JPH10158834A - 膜厚計測光学系および該光学系を備えた成膜装置 - Google Patents
膜厚計測光学系および該光学系を備えた成膜装置Info
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- JPH10158834A JPH10158834A JP8340651A JP34065196A JPH10158834A JP H10158834 A JPH10158834 A JP H10158834A JP 8340651 A JP8340651 A JP 8340651A JP 34065196 A JP34065196 A JP 34065196A JP H10158834 A JPH10158834 A JP H10158834A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
- C23C14/545—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い波長域から適宜選択された所定の波長光
に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に計測す
る。 【解決手段】 本発明は、光源（１）からの光を反射面
を介して集光し、被検基板の膜面の近傍に光像を形成す
るための第１反射結像系（４）と、被検基板（６ａ）の
膜面からの光を反射面を介して集光し、所定面に光像を
再形成するための第２反射結像系（４）と、第２反射結
像系を介して再形成された光像の光から所定波長を有す
る光を選択するための波長選択手段（１０）とを備えて
いる。そして、波長選択手段を介して選択された光に基
づいて、被検基板に形成された膜の厚さを計測する。
に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に計測す
る。 【解決手段】 本発明は、光源（１）からの光を反射面
を介して集光し、被検基板の膜面の近傍に光像を形成す
るための第１反射結像系（４）と、被検基板（６ａ）の
膜面からの光を反射面を介して集光し、所定面に光像を
再形成するための第２反射結像系（４）と、第２反射結
像系を介して再形成された光像の光から所定波長を有す
る光を選択するための波長選択手段（１０）とを備えて
いる。そして、波長選択手段を介して選択された光に基
づいて、被検基板に形成された膜の厚さを計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膜厚計測光学系およ
び該光学系を備えた成膜装置に関し、特に真空蒸着装置
における膜厚制御に関する。
び該光学系を備えた成膜装置に関し、特に真空蒸着装置
における膜厚制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の膜厚計測光学系の構成を
概略的に示す図である。図３の膜厚計測光学系では、光
源１からの光がレンズ２を介してスリット３を照明す
る。スリット３を通過した光は、レンズ２１および平面
反射鏡２２を介して、被検基板６ａの膜面の近傍にスリ
ット３の像を形成する。被検基板６ａの膜面からの反射
光は、平面反射鏡２３およびレンズ２４を介して、分光
器１０の入射スリット９上にスリット３の像を再形成す
る。入射スリット９を通過した光は分光器１０によって
波長選択され、その出口スリット１１から射出された所
定波長の光はディテクタ１２によって光電検出される。
概略的に示す図である。図３の膜厚計測光学系では、光
源１からの光がレンズ２を介してスリット３を照明す
る。スリット３を通過した光は、レンズ２１および平面
反射鏡２２を介して、被検基板６ａの膜面の近傍にスリ
ット３の像を形成する。被検基板６ａの膜面からの反射
光は、平面反射鏡２３およびレンズ２４を介して、分光
器１０の入射スリット９上にスリット３の像を再形成す
る。入射スリット９を通過した光は分光器１０によって
波長選択され、その出口スリット１１から射出された所
定波長の光はディテクタ１２によって光電検出される。
【０００３】こうして、ディテクタ１２で検出した光量
に基づいて、所定波長の光に対する被検基板６ａの膜面
の反射率を計測し、計測した反射率に基づいて被検基板
６ａの膜面に形成された膜の厚さを計測することができ
る。したがって、図３の膜厚計測光学系を成膜装置に組
み込むことにより、成膜装置において基板上に形成され
る膜厚を膜厚計測光学系の計測結果に基づいて制御する
ことができる。なお、最近の半導体露光装置の照明光学
系や投影光学系では、遠紫外域から真空紫外域の光に対
する反射防止膜が必要となっている。したがって、この
種の反射防止膜を形成するための成膜装置では、使用波
長の光に対する膜厚計測光学系の計測結果に基づいて膜
