JPH04176866A - スパッタリング装置用成膜速度制御装置 - 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） 本発明は、基板にスパッタリング成膜される膜厚の成膜
速度を調整する成膜速度制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば第１図に示したような真空室ａ内に基板す
を取り付けた基板ホルダＣとターゲツト材ｄを固定した
スパッタ電極ｅとを対向して設けた形式のスパッタリン
グ装置に於いては、該基板すの成膜速度を制御するため
に、該基板ホルダＣの近傍に水晶振動子ｆを設け、該水
晶振動子ｆを水晶膜厚コントローラーｇを介してスパッ
タ電源りに接続した構成の成膜速度制御装置を設けるこ
とが行われている。該真空室ａ内を排気口１から１０−
４〜１０−’Ｔｏｒｒに排気したのちガス導入口ｊから
Ａｒガスを導入し、該室ａ内を１０−２〜１０−’Ｔｏ
ｒｒに保ったのちスパッタ電源りから電力を供給すると
、Ａｒプラズマか発生し、プラズマ中のイオンかターゲ
ツト材ｄをスパッタする。スパッタされた物質は、基板
すに堆積すると同時に水晶振動子ｆに堆積する。スパッ
タ物質の堆積で該水晶振動子ｆの固有振動数が変化する
ので、堆積するスパッタ物質の堆積速度は、水晶振動子
ｆに接続した水晶膜厚コントローラーｇを読み取ること
により検出され、あらかじめ該コントローラーｇに設定
した値になるよう、その条件を信号ケーブルｋを介して
スパッタ電源りにフィードバックし、電源パワーを制御
する。

（発明が解決しようとする課題） 従来の水晶振動子と水晶膜厚コントローラーか−ら成る
水晶式膜厚計て成膜速度を制御するものは、膜厚のみを
測定して堆積速度の増減に応じてスパッタ電源のパワー
が増減されるので、金属材のスパッタでは問題がないか
、光学膜のような誘電体材や透明膜（ＩＴＯ，５ｉ０２
）を形成する各種酸化膜、フッ化膜の材料では、その材
料の屈折率がスパッタ中に変化するために、膜厚の測定
たけでは所望する屈折率の膜を得るように成膜速度を正
確に制御することか困難であった。

本発明は、光学膜や透明膜の成膜速度を正確に制御して
所望の屈折率に成膜することのできる成膜速度制御装置
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） ・本発明では、スパッタリング装置内に設けられる基板
の近傍に、光学式膜厚計を設け、該光学式膜厚計で検出
される電気信号に基づきスパッタ電源のパワーを制御す
る膜厚コントローラーを設けることにより、上記目的を
達成するようにした。

（作　用） スパッタリング装置を作動させて基板にスパッタ物質の
膜を形成する時、該基板の近傍に設けた光学式膜厚計に
も同時にスパッタ物質か付着する。該光学式膜厚計は、
これに付着するスパッタ物質の膜厚と屈折率を同時に測
定し、その測定値は電気信号て膜厚コントローラーに伝
達され、さらにスパッタ電源にフィードバックされて電
源パワーか調整され、成膜速度が制御される。

（実施例） 本発明の実施例を図面第２図に基づき説明すると、同図
に於いて符号（１）は真空排気口（２）とガス導入口（
３）および真空計（４）を備えた真空室を示し、該真空
室（］）の内部に基板（５）を取り付けた基板ホルダー
（６）とターゲツト材（７）を固定したスパッタ電極（
８）とか対向して設けられる。該基板（５）とターゲツ
ト材（７）の間には、移動自在にシャッター（９）か設
けられ、該基板ホルダー（６）の近傍に例えば２色測光
法の光学式膜厚計（１０）が設けられる。該光学式膜厚
計（１０）はその前面にモニタガラスを備えており、該
モニタガラスに付着するスパッタ膜に光を当て、その透
過光や反射光を分光モニターして膜厚と屈折率とを電気
信号で検出するもので、その電気信号は真空室（１）の
外部の膜厚コントローラー（１１）に伝達される。該膜
厚コントローラー（１１）は、スパッタ電極（８）へ電
力を供給するスパッタ電源（１２）へ接続される。光学
式膜厚計（ｌＯ）から該膜厚コントローラー（１１）に
膜厚の信号と屈折率の信号とが入力すると、これらの信
号を設定値と比較し、そのいずれか一方が設定値よりも
小さいときはスパッタ電源（１２）のパワーを上げ、そ
の両方が設定値よりも大きいときはスパッタ電源（１２
）のパワーを下げ、適正な成膜速度を維持するように制
御する。

その作動を説明すると、まず、該真空室（１）の内部を
１０−４〜１０−’ＴｏｒｒＯ高真空に排気してからガ
ス導入口（３）を開いてＡｒガスを導入し、該室（１）
内を１０−２〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒに保った後、スパッタ
電極（８）にスパッタ電源（１２）から電力を供給する
とＡｒプラスマか発生する。該プラスマ中のイオンはタ
ーゲツト材（７）を衝撃し、スパッタされたターゲツト
材（７）が基板（５）および光学式膜厚計（１０）に付
着する。該ターゲツト材（７）が誘電体の場合、膜厚の
みを測定しても正確な成膜速度を知ることかできないか
、光学式膜厚計（１０）を設けることにより膜厚および
屈折率を測定できるので正確な成膜速度を検出できる。

該光学式膜厚計（１０）で検出した膜厚および屈折率の
電気信号は膜厚コントローラー（１１）に入力し、そこ
で設定値との比較を行い、所定の成膜速度になるように
該膜厚コントローラー（１１）からスパッタ電源（１２
）のパワーを制御する信号を出力する。

スパッタリング装置の形式は図示のハツチ式の平行平板
型に限らす、カル−セル型、インライン型のものにも適
用できる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によるときは、スパッタリング装
置内に設けられる基板の近傍に、光学式膜厚計を設け、
該光学式膜厚計て検出される電気信号に基づきスパッタ
電源のパワーを制御する膜厚コントローラーを設けたの
で、膜厚のみならす屈折率をも測定して成膜速度を制御
することができ、金属膜以外の透明膜等の成膜速度を正
確に制御することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の截断側面図、第２図は本発明の実施例
の截断側面図である。 （１）・・・真空室、（５）・・・基　板、（１０）・
・・光学式膜厚計、（１１）・・・膜厚コントローラー
、（１２）・・・スパッタ電極。 特許出願人　　　株式会社　昭和真空−第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　スパッタリング装置内に設けられる基板の近傍に、光
   学式膜厚計を設け、該光学式膜厚計で検出される電気信
   号に基づきスパッタ電源のパワーを制御する膜厚コント
   ローラーを設けたことを特徴とするスパッタリング装置
   用成膜速度制御装置。