JPH0738909U - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラネタリードームに装着されているワーク
に形成される薄膜の膜厚制御の精度を向上を図る。 【構成】 自転・公転するプラネタリードーム12の自転
回転軸部にワークに形成される薄膜の膜厚を検出する水
晶膜厚センサー14を設けた構成とする。このように構成
することにより、水晶膜厚センサー14とワークへ形成さ
れる膜の厚さがほぼ同一となるとともに膜物性も同一と
なり、膜厚制御精度の向上を図ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プラネタリー回転方式の薄膜形成装置、特に、自転・公転するプラ ネタリードームに装着されているワークに形成される薄膜の膜厚を検出する膜厚 検出部を備えた薄膜形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、プラネタリー回転方式の真空蒸着装置においてワークに形成される薄膜 の膜厚を検出する膜厚監視装置としては、図２に示すように、 （１）光学式膜厚監視装置 （２）水晶振動子式膜厚監視装置 が主に併用して用いられている。

【０００３】 すなわち、図２において、1 は真空蒸着装置の真空槽で、この真空槽1 の底部 中央部には欠球形状のプラネタリードーム2 に装着されているワーク、例えばハ ロゲンランプ用反射鏡のガラス基板などに薄膜を形成するための蒸発源3 が設置 されている。プラネタリードーム2 は複数枚（図示の例では２枚）が真空蒸着装 置内の回転治具に取付けられて自転・公転する遊星回転を行ない、このプラネタ リードーム2 に装着されているワークの内面に蒸発源3 から蒸発した蒸着物質が 堆積し、薄膜が形成される。このようにワークに形成された薄膜の膜厚を検出・ 監視するために、光学式膜厚監視装置4 が真空槽1 の天井中央部に設けられ、さ らに、水晶振動子式膜厚監視装置5 が真空槽1 の底部に設けられている。

【０００４】 光学式膜厚監視装置4 は蒸発源3 から見てプラネタリードーム2 の曲面近傍に 設置されたモニター用ガラス41と、このモニター用ガラス41に付着した薄膜の厚 さを光学的に読取る光学膜厚計42とからなり、ワークに付着した薄膜の厚さをモ ニター用ガラス41に付着した薄膜の厚さと見做してワークに形成された膜厚を監 視し、その光学膜厚計42の検出出力は膜厚制御用に用いられる。また、水晶振動 子式膜厚監視装置5 は真空槽1 の底部に立設されている支柱6 の先端に取着され ている水晶振動子からなる水晶膜厚センサー51と、この水晶膜厚センサー51に付 着した薄膜の厚さを水晶振動子の振動数の変化として読取る水晶膜厚計52とから なり、ワークに付着した薄膜の厚さを水晶膜厚センサー51に付着した薄膜の厚さ と見做してワークに形成された膜厚を監視し、その水晶膜厚計52の検出出力は蒸 着速度制御用に用いられる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の光学式膜厚監視装置4 におけるモニター用ガラス41およ び水晶振動子式膜厚監視装置5 における水晶膜厚センサー51には蒸発源3 から蒸 発した蒸着物質がプラネタリードーム2 に装着されているワークと同様に堆積す るが、ワークの位置とモニター用ガラス41および水晶膜厚センサー51との位置が 相違していること、あるいはモニター用ガラス41と水晶膜厚センサー51とが固定 されていることに起因して、以下に示すような欠点を有していた。

【０００６】 すなわち、 １）ワークおよびモニターへの蒸発物質の付着量の差が大きく、膜厚制御の モニター精度が悪い。 ２）ワークおよびモニターへの加熱が一定でなく、付着した膜物性がワーク およびモニターで異なり、質的モニター精度が悪い。 などである。

【０００７】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、自転・公転するプラネタリード ームに装着されているワークに形成される薄膜の膜厚制御の精度を向上を図った 薄膜形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するために、プラネタリー回転方式の薄膜形成装置 において、自転・公転するプラネタリードームの自転回転軸部に上記プラネタリ ードームに装着されているワークに形成される薄膜の膜厚を検出する膜厚検出素 子を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案は上記のように構成したので、膜厚検出素子をプラネタリードームの自 転回転軸部に設けたことにより、膜厚検出素子とワークへ形成される膜の厚さが ほぼ同一となるとともに膜物性も同一となり、膜厚制御精度の向上を図れる。

【００１０】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１１】 図１は本考案の一実施例の薄膜形成装置の概略を示す図である。

【００１２】 上記図において、11は、薄膜形成装置、例えば真空蒸着装置の真空槽で、この 真空槽11の底部中央部には欠球形状のプラネタリードーム（以下、単にドームと 称す）12に装着されているワーク、例えばハロゲンランプ用反射鏡のガラス基板 などに薄膜を形成するための蒸発源13が設置されている。ドーム12は複数枚（図 示の例では２枚）が真空蒸着装置内の回転治具に取付けられて自転・公転する遊 星回転を行ない、このドーム12に装着されているワークの内面に蒸発源13から蒸 発した蒸着物質が堆積し、薄膜が形成される。

