JPS62280361A - Sensor for monitoring vacuum deposition - Google Patents
Sensor for monitoring vacuum depositionInfo
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- JPS62280361A JPS62280361A JP61123082A JP12308286A JPS62280361A JP S62280361 A JPS62280361 A JP S62280361A JP 61123082 A JP61123082 A JP 61123082A JP 12308286 A JP12308286 A JP 12308286A JP S62280361 A JPS62280361 A JP S62280361A
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子衝撃されて励起された蒸発物が発生する
電子衝撃光を反射鏡を用いて集光して検出するよう構成
した真空蒸着のモニタリング用センサーに関するもので
ある。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention focuses electron bombarded light generated by evaporated matter excited by electron bombardment using a reflecting mirror. The present invention relates to a vacuum deposition monitoring sensor configured to detect.
蒸発物を電子衝撃して励起し、この励起した蒸発物が準
安定状態に戻る際に発生する電子衝撃光の強度を検出し
て蒸発速度を測定する装置として、例えば第4図(米国
特許公報第4,036.167号)に示すようなものが
ある。この第4図に示すErES (Electron
Tmpa−ct 0m1ssion 5pectro
scopy)センサー10は、直方体の形杖を有し、底
板12、これに対応する上板(内部を見せるために取り
外しである)、2個の対向する側板14.15 (15
は内部を見せるために一部を残して大部分が取り外され
ている)によって囲まれている。底板l2と上板には、
モニターしようとする蒸発物の一部を通過させるための
蒸気流路20が設けられている。For example, as shown in Fig. 4 (US Patent Publication No. 4,036.167). ErES (Electron
Tmpa-ct 0m1ssion 5pectro
scopy) sensor 10 has a rectangular parallelepiped-shaped cane, consisting of a bottom plate 12, a corresponding top plate (removed to show the interior), and two opposing side plates 14, 15 (15).
(most of which has been removed to reveal the interior). On the bottom plate l2 and the top plate,
A vapor flow path 20 is provided for passing a portion of the vapor to be monitored.
側板15には、蒸気流路20を通過した蒸気流に対して
直角方向の光路を提供するための穴22が設けられてい
る。A hole 22 is provided in the side plate 15 to provide an optical path perpendicular to the steam flow passing through the steam channel 20 .
励起用電子ビームは、第4図の右端に示されるフィラメ
ント25を加熱することによって発生され、モニターし
ようとする蒸発物を構成する原子の外殻電子を励起する
のに十分な200ev以下の比較的低いエネルギーの電
子を発生させるように加速されている。アノード電極2
7は、蒸気流路20の向う側の端板16の部分に配置さ
れ、フィラメント25で発生された励起用電子が、蒸気
流を横切って走行するように構成されている。正に帯電
した収束電極28.29は、制限された舌ネルギーと制
限された形状を持つ励起用ビームを形成するように電子
ビーム経路に配置されている。The excitation electron beam is generated by heating the filament 25 shown at the right end of FIG. It is accelerated to produce lower energy electrons. Anode electrode 2
7 is disposed on the end plate 16 on the opposite side of the steam flow path 20, and is configured so that the excitation electrons generated by the filament 25 travel across the steam flow. Positively charged focusing electrodes 28,29 are placed in the electron beam path to form an excitation beam with limited tongue energy and limited shape.
蒸気流路20を通過した蒸気流は、フィラメント25、
収束電極29、および収束電極28を用いて発生・加速
された励起用電子によって励起され、この励起されたも
のが準安定状態に戻る際に生しるその蒸気の物質時をの
発光は、穴22を通して外部に取り出される。この取り
出された光は、光学フィルタあるいはモノクロメータ−
を介した後、フォトマルのような光検出器によって電気
信号に変換され、蒸着速度のモニターやコントロールに
利用される。The steam flow passing through the steam flow path 20 passes through the filament 25,
The vapor is excited by the excitation electrons generated and accelerated using the focusing electrode 29 and the focusing electrode 28, and when the excited substance returns to a metastable state, the light emitted from the vapor is emitted from the hole. 22 and taken out to the outside. This extracted light is passed through an optical filter or monochromator.
After that, it is converted into an electrical signal by a photodetector such as Photomar, which is used to monitor and control the deposition rate.
