JPH0772307A

JPH0772307A - 薄膜形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH0772307A
Application number: JP5242186A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木; Kenji Ando; 謙二安藤; Riyuuji Birou; 竜二枇榔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】成膜条件の最適化、さらには製品特性の経時
変化のモニタをより簡便に行えるようし、また、スパッ
タレートを一定化し、薄膜の膜厚をスパッタ時間に基い
て制御できるようにする。【構成】基材の表面に多層光学薄膜を形成する方法に
おいて、各層の膜厚設定値に基づいて多層光学薄膜を形
成し、この形成された多層光学薄膜の光学特性を測定
し、この測定された光学特性に基づいて多層光学薄膜が
目標の光学特性となるような各層の膜厚を求め、この求
められた各層の膜厚に基づいて前記膜厚設定値を補正
し、この補正された膜厚設定値に基づいて次の多層光学
薄膜を形成する。あるいは、スパッタ法により薄膜を形
成する方法において、前記真空室内のＨ₂ Ｏガス濃また
は度放電インピーダンスを測定し、この測定結果に応じ
てスパッタ電力、スパッタガス分圧、およびスパッタガ
ス流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッタレートが
一定に保持されるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種基材の表面に所望の
多層光学薄膜、酸化物薄膜等の薄膜を再現性良く形成す
る方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学薄膜を形成するに当たって
は、薄膜を形成しようとする基材と同一条件のモニタ基
板に成膜を行い、このモニタ基板の光学特性を分光光度
計等で測定し、その結果を元に計算機シミュレーション
等を行うなどして試行錯誤を繰り返すことにより所望の
特性を得るための条件の決定を行っている。また、経時
的な特性の変化を調べるために、定期的にモニタ基板に
成膜して光学特性の測定を行い、特性が変化している場
合は、再度条件の校正を行うこといより所望の光学特性
を有する多層光学薄膜を形成している。特に、光学薄膜
のように高精度の膜厚制御が必要な成膜においては、基
板とほぼ同一の膜厚がえられる位置にモニタ基板を取り
付け、このモニタ基板上に堆積した膜厚を光学的に計測
することによって膜厚のモニタを行い、基板上に堆積す
る膜厚の制御を行っている。膜厚をモニタする方法とし
ては、このような光学的手段の他、不透明膜の膜厚も測
定可能な水晶振動式膜厚モニタや、膜材料の放電スペク
トル分析などによってレート及び膜厚をモニタする方式
などが実用化されている。

【０００３】一方、スパッタによって薄膜を形成するに
当たっては、成膜前の到達圧力のモニタ、導入ガスの純
度や流量の制御、スパッタ電力のモニタ、ターゲット純
度、冷却水の温度や流量等の制御など、スパッタレート
に関与するパラメータを一定値に保つことによりスパッ
タレートの安定化を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記モ
ニタ基板を用いて条件設定を行う方法によれば、所望の
安定した特性の光学薄膜を得るための特性のチェックを
モニタ基板を用いて定期的に行わなければならないため
に、次のような問題点がある。すなわち、光学特性の
変化に対してその都度作業者が成膜条件の最適化を図ら
ねばならず、生産性が悪化する、特性の最適化を図る
のが容易でないため、製品の特性のばらつきをある程度
容認せざるを得ない面がある、特性の経時的な変化を
作業者が測定しなければならないため労力と時間がかか
る、モニタ基板交換の為に成膜室を大気に解放しなけ
ればならず、成膜室を常に真空に保持して特性の安定化
を図るロードロック方式の生産方式の場合、稼働率が下
がる、膜厚モニタは高価であるなど、成膜にかかるコ
ストが上がる、等の問題である。

【０００５】また、光学的に膜厚をモニタする場合には
モニタ取付位置が制約され、必ずしも基材と同程度の膜
厚が得られる位置にモニタが取り付けられない場合があ
り、このとき膜厚制御の精度が低下するという問題があ
る。また、不透明な膜の場合は膜厚モニタができないな
どの問題もある。

