を表示手段及び／又はプリ
ンター等で出力し、または算出した結果に基づいてシャ
ッターの開閉、蒸発源からの蒸発量又はシャッターの開
閉及び蒸発源からの蒸発量の制御をすることによって所
定の膜厚の薄膜を形成することであるが、上記基板上に
製膜中の薄膜は、真空蒸着で製膜中の薄膜のことであ
る。
【００１７】上記本発明の多層薄膜形成方法における基
板上に製膜中の薄膜にＸ線を照射して反射したＸ線を測
定して製膜中の薄膜の膜厚を測定する方法（薄膜の密
度、表面及び界面の粗さも一緒に測定できる。）は、Ｘ
線発生源、Ｘ線を単色平行化するモノクロメータ等から
なるＸ線照射手段６から放射されたＸ線を製膜中の薄膜
の表面に０〜１．５度の角度で照射し、公知の測定法に
より反射したＸ線をＸ線測定手段７で測定して演算・制
御手段８に入力し、散乱角に対して反射Ｘ線の強度を描
いた反射率曲線を求め、反射率曲線のうちの散乱角が０
度から１度の範囲にある反射率曲線を解析して得た薄膜
の膜厚を求めることである。
板上に製膜中の薄膜にＸ線を照射して反射したＸ線を測
定して製膜中の薄膜の膜厚を測定する方法（薄膜の密
度、表面及び界面の粗さも一緒に測定できる。）は、Ｘ
線発生源、Ｘ線を単色平行化するモノクロメータ等から
なるＸ線照射手段６から放射されたＸ線を製膜中の薄膜
の表面に０〜１．５度の角度で照射し、公知の測定法に
より反射したＸ線をＸ線測定手段７で測定して演算・制
御手段８に入力し、散乱角に対して反射Ｘ線の強度を描
いた反射率曲線を求め、反射率曲線のうちの散乱角が０
度から１度の範囲にある反射率曲線を解析して得た薄膜
の膜厚を求めることである。
【００１８】上記本発明の多層薄膜形成方法において、
製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度、通常０〜１度の
角度でＸ線を照射するのは、表面の数層から反射される
反射Ｘ線を求めるためであり、１．５度、通常１度より
大きくなると、照射したＸ線が多層膜に深く入り過ぎて
多くの薄膜層について解析しなければならないため、解
析が困難になるからである。また、反射率曲線のうちの
散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析す
るのは、この範囲が表面の数層から反射される反射Ｘ線
であるからであり、１度より大きくなると、深い層の薄
膜から反射される反射Ｘ線も含まれることになるので、
多層膜のそれぞれについて解析しなければならないた
め、解析が困難になるからである。
製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度、通常０〜１度の
角度でＸ線を照射するのは、表面の数層から反射される
反射Ｘ線を求めるためであり、１．５度、通常１度より
大きくなると、照射したＸ線が多層膜に深く入り過ぎて
多くの薄膜層について解析しなければならないため、解
析が困難になるからである。また、反射率曲線のうちの
散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析す
るのは、この範囲が表面の数層から反射される反射Ｘ線
であるからであり、１度より大きくなると、深い層の薄
膜から反射される反射Ｘ線も含まれることになるので、
多層膜のそれぞれについて解析しなければならないた
め、解析が困難になるからである。
【００１９】本発明の多層薄膜形成方法における上記演
算手段等で得た薄膜の膜厚を利用して所定の膜厚を製膜
する方法は、上記薄膜の膜厚を利用してシャッターの開
閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御すること等によ
って製膜することである。また表示手段18に表示し及び
／又はプリンターで印刷することである。
算手段等で得た薄膜の膜厚を利用して所定の膜厚を製膜
する方法は、上記薄膜の膜厚を利用してシャッターの開
閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御すること等によ
って製膜することである。また表示手段18に表示し及び
／又はプリンターで印刷することである。
【００２０】本発明の多層薄膜形成方法における上記演
算手段等で得た薄膜の膜厚に基づいてシャッターの開閉
及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御する方法は、演算
・制御手段８等で得た薄膜の膜厚が、演算・制御手段８
において予め入力されているこの製膜中の薄膜の最終膜
厚（製品の膜厚）と比較され、その結果によってシャッ
ターの開閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御、すな
わち電子銃16からの電子ビームの照射を制御することで
ある。なお、本発明の多層薄膜形成方法において、製膜
中の特定の層のみ膜厚を制御して所定の膜厚にする場合
