KR20100044899A

KR20100044899A - 박막 형성 장치, 막두께 측정 방법, 막두께 센서

Info

Publication number: KR20100044899A
Application number: KR1020107005957A
Authority: KR
Inventors: 마사토 후카오; 도루 기무라
Original assignee: 가부시키가이샤 알박
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-30
Also published as: US8226802B2; TWI465597B; KR101283161B1; WO2009038085A1; JPWO2009038085A1; CN101802251B; TW200920862A; CN101802251A; US20100187094A1; JP5140678B2

Abstract

박락이 있어도 정확한 막두께를 측정할 수 있는 기술을 제공한다. 현재 시각 a₀ 에 있어서의 막두께 센서 (15) 의 공진 주파수 f₀과 직전의 과거 시각 a₁의 공진 주파수 f₁의 값으로부터 차분 주파수 Δf₀을 산출하고, 그 부호나 기준값과의 비교 결과로부터 박락의 유무를 검출한다. 박락이 있는 경우에는, 장래 시각 a_x에서 측정한 공진 주파수 f_x로부터 구하는 증가 막두께값 T 에 박락된 막두께 Δt₀을 가산하여 수정 막두께값 T' 를 구하고, 성막 대상물 (18) 의 막두께로 환산하고, 목표값과 비교하여 성막 종료를 판단한다. 막두께 센서 (15) 에 박락이 있어도, 성막 대상물 (18) 표면의 박막의 정확한 막두께값을 구할 수 있다.

Description

박막 형성 장치, 막두께 측정 방법, 막두께 센서{THIN FILM FORMING APPARATUS, FILM THICKNESS MEASURING METHOD AND FILM THICKNESS SENSOR}

본 발명은, 수정식 막두께계에 관한 것으로, 특히 막 박락 (剝落) 이 있어도 정확한 막두께를 측정할 수 있는 막두께계에 관한 것이다.

진공 중에서 증착법 등에 의해 처리 대상물 (유리, 웨이퍼 등) 에 대해 성막 (成膜) 을 실시하는 경우, 성장 중인 박막의 막두께를 관리하기 위해 수정식 막두께계가 사용되고 있다.

원하는 막두께의 박막을 얻기 위해서는 수정식 막두께계에 의해 성막 중인 박막의 막두께값을 모니터하고, 미리 설정된 목표 막두께에 도달한 시점에서 처리를 완료함으로써, 일정한 막두께에서의 처리를 실현한다.

이 방법에서는, 처리 대상물에 형성되는 박막의 막두께는, 막두께계가 막두께값으로서 표시하는 수치에 의존하기 때문에, 제품 품질을 안정시키기 위해서는, 막두께계로 정확하게 막두께를 측정하는 것이 중요해진다.

수정 진동자에 반복하여 착막 (着膜) 되는 막은, 가끔 박리를 일으키는 경우가 있다. 수정 진동자 표면에 부착된 박막이 박락되면, 박락 전의 막두께로부터, 박락된 만큼의 막두께가 감산되는데, 처리 대상물인 박막은 박락된 것은 아니므로, 막두께계의 측정값이 목표 막두께에 도달했을 때 증착을 종료시키면 성막 막두께는 목표 막두께보다 두꺼워지고, 정도에 따라서는 제품 불량이 발생한다.

특히 성막 막두께가 얇은 프로세스에서는 중대한 영향을 주기 때문에, 이와 같은 문제를 회피하기 위한 측정 수법이 요망되고 있다.

일본 공개특허공보 평11-222670호

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 박락이 있어도 정확한 막두께를 측정할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 진공조와, 상기 진공조 내에 배치되고, 박막 재료 입자를 방출하는 박막 재료원과, 상기 진공조 내의 상기 박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하는 측정 장치를 가지며, 상기 박막 재료 입자에 의해, 상기 진공조 내에 배치된 성막 대상물 표면과 상기 수정 진동자 표면에 박막을 성장시키면서, 상기 공진 주파수를 반복하여 측정하고, 현재 시각의 측정 결과와 상기 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하고, 목표값과 비교하여 비교 결과로부터 상기 박막의 성장을 종료시키도록 구성된 박막 형성 장치로서, 상기 측정 장치는, 상기 현재 시각의 측정 결과와, 상기 현재 시각 직전의 과거 시각의 측정 결과의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고, 상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고, 상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하고, 상기 목표값과 비교하는 박막 형성 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 주파수 변화값이 막두께 감소를 나타내고, 상기 주파수 변화값의 절대값이 기준값보다 큰 경우, 상기 수정 진동자 표면에서 박막 박락이 발생한 것으로 판단하도록 구성된 박막 형성 장치이다.