第4図に示すような構成の従来の真空蒸着のモニタリン
グ用センサーは、蒸気流路20から流入した蒸発物に対
して直角方向から励起用電子を照射して当該蒸発物を電
子衝撃して電子衝撃光を発生させ、この発生した電子衝
撃光を側板15に設けた穴22から外部に取り出して光
学フィルタ・フォトマルを介して電気信号に変換する構
成を採用していたため、蒸発物を電子衝撃して発生させ
た電子衝撃光のうち、穴22を見込む角度範囲内のもの
しか外部に取り出して電気信号に変換し得ず、電子衝撃
光の発光強度が小さい蒸発物例えばS i −、Z r
などのような元素を蒸発させた場合には、検出感度が不
十分となり、蒸発速度のモニターやコントロールに際し
て支障が生じてしまうという問題点があった。A conventional vacuum evaporation monitoring sensor configured as shown in FIG. Since a configuration was adopted in which an impact light is generated, the generated electron impact light is taken out to the outside through a hole 22 provided in the side plate 15, and converted into an electrical signal via an optical filter/photomultiplier, the evaporated matter is not affected by the electron impact. Of the electron impact light generated, only that within the angle range that looks into the hole 22 can be extracted to the outside and converted into an electrical signal.
When such elements as evaporated, the detection sensitivity becomes insufficient, causing problems in monitoring and controlling the evaporation rate.
(発明の目的)
本発明は、T発動を電子衝撃することによって放射され
た電子衝撃光を広い角度範囲にわたって反射鏡を用いて
収束する態様で外部に取り出す構成を採用することによ
り、検出感度の高い真空蒸着のモニタリング用センサー
を提供することを目的としている。(Objective of the Invention) The present invention improves detection sensitivity by adopting a configuration in which electron impact light emitted by electron impacting T activation is taken out in a manner that converges it over a wide angular range using a reflecting mirror. The purpose is to provide a sensor for monitoring high vacuum deposition.
本発明は、前記問題点を解決するために、第1図に示す
ように加速電子を発生する電子#(例えばフィラメント
25、収束電極28.29、およびアノード電極27)
と、加速電子によって蒸発物が照射された通路の近傍に
配置した反射鏡(例えば平面反射鏡30)とを設け、前
面方向に放射した電子衝撃光を反射鏡を用いて正面方向
に反射させて集光させた電子衝撃光を検出するようにし
ている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electron number (for example, a filament 25, a focusing electrode 28, 29, and an anode electrode 27) that generate accelerated electrons as shown in FIG.
and a reflecting mirror (for example, a flat reflecting mirror 30) disposed near the path where the evaporated matter is irradiated by accelerated electrons, and the electron impact light emitted in the front direction is reflected in the front direction using the reflecting mirror. The system detects the focused electron impact light.
第1図を用いて説明した構成を採用し、フィラメント2
5を加熱すると、このフィラメント25から放射された
熱電子は、収束電極29.2日によって加速・収束され
、蒸気流路20から取り込まれた蒸気を電子衝撃するた
めにアノード電極27に向かって走行する。電子衝撃さ
れた蒸気は、励起される。この励起された蒸気が、準安
定状態に戻る際に蒸発物特有の電子衝撃光を発光する。Adopting the configuration explained using FIG. 1, the filament 2
When the filament 5 is heated, thermionic electrons emitted from the filament 25 are accelerated and focused by the focusing electrode 29.2 and travel toward the anode electrode 27 to electron bombard the vapor taken in from the vapor flow path 20. do. The electron bombarded vapor becomes excited. When this excited vapor returns to a metastable state, it emits electron impact light that is characteristic of evaporated substances.
・この放射状に発光された電子衝撃光のうち、正面に放
射されたものはそのまま穴22を通って外部に取り出さ
れ、一方背面に放射されたものは反射鏡(例えば平面反
射鏡30)によって正面方向に反射されて穴22を通っ
て外部に取り出される。- Of this radially emitted electron impact light, the part emitted to the front is taken out to the outside through the hole 22, while the part emitted to the back is reflected to the front by a reflecting mirror (for example, the flat reflecting mirror 30). It is reflected in the direction and taken out through the hole 22 to the outside.
この外部に取り出された電子衝撃光は、光学フイルタを
介してフォトマルによって電気信号に変換される。この
電気信号に変換された信号の強度を測定することにより
、蒸発速度を測定することが可能となる。This electron impact light taken out to the outside is converted into an electrical signal by a photomultiplier through an optical filter. By measuring the intensity of the signal converted into an electrical signal, it becomes possible to measure the evaporation rate.