も含まれているのは、光学多層薄膜等の中には特定の層
のみ膜厚を正確にすればよいものがあるからである。
算手段等で得た薄膜の膜厚に基づいてシャッターの開閉
及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御する方法は、演算
・制御手段８等で得た薄膜の膜厚が、演算・制御手段８
において予め入力されているこの製膜中の薄膜の最終膜
厚（製品の膜厚）と比較され、その結果によってシャッ
ターの開閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御、すな
わち電子銃16からの電子ビームの照射を制御することで
ある。なお、本発明の多層薄膜形成方法において、製膜
中の特定の層のみ膜厚を制御して所定の膜厚にする場合
も含まれているのは、光学多層薄膜等の中には特定の層
のみ膜厚を正確にすればよいものがあるからである。
【００２１】次に、本発明の多層薄膜形成方法における
薄膜の膜厚の測定方法（薄膜の密度、表面及び界面の粗
さも一緒に測定できる。）の具体例を説明する。図１、
図２及び図３は、ガラス基板上に３層（TiO2/SiO2/TiO2
/ ガラス基板) 、４層（SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/ガラス基
板) 、５層（TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/ ガラス基板)
の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．０度の散乱
角で測定された反射率曲線及び解析結果である。３層と
５層の薄膜については表層の２層の薄膜を解析すること
で最表面のTiO2膜の膜厚を求めることができ、４層の薄
膜については最表面にあるSiO2膜のＸ線の吸収が小さい
ので、表層の３層の薄膜を解析することで最表面のSiO2
膜の膜厚を求めることができる。何れの場合も、解析に
必要な反射率曲線の範囲は、Ｘ線の全反射領域を含めて
２θが２θe （この場合＝１．０度）までの低反射角領
域だけでよい。また全反射の臨海角２θ2 の現れ方の違
い、図１及び図３と図２から最表面の薄膜がTiO2膜であ
るかSiO2膜であるか判断ができ、膜の密度も得られる。
また、膜厚も絶対値を求めることができる特徴がある。
薄膜の膜厚の測定方法（薄膜の密度、表面及び界面の粗
さも一緒に測定できる。）の具体例を説明する。図１、
図２及び図３は、ガラス基板上に３層（TiO2/SiO2/TiO2
/ ガラス基板) 、４層（SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/ガラス基
板) 、５層（TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/ ガラス基板)
の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．０度の散乱
角で測定された反射率曲線及び解析結果である。３層と
５層の薄膜については表層の２層の薄膜を解析すること
で最表面のTiO2膜の膜厚を求めることができ、４層の薄
膜については最表面にあるSiO2膜のＸ線の吸収が小さい
ので、表層の３層の薄膜を解析することで最表面のSiO2
膜の膜厚を求めることができる。何れの場合も、解析に
必要な反射率曲線の範囲は、Ｘ線の全反射領域を含めて
２θが２θe （この場合＝１．０度）までの低反射角領
域だけでよい。また全反射の臨海角２θ2 の現れ方の違
い、図１及び図３と図２から最表面の薄膜がTiO2膜であ
るかSiO2膜であるか判断ができ、膜の密度も得られる。
また、膜厚も絶対値を求めることができる特徴がある。
【００２２】このような多層膜の構成では、膜の積層数
が多く、たとえ総膜厚が１ミクロンを遙に超えるような
場合でも、また下層がどの様な材料でどの様な層を成し
ているか分からなくとも、散乱角が０から１度までの反
射率曲線が分かれば表層の２層または３層を解析するこ
とで、最表面の膜厚を精度良く測定することができると
ころに特徴がある。
が多く、たとえ総膜厚が１ミクロンを遙に超えるような
場合でも、また下層がどの様な材料でどの様な層を成し
ているか分からなくとも、散乱角が０から１度までの反
射率曲線が分かれば表層の２層または３層を解析するこ
とで、最表面の膜厚を精度良く測定することができると
ころに特徴がある。
【００２３】光学多層薄膜の場合、少なくとも特定の層
の薄膜において、重要なのは薄膜の膜厚と密度からなる
の成膜量（単位面積当たり）であるが、薄膜の密度は、
薄膜の化合物が同じであり、かつ使用する多層薄膜形成
装置が同じであれば、一定になるので、予め薄膜の密度
を考慮して薄膜の膜厚を決定（密度が低い場合には膜厚
を厚くする）しておけば、製膜中の薄膜の密度を測定し
