JPS6093303A - 水晶式膜厚モニタ - Google Patents
水晶式膜厚モニタInfo
- Publication number
- JPS6093303A JPS6093303A JP20150683A JP20150683A JPS6093303A JP S6093303 A JPS6093303 A JP S6093303A JP 20150683 A JP20150683 A JP 20150683A JP 20150683 A JP20150683 A JP 20150683A JP S6093303 A JPS6093303 A JP S6093303A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- film thickness
- crystal
- frequency
- crystal resonator
- Prior art date
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (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】
本発明は水晶振動子の温度変化による共振周波数シフト
を、補正し正確な膜厚測定を可能とした蒸着膜厚モニタ
に関するものである。
を、補正し正確な膜厚測定を可能とした蒸着膜厚モニタ
に関するものである。
水晶振動子を用いた蒸着膜厚モニタが、従来から薄膜コ
ーティングの膜厚および蒸着速度の制御に広く用いられ
ている。これはＡＴカットの水晶る現象をオリ用し、そ
の共振周波数を測定すること凶 る膜厚コントローラは第一回に示す様に構成されていた
。すなわち真空容器１６の中に配置された蒸発源１４か
ら蒸着物質が飛び出し、基板１５および水晶振動子２に
堆積し薄膜を形成する。水晶振動子２はリード線３によ
シ真空外部に置かれた共振器４に接続され、堆積した膜
厚に応じた周波数で共振を行う。この共振周波数は周波
数カウンター５によシ計叙され、この計数値が膜厚演算
器６によって膜厚に換算され７表示器７によシ時々刻々
の膜厚として表示される。また膜厚演算器６の出力は微
分器８によシ膜生成速度に変換され。
ーティングの膜厚および蒸着速度の制御に広く用いられ
ている。これはＡＴカットの水晶る現象をオリ用し、そ
の共振周波数を測定すること凶 る膜厚コントローラは第一回に示す様に構成されていた
。すなわち真空容器１６の中に配置された蒸発源１４か
ら蒸着物質が飛び出し、基板１５および水晶振動子２に
堆積し薄膜を形成する。水晶振動子２はリード線３によ
シ真空外部に置かれた共振器４に接続され、堆積した膜
厚に応じた周波数で共振を行う。この共振周波数は周波
数カウンター５によシ計叙され、この計数値が膜厚演算
器６によって膜厚に換算され７表示器７によシ時々刻々
の膜厚として表示される。また膜厚演算器６の出力は微
分器８によシ膜生成速度に変換され。
望みの膜生成速度との誤差信号が比較器１０により計算
さ扛て蒸発源への電力供給電源１２へ送られ、蒸発源電
力供給電源１２の電力を可変し、蒸着の速度すなわち膜
生成速度を一定に制御する様に働く。一方膜厚演算器６
からの膜厚信号は比較器９に送られ、あらかじめ設定さ
れた望牟の膜厚に達するとシャッター駆動電源１１に信
号が虱られ、シャッター１３を閉じて蒸発源から蒸発物
質ノ な温度係数を持つため、蒸発源１４からの輻射熱あるい
は基板加熱用のヒーター１７からの輻射熱によシ水晶振
動子２の温度が変化すると、膜厚のび膜厚の終点検出に
重大な誤差を生じる’ｙ、ツタリングによる膜生成に於
いては、蒸発源からの輻射熱が大きく又膜生成速度自体
が小さい為に膜生成速度の制御に於いて重大な誤差ｔも
たらすことになる。例えば３５°１７′のカットアング
ルを持つＡＴカットの水晶振動子に於いては、水晶板温
度が２０℃から１００℃に上昇すると約７０ ｐ ｐｍ
の周波数シフトを生じる。この変化分は例えばアルミニ
ウムの膜厚に換算すると２５ＯＡ’％の膜厚変化に相当
する為、精密な生成速度および膜厚の制御を行う上で大
きな障害となる。
さ扛て蒸発源への電力供給電源１２へ送られ、蒸発源電
力供給電源１２の電力を可変し、蒸着の速度すなわち膜
生成速度を一定に制御する様に働く。一方膜厚演算器６
からの膜厚信号は比較器９に送られ、あらかじめ設定さ
れた望牟の膜厚に達するとシャッター駆動電源１１に信
