JPH03243766A - 薄膜形成装置用の膜厚制御装置 - Google Patents

薄膜形成装置用の膜厚制御装置

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JPH03243766A
JPH03243766A JP4150790A JP4150790A JPH03243766A JP H03243766 A JPH03243766 A JP H03243766A JP 4150790 A JP4150790 A JP 4150790A JP 4150790 A JP4150790 A JP 4150790A JP H03243766 A JPH03243766 A JP H03243766A
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film thickness
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JP4150790A
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Seiji Hiroki
成治 廣木
Tetsuya Abe
哲也 阿部
Yoshio Murakami
村上 義夫
Akio Chiba
千葉 亜紀雄
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Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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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) 本発明は薄膜形成装置の膜厚制御装置を利用分野とし、
特にモニタ用水晶振動子(以下モニタ用振動子とする)
の周波数温度特性を補償した膜厚制御方法に関する。
(発明の背景) 薄膜形成装置例えば抵抗加熱型の真空蒸着装置は水晶振
動子等の電極形成に利用される。そして。
通常では、電極の膜厚をモニタ用振動子を使用した膜厚
監視装置により制御する。近年では、水晶振動子の振動
周波数の規格等が厳格になるに伴い、電極の厚みを高精
度で制御できるようにした膜厚1Ii11!f装置が望
まれている。
(従来技術) 第2図はこの種の膜厚制御装置を説明する図で、同rM
(a)は概略図、同図(b)は水晶振動子の断面図であ
る。
膜厚制御装置は被蒸着体となる水晶振動T−(以下蒸着
用振動子とする)1に併設したモニタ用振動子2と、こ
のモニタ用振動子2を発振子とした発振回路3と、11
標周波数を設定する基準信号源4と、発振回路3と基準
信号源4との出力を比較する比較器5と、a着流6を開
閉するシャッタ8の廃動回u7からなる。モニタ用振動
子2は例えばATカットの厚みすべり振動姿態のものか
らなる9両生面には電極15が形成され、第3図に示し
たように電極15の膜厚(質量)ρに応じて周波数を低
下させる(質量付加効果と称される)。
このようなものでは、モニタ用振動子2の蒸着による周
波数低下量を蒸着用振動子1の[1標周波数に応じて設
定する。また、基準信号源4は蒸着後のモニタ用振動子
2の周波数に設定される。そして、蒸着開始後、モニタ
用振動子2が目標周波数に到達したとき、比較器5から
シャッタ駆動回路7に一致信号を送出する。シャッタ駆
動回路7は閉信号を送出してシャッタ8を閉じ蒸着を終
了させる。このようなことから、蒸着前のモニタ用振動
子2の周波数をfl、蒸着後をf2(但しf2〈f+に
なる)とすると、蒸着用振動子1は蒸着後にΔf(f+
f2)だけ周波数が低下して目標周波数に!Ii整され
る。
(従来技術の問題点) しかしながら、上記構成における膜厚制御装置のモニタ
用振動子2は温度によって周波数の変化する温度特性を
有する。この場合は、ATカットであるため、m4図に
示したように常温付近に変曲点を持つ(即ち平坦部)三
次曲線となる。なお、極小値は約75℃になる。しかし
、蒸着装置内の温度は例えば蒸着体(電極材料)によっ
ても異なるが、約100〜250℃に設定される。した
がって、モニタ用振動子2は温度特性の右上がりの直線
部分で動作することになり、温度変化に対する周波数安
定度を低下させ、正確な膜厚の制御をできない問題があ
った。
このようなことから、通常では、図示しない水冷あるい
は空冷によりモニタ用振動子2を冷却して変曲点部分が
動作温度となるようにしていた。
しかし、このようなものでも、常に、一定の温度に維持
することは困難で周波数安定度を損ねる問題があった。
また、構造等を複雑にして保守、点検等を要し、生産性
を低下させる問題もあった。
(発明の目的) 本発明は、温度に対する周波数安定度を良好にして高精
度の制御を可能とした膜厚制御装置を提供することを目