【０００６】水晶振動式膜厚モニタの場合は上記光学式
膜厚モニタの欠点である不透明膜の膜厚モニタが可能で
あり、モニタの取付位置も比較的自由度が高く、光学式
モニタに比べ使い勝手がよい。しかし、水晶振動子が高
価であり、モニタにゴミなどが付着すると異常膜厚を示
して膜厚制御を安定して行えないなど、膜厚モニタとし
ての精度、安定性などに問題がある。

【０００７】一方、スパッタ法において膜厚モニタを併
用しない場合は、スパッタレートが不安定なため、膜厚
の再現性が不十分であるという問題がある。これは、ス
パッタリングを行う際にガス放電を利用するが、この放
電で形成されるイオン、電子等の荷電粒子やラジカルな
どの影響で、チャンバ内壁、基板、基板ホルダ等が加熱
されまたはスパッタされて不純物ガスが放出され、この
ガス中の残留ガス成分が変化することが原因の１つとな
っている。また、スパッタを行ううちに、ターゲットの
温度が変化したり、ターゲットのエロージョンが進行し
てターゲット形状が変化してしまうことや、絶縁性の高
い膜の場合はチャンバ内壁にそれが付着することで放電
インピーダンスが変化し、そのためにセルフバイアス電
圧やプラズマ密度の変化を招くこともスパッタレートを
変化させる原因となっている。

【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、薄膜の形成方法及び装置において、成膜条
件の最適化、さらには製品特性の経時変化のモニタをよ
り簡便に行えるようにして、製品特性のばらつきを縮小
させ、製造効率の向上、および光学薄膜特性の管理の容
易化を図ることにある。また、スパッタレートを安定化
させ、膜厚をモニタする必要なく成膜時間のみにより高
精度な膜厚制御を行えるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、基材の表面に反射防止膜等の多層光学薄膜
を形成する場合に、各層の膜厚設定値に基づいて多層光
学薄膜を形成し、この形成された多層光学薄膜の反射特
性等の光学特性を測定し、この測定された光学特性に基
づいて多層光学薄膜が目標の光学特性となるような各層
の膜厚を求め、この求められた各層の膜厚に基づいて前
記膜厚設定値を補正し、この補正された膜厚設定値に基
づいて次の多層光学薄膜を形成するようにしている。

【００１０】ここで、初期の膜厚設定値は、通常、目標
とする多層光学薄膜の光学特性、成膜材料、および層数
に少なくとも基づいて得られる。また、基材はほぼ基材
と同一外形形状を有するホルダを介して保持され、この
ホルダを取り付けたまま複数の基材がカセットに収納さ
れ、そして、搬送手段によりホルダを介して保持されカ
ッセトから取り出されて装置各部へ搬送され、また、こ
のカセットに収納される。

【００１１】一方、真空室内で基材の表面にスパッタ法
により薄膜を形成する場合には、真空室内のＨ₂ Ｏガス
濃度を測定し、この測定されたＨ₂ Ｏガス濃度に応じて
スパッタ電力、スパッタガス分圧、およびスパッタガス
流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッタレートが一
定に保持されるように制御するとともに、形成される薄
膜の膜厚をスパッタ時間に基いて制御する。Ｈ₂ Ｏガス
濃度は、四重極質量分析計、磁場型質量分析計等で測定
することができる。

【００１２】さらに、真空室内で放電によりプラズマを
発生させ、このプラズマを用いたスパッタ法により基材
の表面に薄膜を形成する場合には、放電インピーダンス
を測定し、この測定された放電インピーダンスに応じて
スパッタ電力、スパッタガス分圧、およびスパッタガス
流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッタレートが一
定に保持されるように制御するとともに、形成される薄
膜の膜厚をスパッタ時間に基いて制御する。真空室内壁
には、基材上に形成する薄膜の材料と同じ材質の薄膜が
形成されているのが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明では、基材の表面に反射防止膜等の多層
光学薄膜を形成する場合に、各層の膜厚設定値に基づい
て多層光学薄膜を形成し、この形成された多層光学薄膜
の反射特性等の光学特性を測定し、この測定された光学
特性に基づいて多層光学薄膜が目標の光学特性となるよ
うな各層の膜厚を求め、この求められた各層の膜厚に基
づいて前記膜厚設定値を補正し、この補正された膜厚設
定値に基づいて次の多層光学薄膜を形成するようにして
いるため、成膜条件（各層の膜厚）の最適化が容易に自
動化されるとともに、再現性、安定性に優れた高精度な
光学薄膜が形成され、製品特性のばらつきが縮小され
る。また、特性の経時変化も自動的にモニタされ補正さ
れることになり、光学薄膜の成膜が非常に効率よくなさ
れる。すなわち、装置の稼働率を下げるような条件出
し、条件補正などが低減され、成膜のコストが減少され
る。さらに、光学特性の測定結果を保存しておくことに
より、得られた光学薄膜の特性の管理が容易化される。