てその結果に応じて膜厚を制御する必要はない。本発明
の多層薄膜形成方法における薄膜の膜厚の測定方法は、
薄膜の密度も一緒に測定できるので、この密度を上記薄
膜の膜厚の決定に利用することができる。
の薄膜において、重要なのは薄膜の膜厚と密度からなる
の成膜量（単位面積当たり）であるが、薄膜の密度は、
薄膜の化合物が同じであり、かつ使用する多層薄膜形成
装置が同じであれば、一定になるので、予め薄膜の密度
を考慮して薄膜の膜厚を決定（密度が低い場合には膜厚
を厚くする）しておけば、製膜中の薄膜の密度を測定し
てその結果に応じて膜厚を制御する必要はない。本発明
の多層薄膜形成方法における薄膜の膜厚の測定方法は、
薄膜の密度も一緒に測定できるので、この密度を上記薄
膜の膜厚の決定に利用することができる。
【００２４】次に、本発明の多層薄膜形成装置について
その一実施例を図４を参照して説明する。本発明の一実
施例の多層薄膜形成装置１は、真空蒸着用の真空容器
２、基板Ｗを取り付ける基板取付け装置３、蒸発源４、
シャッター５、製膜中の薄膜にＸ線を照射するＸ線照射
手段６、反射したＸ線の強度を測定するＸ線測定手段
７、Ｘ線測定手段で測定した反射率曲線を解析して薄膜
の膜厚、密度等を求め、かつ求めた薄膜の膜厚に基づい
てシャッターの開閉及び/ 又は蒸発源からの蒸発量を制
御する演算・制御手段８等からなっている。
その一実施例を図４を参照して説明する。本発明の一実
施例の多層薄膜形成装置１は、真空蒸着用の真空容器
２、基板Ｗを取り付ける基板取付け装置３、蒸発源４、
シャッター５、製膜中の薄膜にＸ線を照射するＸ線照射
手段６、反射したＸ線の強度を測定するＸ線測定手段
７、Ｘ線測定手段で測定した反射率曲線を解析して薄膜
の膜厚、密度等を求め、かつ求めた薄膜の膜厚に基づい
てシャッターの開閉及び/ 又は蒸発源からの蒸発量を制
御する演算・制御手段８等からなっている。
【００２５】上記真空容器２は、上部に製膜中の薄膜に
Ｘ線を照射してその薄膜の膜厚を測定するため及び基板
Ｗを取り付ける基板取付け装置３を設けるための突出部
９が設けられ、内部を真空にするための排気系10が接続
されており、また覗き窓11が設けられていると共に、基
板Ｗの装着、多層薄膜を形成した基板Ｗの取り出し、メ
ンテナンス等のために一部が開閉できるようになってい
るもので、内に蒸発源４及びシャッター５が入ってい
る。また、上記真空容器２の突出部９の内外に設けた基
板Ｗを取り付ける基板取付け装置３は、基板Ｗを取り付
けるための基板取付治具12とこれらを回転させるモー
タ、変速機等からなる取付治具回転装置13からなってい
る。
Ｘ線を照射してその薄膜の膜厚を測定するため及び基板
Ｗを取り付ける基板取付け装置３を設けるための突出部
９が設けられ、内部を真空にするための排気系10が接続
されており、また覗き窓11が設けられていると共に、基
板Ｗの装着、多層薄膜を形成した基板Ｗの取り出し、メ
ンテナンス等のために一部が開閉できるようになってい
るもので、内に蒸発源４及びシャッター５が入ってい
る。また、上記真空容器２の突出部９の内外に設けた基
板Ｗを取り付ける基板取付け装置３は、基板Ｗを取り付
けるための基板取付治具12とこれらを回転させるモー
タ、変速機等からなる取付治具回転装置13からなってい
る。
【００２６】上記蒸発源４は、薄膜を形成するための蒸
着材料20を蒸発させるためのものであり、溶融した蒸着
材料20を入れるるつぼ14と蒸着材料20を加熱する電子銃
15とからなっており、この実施例では２種類の薄膜を形
成するようにそれぞれ２個ずつ設けられている。この電
子銃15のＯＮ／ＯＦＦ等の制御は、下記演算・制御手段
８から出力される信号によって行われるようになってい
る。
着材料20を蒸発させるためのものであり、溶融した蒸着
材料20を入れるるつぼ14と蒸着材料20を加熱する電子銃
15とからなっており、この実施例では２種類の薄膜を形
成するようにそれぞれ２個ずつ設けられている。この電
子銃15のＯＮ／ＯＦＦ等の制御は、下記演算・制御手段
８から出力される信号によって行われるようになってい
る。
【００２７】上記シャッター５は、基板Ｗに向かって飛
散する蒸着材料20を遮断するためのもので、シャッター
５にシャッター５を駆動するシャッター駆動装置16が取
り付けられている。このシャッター駆動装置16によるシ
ャッター５の開閉は、下記演算・制御手段８から出力さ
れる信号によって行うようになっている。
散する蒸着材料20を遮断するためのもので、シャッター
５にシャッター５を駆動するシャッター駆動装置16が取
り付けられている。このシャッター駆動装置16によるシ
ャッター５の開閉は、下記演算・制御手段８から出力さ
れる信号によって行うようになっている。
【００２８】上記製膜中の薄膜にＸ線を照射するＸ線照
射手段６及び反射したＸ線の強度を測定するＸ線測定手
段７は、基板Ｗ上に製膜中の薄膜にＸ線を照射し、散乱
