JPH01306560A - 蒸着膜厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、特定波長の光に対する膜厚モニタ基板の反
射率もしくは透過率が極小値または極太値に達したとき
に蒸着終了するべくした蒸着膜厚制御方法に係り、特に
反射率もしくは透過率？数１１１テータとして取り込み
、数値演算方式で所望膜厚に蒸着できたことを検出する
のに好堰な方法に関するものである。

（従来技術と課題） 前述蒸着膜厚制御方法は、従来微分計を用いており、反
射率もしくは透過率の時間軸に対する勾配の正負が完全
に変わってからでないと反射率もしくは透過率が極小値
または極太値であったことを４！ｌ’断できないため、
正確に極小値または極太値で蒸着を終了できない欠点か
あった。またノイズが乗った場せ、極所的に勾配の正負
が逆転し、所望膜厚に至る前に蒸着を終了してしまう欠
点かあつ１こ。

（課題を解決するための手段および作用）この発明は前
述事情に鑑みなさｎγこものであって、一定時間間隔で
取り込んだ少なくとも３イβ」の反射率もしくは透過率
の数値データから二次曲線を６１算し、さらにこの二次
曲線の極小値または襖人倫となる時刻を償掬、シ、その
時刻な蒸着終了時刻として予測するべ（した蒸着護岸制
御方法である。

丁なわち３個の数値データから二次曲稼ヲ演算したり、
あるいは４個以上（できるだけ多い方が望ましい）の数
値データから例えば最小二乗法などにより近似二次曲線
を演算し、そしてその極小値または極太値に相当する時
刻を計算し、この時刻を蒸着終了時刻として予測する。

（実施例） １はレンズ２などの被蒸着物体に例えばＭｇＦ２などの
透明ｖＪ質の蒸着を行なうための真空チャンバであり、
その内部には第２図に示すような笠形のレンズ支持テー
ブル３がα方向に回転自在に支持されている。このレン
ズ支持テーブル３の側面と天面には開口が形成され、側
面の開口にはレンズ２が、また天面の開口には膜厚モニ
タ基板４がそれぞれ載置され、真空チャンバ１の底部に
首がれたＭｇＦ２蒸発源５より放散するん１ｇＦ２蒸気
を、レンズ支持テーブル３の回転に伴い各レンズ２およ
び膜厚モニタ基板４の下表面に均一に蒸着するべ（構成
されて（・る。

なおレンズ支持テーブル３の下端部には、このレンズ支
持テーブル３により分割される真空チャンバ１の上室と
下室との間の気密を保ち、ＭｇＦ２Ｍ気の王室への流出
防止を図るためのシール３ａが施されている。また真空
チャンバ１の天面には外側から照射される光を透過させ
て内部の膜厚モニタ基板４に与えるための透明カラス板
６が設けられている。

この実施例膜厚制御方法では、まずタングステンランプ
７かも放射された光り。を、回転円板に放射状にスリッ
トを形成した回転チョッパ８を通過することにより、１
００ＱＨｚの繰返しパルス［Ｌ、　　に変換する。この
光Ｌ１は、ミラー９で反射され、透明カラス板６を通過
して膜厚モニタ基板４に照射される。この元Ｌ１は、膜
厚モニタ基板４０表面およびＭｔｇＦ２蒸涜膜Ｆ蒸着膜
でそれぞれ部分的に反射されて、それらの干渉光り、と
なる。

この干渉光り、は、ミラー１０で反射し、光フィルタ１
１に入射する。この光フィルタ１１は干渉光Ｌｒの中か
ら丑定波長の単色光Ｌ２を抽出するためのものであり、
抽出され１こ光Ｌ２を次段の光電子増倍管１２で受光し
、この光電子増倍管１２で光電変換、増幅して、単色光
Ｌ２の強度丁なわち膜厚モニタ基板４での反射率に応じ
た電圧レベルを持つ電気的な信号Ｓｌとする。この信号
Ｓ１は検波増幅器１３を経由して信号Ｓ２として出力し
、さらには信号ＳユはＡ／Ｄ変換器１４にてデジタル信
号Ｓ３に変換される。さらにはまた信号Ｓ３はマイクロ
コンピュータ１５により第３図のような処理が行なわれ
る。

なお前述回転チョッパ８による光の繰返しパルス化は、
ノイズ低減化のために行なわれる。すなわち光Ｌｌ　　
をこのような繰返しパルスとしておき、検波増幅器１３
においてその繰返し周期を持つ信号の検波増幅を行なう
ことによって、ノイズの影響を低減させた信号を得てい
る。もっともこの処理はこの発明の特徴には直接関係し
ないため、信号Ｓ３は、連続光を膜厚モニタ基板４に照
射した場合の信号と同様のものと考えてよい。

また膜厚の検出は、レンズ２そのものではなく、膜厚モ
ニタ基板４に形成されるＭｇＦ２蒸着膜蒸着膜層ってい
る。これはレンズ２そのものはα方向に回転しているた
めに光照射が困難であるなどの理由による。