以上のように、放射状に発光された電子衝撃光のうち、
正面に放射されたものはそのまま穴22を通って外部に
取り出し、一方背面に放射されたものは反射鏡を用いて
正面に反射させて穴22を通って外部に取り出す構成を
採用することにより、電子衝撃光の収集効率を高めて検
出感度を向上させることが可能となる。As mentioned above, among the electron impact light emitted radially,
By adopting a configuration in which the radiation emitted to the front is directly taken out to the outside through the hole 22, while the radiation emitted to the back is reflected to the front using a reflector and taken out through the hole 22, It becomes possible to improve the detection sensitivity by increasing the collection efficiency of electron impact light.
次に、第1図を用いて本発明の1実施例構成および動作
を詳細に説明する。第1図(イ)は、本発明の1実施例
構成の平面断面図を示し、第1図(ロ)は本発明の1実
施例構成の正面図を示す。Next, the configuration and operation of one embodiment of the present invention will be explained in detail using FIG. FIG. 1(a) shows a plan cross-sectional view of the structure of one embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) shows a front view of the structure of one embodiment of the present invention.
第1図(イ)において、フィラメント25、収束電極2
9.28、およびアノード電極27は、電子源を構成す
るものである。フィラメント25は、例えばタングステ
ン線を図示のように螺旋状に構成したものであって、こ
れに通電加熱することにより、熱電子が放射される。こ
の放射された熱電子は、フィラメント25に対して正の
電位にある収束電極28.29によって収束・加速され
、アノード電極27に向かって走行する。この電子が走
行する途中に、図示蒸気流路20から取り込まれた蒸気
流が鎖交するように配置されている。In FIG. 1(a), filament 25, focusing electrode 2
9.28 and the anode electrode 27 constitute an electron source. The filament 25 is, for example, a tungsten wire formed into a spiral shape as shown in the figure, and thermoelectrons are emitted by heating the filament 25 with electricity. The emitted thermoelectrons are focused and accelerated by focusing electrodes 28 and 29 that are at a positive potential with respect to the filament 25, and travel toward the anode electrode 27. The electrons are disposed so that they are interlinked with the steam flow taken in from the steam flow path 20 shown in the drawing.
平面反射鏡30は、加速電子が蒸気流路20から取り込
まれた蒸気を電子照射して発生させた電子衝撃光のうち
、背面方向に放射されたものを正面方向に反射するもの
である。これは、電子衝撃光を外部に取り出す穴22に
対して軸対称の位置に配置されている。The plane reflecting mirror 30 reflects electron impact light emitted in the back direction toward the front, among the electron impact light generated by electron irradiation of the steam taken in from the steam flow path 20 with accelerated electrons. This is arranged in an axially symmetrical position with respect to the hole 22 for extracting the electron impact light to the outside.
センサー10は、側板14.15、端板16.17、底
板12および上板(図示されていない)によって直方体
の形状を具備している。この底板12中に図示のように
矩形の蒸気流路20が開けられている。同様に、上板に
は、この底板12に対応した位置に矩形の蒸気流路が開
けられている。The sensor 10 has a rectangular parallelepiped shape with side plates 14.15, end plates 16.17, bottom plate 12 and a top plate (not shown). A rectangular steam passage 20 is opened in this bottom plate 12 as shown in the figure. Similarly, a rectangular steam passage is opened in the top plate at a position corresponding to the bottom plate 12.
側板15には、例えば第1図(ロ)に示すように、円形
状の穴22が開けられ、正面方向に放射された電子衝撃
光、および背面方向に放射されて平面反射鏡30によっ
て反射された電子衝撃光が外部に取り出される。The side plate 15 is provided with a circular hole 22, as shown in FIG. The electron impact light is extracted to the outside.
次に、動作を詳細に説明する。Next, the operation will be explained in detail.
第1図において、フィラメント25を通電加熱すると、
熱電子が放射される。この放射された熱電子は、収束電
極29.28によって加速・収束され、蒸気流路20か
ら取り込まれた蒸気を電子衝撃しつつアノード電極27
に向かって走行する。In FIG. 1, when the filament 25 is heated with electricity,
Thermionic electrons are emitted. The emitted thermoelectrons are accelerated and focused by the focusing electrodes 29 and 28, and while electron bombarding the vapor taken in from the vapor flow path 20, the anode electrode 29.
run towards.