【００１４】一方、スパッタ法により薄膜を形成する場
合には、真空室内のＨ₂ Ｏガス濃度や放電インピーダン
スを測定し、これらの測定値に応じてスパッタ電力、ス
パッタガス分圧、およびスパッタガス流量のうちの少な
くとも１つ以上を制御してスパッタレートが一定に保持
されるようにしたため、膜厚モニタを使わずに成膜時間
のみで高精度な膜厚制御が行なわれ、したがって薄膜形
成コストが減少し、長時間連続して安定した成膜が行わ
れる。また、Ｈ₂ Ｏガス濃度や放電インピーダンスの測
定結果から、真空室のリークや放電回路の異常などの異
常検出も容易に行われ、薄膜の膜質安定性や信頼性が向
上する。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の第１の実施例に係るスパッ
タ法による多層光学薄膜の形成装置を示すブロック図で
あり、本発明の特徴を最もよく表している。同図におい
て、１は薄膜の光学特性を測定する装置、２はロードロ
ック室、３は成膜室、４はスパッタターゲット、５１は
スパッタターゲット４が複数取り付けられた回転部材、
５は回転部材５１を回転させてスパッタターゲットを切
り換えるターゲット切換えモータ、９は基板、９１は基
板９上に形成された薄膜、６はスパッタ位置において基
板９を保持しその位置を制御する基板位置制御手段、７
は演算処理、データ管理、装置の駆動制御等を行うコン
ピュータ、８は水晶式の膜厚モニタ、１２は基板９と同
一外形形状を有する基板ホルダ、１０は基板ホルダ１２
にセットされた基板を収納するカセット、１１はターゲ
ット４に高周波電圧を印加するＲ．Ｆ．電源である。こ
の装置では複数のターゲット４が回転部材５１の回転軸
に平行に取り付けられており、ターゲット切換えモータ
５によって基板９に相対するターゲット４の切換えが行
える構造になっている。

【００１６】この構成において、コンピュータ７に登録
された各種の基板に対し、コンピュータ７の制御のもと
に、次の手順により、最適な成膜条件で多層及び単層の
光学薄膜が形成される。

【００１７】まずカセット１０に収納されている、洗
浄された基板がセットされた基板ホルダ１２をロードロ
ック室２に搬入し、ロードロック室２を予備排気する。
予備排気が完了した後、基板９を成膜室３に移動さ
せ、基板位置制御手段６上にセットする。

【００１８】次に、基板位置制御手段６上にセットさ
れた基板９上に、あらかじめ決められた成膜条件で光学
薄膜をスパッタにより形成する。このとき、ターゲット
４を切り換えることにより複数種類の材料をスパッタす
ることができる。従って、複数の種類の材料で任意の層
数の光学膜を形成することが可能である。また、２つの
基板位置制御手段６により２枚の基板を同時に成膜する
ことができ、また基板の表面を成膜した後、裏面を連続
して成膜することができる。各スパッタの停止時点は、
あらかじめ設定された膜厚データの膜厚を膜厚モニタ８
が検出することにより決定される。なお、同時にスパッ
タが行われる２枚の基板には異なる特性の光学薄膜が形
成できるよう、基板とターゲットの間にシャッタを取り
付けるようにしてもよい。また、ここでは基板の表面と
裏面を連続して成膜できるが、本発明の特徴を生かす上
ではスパッタを基板１枚毎に、あるいは片面のみ行うよ
うにしても差し支えない。

