JPH04131708A - 膜厚モニター - Google Patents
膜厚モニターInfo
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- JPH04131708A JPH04131708A JP25456490A JP25456490A JPH04131708A JP H04131708 A JPH04131708 A JP H04131708A JP 25456490 A JP25456490 A JP 25456490A JP 25456490 A JP25456490 A JP 25456490A JP H04131708 A JPH04131708 A JP H04131708A
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- Japan
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- film thickness
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Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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〕
本発明は溶液中で析出、成長する薄膜の膜厚を計測する
方法に関し、更に詳しくは水晶振動子を用い、水晶単結
晶の焦電効果により振動子表面に析出、成長する膜厚を
計測する方法の提供に関する。
方法に関し、更に詳しくは水晶振動子を用い、水晶単結
晶の焦電効果により振動子表面に析出、成長する膜厚を
計測する方法の提供に関する。
無電解メツキ、電解析出など溶液中で薄膜を析出、成長
させる薄膜形成法においては、一般に溶液内の化学的状
態が時間とともに変化することが多く、このため溶液中
での薄膜成長速度を計測し、その結果を見ながら溶液内
の状態を調節し薄膜成長速度を一定値に近づけることが
しばしば行われてきた。このような溶液中での膜厚測定
法としては電解式膜厚測定法がメツキ分野を中心に広く
用いられてきたが、この方法は試料の一部を陽極溶解し
なから膜厚を測定するもので、必ずしもリアルタイムな
測定とは言えず、また薄膜も金属メツキにしか応用でき
ないとの問題もあった。
させる薄膜形成法においては、一般に溶液内の化学的状
態が時間とともに変化することが多く、このため溶液中
での薄膜成長速度を計測し、その結果を見ながら溶液内
の状態を調節し薄膜成長速度を一定値に近づけることが
しばしば行われてきた。このような溶液中での膜厚測定
法としては電解式膜厚測定法がメツキ分野を中心に広く
用いられてきたが、この方法は試料の一部を陽極溶解し
なから膜厚を測定するもので、必ずしもリアルタイムな
測定とは言えず、また薄膜も金属メツキにしか応用でき
ないとの問題もあった。
このため、これに代わる方法として水晶振動子を用いる
方法が提案された。この方法は水晶単結晶の焦電効果に
より、振動子表面に析出する薄膜の厚味変化と振動子に
一定方向振動を与えた時の共振周波数変化が一定の関係
で表わされることを利用する。 構造的には一定の成長
方位面で切出された水晶の単結晶ウェハの両面に金属電
極を取付けた水晶振動子が一般的に用いられる。水晶の
切出し面としてはＡＴカットとＢＴカットがあるが、通
常は温度に対する安定性が優れているＡＴカット水晶が
使用されている。金属電極としては化学的に安定な金電
極がよく用いられる。
方法が提案された。この方法は水晶単結晶の焦電効果に
より、振動子表面に析出する薄膜の厚味変化と振動子に
一定方向振動を与えた時の共振周波数変化が一定の関係
で表わされることを利用する。 構造的には一定の成長
方位面で切出された水晶の単結晶ウェハの両面に金属電
極を取付けた水晶振動子が一般的に用いられる。水晶の
切出し面としてはＡＴカットとＢＴカットがあるが、通
常は温度に対する安定性が優れているＡＴカット水晶が
使用されている。金属電極としては化学的に安定な金電
極がよく用いられる。
この方法であれば、溶液中での薄膜成長速度をリアルに
かつ再現性よく測定できることから、近年、工程管理手
段としてメツキ工程のみならず、有機高分子膜の溶液中
での測定、レドックス反応測定などに広く用いられるよ
うになってきた。
かつ再現性よく測定できることから、近年、工程管理手
段としてメツキ工程のみならず、有機高分子膜の溶液中
での測定、レドックス反応測定などに広く用いられるよ
うになってきた。
しかしながらこの方法では金電極など金属電極表面に密
着性の良い薄膜が形成できない場合は適用できないとの
難点もあった。
着性の良い薄膜が形成できない場合は適用できないとの
難点もあった。
例えば、近年、二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸
の水溶液に基板を浸漬し、その表面に二酸化珪素被膜を
形成することが試みられているが（液相成膜法）、この
場合は水晶振動子に含まれる金電極上には密着性の良い
二酸化珪素膜は形成されず、水晶振動子による膜厚測定
も困難であった。
の水溶液に基板を浸漬し、その表面に二酸化珪素被膜を
形成することが試みられているが（液相成膜法）、この
場合は水晶振動子に含まれる金電極上には密着性の良い
二酸化珪素膜は形成されず、水晶振動子による膜厚測定