角（Ｘ線照射手段６を回転させた角θとＸ線測定手段７
を回転させた角θの和、即ち２θ）に対する反射したＸ
線の強度を測定して演算・制御手段８に転送して入力さ
せるものである。このうちのＸ線照射手段６は、Ｘ線発
生源、Ｘ線発生源から放射されたＸ線を単色平行Ｘ線に
変換するモノクロメータ部、平行化するコリメーター部
等からなるもので、入射Ｘ線の方向を変えることができ
るように水平面から上下に少なくとも１．５度回転がで
きるように取り付けられている。またＸ線測定手段７
は、受光スリット、検出器等からなるもので、製膜中の
薄膜で反射したＸ線の強度を反射角θの２倍、すなわち
２θを測定するためのもので、Ｘ線を受ける方向を変え
ることができるように水平面から上下に約５度程度の回
転制御できるように取り付けられており、散乱角の変化
に対する反射強度を表す反射率曲線を測定し、それらの
データを遂次、下記の演算・制御手段８に入力するよう
になっている。
射手段６及び反射したＸ線の強度を測定するＸ線測定手
段７は、基板Ｗ上に製膜中の薄膜にＸ線を照射し、散乱
角（Ｘ線照射手段６を回転させた角θとＸ線測定手段７
を回転させた角θの和、即ち２θ）に対する反射したＸ
線の強度を測定して演算・制御手段８に転送して入力さ
せるものである。このうちのＸ線照射手段６は、Ｘ線発
生源、Ｘ線発生源から放射されたＸ線を単色平行Ｘ線に
変換するモノクロメータ部、平行化するコリメーター部
等からなるもので、入射Ｘ線の方向を変えることができ
るように水平面から上下に少なくとも１．５度回転がで
きるように取り付けられている。またＸ線測定手段７
は、受光スリット、検出器等からなるもので、製膜中の
薄膜で反射したＸ線の強度を反射角θの２倍、すなわち
２θを測定するためのもので、Ｘ線を受ける方向を変え
ることができるように水平面から上下に約５度程度の回
転制御できるように取り付けられており、散乱角の変化
に対する反射強度を表す反射率曲線を測定し、それらの
データを遂次、下記の演算・制御手段８に入力するよう
になっている。
【００２９】上記Ｘ線測定手段７で測定されたデータが
入力される演算・制御手段８は、Ｘ線測定手段で測定し
た結果が転送されて入力され、反射率曲線を求め、それ
を予め用意した解析の式に基づいて解析し、薄膜の膜
厚、密度等を算出し、出力としてＣＲＴ等の表示手段1
8、プリンター19に入力させるものである。また、上記
算出された膜厚と予め入力手段17から入力されている製
膜中の薄膜の最終膜厚（製品の膜厚）とが比較され、比
較した結果のデータが、演算・制御手段８の出力として
シャッター駆動装置16及び又は電子銃15の制御手段（図
示されていない。）に入力され、シャッター５の開閉及
び／又は蒸発源４からの蒸発量、すなわちを電子銃15か
らの電子ビームの照射を制御するようになっている。
入力される演算・制御手段８は、Ｘ線測定手段で測定し
た結果が転送されて入力され、反射率曲線を求め、それ
を予め用意した解析の式に基づいて解析し、薄膜の膜
厚、密度等を算出し、出力としてＣＲＴ等の表示手段1
8、プリンター19に入力させるものである。また、上記
算出された膜厚と予め入力手段17から入力されている製
膜中の薄膜の最終膜厚（製品の膜厚）とが比較され、比
較した結果のデータが、演算・制御手段８の出力として
シャッター駆動装置16及び又は電子銃15の制御手段（図
示されていない。）に入力され、シャッター５の開閉及
び／又は蒸発源４からの蒸発量、すなわちを電子銃15か
らの電子ビームの照射を制御するようになっている。
【００３０】次に、本発明の上記多層薄膜形成装置の使
用方法の一例を図５に記載しているものを例にして説明
する。先ず、入力手段17で演算・制御手段８に、既に作
成されており、これから作成する２種類の蒸着材料、す
なわちＴａＯ5 とＳｉＯ2 の蒸着サンプルでの蒸着薄膜
の膜厚とＸ線反射率のデータ及びこれから作成する各薄
膜の最終膜厚（製品の膜厚）を入力しておく。その後、
多層薄膜を形成する基板Ｗを基板取付治具12に取付け、
蒸着材料20をるつぼ14に入れ、排気系10を稼働して真空
容器２内を真空にし、一方の電子銃15を起動させて電子
ビームを照射して蒸着材料20の一方のＴａＯ5 を溶解、
蒸発させて基板Ｗに蒸着を開始する。
用方法の一例を図５に記載しているものを例にして説明
する。先ず、入力手段17で演算・制御手段８に、既に作
成されており、これから作成する２種類の蒸着材料、す
なわちＴａＯ5 とＳｉＯ2 の蒸着サンプルでの蒸着薄膜
の膜厚とＸ線反射率のデータ及びこれから作成する各薄
膜の最終膜厚（製品の膜厚）を入力しておく。その後、
多層薄膜を形成する基板Ｗを基板取付治具12に取付け、
蒸着材料20をるつぼ14に入れ、排気系10を稼働して真空
容器２内を真空にし、一方の電子銃15を起動させて電子
ビームを照射して蒸着材料20の一方のＴａＯ5 を溶解、
蒸発させて基板Ｗに蒸着を開始する。