号が虱られ、シャッター１３を閉じて蒸発源から蒸発物
質ノ な温度係数を持つため、蒸発源１４からの輻射熱あるい
は基板加熱用のヒーター１７からの輻射熱によシ水晶振
動子２の温度が変化すると、膜厚のび膜厚の終点検出に
重大な誤差を生じる’ｙ、ツタリングによる膜生成に於
いては、蒸発源からの輻射熱が大きく又膜生成速度自体
が小さい為に膜生成速度の制御に於いて重大な誤差ｔも
たらすことになる。例えば３５°１７′のカットアング
ルを持つＡＴカットの水晶振動子に於いては、水晶板温
度が２０℃から１００℃に上昇すると約７０ ｐ ｐｍ
の周波数シフトを生じる。この変化分は例えばアルミニ
ウムの膜厚に換算すると２５ＯＡ’％の膜厚変化に相当
する為、精密な生成速度および膜厚の制御を行う上で大
きな障害となる。
本発明は上記水晶振動子の温度変化にょる膜厚測定誤差
を補正する手段を与え、正確な膜厚測定於いては、膜厚
測定用の水晶振動子２に近接してもう一枚の水晶振動子
２′が配置される。水晶振動子２′には例えば熱電対の
様な温度測定素子２ｏが充分な熱的接触を保って取ル付
けられ、真臣容器外に置かれた温度計２１にょシその温
度が測定される。水晶振動子２′は水晶振動子２と熱的
に同等の環境に置かれる様考慮されるので、その温度は
膜厚測定に供する水晶振動子２の温度をはは正確に表わ
すことになる。膜厚測定用の水晶振動子２は共振器４に
より、蒸着された膜厚と水晶板の温度に応じた共振周波
数にょル振動せしめられ、その共振周波数は周波数カウ
ンター５にょシ計赦され膜厚演算器６に信号として送ら
れる。膜厚演算器６では、温度計２１からの信号と、あ
らかじめ記憶された水晶振動子の温度係数を用いて、水
晶振動子２の温度変化に対する周波数変化分が計算され
１周波数カウンター５の出方信号から温度変化による分
を取り除き、これを膜厚変化による周波この様に本実施
例では、水晶振動子２の共振周波数の変化に対して、そ
の温度変化による分が補正され、膜厚の変化による分の
みが計算されて膜厚に変換される為、温度による測定誤
差が取シ除かれ、比較器９による膜厚終点検出や、微分
器８゜比較器１０および蒸発源電力供給電源１２による
膜生成速度の制御を精密に行うことが出来る。
を補正する手段を与え、正確な膜厚測定於いては、膜厚
測定用の水晶振動子２に近接してもう一枚の水晶振動子
２′が配置される。水晶振動子２′には例えば熱電対の
様な温度測定素子２ｏが充分な熱的接触を保って取ル付
けられ、真臣容器外に置かれた温度計２１にょシその温
度が測定される。水晶振動子２′は水晶振動子２と熱的
に同等の環境に置かれる様考慮されるので、その温度は
膜厚測定に供する水晶振動子２の温度をはは正確に表わ
すことになる。膜厚測定用の水晶振動子２は共振器４に
より、蒸着された膜厚と水晶板の温度に応じた共振周波
数にょル振動せしめられ、その共振周波数は周波数カウ
ンター５にょシ計赦され膜厚演算器６に信号として送ら
れる。膜厚演算器６では、温度計２１からの信号と、あ
らかじめ記憶された水晶振動子の温度係数を用いて、水
晶振動子２の温度変化に対する周波数変化分が計算され
１周波数カウンター５の出方信号から温度変化による分
を取り除き、これを膜厚変化による周波この様に本実施
例では、水晶振動子２の共振周波数の変化に対して、そ
の温度変化による分が補正され、膜厚の変化による分の
みが計算されて膜厚に変換される為、温度による測定誤
差が取シ除かれ、比較器９による膜厚終点検出や、微分
器８゜比較器１０および蒸発源電力供給電源１２による
膜生成速度の制御を精密に行うことが出来る。
第３図は本発明の他の実施例で１本実施例に於いては膜
厚測定用の水晶振動子２に近接してもう一つの水晶振動
子２′が置かれ、リード線３′にょシ真空外に置かれた
共振器４′に導かれて、蒸着膜厚によって共振周波数が
変化しないが殆んど変化しない−例えば輪９Ｐ振動など
の一振動モードに於いて共振を行う。この共振周波数は
周波数カウンター５′によシ周波数信号に変換され、膜
厚演算器６に送られる。一方膜厚測定用の水晶振動子２
は。
厚測定用の水晶振動子２に近接してもう一つの水晶振動
子２′が置かれ、リード線３′にょシ真空外に置かれた
共振器４′に導かれて、蒸着膜厚によって共振周波数が
変化しないが殆んど変化しない−例えば輪９Ｐ振動など
の一振動モードに於いて共振を行う。この共振周波数は
周波数カウンター５′によシ周波数信号に変換され、膜
厚演算器６に送られる。一方膜厚測定用の水晶振動子２