또, 본 발명은, 진공조와, 상기 진공조 내에 배치되고, 박막 재료 입자를 방출하는 박막 재료원과, 상기 진공조 내의 상기 박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하는 측정 장치를 가지며, 상기 박막 재료 입자에 의해, 상기 진공조 내에 배치된 성막 대상물 표면과 상기 수정 진동자 표면에 박막을 성장시키면서, 상기 공진 주파수를 반복하여 측정하고, 현재 시각을 포함하는 복수 시각의 측정 결과의 이동 평균값과 기준 시각의 측정 결과에 기초하여, 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하고, 목표값과 비교하여 비교 결과로부터 상기 박막의 성장을 종료시키도록 구성된 박막 형성 장치로서, 상기 측정 장치는, 상기 이동 평균값이 감소되었을 때, 감소 개시 후, 증가로 변할 때까지의 최소값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 감소 개시 직전의 상기 이동 평균값과 상기 최소값의 차이로부터 박락 막두께값을 산출하고, 상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고, 상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하고, 상기 목표값과 비교하는 박막 형성 장치이다.

또, 본 발명은, 박막 재료원으로부터 방출된 박막 재료 입자를 성막 대상물 표면과 수정 진동자 표면에 부착시키고, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하고, 현재 시각의 측정 결과와 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 상기 성막 대상물 표면 상에 형성된 박막의 막두께를 구하는 막두께 측정 방법으로서, 상기 현재 시각의 측정 결과와, 상기 현재 시각 직전의 과거 시각의 측정 결과의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고, 상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 증가 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고, 상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하는 막두께 측정 방법이다.

또, 본 발명은, 박막 재료원으로부터 방출된 박막 재료 입자를 성막 대상물 표면과 수정 진동자 표면에 부착시키고, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 반복하여 측정하고, 현재 시각을 포함하는 복수 시각의 측정 결과와 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 이동 평균값을 구하고, 상기 이동 평균값에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하는 막두께 측정 방법으로서, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생하여, 상기 이동 평균값이 감소되었을 때, 감소 개시 후, 증가로 변할 때까지의 상기 이동 평균값의 최소값을 구하고, 상기 감소 개시 직전의 상기 이동 평균값과 상기 최소값의 차이로부터 박락 막두께값을 산출하고, 상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 이동 평균값에, 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고, 상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하는 막두께 측정 방법이다.

또, 본 발명은, 박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 반복하여 복수 회 측정하는 측정 장치를 갖는 막두께 센서로서, 상기 측정 장치는, 상기 반복 측정 중인 현재 시각의 측정값과, 상기 현재 시각 이전의 과거 시각의 측정값의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고, 상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정값으로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하는 막두께 센서이다.

또, 본 발명은, 상기 주파수 변화값이 막두께 감소를 나타내고, 상기 주파수 변화값의 절대값이 기준값보다 큰 경우, 상기 수정 진동자 표면에서 박막 박락이 발생한 것으로 판단하도록 구성된 막두께 센서이다.

박락 막두께를 산출하여, 박락 후의 측정값으로부터 얻어지는 막두께에 가산하고 있기 때문에, 정확한 막두께를 구할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 박막 형성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 박락이 발생하지 않은 경우의 (a) : 공진 주파수의 변화, (b) : 공진 주파수로부터 구한 증가 막두께값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 3 은 박락이 발생한 경우의 (a) : 공진 주파수의 변화, (b) : 공진 주파수로부터 구한 증가 막두께값의 변화, (c) : 이동 평균하여 구한 증가 막두께값의 변화를 나타낸 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 의 부호 1 은, 본 발명의 박막 형성 장치로서, 진공조 (11) 와, 진공조 (11) 의 내부에 배치된 박막 재료원 (12) 을 갖고 있다.

진공조 (11) 내부의 박막 재료원 (12) 과 대향하는 위치에는, 기판 홀더 (13) 가 배치되어 있다.

기판 홀더 (13) 부근에는, 수정 진동자로 이루어지는 막두께 센서 (15) 가 배치되어 있다.

진공조 (11) 에는, 진공 배기계 (17) 가 접속되어 있고, 기판 홀더 (13) 에 반도체 기판이나 유리 기판으로 이루어지는 성막 대상물 (18) 을 유지시키고, 진공 배기계 (17) 를 동작시켜 진공조 (11) 의 내부를 진공 배기한 후, 박막 재료원 (12) 상의 셔터 (23) 를 닫은 상태에서, 박막 재료원 (12) 으로부터 박막 재료의 입자를 박막 재료원 (12) 의 외부로 방출시킨다.

여기서는, 박막 재료원 (12) 은, 증착 용기와, 증착 용기 내부에 배치된 박막 재료로 구성되어 있고, 박막 재료를 가열하여, 박막 재료의 증기를 박막 재료 입자로서 생성했는데, 박막 재료원 (12) 은, 박막 재료를 판 형상으로 성형한 스퍼터 타깃으로 구성하고, 진공조 내에 도입된 스퍼터 가스의 플라즈마에 의해, 스퍼터 타깃을 스퍼터링하여 박막 재료 입자를 생성해도 된다.

박막 재료 입자의 방출이 안정된 시점에서, 셔터 (23) 를 열고, 박막 재료 입자를 진공조 (11) 내에 방출시키면, 박막 재료 입자는 성막 대상물 (18) 에 도달하고, 성막 대상물 (18) 표면에 박막이 성장한다.

막두께 센서 (15) 는, 성막 대상물 (18) 표면에 대한 박막 재료 증기의 도달을 방해하지 않고, 또한 박막 재료 증기가 도달하는 위치에 배치되어 있고, 막두께 센서 (15) 표면에도 박막이 성장한다.