も困難であった。
本発明はこのように金属電極上に溶液中で密着性の良く
ない薄膜形成の場合においても、溶液中での薄膜成長速
度が測定できる方法の提供を特徴とする特に、二酸化珪
素を過飽和に含む珪弗化水素酸の水溶液中での、二酸化
珪素被膜の成長速度のリアルタイムでの測定を可能とす
ることを目的とする。
ない薄膜形成の場合においても、溶液中での薄膜成長速
度が測定できる方法の提供を特徴とする特に、二酸化珪
素を過飽和に含む珪弗化水素酸の水溶液中での、二酸化
珪素被膜の成長速度のリアルタイムでの測定を可能とす
ることを目的とする。
本発明では水晶振動子の金属電極表面を予め二酸化珪素
膜で被覆した水晶振動子を使用する。この場合、二酸化
珪素膜の形成には液相成膜法に比べて金属表面に対して
密着性の良い真空蒸着法、スパッタ法などが用いられる
。二酸化珪素の膜厚としては連続膜となる膜厚であれば
よく、一般には１００Å以上であり、望ましくは３００
〜５００人が好ましい。
膜で被覆した水晶振動子を使用する。この場合、二酸化
珪素膜の形成には液相成膜法に比べて金属表面に対して
密着性の良い真空蒸着法、スパッタ法などが用いられる
。二酸化珪素の膜厚としては連続膜となる膜厚であれば
よく、一般には１００Å以上であり、望ましくは３００
〜５００人が好ましい。
以下に実施例でもって本発明の内容を詳しく説明する。
溶液中の水晶振動子膜厚モニターとして、市販のＰＭ５
００型膜厚モ型膜−モニターｘｔｅｋ製）を使用した。
００型膜厚モ型膜−モニターｘｔｅｋ製）を使用した。
その概略を第１図に示す。水晶振動子２として、ＡＴカ
ット水晶の両面に金電極が蒸着されているものを使用し
、金電極の上にさらに５１０２被覆３を設けた。塩ビの
筒１に一部窓がおいており振動子の片面のみ溶液と接触
するようになっている。水晶振動子の固有振動は５ Ｍ
Ｈｚから６ＭＨｚであり、膜厚モニターの膜厚出力の
最小単位は０．００１ミクロン（１０人）である。
ット水晶の両面に金電極が蒸着されているものを使用し
、金電極の上にさらに５１０２被覆３を設けた。塩ビの
筒１に一部窓がおいており振動子の片面のみ溶液と接触
するようになっている。水晶振動子の固有振動は５ Ｍ
Ｈｚから６ＭＨｚであり、膜厚モニターの膜厚出力の
最小単位は０．００１ミクロン（１０人）である。
４は水晶振動子保持用のネジ部である。
二酸化珪素膜（以下ＳｉＯ２膜という）析出のための３
１０２を過飽和に含む珪弗化水素酸は濃度２．５ｍｏｌ
／ｉのものを使用し、析出の操作は３５℃で行った。
また、水晶振動子は、標準としてＳｉ○をターゲットと
して５１０２を５００人程度真空蒸着でプレ蒸着したも
のを使用。 一部比較のため、ブレ蒸着なしのものも使
用し比較を実施した。
１０２を過飽和に含む珪弗化水素酸は濃度２．５ｍｏｌ
／ｉのものを使用し、析出の操作は３５℃で行った。
また、水晶振動子は、標準としてＳｉ○をターゲットと
して５１０２を５００人程度真空蒸着でプレ蒸着したも
のを使用。 一部比較のため、ブレ蒸着なしのものも使
用し比較を実施した。
一方ＰＭ５００膜厚モニターを使用して膜厚測定中、膜
厚測定用のカラスあるいはシリコンウェハーモニターを
浸漬して同時に膜厚を計測し、実ｆｉｌｌ膜厚と表示膜
厚との比較を実施した。実測膜厚の測定は、一部耐酸テ
ープでマスキングしであるカラスモニターあるいはシリ
コンウェハーモニターを浸漬し、所定時間後に引き上げ
水洗乾燥し、表面粗さ計（ガラスモニター）あるいはエ
リプソメトリ−（シリコンウェハーモニター）にて、液
相析出法によって得られた５ｉｎ２膜（以下ＬＰＤ−３
ｉｎ２膜という）の膜厚を計測した。また液中膜厚モニ
ターに必要なＬＰＤ−８ｉＯ□膜の音響インピーダンス
、密度等は３１０２膜の密度２、．２ ｇ／ｃｍ３、音
響インピーダンス８．２５を使用し、Ｔｏｏｌｉｎｇ
Ｆａｃｔｏｒは１００％とした。
厚測定用のカラスあるいはシリコンウェハーモニターを
浸漬して同時に膜厚を計測し、実ｆｉｌｌ膜厚と表示膜
厚との比較を実施した。実測膜厚の測定は、一部耐酸テ
ープでマスキングしであるカラスモニターあるいはシリ
コンウェハーモニターを浸漬し、所定時間後に引き上げ
水洗乾燥し、表面粗さ計（ガラスモニター）あるいはエ
リプソメトリ−（シリコンウェハーモニター）にて、液
相析出法によって得られた５ｉｎ２膜（以下ＬＰＤ−３
ｉｎ２膜という）の膜厚を計測した。また液中膜厚モニ
ターに必要なＬＰＤ−８ｉＯ□膜の音響インピーダンス
、密度等は３１０２膜の密度２、．２ ｇ／ｃｍ３、音
響インピーダンス８．２５を使用し、Ｔｏｏｌｉｎｇ
Ｆａｃｔｏｒは１００％とした。
結果を第２図に示す。 実測膜厚と表示膜厚がほぼ１：
１に対応していることがわかる。
１に対応していることがわかる。
水晶振動子を使用したＰＭ５００型液中膜厚モニターの
通常条件での精度範囲は、第２図より以下の式で表わす
ことが出来る。
通常条件での精度範囲は、第２図より以下の式で表わす
ことが出来る。
０．８６≦Ｒ≦１．ま
ただし、Ｒ＝表示膜厚／実測膜厚
この精度範囲内においては、色々なＬＰＤ−３ｉ○２膜
の応用分野に適用可能であると推定できる。
の応用分野に適用可能であると推定できる。
以上、本願発明により、従来測定困難とされていた水晶
振動子膜厚モニターによる測定が可能になり、液相析出
法による二酸化珪素膜の膜厚測定を精度良く、簡単に行
うことが出来るに至った。
振動子膜厚モニターによる測定が可能になり、液相析出