【００１９】成膜を終えると、基板９をロードロック
室２を介して大気中に搬出し、基板９上に形成された光
学薄膜の特性を測定装置１を用いて測定する。このとき
特性の経時変化を調べることもできる。測定装置１は、
特性が安定したところで得られた光学特性の結果をコン
ピュータ７に送出する。

【００２０】コンピュータ７はこの結果に基き、多層
膜である光学薄膜各層の膜厚を計算し、設計値とずれて
いる場合は次回の同一種の基板の成膜条件における膜厚
設定値を自動的に補正する。本装置では膜厚モニタ８を
用いているので、より具体的には膜厚モニタ８の膜厚デ
ータの設定値を書き換える。なお、スパッタ停止の設定
条件を成膜時間としている場合はこの成膜時間を書き換
える。また、測定結果に異常がある場合、警告を発する
とともに装置を停止させたりすることもできる。測定結
果は保存され、同一基板の特性の経時変化を調べたり、
過去の特性を調査するためのデータとすることができ、
これにより、レンズなどの部品の特性管理を容易化する
ことができる。

【００２１】このようにして、本発明に基づいた装置に
より、ターゲットのエロージョンの変化や成膜室の渇れ
などによって起こる特性の変化を自動的に補正すること
ができる。そうすることによって、特性に変化が生じた
時に条件出しを行う必要もなく、無駄が省けるととも
に、常に安定した光学薄膜を再現性良く形成することが
可能となる。

【００２２】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
に係る多層光学薄膜の形成装置を示すブロック図であ
る。この装置は、目標とする光学特性と層数、材料等を
入力することによって自動的に膜構成を決定し、また成
膜中の特性を測定することによってすべて自動的に条件
出しを行い、不良品を生じることなく光学部品を作成で
きるようにしたものである。この装置は、基板９上に形
成される光学薄膜の特性を基板位置制御手段６上に基板
９がセットされた状態で測定する装置１３をさらに備え
る。

【００２３】この装置においては、まず、コンピュータ
７に目標とする光学特性、層数、材料などの基礎データ
が入力される。コンピュータ７はこの入力値に基き、薄
膜の設計を行い、成膜条件を決定し、この条件に基づい
て、上述と同様にしてモニタ基板９上に薄膜を形成す
る。その際、装置１３によって、１層成膜ごとに特性の
測定を行い、現在成膜中の材料の膜厚が設定された特性
を満足するような膜厚に達していない場合は追加量を判
断し、追加成膜を行う。同時に初期の膜厚設定値も書き
換え、次回の成膜においては書き換えたデータに基づい
て成膜が行われるようにする。ある層の膜厚が厚くなり
過ぎている場合は、全体としての目標特性に合致するよ
うに以後の膜厚を再計算し、以後の設定値の見直しを行
う。この処理を繰り返すことにより、最終的に目標とす
る所定の特性に近づくようになされる。途中の層の膜厚
が厚くなりすぎて特性の補正ができない場合は、そこで
成膜を打ち切り、その状態を表示し、機械を停止させる
かまたは再度同じ種類のモニタ基板を導入し、条件出し
を続行する。

【００２４】このようにしてモニタ基板により所望の特
性が得られたら、その条件で部品加工を行う。部品加工
においても１層ずつ管理して成膜を行うことが可能であ
る。ただし、一般に、光学特性は真空中と大気中とでは
膜の吸湿によって特性が変化する。従って、真空中の特
性は大気中での変化を見越して設定しなければならな
い。また、光学特性評価装置を大気中にも取り付け、大
気中の特性から光学部品の特性の最終評価を行い、設定
膜厚にフィードバックをかけることもできる。

【００２５】（実施例３）図３は本発明の第３の実施例
に係る薄膜形成装置（高周波スパッタ装置）を示すブロ
ック図である。同図において、３１５は成膜室（チャン
バ）、３１１はＳｉＯ₂ の酸化物スパッタターゲット、
３０１はＲ．Ｆ．電力をターゲット３１１に印加するた
めのスパッタ電源、３０２はスパッタ電源３０１を制御
してターゲット３１１に印加される電力を制御するスパ
ッタ電力制御回路、３１２および３１３はマッチングコ
ンデンサ可変用モータ、３０３はインピーダンス演算処
理回路、３０４は成膜室３１５内の残留Ｈ₂ Ｏ分圧値を
測定するための質量分析計、３１６は薄膜が形成される
基板、３０８は基板３１６を保持する基板ホルダ、３０
９は成膜室３１５内に導入されるＡｒ，Ｏ₂ の流量を測
定するガスマスフロメータである。