【００１３】 上記ドーム12のうちの１個のドーム12a の回転軸の部分には、ワークに付着し た薄膜の膜厚を検出するように、水晶振動子からなる水晶膜厚センサー14がワー クと同一面上に取付けられており、ドーム12a は水晶膜厚センサー14を含む回転 軸を中心に自転し、また、水晶膜厚センサー14を含む回転軸はドーム12a の自転 方向には回転せず、真空槽11の天井中央部に取付けられているシール部15に回転 自在に支持されている中空のアーム16に連結されてドーム12a とともに公転軸17 を中心に回転する。つまり、ドーム12a が遊星回転しているとき、水晶膜厚セン サー14は公転軸17を中心に公転するのみである。

【００１４】 一方、水晶膜厚センサー14に付着した薄膜の厚さに対応して水晶膜厚センサー 14から出力される水晶振動子の振動数はアーム16の内部に設けられた信号線を介 してシール部15に設置されている水晶膜厚計18に伝送される。水晶膜厚計18は、 水晶膜厚センサー14から入力された振動数に基づいて、水晶膜厚センサー51に付 着した薄膜の厚さを水晶振動子の振動数の変化として読取って検出し、ワークに 付着した薄膜の厚さを水晶膜厚センサー14に付着した薄膜の厚さと見做してワー クに形成された膜厚を監視する。上記した水晶膜厚センサー14と水晶膜厚計18に より水晶振動子式膜厚監視装置19が構成される。

【００１５】 また、水晶膜厚計52の検出出力は真空蒸着装置の動作を制御する外部制御装置 に出力され、この水晶膜厚計52の検出出力に基づいて、外部制御装置により薄膜 形成時の膜厚制御および蒸着速度制御が行なわれる。

【００１６】 次に、本考案の一実施例の真空蒸着装置の作用について説明する。

【００１７】 上記構成の真空蒸着装置においては、水晶膜厚センサー14がドーム12a に装着 されるワークと同一面上に有り、かつドーム12a と共に公転回転を行なうので、 ワークと水晶膜厚センサー14に付着する蒸着物質の堆積量はほぼ同量となり、ワ ークに形成される薄膜の膜厚を水晶膜厚センサー14により精度よくモニターする ことが可能となる。

【００１８】 そこで、ワークが平板ガラス素材の場合と凹面ガラス素材の場合について、評 価実験を行ない、以下の結果が得られた。 （１）実験１：ワークが平板ガラス素材の場合 （成膜条件） 真空度 １×１０^-3Ｐａ 中心波長 ５４０ｎｍ 基板温度 １５０℃ 膜構成 ＺｎＳ／ＭｇＦ₂ １０層 （結果） 従来装置バラツキ ±１５ｎｍ 本考案装置バラツキ ± ５ｎｍ （２）実験２：ワークが凹面ガラス素材の場合 （成膜条件） 真空度 ５×１０^-2Ｐａ 導入ガス Ａｒガス 中心波長 ５４０ｎｍ 基板温度 １５０℃ 膜構成 ＺｎＳ／ＭｇＦ₂ １０層 （結果） 従来装置バラツキ ±３０ｎｍ 本考案装置バラツキ ±１０ｎｍ

【００１９】 上記実験の結果、ワークと水晶膜厚センサー14への蒸着量がほぼ同一となり、 膜厚制御精度が向上することが判明し、その上、ワークと水晶膜厚センサー14へ 蒸着される薄膜の膜質も同一であることが判明した。

【００２０】 さらには、本実施例によれば、水晶膜厚センサー14と水晶膜厚計18により構成 される水晶振動子式膜厚監視装置19のみで薄膜形成時の膜厚制御および蒸着速度 制御を行なうことができるという効果がある。

【００２１】 また、水晶振動子式膜厚監視装置19を使用した場合、ドーム12a の自転軸部に 水晶膜厚センサー14を設置できれば、水晶膜厚計18までの配線は電気的接続のみ でよいため、ドーム12a の自転軸が公転していても、光学式膜厚監視装置を使用 する場合に較べて容易に設置できるという利点がある。

【００２２】 なお、上記実施例では、水晶振動子式膜厚監視装置19で薄膜の膜厚を監視する ようにしたが、これに限ることはなく、膜厚をモニターするセンサーがドーム12 の回転軸に取着可能なタイプのセンサーを用いた膜厚監視装置であればどのよう な膜厚監視装置であってもよく、同様の作用効果が得られる。

【００２３】 また、本考案は上記実施例に限定されることなく、本考案の要旨を逸脱しない 範囲において、種々変形可能なことは勿論である。

【００２４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の薄膜形成装置によれば、プラネタリードームの 自転回転軸部にワークに形成される薄膜の膜厚を検出する膜厚検出素子を設けた ことにより、膜厚検出素子とワークへ形成される膜の厚さがほぼ同一となるとと もに膜物性も同一となり、膜厚制御精度の向上を大幅に図ることができる。

【００２５】 また、用いられる膜厚監視装置が１種類で済むことにより、薄膜形成装置全体 のコストダウンを図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の薄膜形成装置の概略構成を
示す図である。

【図２】従来の薄膜形成装置の概略を示す図である。

【符号の説明】

12…プラネタリードーム 14…水晶膜厚センサー（膜厚検出素子）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラネタリー回転方式の薄膜形成装置に
   おいて、自転・公転するプラネタリードームの自転回転
   軸部に上記プラネタリードームに装着されているワーク
   に形成される薄膜の膜厚を検出する膜厚検出素子を設け
   たことを特徴とする薄膜形成装置。