電子衝撃された蒸気は励起される。この励起された蒸気
が準安定状態に戻る際に放射状に発光した物質特有の電
子衝撃光のうち、第1に、正面に放射されたものは、図
示矢印aのように側板15に設けた穴22を介して外部
に取り出される。第2に、図示矢印すのように背面に放
射されたものは、平面反射鏡30によって反射され、図
示矢印Cのように側板15に設けた穴22を介して外部
に取り出される。これら第1および第2の外部に取り出
された電子衝撃光は、光学フィルタを介してフォトマル
によって光電気変換が行われる。The electron bombarded vapor becomes excited. Of the electron impact light unique to the substance that is emitted radially when the excited vapor returns to a metastable state, firstly, the electron impact light emitted to the front is caused by the hole provided in the side plate 15 as shown by the arrow a in the figure. 22 to the outside. Second, the radiation emitted to the back surface as shown by the arrow C in the figure is reflected by the plane reflecting mirror 30 and taken out to the outside through the hole 22 provided in the side plate 15 as shown by the arrow C in the figure. These first and second electron impact lights taken out to the outside are subjected to photoelectric conversion by a photomultiplier through an optical filter.
第2図は本発明の他の実施例構成図を示す、これは、第
1図図示構成に用いた平面反射鏡30の替わりに凹面反
射鏡31を用いたものである。この凹面反射鏡31を用
いることにより、第2図(イ)図中矢印dを用いて示す
ような背面方向に放射された電子衝撃光も、当該凹面反
射鏡31によって図示矢印eを用いて示す方向に反射さ
れ、穴22を通って外部に取り出すことが可能となる。FIG. 2 shows a configuration diagram of another embodiment of the present invention, in which a concave reflector 31 is used in place of the plane reflector 30 used in the configuration shown in FIG. By using this concave reflecting mirror 31, the electron impact light emitted in the back direction as shown by the arrow d in FIG. It is reflected in the direction and can be taken out through the hole 22.
このため、第1図図示構成のものよりも、更に電子衝撃
光の集光効率を高めることが可能となる。Therefore, it is possible to further improve the electron impact light collection efficiency compared to the configuration shown in FIG.
実験によれば、第1図図示平面反射ff130を用いた
場合、平面反射鏡30を用いない場合に比し、約1.5
倍、更に第2図図示凹面反射鏡31を用いた場合には、
約2倍の電子衝撃光の集光効率が得られた。According to experiments, when using the flat reflecting mirror ff130 shown in FIG.
Furthermore, when the concave reflecting mirror 31 shown in FIG. 2 is used,
About twice the electron impact light collection efficiency was obtained.
次に、第3図を用いて蒸発速度を制御するシステムの動
作を面単に説明する。Next, the operation of the system for controlling the evaporation rate will be briefly explained using FIG.
第3図において、真空チャンバー40内には、E[ES
センサーlOと水晶式センサー41とが蒸発alii4
9の上方に互いに接近して配置しである。In FIG. 3, inside the vacuum chamber 40, E[ES
The sensor lO and the crystal sensor 41 evaporate alii4
They are arranged close to each other above 9.
E[ESセンサー10に設けた穴22から取り出された
電子衝撃光は、光導波管42を通って、フィードスルー
43の外に導かれ、真空を破壊しないように設けられた
オプティカルウィンド44を通り、フィルター45では
測定すべき蒸発物固有の波長の光だけがこれを透過する
。この透過した透過光は、フォトマル46によって検知
されて電流となり、EIESレートモニター47 (例
えばインフィコン社製5entinel 200あるい
はSen t i ne l])でI−V変換されてレ
ート表示されるようになっている。また、EIESレー
トモニター47からは、蒸気流を設定レートにコントロ
ールするための蒸発源制御電圧50、EIESセンサー
10内のフィラメント25への供給電圧52、フォトマ
ル46への供給電圧51が出力されている。E[The electron impact light taken out from the hole 22 provided in the ES sensor 10 passes through the optical waveguide 42, is guided out of the feedthrough 43, and passes through the optical window 44 provided so as not to break the vacuum. , the filter 45 transmits only light having a wavelength specific to the evaporated substance to be measured. This transmitted light is detected by the photomultiplier 46 and becomes a current, which is then converted from IV to EIES rate monitor 47 (for example, Inficon's 5entinel 200 or Sentinel) to be displayed as a rate. ing. Further, the EIES rate monitor 47 outputs an evaporation source control voltage 50 for controlling the vapor flow to a set rate, a supply voltage 52 to the filament 25 in the EIES sensor 10, and a supply voltage 51 to the photomultiplier 46. There is.