は。
第２図の実施例の場合と同様に蒸着膜厚と温度に応じた
周波数で共振を行い、その共振周波数は周波数力ウノタ
ー５によシ計数されて膜厚演算器６鷹であらかじめ記憶
された水晶振動子２′の振！ｌＯ′″ズドに於ける温度
係数により水晶振動子２′の温度が計算され、この温度
を水晶＃ＲＮＪＪ子２の温度とみなしてやは）あらかじ
め染記憶されている水晶振動子２の振動モードに於ける
温度係数の値から。
周波数で共振を行い、その共振周波数は周波数力ウノタ
ー５によシ計数されて膜厚演算器６鷹であらかじめ記憶
された水晶振動子２′の振！ｌＯ′″ズドに於ける温度
係数により水晶振動子２′の温度が計算され、この温度
を水晶＃ＲＮＪＪ子２の温度とみなしてやは）あらかじ
め染記憶されている水晶振動子２の振動モードに於ける
温度係数の値から。
水晶振動子２の共振周波数の入化分のうち温度変化によ
る分が計算され、全体の周波数変化から取シ除かれた後
に膜厚に変換され２表示器７によって表示される。この
様に本実施例に於いてｔ、温度変化による周波数変化分
が補正され、正４１！な膜厚測定および制御が可能とな
る。
る分が計算され、全体の周波数変化から取シ除かれた後
に膜厚に変換され２表示器７によって表示される。この
様に本実施例に於いてｔ、温度変化による周波数変化分
が補正され、正４１！な膜厚測定および制御が可能とな
る。
第４図は本発明のもう一つの実施例を示す。本実施例に
・於いては、水晶振動子２の温度は直接測定される。水
晶振動子２はリード線３によシ真空外に置かれた二つの
共振器４および４′に、スイッチ３１により交互に接続
される。接航切換の制御は膜厚演算器６が行なう。共振
器４は蒸着膜厚に応じて共振周波数の変化する厚みすベ
シ振動のモードに於いて水晶振動子２を共振せしめ、一
方共イッチ３２は互いに同期して繰ル返し接続の切シ換
えを行う。これらスイッチの切シ換えの周期の前半に於
いて、水晶振動子２は共振器４′に接続され、また周波
数カウンタ５は共振器４′に接続される。この半周期の
間２周波数カウンタ５は水晶振動子２の膜厚によらず温
度にのみ応じた共振周波数を計数し５演算器６に信号を
送る。演算器６では、あらかじめ記憶されている水晶振
動子２のこの振動上−ドに於ける温度係数によシ、水晶
振動子２の温度変化を計算し、その温度に対する厚みす
ベシ振動の共振周波数変化分を算出し記憶する。
・於いては、水晶振動子２の温度は直接測定される。水
晶振動子２はリード線３によシ真空外に置かれた二つの
共振器４および４′に、スイッチ３１により交互に接続
される。接航切換の制御は膜厚演算器６が行なう。共振
器４は蒸着膜厚に応じて共振周波数の変化する厚みすベ
シ振動のモードに於いて水晶振動子２を共振せしめ、一
方共イッチ３２は互いに同期して繰ル返し接続の切シ換
えを行う。これらスイッチの切シ換えの周期の前半に於
いて、水晶振動子２は共振器４′に接続され、また周波
数カウンタ５は共振器４′に接続される。この半周期の
間２周波数カウンタ５は水晶振動子２の膜厚によらず温
度にのみ応じた共振周波数を計数し５演算器６に信号を
送る。演算器６では、あらかじめ記憶されている水晶振
動子２のこの振動上−ドに於ける温度係数によシ、水晶
振動子２の温度変化を計算し、その温度に対する厚みす
ベシ振動の共振周波数変化分を算出し記憶する。
スイッチの切換え周期の後半に於いては、水晶振動子２
は共振器４に接続され、また周波数カウンタ５は共振器
４に接続される。この時周波数カウンタ５は水晶振動子
２の厚今すベシ振動の共振周波数を計数する。この共振
周波数は水晶振動子２の蒸着膜厚に応じた分と温度に応
じた分を含ん周波数変化分で補正をされて膜厚による分
のみと、１ 笈った周波数変化が膜厚に換算され表示−ａ７に表示さ
れる。以上の周期を繰シ返しながら２時々刻々の膜厚が
温度変化分の補正をされて正確に測定さ７’Ｌこれによ
って相密な終点検出および膜生成速ｌ糺の制御を行うこ
とが可能となる。
は共振器４に接続され、また周波数カウンタ５は共振器
４に接続される。この時周波数カウンタ５は水晶振動子
２の厚今すベシ振動の共振周波数を計数する。この共振
周波数は水晶振動子２の蒸着膜厚に応じた分と温度に応
じた分を含ん周波数変化分で補正をされて膜厚による分
のみと、１ 笈った周波数変化が膜厚に換算され表示−ａ７に表示さ
れる。以上の周期を繰シ返しながら２時々刻々の膜厚が
温度変化分の補正をされて正確に測定さ７’Ｌこれによ