厚の制御を行う必要が生じている。
に基づいて、所定波長の光に対する被検基板６ａの膜面
の反射率を計測し、計測した反射率に基づいて被検基板
６ａの膜面に形成された膜の厚さを計測することができ
る。したがって、図３の膜厚計測光学系を成膜装置に組
み込むことにより、成膜装置において基板上に形成され
る膜厚を膜厚計測光学系の計測結果に基づいて制御する
ことができる。なお、最近の半導体露光装置の照明光学
系や投影光学系では、遠紫外域から真空紫外域の光に対
する反射防止膜が必要となっている。したがって、この
種の反射防止膜を形成するための成膜装置では、使用波
長の光に対する膜厚計測光学系の計測結果に基づいて膜
厚の制御を行う必要が生じている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の膜厚計測光学系では屈折光学系（レンズ）
を用いているので、可視域から真空紫外域までの広い波
長域の光に対して色収差を補正するために、分光器にお
いて波長選択される光に応じて屈折光学系の一部のレン
ズを移動させるなどの操作が必要であった。
ような従来の膜厚計測光学系では屈折光学系（レンズ）
を用いているので、可視域から真空紫外域までの広い波
長域の光に対して色収差を補正するために、分光器にお
いて波長選択される光に応じて屈折光学系の一部のレン
ズを移動させるなどの操作が必要であった。
【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、広い波長域から適宜選択された所定の波長光
に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に計測す
ることのできる膜厚計測光学系および該光学系を備えた
成膜装置を提供することを目的とする。
のであり、広い波長域から適宜選択された所定の波長光
に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に計測す
ることのできる膜厚計測光学系および該光学系を備えた
成膜装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光源からの光を反射面を介して
集光し、被検基板の膜面の近傍に光像を形成するための
第１反射結像系と、前記被検基板の膜面からの光を反射
面を介して集光し、所定面に前記光像を再形成するため
の第２反射結像系と、前記第２反射結像系を介して再形
成された前記光像の光から所定波長を有する光を選択す
るための波長選択手段とを備え、前記波長選択手段を介
して選択された光に基づいて、前記被検基板に形成され
た膜の厚さを計測することを特徴とする膜厚計測光学系
を提供する。
に、本発明においては、光源からの光を反射面を介して
集光し、被検基板の膜面の近傍に光像を形成するための
第１反射結像系と、前記被検基板の膜面からの光を反射
面を介して集光し、所定面に前記光像を再形成するため
の第２反射結像系と、前記第２反射結像系を介して再形
成された前記光像の光から所定波長を有する光を選択す
るための波長選択手段とを備え、前記波長選択手段を介
して選択された光に基づいて、前記被検基板に形成され
た膜の厚さを計測することを特徴とする膜厚計測光学系
を提供する。
【０００７】本発明の具体的な態様によれば、前記光源
と前記第１反射結像系との間の光路中には第１のスリッ
トが設けられ、前記第１反射結像系は、前記第１のスリ
ットを介した前記光源からの光を集光して前記第１のス
リットの像を形成するための第１の凹面反射鏡を有し、
前記第２反射結像系は、前記被検基板の膜面からの光を
集光して前記第１のスリットの像を前記所定面に再形成
するための第２の凹面反射鏡を有し、前記波長選択手段
は、前記所定面に配置され且つ前記第１のスリットと光
学的に対応した第２のスリットを有する。この場合、前
記第１の凹面反射鏡と前記第２の凹面反射鏡とは、共通
の凹面反射鏡から構成されていることが好ましい。ま
た、前記第１のスリットおよび前記第２のスリットは、
前記被検基板の膜面に入射する光線と該光線の入射位置
における前記被検基板の膜面の法線とを含む入射面に対
して直交する方向に沿って形成されていることが好まし
い。
と前記第１反射結像系との間の光路中には第１のスリッ
トが設けられ、前記第１反射結像系は、前記第１のスリ
ットを介した前記光源からの光を集光して前記第１のス
リットの像を形成するための第１の凹面反射鏡を有し、
前記第２反射結像系は、前記被検基板の膜面からの光を
集光して前記第１のスリットの像を前記所定面に再形成
するための第２の凹面反射鏡を有し、前記波長選択手段
は、前記所定面に配置され且つ前記第１のスリットと光
学的に対応した第２のスリットを有する。この場合、前
記第１の凹面反射鏡と前記第２の凹面反射鏡とは、共通