【００２６】この構成において、スパッタガスとして、
Ａｒ，Ｏ₂ を導入し、Ｒ．Ｆ．電力をターゲット３１１
に印加してＳｉＯ₂ の薄膜を基板３１６上に形成する場
合について説明する。

【００２７】まず、基板３１６を成膜室３１５へ導入
し、基板ホルダ３０８上に設置する。基板の成膜室３１
５への導入は、成膜室の残留ガス成分の安定化を図るた
めに、ロードロック室等を介し、常に成膜室を真空に保
持して行う事が望ましいが、本実施例ではロードロック
室は省略している。

【００２８】基板３１６を成膜室３１５に搬入した後、
所定の真空度まで成膜室３１５の排気を行い、スパッタ
ガスを導入する。そしてターゲット３１１にスパッタ電
力を印加して放電を生じさせ、ターゲット３１１をスパ
ッタし、ＳｉＯ₂ の薄膜を基板３１６上に形成する。こ
の時、スパッタを続けるに従い、プラズマの影響で成膜
室３１５内壁より主にＨ₂ Ｏ等のガスが放出される。こ
のガス放出量は成膜室３１５の材質、履歴（排気時間、
ベーキング時間、温度等）、成膜室３１５の温度等に依
存し、常に一定に保つことは難しい。

【００２９】図４はチャンバ内を１×１０^-3Ｐａまで排
気した後、Ａｒガスを２００ｓｃｃｍ導入し、放電圧力
５×１０^-1Ｐａ、Ｒ．Ｆ．電力１ｋＷでターゲット３１
１をスパッタしたときの残留Ｈ₂ Ｏ分圧とスパッタレー
トの時間的変化における関係を示すグラフである。放電
直後から、残留Ｈ₂ Ｏガス分圧が上昇するのに伴なっ
て、スパッタレートが減少している。これは、ガス中の
Ｈ₂ Ｏが分解して、放電ガス中に原子状水素や水素ラジ
カル、水素イオン、ＯＨラジカル、酸素等の分圧を上昇
させているためである。この結果をもとに残留Ｈ₂ Ｏガ
ス分圧が増加した場合、スパッタ電力を増大するか又
は、Ｏ₂ ガス流量を減少することでスパッタレートを一
定に保つことができる。

【００３０】図５は連続して放電している状態のスパッ
タレートと放電インピーダンスの時間的変化における関
係を示すグラフである。放電インピーダンスの測定は、
マッチングボックス３１４内の２つの可変容量コンデン
サの容量をモータ３１２および３１３の回転位置から読
み取り、それに基づいて算出して求めることにより行っ
ている。Ｄ．Ｃ．放電の場合は放電電流とターゲット電
圧から読み取ることができる。図５においては、放電イ
ンピーダンスの減少にともなって、スパッタレートが増
加している。これは、成膜室３１５内壁がＳｉＯ₂ の絶
縁膜で覆われ、また、ターゲット３１１のエロージョン
が進行するなどの変化にともなって、結果的に放電イン
ピーダンスが減少し、これにともなってプラズマ密度が
増加している為である。したがって、インピーダンスが
減少した場合、スパッタ電力を下げるかまたはＯ₂ ガス
流量を増加することでスパッタレートを一定にすること
ができる。

【００３１】残留Ｈ₂ Ｏの変化はスパッタ開始後、数時
間で安定するが、放電インピーダンスの変化は、数日経
過した後に発生する。

【００３２】放電インピーダンスの変化は、予めＳｉＯ
₂ 膜が付着する部分を含めて成膜室３１５内壁に膜材料
と同程度の誘電率を有する材料をコーティングしておく
ことで抑制することが可能である。