【００３１】それと同時に、Ｘ線照射手段６及びＸ線測
定手段７を起動して反射したＸ線の強度を測定し、演算
・制御手段８で得られた反射率曲線のデータを遂次解析
し、製膜中の薄膜の膜厚、密度等を求め、それらを表示
手段18に表示及び／またはプリンター19で印刷する。ま
た、測定した薄膜の膜厚が最終膜厚と比較され、最終膜
厚になっていない場合には、演算・制御手段８から信号
が出力されないので、そのまま蒸着が継続される。Ｘ線
照射手段６及びＸ線測定手段７で測定したデータが最終
膜厚になっていると、演算・制御手段８からシャッター
５の開閉及び／又は蒸発源４からの蒸発量を制御する信
号が出力されてシャッター駆動装置16及び又は電子銃15
の制御手段に入力され、シャッター５が閉じられ、電子
銃15がＯＦＦになる。
定手段７を起動して反射したＸ線の強度を測定し、演算
・制御手段８で得られた反射率曲線のデータを遂次解析
し、製膜中の薄膜の膜厚、密度等を求め、それらを表示
手段18に表示及び／またはプリンター19で印刷する。ま
た、測定した薄膜の膜厚が最終膜厚と比較され、最終膜
厚になっていない場合には、演算・制御手段８から信号
が出力されないので、そのまま蒸着が継続される。Ｘ線
照射手段６及びＸ線測定手段７で測定したデータが最終
膜厚になっていると、演算・制御手段８からシャッター
５の開閉及び／又は蒸発源４からの蒸発量を制御する信
号が出力されてシャッター駆動装置16及び又は電子銃15
の制御手段に入力され、シャッター５が閉じられ、電子
銃15がＯＦＦになる。
【００３２】その後、他方の電子銃15を起動させて電子
ビームを照射して蒸着材料20の他方のＳｉＯ2 を溶解、
蒸発させて基板Ｗ上のＴａＯ5 の薄膜の上に蒸着を開始
する。蒸着を開始すると、Ｘ線照射手段６及びＸ線測定
手段７が稼働して上記のとおり繰り返されて所定膜厚の
ＳｉＯ2 の薄膜が形成される。さらに、その後、演算・
制御手段８から信号が出力されてシャッター駆動装置16
に入力されてシャッター５が開かれ、一方の電子銃15が
起動されて蒸着材料20の一方のＴａＯ5 を溶解、蒸発さ
せて基板Ｗに蒸着を開始し、上記のとおり繰り返されて
所定膜厚のＴａＯ5 の薄膜が形成される。これらを繰り
返して基板上に多層薄膜を形成する。
ビームを照射して蒸着材料20の他方のＳｉＯ2 を溶解、
蒸発させて基板Ｗ上のＴａＯ5 の薄膜の上に蒸着を開始
する。蒸着を開始すると、Ｘ線照射手段６及びＸ線測定
手段７が稼働して上記のとおり繰り返されて所定膜厚の
ＳｉＯ2 の薄膜が形成される。さらに、その後、演算・
制御手段８から信号が出力されてシャッター駆動装置16
に入力されてシャッター５が開かれ、一方の電子銃15が
起動されて蒸着材料20の一方のＴａＯ5 を溶解、蒸発さ
せて基板Ｗに蒸着を開始し、上記のとおり繰り返されて
所定膜厚のＴａＯ5 の薄膜が形成される。これらを繰り
返して基板上に多層薄膜を形成する。
【００３３】
【発明の効果】本発明の多層薄膜形成方法及び装置は、
上記構成にすることにより、次のような優れた効果を奏
する。 （１）製膜中の薄膜の膜厚を直接、かつＸ線測定装置で
遂次測定しているので、製膜中の薄膜の膜厚を正確に測
定することができる。 （２）製膜中の薄膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線
を照射して得られた反射Ｘ線を入射角θを変えて測定
し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射率
曲線を求め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度から
１度の範囲にある反射率曲線を解析しているので、製膜
中の薄膜の膜厚、密度等を正確に、かつ容易に測定する
ことができる。 （３）製膜中の薄膜の膜厚を測定しながらシャッターの
開閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御しているの
で、薄膜の膜厚を所定の膜厚に正確に製膜することがで
きる。 （４）Ｘ線を用い測定しているので、必要に応じて薄膜
の表面粗さ、結晶 性等を同時に測定することも可能に
なる。
上記構成にすることにより、次のような優れた効果を奏
する。 （１）製膜中の薄膜の膜厚を直接、かつＸ線測定装置で
遂次測定しているので、製膜中の薄膜の膜厚を正確に測
定することができる。 （２）製膜中の薄膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線
を照射して得られた反射Ｘ線を入射角θを変えて測定
し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の強度を描いた反射率
曲線を求め、その反射率曲線のうちの散乱角が０度から
１度の範囲にある反射率曲線を解析しているので、製膜