の凹面反射鏡から構成されていることが好ましい。ま
た、前記第１のスリットおよび前記第２のスリットは、
前記被検基板の膜面に入射する光線と該光線の入射位置
における前記被検基板の膜面の法線とを含む入射面に対
して直交する方向に沿って形成されていることが好まし
い。
【０００８】また、本発明の別の局面によれば、上述の
ような本発明の膜厚計測光学系と、前記被検基板を含む
１つまたは複数の被成膜物体上に膜を形成するための膜
形成手段と、前記膜厚計測光学系の計測結果に基づいて
前記膜形成手段によって前記１つまたは複数の被成膜物
体上に形成される膜の厚さを制御するための制御手段と
を備えていることを特徴とする成膜装置を提供する。
ような本発明の膜厚計測光学系と、前記被検基板を含む
１つまたは複数の被成膜物体上に膜を形成するための膜
形成手段と、前記膜厚計測光学系の計測結果に基づいて
前記膜形成手段によって前記１つまたは複数の被成膜物
体上に形成される膜の厚さを制御するための制御手段と
を備えていることを特徴とする成膜装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の膜厚計測光学系では、光
源からの光を第１反射結像系により集光して被検基板の
膜面の近傍に光像を形成するとともに、被検基板の膜面
からの光を第２反射結像系により集光して光像を再形成
する。具体的には、たとえば第１のスリットを介した光
を第１の凹面反射鏡で集光することにより被検基板の膜
面の近傍に第１のスリットの像を形成するとともに、被
検基板の膜面からの光を第２の凹面反射鏡で集光するこ
とにより第２のスリット上に第１のスリットの像を再形
成する。その結果、広い波長域の光に対して結像系にお
いて色収差が全く発生することがなく、広い波長域から
適宜選択された所定の波長光（たとえば膜の使用波長光
など）に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に
計測することができる。したがって、成膜装置に本発明
の膜厚計測光学系を組み込むことにより、膜厚計測光学
系の計測結果に基づいて、成膜装置において形成される
膜の厚さを高精度に制御することができる。
源からの光を第１反射結像系により集光して被検基板の
膜面の近傍に光像を形成するとともに、被検基板の膜面
からの光を第２反射結像系により集光して光像を再形成
する。具体的には、たとえば第１のスリットを介した光
を第１の凹面反射鏡で集光することにより被検基板の膜
面の近傍に第１のスリットの像を形成するとともに、被
検基板の膜面からの光を第２の凹面反射鏡で集光するこ
とにより第２のスリット上に第１のスリットの像を再形
成する。その結果、広い波長域の光に対して結像系にお
いて色収差が全く発生することがなく、広い波長域から
適宜選択された所定の波長光（たとえば膜の使用波長光
など）に対する膜面の反射率に基づいて膜厚を高精度に
計測することができる。したがって、成膜装置に本発明
の膜厚計測光学系を組み込むことにより、膜厚計測光学
系の計測結果に基づいて、成膜装置において形成される
膜の厚さを高精度に制御することができる。
【００１０】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例にかかる膜厚計測光学
系を備えた成膜装置の構成を概略的に示す図である。ま
た、図２は、図１の膜厚計測光学系の部分拡大図であ
る。本実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系を組
み込んだ例を示している。図１の真空蒸着装置におい
て、真空容器３０の内部には、平行平面板、レンズある
いは光学プリズム等からなる複数の被蒸着物体６と被検
基板（モニターガラス）６ａとでなる複数の被成膜物体
６が配置されている。そして、これら被成膜物体として
の被蒸着物体６および被検基板（モニターガラス）６ａ
は、たとえば光学ガラス等で構成されている。真空蒸着
に際して、蒸着すべき金属を高真空中で加熱し、蒸発し
た蒸着金属をターゲットである被成膜物体６に向かって
飛散させる。こうして、被成膜物体６の図中下面には、
凝固した蒸着金属からなる高反射率の金属膜が形成され
る。
明する。図１は、本発明の実施例にかかる膜厚計測光学
系を備えた成膜装置の構成を概略的に示す図である。ま
た、図２は、図１の膜厚計測光学系の部分拡大図であ
る。本実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系を組
み込んだ例を示している。図１の真空蒸着装置におい
て、真空容器３０の内部には、平行平面板、レンズある
いは光学プリズム等からなる複数の被蒸着物体６と被検
基板（モニターガラス）６ａとでなる複数の被成膜物体
６が配置されている。そして、これら被成膜物体として