蒸発源制御電圧50で制御されるEBガン1!源48に
接続されたEBガン49によって5iを蒸発させている
。EB gun 1 controlled by evaporation source control voltage 50! 5i is vaporized by an EB gun 49 connected to a source 48.
レートモニター47には、水晶式センサー41による校
正を行うための利得可変の増幅器が内蔵されている。The rate monitor 47 has a built-in variable gain amplifier for performing calibration using the crystal sensor 41.
以上のように水晶式センサー41を用いて校正したEI
ESセンサーlOによってEBガンから蒸発するSiの
蒸発速度を所定値に精度良好に制御することが可能とな
る。EI calibrated using the crystal sensor 41 as described above
The ES sensor IO makes it possible to accurately control the evaporation rate of Si evaporated from the EB gun to a predetermined value.
以上説明したように、本発明によれば、加速電子を発生
する電子源と、加速電子によって1発物が照射された通
路の近傍に配置した反射鏡とを設け、正面方向に放射さ
れた電子衝撃光はそのまま外部に取り出して検出し、か
つ前面方向b’=放射された電子衝撃光をこの反射鏡を
用いて正面方向に反射させて外部に取り出して検出する
構成を採用しているため、感度良好に蒸発物を検出する
ことができる。As explained above, according to the present invention, an electron source that generates accelerated electrons and a reflecting mirror disposed near a passage irradiated with one shot of accelerated electrons are provided, and the electrons emitted in the front direction are The shock light is directly taken out to the outside and detected, and the electron impact light emitted in the front direction b' is reflected in the front direction using this reflector and taken out to the outside for detection. Evaporated matter can be detected with good sensitivity.
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は本発明の他
の実施例構成図、第3図は真空蒸着速度制御のシステム
構成図、第4図は従来のセンサー斜視図を示す。
図中、10はセンサー、12は底板、14.15は側板
、16.17は端板、20は蒸気流路、22は穴、25
はフィラメント、27はアノード電極、2日、29は収
束電極、30は平面反射鏡、31は凹面反射鏡を表す。Fig. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention, Fig. 3 is a system block diagram of vacuum evaporation rate control, and Fig. 4 is a perspective view of a conventional sensor. show. In the figure, 10 is a sensor, 12 is a bottom plate, 14.15 is a side plate, 16.17 is an end plate, 20 is a steam flow path, 22 is a hole, 25
27 is a filament, 27 is an anode electrode, 29 is a converging electrode, 30 is a flat reflecting mirror, and 31 is a concave reflecting mirror.
Claims (1)
際に発生する電子衝撃光の発光強度を検出して蒸着速度
を測定するよう構成した真空蒸着のモニタリング用セン
サーにおいて、 蒸発物を電子衝撃するために加速した電子を発生する電
子源と、 この電子源によって発生された加速電子が蒸発物を照射
する領域の近傍に配置した反射鏡とを備え、 背面方向に放射した電子衝撃光を反射鏡を用いて正面方
向に反射させて集光させた電子衝撃光の強度を検出して
蒸着速度を測定するよう構成したことを特徴とする真空
蒸着のモニタリング用センサー。[Scope of Claims] A sensor for monitoring vacuum evaporation configured to measure the evaporation rate by detecting the emission intensity of electron impact light generated when evaporated matter excited by electron impact returns to a metastable state, It is equipped with an electron source that generates accelerated electrons to bombard the evaporated material, and a reflector placed near the area where the evaporated material is irradiated with the accelerated electrons generated by this electron source, and is emitted in the back direction. A sensor for monitoring vacuum evaporation, characterized in that it is configured to measure the deposition rate by detecting the intensity of the electron impact light that is focused by reflecting the electron impact light in the front direction using a reflecting mirror.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123082A JPS62280361A (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Sensor for monitoring vacuum deposition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123082A JPS62280361A (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Sensor for monitoring vacuum deposition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62280361A true JPS62280361A (en) | 1987-12-05 |
JPH0558062B2 JPH0558062B2 (en) | 1993-08-25 |
Family
ID=14851748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61123082A Granted JPS62280361A (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Sensor for monitoring vacuum deposition |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62280361A (en) |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP61123082A patent/JPS62280361A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0558062B2 (en) | 1993-08-25 |
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