JPS6145702B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6145702B2
JPS6145702B2 JP56044457A JP4445781A JPS6145702B2 JP S6145702 B2 JPS6145702 B2 JP S6145702B2 JP 56044457 A JP56044457 A JP 56044457A JP 4445781 A JP4445781 A JP 4445781A JP S6145702 B2 JPS6145702 B2 JP S6145702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film thickness
monitor
film
wavelength
deposited
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56044457A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57158373A (en
Inventor
Mitsuharu Sawamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP56044457A priority Critical patent/JPS57158373A/ja
Priority to US06/359,481 priority patent/US4531838A/en
Publication of JPS57158373A publication Critical patent/JPS57158373A/ja
Publication of JPS6145702B2 publication Critical patent/JPS6145702B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/545Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
    • C23C14/547Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0683Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating measurement during deposition or removal of the layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空蒸着膜の膜厚制御方法、及びそ
の製造装置に関するものである。
従来の光学的膜厚制御方法は、単色膜厚制御方
法及び、2波長膜厚制御方法が一般的である。こ
こに単色膜厚制御方法とは、測定光として単色光
を用い、蒸着中のモニターからの膜厚に応じた反
射率の変化をとらえて膜厚を制御する方法であ
る。又2波長膜厚制御方法とは、測定光として2
色光を用い蒸着中のモニターからの膜厚に応じた
各波長の反射率の差の変化をとらえ膜厚を制御す
る方法である。
単色膜厚制御方法は、通常、膜厚が単色光の波
長の1/4の整数倍に相当する、反射率の出力変化
の山又は谷の所で制御される。しかし、この極値
の近傍は、膜厚の変化に対して反射率の変化が鈍
感であり制御された膜厚は所定の膜厚からの誤差
を含むことが多く、従つて、この方法は再現性が
悪いという欠点を有する。
一方、従来より行なわれている二波長膜厚制御
方法は同一の膜厚が付着しているモニターを異な
る二つの波長で観察することにより膜厚を制御す
る方法である。即ち、設計波長λの1/4の整数倍 の膜厚を制御する場合、2/λ=1/λ+1/λ
の関係式 を満足するλより短い波長λとλより長い
波長λを選べばλ/4の整数倍の膜厚の時に各波 長λ,λでの反射率が等しくなることを利用
し、各波長の反射率の差の出力の零点を観察し、
蒸着膜厚の膜厚を制御する。この零点近傍は、膜
厚の変化に対して反射率の差の出力変化が敏感で
あり、従つて再現性はよい。しかし、この零点が
制御波長λの1/4膜厚に相当するのは、被制御
膜が屈折率の分散を含まない場合であり、被制御
膜が高分散を有する高屈折率膜の場合には零点で
制御された膜厚は目標値よりも厚くなる。すなわ
ち高屈折率膜と低屈折率膜からなるλ/4の整数膜 構成の交互多層膜を形成する場合、高屈折率膜と
低屈折率膜の膜厚比が整数とならない欠点を有す
る。
本発明の目的は、蒸着膜厚の再現性の秀れた膜
厚制御方法及びその装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、被制御膜の物質が屈折
率の分散を有するものに対しても、所望の膜厚が
得られる様な膜厚制御方法、及びその装置を提供
することにある。
本発明に係る膜厚制御方法に於いては、従来の
二波長膜厚制御方法が同一膜厚のモニターに異な
る二つの波長のモニタービームを照射することに
より、各々のモニタービーム間の位相差を得てい
るのに対し、モニタービームが単一の波長であつ
てもそれぞれのビームがモニターする蒸着膜の厚
さを異ならせることにより各々のモニタービーム
間で位相差を生じさせ、従来の二波長膜厚制御方
法と全く同じ効果を得ているものである。
本発明に係る膜厚制御方法に於いては、蒸着槽
内に異なる所定の蒸着速度で蒸着される第1のモ
ニターと第2のモニターを設け、各々のモニター
を同じ波長の光束で観察することにより上記目的
を達成せんとするものである。この蒸着速度とは
単位時間当りにモニター上に積設される蒸着膜の
厚さを指すもので、蒸着速度が大きいと言うは単
位時間当りに積設される蒸着膜の膜厚が大きいと
言うことである。
本発明に係る膜厚制御装置に於いては、蒸着槽
内部に設けられた第1のモニターと第2のモニタ
ー上に単位時間当りに蒸着される膜の厚さを異な
らせる手段、この第1のモニターと第2のモニタ
ーに同一の波長の光束を供給する光源手段、第1