【００３３】なお、本実施例においては、質重分析計３
０４で測定した残留Ｈ₂ Ｏ分圧値をスパッタ電力制御回
路３０２を通してスパッタ電力の出力にフィードバック
しているが、酸素ガスの流量にフィードバックしてスパ
ッタレートの安定化を図ることもできる。

【００３４】また、可変コンデンサ駆動用モータ３１
２，３１３の位置からコンデンサ容量を特定し、演算回
路３０３によって放電インピーダンスを算出し、この結
果をもとにスパッタ電源の出力にフィードバックをかけ
るようにしているが、放電インピーダンスの算出結果を
酸素ガスの流量にフィードバックしてスパッタレートの
安定化を図ることもできる。

【００３５】このように、残留Ｈ₂ Ｏガスの分圧と、放
電インピーダンスの値をもとにスパッタ電力またはスパ
ッタガス流量にフィードバックをかけることでスパッタ
レートを安定化し、再現性を向上することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、成
膜条件（各層の膜厚）の最適化を容易に自動化すること
ができ、再現性や安定性に優れた高精度な光学薄膜を形
成し、製品特性のばらつきを縮小することができる。ま
た、特性の経時変化も自動的にモニタされ補正されるこ
とになり、光学薄膜の成膜を非常に効率よく行うことが
できる。すなわち、装置の稼働率を下げるような条件出
し、条件補正などを低減し、成膜のコストを減少するこ
とができる。さらに、光学特性の測定結果を保存してお
くことにより、得られた光学薄膜の特性の管理を容易化
することができる。

【００３７】一方、スパッタ法により薄膜を形成する場
合には、スパッタレートが一定に保持されるため、膜厚
モニタを使わずに成膜時間のみで高精度な膜厚制御を行
なうことができ、したがって、薄膜形成コストを減少さ
せ、膜厚モニタ基板の交換や計測エラーによる膜厚コン
トロールのミスも減少し、長時間連続して安定した成膜
を行うことができる。また、Ｈ₂ Ｏガス濃度や放電イン
ピーダンスの測定結果から、真空室のリークや放電回路
の異常などの異常検出も容易に行うことができ薄膜の膜
質安定性や信頼性を向上させることができる。また、イ
ンライン式のスパッタ装置では、メンテナンスのサイク
ルを長くでき、装置の稼動率を大幅に向上させることが
できる。また、スパッタ成膜室が多数必要な多層膜形成
用の枚葉式スパッタ装置では、各成膜室の膜厚制御が容
易になり、高価な膜厚モニタが必要なくなったことで装
置コストおよび成膜コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成膜条件を設定することで安定した光学薄膜
を形成するようにした本発明の第１の実施例に係る多層
光学薄膜の形成装置を示すブロック図である。

【図２】必要な光学特性と使う材料、層数などを入力
するだけで特性条件出しなどをすべて自動で行う本発明
の第２の実施例に係る多層光学薄膜の形成装置を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る薄膜形成装置を
示すブロック図である。