法による二酸化珪素膜の膜厚測定を精度良く、簡単に行
うことが出来るに至った。
第１図は本発明の実施例で使用したＰＭ５００型膜厚モ
型膜−モニター上面図及び側面図であり第２図は表示膜
厚と実測膜厚との測定結果を示す図である。 １ 塩ビの筒 ２ 水晶振動子 ５１０２被覆 水晶振動子保持用ネジ部 ・２ニリ？−′、− 第２図 孝隈１イ牛下で′の表ｊ■笑メ１ｔむ１１１１４きｉＪ
糧厚 手続補正書（自発）； １．事件の表示 平成２年特許願第２５４５６４号 ２、発明の名称 膜厚モニター ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市中央区道修町３丁目５番１１号氏名（４０
０） 日本板硝子株式会社代表者 中 島 違 二 ４、代理人 住所 東京都港区新橋５丁目１１番３号 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書中、３頁２０行の「（液相成膜法）」を「
（液相成膜法、例えば特公昭６３−６５６２１、特開昭
６２−２０８７６）Ｊと訂正する。 （２）同、６頁１３〜１４行及び１５行の「インピーダ
ンス」をそれぞれ「インピーダンス比」と訂正する。
型膜−モニター上面図及び側面図であり第２図は表示膜
厚と実測膜厚との測定結果を示す図である。 １ 塩ビの筒 ２ 水晶振動子 ５１０２被覆 水晶振動子保持用ネジ部 ・２ニリ？−′、− 第２図 孝隈１イ牛下で′の表ｊ■笑メ１ｔむ１１１１４きｉＪ
糧厚 手続補正書（自発）； １．事件の表示 平成２年特許願第２５４５６４号 ２、発明の名称 膜厚モニター ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市中央区道修町３丁目５番１１号氏名（４０
０） 日本板硝子株式会社代表者 中 島 違 二 ４、代理人 住所 東京都港区新橋５丁目１１番３号 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書中、３頁２０行の「（液相成膜法）」を「
（液相成膜法、例えば特公昭６３−６５６２１、特開昭
６２−２０８７６）Ｊと訂正する。 （２）同、６頁１３〜１４行及び１５行の「インピーダ
ンス」をそれぞれ「インピーダンス比」と訂正する。
Claims (2)
- （１）一定の成長方位面で切出された水晶の単結晶ウェ
ハの両面に金属電極を取付けて成る水晶振動子を用いた
膜厚モニターにおいて、該単結晶ウェハの片面の金属電
極表面を予め二酸化珪素被膜で被覆することを特徴とす
る膜厚モニター。 - （２）二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸の水溶液
に基材を浸漬して、基材表面に析出、成長する二酸化珪
素の膜厚測定に使用することを特徴とする特許請求の範
囲第一項に記載の膜厚モニター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25456490A JPH04131708A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 膜厚モニター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25456490A JPH04131708A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 膜厚モニター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131708A true JPH04131708A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17266803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25456490A Pending JPH04131708A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 膜厚モニター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04131708A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105091804A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 佳能特机株式会社 | 石英振荡式膜厚计 |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25456490A patent/JPH04131708A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105091804A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 佳能特机株式会社 | 石英振荡式膜厚计 |
| JP2015219053A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | キヤノントッキ株式会社 | 水晶発振式膜厚計 |
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