次に膜厚と単色光Ｌ２の強度レベル丁なわち膜厚モニタ
基板４における反射率凡との関係を説明する。

入射光Ｌｌ　のうちフィルタ１１で取出されるべき成分
の波長ｙｇｋ、膜厚モニタ基板４に形成されろＭｇＦ２
蒸着膜蒸着膜層折率をＮとすると一′ＬｇＦ２蒸看膜Ｆ
の上面で反射する反射光とＭｇＦ’２蒸着膜Ｆの下面で
反射する反射光との光路差ｇ１＝ｌＩ）ｓｅｃθ ここでｌ）：ＭｇＦ２蒸着膜蒸着膜層 「の強度は極小となる一方、偶数倍のとき極大となる。

よって光路差ｌの変化に伴い、すなわちＦｇＦ２蒸着膜
蒸着膜厚りの変化に伴い、干渉光Ｌ「すなわち単色光Ｌ
２の強度（膜厚モニタ基板４における反射率ｈ）は、極
太値と極小値とか交互に出現するような正弦波的（余弦
波的）な周期変化？する。

そこでＭｇＦｚ蒸着膜蒸着膜厚りが蒸着時間Ｔにほぼ比
？１」シて増加するものとみなせは、第４図のように横
軸を時間軸Ｔに書表わすことができる。

以上のような準備のもとで、マイクロコンピュータ１５
の動作に暴く信号処理について第３図に沿って説明する
。

蒸着開始とともに、正弦波的筒ル」変化曲線の極１１・
値、極太値の経過回数Ｊを（ｊ＝Ｑ）にセットする。（
ステップＳ’ｌ’ｔ） また取り込む数１＠データの数ｎを（ｎ＝０）にセット
する。（ステップ８Ｔ２　） そしてｎ、　＝　ｎ　−１−１とする。（ステップ８Ｔ
３）次にｎ個目の数値データとして時間Ｌｆ！：：経過
するごとに反射率ｆｔｎ’ｒＱり込む。そして数値デー
タの数ｎがｒｎ個（例えば２０個）になれば、時刻’Ｉ
’　ｎ　−ｍ＋　１〜’ｌ’　ｎ　Ｋ　ｉ６ける反射率
Ｒｎ−ｍ＋ｌ〜Ｒｎの「ｎ個のデータを用いて最小〜乗
法により近似二次曲線Ｙを演算し、その極小値または極
太値となる時刻Ｔｐを求める。

そして時刻Ｔｐが（’ｌ’ｎ　　１＜Ｔｐ≦Ｔｎ　）　
Ｋなるまで、更新されたｍ個の数値データを用いて、前
述近似二次曲線Ｙを演算し、その都度極小値または極太
値となる時刻Ｉｌｌ、、、、、求めるといった処理を繰
返すのである。そして時刻Ｔｐが（Ｔｎ−１＜Ｔｐ≦Ｔ
ｎ）になれば、近似二次曲線Ｙの極小値または極大値に
至ったものとして、極小値、極太値の経過回数Ｊを（ｊ
＝ｊ＋１）とする。さらにその経過回数」かに回になる
まで、ステソゲＳＴ３以後の処理を繰返すのである。そ
して経過回数Ｊかに回になれば、所望の蒸着膜厚が得ら
れたことになり、蒸着停止指令信号Ｓｅが出力される。

従ってこの停止指令信号８ｅは、時刻′ｖ、が近似二次
曲線ＹＯｋ回目の極小値または極太値に相当する時刻か
ら時間も経過するまでの間に出力されることになる。

前述説明は実施ψ）ｊであり、例えは光電子増倍管１２
に入力される光Ｌ２は膜厚モニタ基板４を透過した元と
し、その透過率のデータから近似二次曲線Ｙを演算する
ようにしてもよい。また数値データは３個取り込んで、
それらデータから二次曲線を演算し、その極小値または
極太値？求めるようにしてもよい。その他各構成の均等
物との置換もこの発明の技術節回に含まれることはもち
ろんである。

（発明の効果） この発明は前述したように、一定時間間隔で取り込んだ
少なくとも３個の反射率もしくは透過率の数値データか
ら二次曲線（近似二次曲線を含む）を演算し、さらにそ
の二次曲線の極小値または極太値となる時刻を削算しな
から膜厚終了時刻を予測するべくしているので、正確な
所望膜厚か得られる。また瞬間の値だけで判定する従来
の微分計を用いた場合に比し、ノイズによる誤動作も大
幅に減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第１図は概略
全体説明図、第２図はウニ・・支持テーブルの斜視図、
第３図はマイクロコンピュータの処理を示すフローチャ
ート、第４．５図は時間と反射率との関係図である。 １・・・真空チャンバ、２・・・被蒸着物体（例えはレ
ンズ）、３・・・レンズ支持テーブル、４・・・膜厚モ
ニタ基板、５・・・Ｍｇ　Ｆ　２などの蒸発源、６・・
・透明ガラス板、Ｐ゛・・・ＭｇＦ２などの蒸着膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定波長の光に対する膜厚モニタ基板の反射率も
   しくは透過率が極小値または極大値に達したときに蒸着
   終了するべくした蒸着膜厚制御方法において、一定時間
   間隔で取り込んだ少なくとも３個の前記反射率もしくは
   透過率の数値データから二次曲線を演算し、さらにこの
   二次曲線の極小値または極大値となる時刻を演算し、そ
   の時刻を蒸着終了時刻ととして予測するべくしたことを
   特徴とする前記蒸着膜厚制御方法。
2. （２）前記数値データは４個以上取り込み、最小二乗法
   により近似の前記二次曲線を演算するべくした、請求項
   １記載の蒸着膜厚制御方法。