のモニターと第2のモニターとから反射される光
束を検出し、該検出信号により蒸着膜が所定の状
態にあるかどうかを判別する検知手段を備えるも
のである。以下、本発明を詳述する。
第1図は、本発明に係る膜厚制御装置を備えた
蒸着装置の一実施例を示す図である。第1図に示
す蒸着装置は、真空蒸着槽1の中に、蒸発源2と
蒸着を受ける基板3をマツトするための傘4を有
し、さらに蒸着膜厚を制御するための傘4の回転
中心近傍に配置された高さの異なる2枚のモニタ
ー5a,5bを有し、さらにモニター5a,5b
を上下動回転させることによりモニター交換を可
能とするモニター機構6を有し、蒸着槽の外に単
色光源7とモニターからの反射光量を測るための
デイテクター8等からなる膜厚監視装置を有す
る。
第1図は本発明に係る蒸着膜の膜厚制御装置の
一実施例を示す図である。
第1図に於いて、モニタービームの波長をλ
、仮想のモニター上に蒸着される蒸着膜の目標
膜厚をnd0とする。この仮想モニターとは実際に
設けられるものではなく、後述する様に、もしそ
の位置にモニターが存在すればと言う意味で用い
られているものである。そして、本願ではこの仮
想のモニター上に蒸着される膜厚を目標値として
制御することにより、サンプル上の蒸着膜が所望
の値になる様にしている。即ち仮想のモニター上
の膜厚がnd0となつたとき、モニター5aの膜厚
nd1が nd1=nd0×λ/λ ………(1) モニター5bの膜厚nd2が nd2=nd0×λ/λ ………(2) となる様にモニター5aの高さh1、モニター5b
の高さh2を設定する。この時膜厚がnd0となる様
な仮想のモニターの高さをh0(h1<h0<h2)とす
る。又(1)式及び(2)式に於けるλ,λは二波長
膜厚制御方法に用いる波長と同じ波長である。
このとき、モニター5a上の膜の位相変化δ
、モニター5b上の膜の位相変化δ、及び仮
想のモニター上の膜の位相変化δは δ=4π/λnd1 δ=4π/λnd2 ………(3) δ=4π/λnd0 で表わされる。又モニター5a,5bの仮想モニ
ターに対する位相の進み又は遅れをαとすると、 δ=δ+∝ ………(4) δ=δ−∝ と表わされる。(3)式及び(4)式より 2nd0=nd1+nd2 ………(5) が成立する。即ち、高さh0に置かれていると想定
されている仮想のモニターにnd0の厚みで蒸着膜
が蒸着された時、モニター5aの膜厚nd1、モニ
ター5bの膜厚nd2が(5)式を満足する様な位置に
モニター5a,5bの位置h1,h2を設定すること
により、各モニターで反射される光束の反射率が
等しくなつた時に、高さh0の仮想モニター上に目
標膜厚nd0を得ることが出来る。従つて、本発明
に係る方法に於いても、モニター5a,5bの
各々のモニターで反射される光束の反射率を測定
し、各々の反射率が等しくなる所、即ち両モニタ
ーの反射率の差が零となる所で膜厚を制御するこ
とが出来る。
実際に蒸着を行う基板3上の蒸着膜厚と仮想の
モニター上での蒸着膜厚との膜厚比を予め知るこ
とにより、基板3上の膜厚は仮想モニター上の膜
厚に比例定数を掛けた形で正確に求まる。従つ
て、基板3と仮想モニターの膜厚の対応をかえれ
ば、例えばモニター5a,5bの間隔を保つたま
まで高さを変化させれば、基板3上の目標膜厚を
自由に選択できる。ちなみに本願の方法による膜
厚監視位置h1,h2を傘4のつら位置から 100mmの
範囲で動かせば、λ=480nm、傘4のつら位置
の高さ700mm、蒸着源の傘回転中心からの距離100
mmにおいて、基板上の目標膜厚を100〜150mmの範
囲(波長範囲で400〜600nm)で自由に得ること
が出来る。
第2図は本発明に係る膜厚制御方法による検知
手段からの検出出力の変化の様子を示し、第3図
は従来の2波長膜厚制御方法による検出出力の変
化を示す。ここで述べた検知手段とは、2つのモ
ニター5a,5b間の反射率の差を検出する手段
であり、この手段としては従来の2波長膜厚制御
方法の検知手段がそのまま適用出来るので、ここ
では記載を省略する。尚、第2図及び第3図は縦
軸に反射率の差を横軸に基板上に蒸着される膜厚
を示す。第3図に示す2つの波長はλ
410nm,λ=580nmであり、本発明に於ける(1)
式、(2)式の膜厚を与える波長λ=410nm,λ
=580nmに対応する値を選んである。Hは硫化亜
鉛膜でその屈折率nはn=2.12+59.4/(λ−
274)の分散式に従うものとし、Lは氷晶石膜で
その屈折率はn=1.36である。モニター5a,5
bの膜反射率Rh1,Rh2は基準波長480nmにおけ
るものであり、同一のものであるから分散の影響
は全くなく、第2図に示す如く目標膜厚120nmを
得ることが出来る。さらに層数を重ねることによ
り何ら条件は変化しないので、HとLの膜厚比が
1対1のλ/4膜厚の交互層を得ることが出来
る。
一方、第3図に示す如く、従来の制御方法であ
る二波長制御方法に於いては分散の影響を受ける
ので高屈折率の膜は予定の膜厚より厚く、低屈折
率膜の膜は予定の膜厚より薄く蒸着される。
第4図は、第1図に示す膜厚制御装置のモニタ
ー機構6の詳細図で、このモニター機構によりモ
ニター5a,5b上に蒸着される蒸着膜の蒸着速
度を調整する。図中モニター5a,5bは円板1
0a,10b上の光軸調整用モニターホルダー1
1a,11bにそれぞれセツトされる。ここに光
軸調整用モニターホルダーはネジのしめ加減によ
りモニターからの反射光が正しくデイテクター8
に入るように角度を調整するためのものである。
円板10a,10bはシヤフト9a,9bに連結
されており、シヤフト9aをあげることによりシ
ヤフト9bもストツパー13の働きにより同時に
上げられ、シヤフト9aを回転するとシヤフト9
bも同様に回転し、シヤフト9aはシヤフト9b
とともにストツパー15がつきあたるところまで
下がる。さらにストツパー14のつきあたる位置
を調整することによりモニター5a,5bの高さ
の差を調整でき、このようにモニター5a,5b
の上下動、回転、高さの差の調整、モニター交換
を可能とするモニター機構である。