的とする。
(解決手段) 本発明は、モニタ用振動子に可変容量素子を接続して電
圧$11III型とするとともに、前記モニタ用振動子
に温度検出用センサを併設し、前記温度センサの検出温
度に応答した補償電圧を前記可変容量ダイオードに印加
し、前記モニタ用振動子の温度変化による発振周波数を
補償したことを解決手段とする。以下2本発明の一実施
例を説明する。
(実施例) ′W11図は本発明の一実施例を説明する膜厚制御装置
の概略図である。
S厚制鐸装置は蒸着用振動子1の膜厚を監視するモニタ
用振動子2に温度検出用センサとしての水晶振動子(以
下、温度用振動子とする)9を併設する。但し、温度用
振動子9は蒸着源6からはjig!されてその膜厚は一
定とする(即ち5発振周波数が蒸着中においても一定と
する)。そして、モニタ用振動子2には可変容量ダイオ
ード10を接続して発振回路3を所謂電圧制御方式とす
る。
また、温度用振動子9はモニタ用振動子2と同一切断角
度のATカットとし、これを発振子とした発振回路1(
に接続する。そして、その出力をFV変換器12により
補償電圧に変換し、これを可変容量ダイオード10に印
加する構成とする。F■変換器12は例えばメモリ13
とD−A変換器14からなる。メモリ13は発振回路1
1の発振周波数に応じた電圧値が予めデジタル信号とし
て記憶され、  I)・A変換器]4はこのデジタル信
号により補償電圧を発生する。なお、図中の一点鎖線枠
内は蒸着装置のチャンバー内を示す。
このようなものでは、例えばA1を蒸着すると蒸着装置
内の動作温度は略]20℃となる。すなわち、千二タ用
振動子2と温度用振動子9の動作温度は温度特性中の右
上がりの直線部分になる(前第4図参照)。例えば、蒸
着中に蒸着装置内の温度が低下するとモニタ用振動子2
及び温度用振動子9による発振周波数はその温度特性に
よりそれぞれΔf及びΔf′ずつ下がる。そして、温度
用振動子9による発振周波数はFV変換器12のメモリ
13に予め記憶されたΔf′に応じたデジタル信号を選
択し、D A IRpA器により補償電圧Vに変換され
る。そして、この補償電圧Vが可変容量ダイオード10
に印加されてモニタ用振動子2による発振周波数を高め
、温度による周波数変化分Δfを補正する。そして、前
述したように、モニタ用振動子2が目標周波数に到達し
たとき、比較器5からの一致信号によりシャッタ8を閉
じて蒸着を終了させる。
したがって、このような構成であれば、温度用振動子9
により蒸着装置内の温度を検出してモニタ用振動子2の
温度による周波数変化を補正するので、蒸着用振動子1
のS厚を確実に$1v4できて発振周波数を規定値内に
することができる。また、従来例に比較し、冷却装置等
を不要にするので生産性等をも向上できる。
(他の事項) なお、上記実施例では温度検出用センサは温度用水晶振
動子の周波数温度特性を利用して構成したが、例えばサ
ーミスタ、赤外線放射温度計、熱電対及び光フアイバー
式温度計等の他の方式を採用してもよいものである。但
し、検出精度としては水晶振動子が10−6程度の安定
度を有することから、基本的にはこの水晶振動子の利用
が望ましい。
(発明の効果) 本発明は、モニタ用振動子に可変容量素子を接続して電
圧制御型とするとともに、前記モニタ用振動子に温度用
センサを併設し、前記温度用センサの検出温度に応答し
た補償電圧を前記可変容量ダイオードに印加し、前記モ
ニタ用振動子の温度変化による発振周波数を補償したの
で、温度に対する周波数安定度を良好にして高精度の制
御を可能とした膜厚fIJ御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明する膜厚制御装置の概
略図である。 第2図は膜厚制御装置を説明する一従来例の図で、同図
(、)は概略図、同図(b)は水晶振動子の断面図であ
る。第3図は質量負荷特性を示す図、第4図は温度特性
図である。 第+  IiJ 0

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)薄膜を形成する薄膜形成装置に使用され、前記薄
    膜の膜厚をモニタ用水晶振動子の発振周波数により監視
    するようにした膜厚制御装置において、前記モニタ用水
    晶振動子に可変容量素子を接続して電圧制御型とすると
    ともに、前記モニタ用水晶振動子に温度検出用センサを
    併設し、前記温度センサの検出温度に応答した補償電圧
    を前記可変容量ダイオードに印加し、前記モニタ用水晶
    振動子の温度変化による発振周波数を補償したことを特
    徴とする膜厚制御装置。
  2. (2)前記温度検出用センサは水晶振動子の周波数温度
    特性を利用したことを特徴とする膜厚制御装置。
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