の被蒸着物体６および被検基板（モニターガラス）６ａ
は、たとえば光学ガラス等で構成されている。真空蒸着
に際して、蒸着すべき金属を高真空中で加熱し、蒸発し
た蒸着金属をターゲットである被成膜物体６に向かって
飛散させる。こうして、被成膜物体６の図中下面には、
凝固した蒸着金属からなる高反射率の金属膜が形成され
る。
【００１１】図１の真空蒸着装置は、複数の被成膜物体
６のうちの１つの被検基板（モニタガラス）６ａに形成
された蒸着膜の厚さを随時計測するための膜厚計測光学
系を備えている。本実施例の膜厚計測光学系は、たとえ
ば可視域から真空紫外域までの広い波長域の光を供給す
るための光源１を備えている。光源１からの光は、レン
ズ２を介して、図１の紙面に垂直な方向に沿って延びた
スリット３を照明する。スリット３を通過した光は、平
面反射鏡５によって反射された後、凹面反射鏡４に入射
する。凹面反射鏡４で反射された光は、真空容器３０に
形成された窓部３１を介して、被検基板６ａの膜面（図
中下面）の近傍にスリット３の像を形成する。被検基板
６ａの膜面からの反射光は、窓部３１を介して、凹面反
射鏡４に再び入射する。
６のうちの１つの被検基板（モニタガラス）６ａに形成
された蒸着膜の厚さを随時計測するための膜厚計測光学
系を備えている。本実施例の膜厚計測光学系は、たとえ
ば可視域から真空紫外域までの広い波長域の光を供給す
るための光源１を備えている。光源１からの光は、レン
ズ２を介して、図１の紙面に垂直な方向に沿って延びた
スリット３を照明する。スリット３を通過した光は、平
面反射鏡５によって反射された後、凹面反射鏡４に入射
する。凹面反射鏡４で反射された光は、真空容器３０に
形成された窓部３１を介して、被検基板６ａの膜面（図
中下面）の近傍にスリット３の像を形成する。被検基板
６ａの膜面からの反射光は、窓部３１を介して、凹面反
射鏡４に再び入射する。
【００１２】凹面反射鏡４で反射された光は、平面反射
鏡８で反射された後、分光器１０の入射スリット９上に
スリット３の像を再形成する。入射スリット９は、図１
の紙面に垂直な方向に沿って延びたスリットであり、ス
リット３と光学的に対応している。このように、スリッ
ト３および入射スリット９は、被検基板６ａの入射面
（すなわち被検基板６ａの膜面に入射する光線と該光線
の入射位置における被検基板６ａの膜面の法線とを含む
面）に対して直交する方向に沿って形成されている。入
射スリット９を通過した光は分光器１０によって波長選
択され、その出口スリット１１から選択された光が射出
される。なお、分光器では所定波長以外の迷光も選択さ
れることがあるので、たとえば入射スリット９の前側に
所定波長を含む狭帯域の光だけを通過させるフィルタ１
３を必要に応じて設定することが好ましい。
鏡８で反射された後、分光器１０の入射スリット９上に
スリット３の像を再形成する。入射スリット９は、図１
の紙面に垂直な方向に沿って延びたスリットであり、ス
リット３と光学的に対応している。このように、スリッ
ト３および入射スリット９は、被検基板６ａの入射面
（すなわち被検基板６ａの膜面に入射する光線と該光線
の入射位置における被検基板６ａの膜面の法線とを含む
面）に対して直交する方向に沿って形成されている。入
射スリット９を通過した光は分光器１０によって波長選
択され、その出口スリット１１から選択された光が射出
される。なお、分光器では所定波長以外の迷光も選択さ
れることがあるので、たとえば入射スリット９の前側に
所定波長を含む狭帯域の光だけを通過させるフィルタ１
３を必要に応じて設定することが好ましい。
【００１３】分光器１０の出口スリット１１から射出さ
れた所定波長の光は、ディテクタ１２によって光電検出
される。ディテクタ１２は、受光した光量に応じた光電
信号を制御系３２に供給する。なお、制御系３２は、分
光器１０が所定波長（たとえば被成膜物体６に形成され
る膜の使用波長）を選択するように、分光器１０に波長
選択信号を供給する。こうして、制御系３２では、ディ
テクタ１２からの光電信号に基づいて所定波長の光に対
する被検基板６ａの膜面の反射率を求め、求めた反射率
に基づいて被検基板６ａに形成された蒸着膜の厚さを計
測する。制御系３２は、計測した蒸着膜の厚さが所定厚
に達すると、シャッター駆動機構３３に駆動信号を供給
する。シャッター駆動機構３３は、供給された駆動信号
に応答してシャッター３４を駆動し、複数の被成膜物体
６に向かって飛散する蒸着金属を遮断する。こうして、
複数の被成膜物体６の膜面には、所定厚の蒸着膜が形成
される。
れた所定波長の光は、ディテクタ１２によって光電検出
される。ディテクタ１２は、受光した光量に応じた光電
信号を制御系３２に供給する。なお、制御系３２は、分
光器１０が所定波長（たとえば被成膜物体６に形成され
る膜の使用波長）を選択するように、分光器１０に波長