第1図に示す実施例では各々のモニターに蒸着
される蒸着速度を異ならせる為の手段として各々
のモニター5a,5bの高さを変えたが、他の手
段としては、第5図に示す様に同じ高さのモニタ
ーを用いても各モニターの蒸着速度を異ならせる
ことが出来る。第5図に示す様に、同じ高さのモ
ニター5c,5dを用いて外部駆動モーター16
に直結するチヨツパー17を回転することによ
り、モニター5aの膜厚だけを減少させることが
出来る。
又、第1図と第5図に示す膜厚制御装置を組み
合わせ、高さの異なる二枚のモニターの一方の膜
厚をチヨツパーを用いて減少させることにより、
一つの単色光源だけで全波長域に渡つて膜厚の制
御を行うことは容易である。
本発明に於いては、蒸着膜厚の異なるモニター
を単一波長で照射し、各モニターからの反射率の
差をとらえて膜厚制御するものであるから従来の
様に異なる2波長を得る為の干渉フイルターが不
必要となり、光学系が簡素化され、又光軸調整も
容易となる。更に、光源部として波長488nmのア
ルゴンフレーザー、波長633nmのヘリウムネオン
レーザーの2種類の単色光源を用意すれば400nm
〜750nmの波長域に於いて、膜厚の制御を行うこ
とが可能である。
以上述べた如く、本発明に係る膜厚制御方法に
於いては、単色光を用いるにもかかわらず、二波
長膜厚制御方法と同様の制御膜厚の再現性を有
し、更に単色光の波長で膜厚制御を行うために被
制御膜の屈折率の分散の影響を受けず目標通りの
膜厚を得ることが出来ると言う優れた効果を有す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る膜厚制御方法を用いた蒸
着装置の一実施例を示す図、第2図は本発明に係
る膜厚制御方法を用いた場合の制御検知手段から
の出力波形を示す図、第3図は従来の二波長膜厚
制御方法を用いた場合の制御検知手段からの出力
波形を示す図、第4図は第1図に示す装置に於け
るモニター機構の詳細な構成を示す図、第5図は
本発明に係る膜厚制御方法を用いた蒸着装置の他
の実施例を示す図。 1……蒸着槽、2……蒸発源、3……基板、4
……傘、5a,5b,5c,5d……モニター、
6……モニター機構、7……単色光源、8……デ
イテクター、16……モーター、17……チヨツ
パー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 蒸着槽内に設けられた第1のモニター及び該
    第1のモニターと異なる蒸着速度で蒸着される第
    2のモニター、前記第1のモニターと第2のモニ
    ターに同一の波長の光束を照射する光束供給手
    段、前記各々のモニターで反射された光束の光量
    を検知する検知手段、該検知手段からの信号によ
    り蒸着膜を形成すべき物体面上での膜厚が所定の
    状態にあるか否かを判別する手段とを備えた事を
    特徴とする膜厚制御装置。
JP56044457A 1981-03-26 1981-03-26 Method and device for controlling film thickness of vacuum deposited film Granted JPS57158373A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56044457A JPS57158373A (en) 1981-03-26 1981-03-26 Method and device for controlling film thickness of vacuum deposited film
US06/359,481 US4531838A (en) 1981-03-26 1982-03-18 Method and device for controlling the film thickness of evaporated film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56044457A JPS57158373A (en) 1981-03-26 1981-03-26 Method and device for controlling film thickness of vacuum deposited film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57158373A JPS57158373A (en) 1982-09-30
JPS6145702B2 true JPS6145702B2 (ja) 1986-10-09

Family

ID=12692012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56044457A Granted JPS57158373A (en) 1981-03-26 1981-03-26 Method and device for controlling film thickness of vacuum deposited film

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4531838A (ja)
JP (1) JPS57158373A (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3309101B2 (ja) * 1992-08-31 2002-07-29 株式会社シンクロン 薄膜の屈折率測定方法および装置
US5416594A (en) * 1993-07-20 1995-05-16 Tencor Instruments Surface scanner with thin film gauge
US6611378B1 (en) 2001-12-20 2003-08-26 Semrock, Inc. Thin-film interference filter with quarter-wavelength unit sub-layers arranged in a generalized pattern