【図４】成膜室内の残留Ｈ₂ Ｏ分圧とスパッタレート
の関係を示すグラフである。

【図５】放電インピーダンスとスパッタレートの関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

図１において、１：光学特性評価装置、２：ロードロッ
ク室、３，３１５：成膜室、４，３１１：スパッタター
ゲット、５：ターゲット切り換えモータ、６：基板位置
決め機構、７：コンピュータ、８：膜厚モニタ、９：基
板、１０：カセット、１１，３０１：スパッタ電源、１
２：基板ホルダ、３０２：スパッタ電力制御回路、３０
３：インピーダンス演算処理回路、３０４：質重分析
計、３０５：オリフィス、３０６：差動排気系、３０
７：真空ゲージ、３０８：基板ホルダ、３０９：ガスマ
スフロメータ、３１０：ターゲット冷却水流量調節器、
３１２，３１３：マッチングコンデンサ可変用モータ、
３１４：マッチングボックス、３１５：成膜室、３１
６：基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の表面に多層光学薄膜を形成する方
法において、各層の膜厚設定値に基づいて多層光学薄膜
を形成し、この基材上に形成された多層光学薄膜の光学
特性を測定し、この測定された光学特性に基づいて多層
光学薄膜が目標の光学特性となるような各層の膜厚を求
め、この求められた各層の膜厚に基づいて前記膜厚設定
値を補正し、この補正された膜厚設定値に基づいて次の
多層光学薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方
法。
【請求項２】前記光学特性は反射特性であり、前記薄
膜は反射防止膜であることを特徴とする請求項１記載の
薄膜形成方法。
【請求項３】初期の膜厚設定値は、目標とする多層光
学薄膜の光学特性、成膜材料、および層数に少なくとも
基づいて得られるものであることを特徴とする請求項１
記載の薄膜形成方法。
【請求項４】基材の表面に多層光学薄膜を形成する装
置であって、各層の膜厚設定値に基づいて多層光学薄膜
を形成する手段と、これによって形成された多層光学薄
膜の光学特性を測定する手段と、これによって測定され
た光学特性に基づいて多層光学薄膜が目的の光学特性と
なるような各層の膜厚を求める演算手段と、これによっ
て求められた各層の膜厚に基づいて前記膜厚設定値を補
正する補正手段とを具備することを特徴とする薄膜形成
装置。
【請求項５】前記光学特性は反射特性であり、前記薄
膜は反射防止膜であることを特徴とする請求項４記載の
薄膜形成装置。
【請求項６】前記演算手段は、与えられた光学特性、
成膜材料、および層数に少なくとも基づいて初期の膜厚
設定値を求めるものであることを特徴とする請求項４記
載の薄膜形成装置。
【請求項７】それを介して基材を保持するためのほぼ
基材と同一外形形状を有するホルダ、このホルダを取り
付けたまま複数の基材を収納するカセット、および基材
をこのホルダを介して保持してこのカッセトから取り出
して装置各部へ搬送し、またこのカセットに収納する搬
送手段を備えることを特徴とする請求項４記載の薄膜形
成装置。
【請求項８】真空室内で基材の表面にスパッタ法によ
り薄膜を形成する方法において、前記真空室内のＨ₂ Ｏ
ガス濃度を測定し、この測定されたＨ₂ Ｏガス濃度に応
じてスパッタ電力、スパッタガス分圧、およびスパッタ
ガス流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッタレート
が一定に保持されるように制御するとともに、形成され
る薄膜の膜厚をスパッタ時間に基いて制御することを特
徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】真空室内で基材の表面に薄膜を形成する
スパッタ装置であって、前記真空室内のＨ₂ Ｏガス濃度
を測定する手段と、これによって測定されたＨ₂ Ｏガス
濃度に応じてスパッタ電力、スパッタガス分圧、および
スパッタガス流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッ
タレートが一定に保持されるように制御する手段とを具
備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】前記Ｈ₂ Ｏガス濃度測定手段は四重極
質量分析計であることを特徴とする請求項９記載の薄膜
形成装置。
【請求項１１】前記Ｈ₂ Ｏガス濃度測定手段は磁場型
質量分析計であることを特徴とする請求項９記載の薄膜
形成装置。
【請求項１２】真空室内で放電によりプラズマを発生
させ、このプラズマを用いたスパッタ法により基材の表
面に薄膜を形成する方法において、放電インピーダンス
を測定し、この測定された放電インピーダンスに応じて
スパッタ電力、スパッタガス分圧、およびスパッタガス
流量のうちの少なくとも１つ以上をスパッタレートが一
定に保持されるように制御するとともに、形成される薄
膜の膜厚をスパッタ時間に基いて制御することを特徴と
する薄膜形成方法。
【請求項１３】真空室内で放電によりプラズマを発生
させ、このプラズマを用いたスパッタ法により基材の表
面に薄膜を形成する装置において、放電インピーダンス
を測定する手段と、これによって測定された放電インピ
ーダンスに応じてスパッタ電力、スパッタガス分圧、お
よびスパッタガス流量のうちの少なくとも１つ以上をス
パッタレートが一定に保持されるように制御する手段と
を具備することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１４】前記真空室内壁には基材上に形成する
薄膜の材料と同じ材質の薄膜が形成されていることを特
徴とする請求項１３記載の薄膜形成装置。