選択信号を供給する。こうして、制御系３２では、ディ
テクタ１２からの光電信号に基づいて所定波長の光に対
する被検基板６ａの膜面の反射率を求め、求めた反射率
に基づいて被検基板６ａに形成された蒸着膜の厚さを計
測する。制御系３２は、計測した蒸着膜の厚さが所定厚
に達すると、シャッター駆動機構３３に駆動信号を供給
する。シャッター駆動機構３３は、供給された駆動信号
に応答してシャッター３４を駆動し、複数の被成膜物体
６に向かって飛散する蒸着金属を遮断する。こうして、
複数の被成膜物体６の膜面には、所定厚の蒸着膜が形成
される。
【００１４】以上のように、本実施例の膜厚計測光学系
では、スリット３からの光を凹面反射鏡４で集光してス
リット３の像を被検基板６ａの膜面の近傍に形成すると
ともに、被検基板６ａの膜面からの反射光を凹面反射鏡
４で集光してスリット３の像を入射スリット９上に再形
成している。その結果、広い波長域の光に対して結像系
において色収差が全く発生することがなく、広い波長域
から適宜選択された所定の波長光に対する膜面の反射率
に基づいて膜厚を高精度に計測することができる。した
がって、本実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系
を組み込むことにより、膜厚計測光学系の計測結果に基
づいて、真空蒸着装置において被成膜物体に蒸着される
膜の厚さを高精度に制御することができる。
では、スリット３からの光を凹面反射鏡４で集光してス
リット３の像を被検基板６ａの膜面の近傍に形成すると
ともに、被検基板６ａの膜面からの反射光を凹面反射鏡
４で集光してスリット３の像を入射スリット９上に再形
成している。その結果、広い波長域の光に対して結像系
において色収差が全く発生することがなく、広い波長域
から適宜選択された所定の波長光に対する膜面の反射率
に基づいて膜厚を高精度に計測することができる。した
がって、本実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系
を組み込むことにより、膜厚計測光学系の計測結果に基
づいて、真空蒸着装置において被成膜物体に蒸着される
膜の厚さを高精度に制御することができる。
【００１５】なお、本実施例の膜厚計測光学系では、ス
リット３と被検基板６ａの膜面と入射スリット９とがほ
ぼ共役になるように構成されている。したがって、被検
基板６ａがわずかに傾斜しても、入射スリット９上にお
いて位置ずれなくスリット３の像を再形成することがで
きる。また、被検基板６ａの傾斜の影響を受けないよう
にするために、被検基板６ａの膜面とスリット３の像の
形成面とを一致させるのが原理的には好ましい。しかし
ながら、被検基板６ａの膜面上に傷などがある場合を考
慮すると、傷による光の散乱に起因する光量損失を回避
するために、スリット３の像の形成面が被検基板６ａの
膜面から離れるように構成することが好ましい。
リット３と被検基板６ａの膜面と入射スリット９とがほ
ぼ共役になるように構成されている。したがって、被検
基板６ａがわずかに傾斜しても、入射スリット９上にお
いて位置ずれなくスリット３の像を再形成することがで
きる。また、被検基板６ａの傾斜の影響を受けないよう
にするために、被検基板６ａの膜面とスリット３の像の
形成面とを一致させるのが原理的には好ましい。しかし
ながら、被検基板６ａの膜面上に傷などがある場合を考
慮すると、傷による光の散乱に起因する光量損失を回避
するために、スリット３の像の形成面が被検基板６ａの
膜面から離れるように構成することが好ましい。
【００１６】さらに、凹面反射鏡４によって生じる非点
収差をできるだけ小さくするために、凹面反射鏡４に対
する主光線の入射角をできるだけ小さく設定する必要が
ある。本実施例では、図２の部分拡大図に示すように、
スリット３を介した光の主光線の凹面反射鏡４に対する
入射角および被検基板６ａの膜面からの反射光の主光線
の凹面反射鏡４に対する入射角がともに６°になるよう
に設定している。実際の設計では、スリット３を介した
光の開口数に応じて、凹面反射鏡４に対する主光線の入
射角を２°〜１０°の範囲に設定することが望ましい。
また、凹面反射鏡４の反射率を波長域の全体に亘って高
く保つことは困難である。したがって、検出光量が少な
くなり易い紫外域の光に対する反射率が高くなるよう
に、凹面反射鏡４を構成することが望ましい。
収差をできるだけ小さくするために、凹面反射鏡４に対
する主光線の入射角をできるだけ小さく設定する必要が
ある。本実施例では、図２の部分拡大図に示すように、
スリット３を介した光の主光線の凹面反射鏡４に対する
入射角および被検基板６ａの膜面からの反射光の主光線
の凹面反射鏡４に対する入射角がともに６°になるよう
に設定している。実際の設計では、スリット３を介した
光の開口数に応じて、凹面反射鏡４に対する主光線の入