KR100794672B1 (ko) 2006-07-06 2008-01-14 (주)인텍 진공 증착기
CN101538699B (zh) * 2008-03-17 2012-06-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 镀膜装置及其所使用的镀膜伞架遮罩
CN101597747B (zh) * 2008-06-05 2012-06-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学镀膜装置
JP6550101B2 (ja) * 2017-07-13 2019-07-24 Jfeテクノリサーチ株式会社 膜厚測定方法及び膜厚測定装置
CN110793942B (zh) * 2019-10-12 2022-02-08 天津大学 基于彩色相机的二维材料形貌快速表征系统和方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645623A (en) * 1970-09-25 1972-02-29 Raymond A Patten Apparatus for monitoring film thickness by reflecting a light beam from the film surface
US3737237A (en) * 1971-11-18 1973-06-05 Nasa Monitoring deposition of films
US3869211A (en) * 1972-06-29 1975-03-04 Canon Kk Instrument for measuring thickness of thin film

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57158373A (en) 1982-09-30
US4531838A (en) 1985-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7697726B2 (en) Interferometer system for and a method of determining a surface characteristic by modifying surface height data using corresponding amplitude data
US7927472B2 (en) Optical film thickness controlling method, optical film thickness controlling apparatus, dielectric multilayer film manufacturing apparatus, and dielectric multilayer film manufactured using the same controlling apparatus or manufacturing apparatus
JPS5844961B2 (ja) 膜厚制御または監視装置
JP4243374B2 (ja) 光学的にモニタできるスパッタリング方法及びそのための装置
US4906844A (en) Phase sensitive optical monitor for thin film deposition
US4582431A (en) Optical monitor for direct thickness control of transparent films
US7182976B2 (en) Process for forming a thin film and apparatus therefor
US7321424B2 (en) Self-referencing instrument and method thereof for measuring electromagnetic properties
JP3309101B2 (ja) 薄膜の屈折率測定方法および装置
JPS6145702B2 (ja)
JPH02263105A (ja) 被膜厚さ測定器
JP4418926B2 (ja) 光学薄膜形成用装置及び方法
JPH0730448B2 (ja) 薄膜形成方法
JP2002022936A (ja) 光学多層膜フィルタの成膜方法、成膜装置及び光学式膜厚計
JP2005154804A (ja) 光学薄膜成膜装置及び光学薄膜成膜方法
Behrndt et al. Fabrication of multilayer dielectric films
JPS6328862A (ja) 膜厚制御方法
JPH11162954A (ja) 光学的手段による薄膜測定方法及び装置並びに成膜装置
JP4049458B2 (ja) 薄膜の膜厚計測装置及び薄膜の膜厚計測方法
US20070019204A1 (en) Spectrometer based multiband optical monitoring of thin films
US20020080518A1 (en) Method and apparatus for dynamically measuring the full flying state of a slider
RU2285233C2 (ru) Способ и устройство регулирования толщины слоя материала покрытия, наносимого на перемещающееся в продольном направлении полотно
JPS58162805A (ja) 光学的蒸着膜厚モニタ−方法
JP2005002462A (ja) 成膜制御装置およびプログラム、並びに光学薄膜の製造方法
Cali et al. Use of a scanning laser beam for thin film control and characterization