中の薄膜の膜厚、密度等を正確に、かつ容易に測定する
ことができる。 （３）製膜中の薄膜の膜厚を測定しながらシャッターの
開閉及び／又は蒸発源からの蒸発量を制御しているの
で、薄膜の膜厚を所定の膜厚に正確に製膜することがで
きる。 （４）Ｘ線を用い測定しているので、必要に応じて薄膜
の表面粗さ、結晶 性等を同時に測定することも可能に
なる。
【図１】ガラス基板上に３層（TiO2/SiO2/TiO2/ ガラス
基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．０度
の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結果である。
基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．０度
の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結果である。
【図２】ガラス基板上に４層（SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/ガ
ラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．
０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結果であ
る。
ラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３〜１．
０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結果であ
る。
【図３】ガラス基板上に５層（TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/Ti
O2/ ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３
〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果である。
O2/ ガラス基板) の薄膜を積層させた多層膜より０．３
〜１．０度の散乱角で測定された反射率曲線及び解析結
果である。
【図４】本発明の多層薄膜形成装置の一実施例の概略断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の多層薄膜形成方法及び多層薄膜形成装
置で製造する多層薄膜の一実施例を示した断面図であ
る。
置で製造する多層薄膜の一実施例を示した断面図であ
る。
１ 多層薄膜形成装置
２ 真空容器
３ 基板取付け装置
４ 蒸発源
５ シャッター
６ Ｘ線照射手段
７ Ｘ線測定手段
８ 演算・制御手段
９ 突出部
10 排気系
11 覗き窓
12 基板取付治具
13 取付治具回転装置
14 るつぼ
15 電子銃
16 シャッター駆動装置
17 入力手段
18 表示手段
19 プリンター
20 蒸着材料
Ｗ 基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 原田 仁平
東京都杉並区久我山３−47−８
(72)発明者 小野間 敦
神奈川県平塚市南原３─２─43−201 Ｄ
‘ステージ湘南平塚
(72)発明者 河合 幸洋
静岡県県御殿場市保土沢1157−584 河合
光学株式会社内
Ｆターム(参考） 2F067 AA27 BB01 BB16 CC14 HH04
JJ03 KK08
2H042 DA08 DA12 DB02 DC02 DE00
2H048 FA05 FA07 FA09 FA18 FA24
GA07 GA09 GA11 GA33 GA60
GA61
4K029 BB02 BC07 DA12 EA00 EA01
EA02
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜
１．５度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線を入
射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の
強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線のうち
の散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析
することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出し
た結果を利用して製膜中の膜厚を制御して所定の膜厚の
薄膜を形成することを特徴とする多層薄膜形成方法。 - 【請求項２】 基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜
１．５度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線を入
射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の
強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線のうち
の散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析
することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出し
た結果に基づいてシャッターの開閉を制御して所定の膜
厚の薄膜を形成することを特徴とする多層薄膜形成方
法。 - 【請求項３】 基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜
１．５度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線を入
射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の
強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線のうち
の散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析
することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出し
た結果に基づいて蒸発源からの蒸発量を制御して所定の
膜厚の薄膜を形成すことを特徴とする多層薄膜形成方
法。 - 【請求項４】 基板上に製膜中の多層膜の表面に０〜
１．５度の角度でＸ線を照射して得られた反射Ｘ線を入
射角θを変えて測定し、散乱角２θに対して反射Ｘ線の
強度を描いた反射率曲線を求め、その反射率曲線のうち
の散乱角が０度から１度の範囲にある反射率曲線を解析
することにより、製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出し
た結果に基づいてシャッターの開閉及び蒸発源からの蒸
発量を制御して所定の膜厚の薄膜を形成すことを特徴と
する多層薄膜形成方法。 - 【請求項５】 上部に薄膜を積層する基板を取付けるよ
うにした真空容器と、この真空容器の中に設置した蒸発
源と、この蒸発源と上記基板との間に設けたシャッター
と、製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線
を照射するＸ線照射手段と、反射したＸ線を測定するＸ
線測定手段と、このＸ線測定手段で測定したデータの反
射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反
射率曲線を解析して製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出
した結果に基づいてシャッターの開閉を制御する演算・
制御手段とからなることを特徴とする多層薄膜形成装
置。 - 【請求項６】 上部に薄膜を積層する基板を取付けるよ
うにした真空容器と、この真空容器の中に設置した蒸発
源と、この蒸発源と上記基板との間に設けたシャッター
と、製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線
を照射するＸ線照射手段と、反射したＸ線を測定するＸ
線測定手段と、このＸ線測定手段で測定したデータの反
射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反
射率曲線を解析して製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出
した結果に基づいて蒸発源からの蒸発量を制御する演算
・制御手段とからなることを特徴とする多層薄膜形成装
置。 - 【請求項７】 上部に薄膜を積層する基板を取付けるよ
うにした真空容器と、この真空容器の中に設置した蒸発
源と、この蒸発源と上記基板との間に設けたシャッター
と、製膜中の多層膜の表面に０〜１．５度の角度でＸ線
を照射するＸ線照射手段と、反射したＸ線を測定するＸ
線測定手段と、このＸ線測定手段で測定したデータの反
射率曲線のうちの散乱角が０度から１度の範囲にある反
射率曲線を解析して製膜中の薄膜の膜厚を算出し、算出
した結果に基づいてシャッターの開閉及び蒸発源からの
蒸発量を制御する演算・制御手段とからなることを特徴
とする多層薄膜形成装置。 - 【請求項８】 上記演算・制御手段で求めた薄膜の膜厚
を表示する表示手段及び薄膜の膜厚を印刷するプリンタ
ーのうちの１種又は２種を設けることを特徴とする請求
項５ないし請求項７のいずれか１項記載の多層薄膜形成
装置。
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