射角を２°〜１０°の範囲に設定することが望ましい。
また、凹面反射鏡４の反射率を波長域の全体に亘って高
く保つことは困難である。したがって、検出光量が少な
くなり易い紫外域の光に対する反射率が高くなるよう
に、凹面反射鏡４を構成することが望ましい。
【００１７】なお、上述の実施例では、波長選択手段と
して分光器を用いているが、所定波長を有する光を通過
させ且つ所定波長以外の波長を有する光を遮断する干渉
フィルタを分光器に代えて使用することができる。ま
た、上述の実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系
を組み込んだ例を説明しているが、一般の成膜装置に本
発明の膜厚計測光学系を組み込んで膜厚の制御を行うこ
ともできる。さらに、上述の実施例では分光器で波長選
択を行っているが、分光器で波長走査を行うことにより
反射率の波長特性を計測することもできる。
して分光器を用いているが、所定波長を有する光を通過
させ且つ所定波長以外の波長を有する光を遮断する干渉
フィルタを分光器に代えて使用することができる。ま
た、上述の実施例では、真空蒸着装置に膜厚計測光学系
を組み込んだ例を説明しているが、一般の成膜装置に本
発明の膜厚計測光学系を組み込んで膜厚の制御を行うこ
ともできる。さらに、上述の実施例では分光器で波長選
択を行っているが、分光器で波長走査を行うことにより
反射率の波長特性を計測することもできる。
【００１８】
【効果】以上説明したように、本発明の膜厚計測光学系
によれば、広い波長域の光に対して結像系において色収
差が全く発生することがなく、広い波長域から適宜選択
された所定の波長光に対する膜面の反射率に基づいて膜
厚を高精度に計測することができる。したがって、成膜
装置に本発明の膜厚計測光学系を組み込むことにより、
膜厚計測光学系の計測結果に基づいて、成膜装置におい
て形成される膜の厚さを高精度に制御することができ
る。
によれば、広い波長域の光に対して結像系において色収
差が全く発生することがなく、広い波長域から適宜選択
された所定の波長光に対する膜面の反射率に基づいて膜
厚を高精度に計測することができる。したがって、成膜
装置に本発明の膜厚計測光学系を組み込むことにより、
膜厚計測光学系の計測結果に基づいて、成膜装置におい
て形成される膜の厚さを高精度に制御することができ
る。
【図１】本発明の実施例にかかる膜厚計測光学系を備え
た成膜装置の構成を概略的に示す図である。
た成膜装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の膜厚計測光学系の部分拡大図である。
【図３】従来の膜厚計測光学系の構成を概略的に示す図
である。
である。
１ 光源 ２、２１、２４ レンズ ３ スリット ４ 凹面反射鏡 ５、８、２２、２４ 平面反射鏡 ６ 被成膜物体 ９ 入射スリット １０ 分光器 １１ 出口スリット １２ ディテクタ １３ 制御系 ３０ 真空容器 ３１ 窓部 ３２ 制御系 ３３ シャッター駆動機構 ３４ シャッター
Claims (8)
- 【請求項１】 光源からの光を反射面を介して集光し、
被検基板の膜面の近傍に光像を形成するための第１反射
結像系と、 前記被検基板の膜面からの光を反射面を介して集光し、
所定面に前記光像を再形成するための第２反射結像系
と、 前記第２反射結像系を介して再形成された前記光像の光
から所定波長を有する光を選択するための波長選択手段
とを備え、 前記波長選択手段を介して選択された光に基づいて、前
記被検基板に形成された膜の厚さを計測することを特徴
とする膜厚計測光学系。 - 【請求項２】 前記光源と前記第１反射結像系との間の
光路中には第１のスリットが設けられ、 前記第１反射結像系は、前記第１のスリットを介した前
記光源からの光を集光して前記第１のスリットの像を形
成するための第１の凹面反射鏡を有し、 前記第２反射結像系は、前記被検基板の膜面からの光を
集光して前記第１のスリットの像を前記所定面に再形成
するための第２の凹面反射鏡を有し、 前記波長選択手段は、前記所定面に配置され且つ前記第
１のスリットと光学的に対応した第２のスリットを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の膜厚計測光学系。 - 【請求項３】 前記第１の凹面反射鏡と前記第２の凹面
反射鏡とは、共通の凹面反射鏡から構成されていること
を特徴とする請求項２に記載の膜厚計測光学系。 - 【請求項４】 前記第１のスリットおよび前記第２のス
リットは、前記被検基板の膜面に入射する光線と該光線
の入射位置における前記被検基板の膜面の法線とを含む
入射面に対して直交する方向に沿って形成されているこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の膜厚計測光学