って相密な終点検出および膜生成速ｌ糺の制御を行うこ
とが可能となる。
以上述べた様に１本発明によれば、水晶振動子の周波数
変化に温度変化による周波数変化分を刻々補正すること
が出来、膜厚の正確な測定と終点検出および膜生成速度
の制御が可能となる。
変化に温度変化による周波数変化分を刻々補正すること
が出来、膜厚の正確な測定と終点検出および膜生成速度
の制御が可能となる。
従って２本発明が半導体装置等の製造に寄与するところ
は大きく、工東上極めて有益と百９ことができる。
は大きく、工東上極めて有益と百９ことができる。
第一図は従来技術による水晶振動子を用いた膜厚モニタ
および膜厚終点検出、膜生成速度制御の方法を示すブロ
ック図。第二図は本発明の第一の実施例を示し、第三図
は本発明の第二の実施例を示し、第四図は本発明の第三
の実施例を示すブロック図でおる。 １・・・・・・膜厚モニタ、２および２′・・・・・・
水晶振動子。 ３および３′・・・・・・リード線、４および４′・・
・・・・共振器。 ５および５′・・・・・・周波数カウンタ、６・・・・
・・演算器。 ７・・・・・・表示器、８・・・・・・微分器、９およ
び１０・・・・・・比較器、 １１・・・・・・シャッ
タ駆動電源、１２・−・・・・蒸発源電力供給電源、１
３・・・・・・シャッター、１４・・・・・・蒸発係。 １５・・・・・・基板、１６・・・・・・具を容器、１
７・・・・・・基板ｌＪｕ熱ヒータ、２０・・・・・・
温腋測定子、３１および３２・・・・・・スイッチ。 特許出願人 日電アネルノく株式会社 ＦＩＧ、２
および膜厚終点検出、膜生成速度制御の方法を示すブロ
ック図。第二図は本発明の第一の実施例を示し、第三図
は本発明の第二の実施例を示し、第四図は本発明の第三
の実施例を示すブロック図でおる。 １・・・・・・膜厚モニタ、２および２′・・・・・・
水晶振動子。 ３および３′・・・・・・リード線、４および４′・・
・・・・共振器。 ５および５′・・・・・・周波数カウンタ、６・・・・
・・演算器。 ７・・・・・・表示器、８・・・・・・微分器、９およ
び１０・・・・・・比較器、 １１・・・・・・シャッ
タ駆動電源、１２・−・・・・蒸発源電力供給電源、１
３・・・・・・シャッター、１４・・・・・・蒸発係。 １５・・・・・・基板、１６・・・・・・具を容器、１
７・・・・・・基板ｌＪｕ熱ヒータ、２０・・・・・・
温腋測定子、３１および３２・・・・・・スイッチ。 特許出願人 日電アネルノく株式会社 ＦＩＧ、２
Claims (4)
- （１）水晶振動子上に生成された蒸着膜の厚さおよびこ
の水晶振動子の温度によシ変化する該水晶振動子の共振
周波数を測定するとともに、前記水晶振動子の温度を測
定し、測定された温度によシ計算される温度変化による
共振周波数の変化分を先に測定した共振周波数から差し
引いて、膜厚変化による共振周波数変化分のみを算出し
、これを膜厚に変換することを特徴とする水晶式膜厚モ
ニタ。 - （２） 特許請求の範囲１に記載された水晶振動子の温
度測定を、該水晶振動子に近接して熱的に同一環境に置
かれた別の水晶振動子に取シ付けられた温度測尼子によ
り行うことを特徴とする水晶式膜厚モニタ。 - （３） 特許請求の範囲１に記載された水晶振動子の温
度−１１定を、該水晶振動子に近接して熱的に同一環境
に置かれた別の水晶振動子をその共振周波数υ共振周波
数の変化を測定することがら該別の水晶振動子の温度を
計算することによって行うことを特徴とする水晶式膜厚
モニタ。 - （４） 特許請求の範囲１に記載された水晶振動子の温
度測定に於て、該水晶振動子を膜厚および温度の両者に
依ル共振周波数の変化する第一の振動モードと、膜厚に
依らず温度に依シ共振周波数の変化する第二の振動モー
ドで交互に共振せしめ、該第二の振動モードに於ける共
振周波数の変化から温度変化を計算することを特徴とす
る水晶式膜厚モニタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20150683A JPS6093303A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 水晶式膜厚モニタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20150683A JPS6093303A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 水晶式膜厚モニタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093303A true JPS6093303A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0333203B2 JPH0333203B2 (ja) | 1991-05-16 |
Family
ID=16442176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20150683A Granted JPS6093303A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 水晶式膜厚モニタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093303A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03218411A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | モニタ用水晶振動子及びこれを用いた膜厚制御装置 |
| CN103615964A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-05 | 王贵 | 一种环境可控的薄液膜厚度自动测量装置 |
| CN103710666A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 株式会社日立高新技术 | 水晶振荡式膜厚监视器用传感器头 |
| WO2014076770A1 (ja) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 三菱重工業株式会社 | 真空蒸着装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545878A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-17 | Toshiba Corp | Film thickness monitoring device |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP20150683A patent/JPS6093303A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545878A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-17 | Toshiba Corp | Film thickness monitoring device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03218411A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | モニタ用水晶振動子及びこれを用いた膜厚制御装置 |
| CN103710666A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 株式会社日立高新技术 | 水晶振荡式膜厚监视器用传感器头 |
| WO2014076770A1 (ja) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 三菱重工業株式会社 | 真空蒸着装置 |
| KR20150018885A (ko) | 2012-11-13 | 2015-02-24 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 진공 증착 장치 |
| CN103615964A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-05 | 王贵 | 一种环境可控的薄液膜厚度自动测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333203B2 (ja) | 1991-05-16 |
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