系。 - 【請求項５】 前記波長選択手段は、前記第２のスリッ
トを介した光を波長走査する分光器を有することを特徴
とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の膜厚計測
光学系。 - 【請求項６】 前記第２のスリットは、前記分光器の入
射スリットであることを特徴とする請求項５に記載の膜
厚計測光学系。 - 【請求項７】 前記第１の凹面反射鏡および前記第２の
凹面反射鏡は、前記第１のスリットを介した主光線の前
記第１の凹面反射鏡に対する入射角および前記被検基板
の膜面からの主光線の前記第２の凹面反射鏡に対する入
射角がともに２°〜１０°の範囲内にあるように配置さ
れていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１
項に記載の膜厚計測光学系。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
膜厚計測光学系と、 前記被検基板を含む１つまたは複数の被成膜物体上に膜
を形成するための膜形成手段と、 前記膜厚計測光学系の計測結果に基づいて前記膜形成手
段によって前記１つまたは複数の被成膜物体上に形成さ
れる膜の厚さを制御するための制御手段とを備えている
ことを特徴とする成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340651A JPH10158834A (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 膜厚計測光学系および該光学系を備えた成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340651A JPH10158834A (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 膜厚計測光学系および該光学系を備えた成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10158834A true JPH10158834A (ja) | 1998-06-16 |
Family
ID=18339019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8340651A Pending JPH10158834A (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 膜厚計測光学系および該光学系を備えた成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10158834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310621A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 膜厚モニタ |
| US7540922B2 (en) | 2003-11-14 | 2009-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus |
| CN107916410A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-17 | 湖北东田光电材料科技有限公司 | 一种检测光学镀膜厚度的反射式光学监控方法 |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP8340651A patent/JPH10158834A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310621A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 膜厚モニタ |
| US7540922B2 (en) | 2003-11-14 | 2009-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus |
| CN107916410A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-17 | 湖北东田光电材料科技有限公司 | 一种检测光学镀膜厚度的反射式光学监控方法 |
| CN107916410B (zh) * | 2017-11-23 | 2019-11-05 | 湖北东田光电材料科技有限公司 | 一种检测光学镀膜厚度的反射式光学监控方法 |
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