수정 진동자는 고유의 공진 주파수를 갖고 있고, 주파수를 바꾸면서 교류 전압을 인가하면, 교류 전압의 파장이 고유의 공진 주파수와 동등해진 시점에서 공진 현상이 발생한다.

막두께 센서 (15) 에는 측정 장치 (16) 가 접속되어 있고, 측정 장치 (16) 에 의해 막두께 센서 (15) 에 교류 전압이 인가되고, 공진 현상이 검출되도록 구성되어 있고, 공진 현상이 발생했을 때의 주파수가 특정되면, 수정 진동자의 공진 주파수가 구해진다.

측정 장치 (16) 는, 일정한 시간 간격으로 공진 주파수를 측정하고, 기준 시각 a_s 에 있어서의 막두께 센서 (15) 표면의 박막의 막두께를 t_s, 막두께 센서 (15) 의 공진 주파수를 f_s 로 하고, 현재 시각 a₀ 에 있어서의 막두께 t₀ 과 공진 주파수 f₀ 사이에는, 일정한 관계가 있고, 현재 시각 a₀의 막두께 t₀ 과 기준 시각 a_s의 막두께 t_s의 차이인 증가 막두께값 T(=t₀-t_s) 는, 기준 시각의 공진 주파수 f_s와 현재 시각의 공진 주파수 f₀으로부터 산출할 수 있다.

예를 들어, 근사적으로는,

T(=t₀-t_s)=-K(f₀-f_s)/ρ ……(1)

로 기재할 수 있다 (K 는 비례 상수, ρ 는 박막의 밀도).

기준 시각 a_s를 박막 형성의 개시 시각으로 설정하면, 증가 막두께값 T 는, 박막 형성을 개시한 이후에 성장한 박막의 막두께이다.

막두께 센서 (15) 의 표면에 성장하는 박막의 막두께와, 성막 대상물 (18) 표면에 성장하는 박막의 막두께의 비는 일정하고, 그 비의 값은 미리 구해져 있다. 따라서, 막두께 센서 (15) 표면의 박막의 막두께를 측정함으로써, 성막 대상물 (18) 표면의 막두께를 구할 수 있다.

이 박막 형성 장치 (1) 에서는, 측정 장치 (16) 의 내부에 컴퓨터가 형성되어 있고, 이 컴퓨터의 입력 장치에 의해, 성막 대상물 (18) 표면에 형성하는 박막의 막두께가 미리 입력되고, 박막 형성 종료의 판단 기준이 되는 목표값으로서 기억 장치에 기억되어 있다.

막두께 센서 (15) 표면에 박막이 성장하는 부분은 진공조 (11) 내에서 하방을 향하고 있고, 막두께 센서 (15) 표면에 성장한 박막은 박리되어, 연직 하방으로 낙하하는 경우가 있다 (박락).

도 2 의 (a), (b) 는, 수정 진동자 상의 박막에 박락이 발생하지 않은 경우의 공진 주파수의 측정값의 추이와, 측정값으로부터 구한 막두께값의 추이를 나타내는 그래프로서, 수정 진동자 표면의 박막의 막두께가 증가하면, 공진 주파수는 감소한다.

성막 개시시를 기준 시각 a_s로 하면, 측정 장치 (16) 는, 기준 시각 a_s에서 측정한 공진 주파수 f_s와, 현재 시각 a₀에서 측정한 공진 주파수 f₀으로부터, 기준 시각 a_s의 막두께 t_s와 현재 시각 a₀의 막두께 t₀의 차이인 증가 막두께값 T 를 현재 시각 a₀에서 산출하고, 시간 지연 없이 증가 막두께값 T 를 성막 대상물 (18) 표면의 막두께인 비교 막두께값으로 환산하고, 목표값과 비교한다. 비교 막두께값이 목표값 이상이 되면 셔터 (23) 를 닫아 박막 형성을 종료시킨다.

다음으로, 도 3 의 (a), (b) 는, 박락이, 현재 시각 a₀과 그 직전의 과거 시각 (과거의 측정 시각) a₁사이에서 발생한 경우의, 장래 시각 (장래의 측정 시각) 을 포함하는 공진 주파수의 측정값의 추이와, 측정값으로부터 구한 막두께값의 추이를 나타내는 그래프이다.

측정 장치 (16) 는, 공진 주파수를 측정할 때마다, 현재 시각 a₀의 공진 주파수 f₀과 그 직전의 과거 시각 a₁의 공진 주파수 f₁의 차이인 차분 주파수 Δf_a(=f₀-f₁) 을 구하고, 측정 장치 (16) 가 차분 주파수 Δf_a의 발생 원인인 박락 막두께 Δt_a(Δt_a>0) 를, 차분 주파수 Δf_a로부터 산출한다.

본 발명의 박막 형성 장치 (1) 에서는, 측정 장치 (16) 에, 측정 오차 이상에서 박락이라고 판정되는 임계값이 입력 장치로부터 입력되고, 그 값이 기준값으로서 설정되어 있다.

측정 장치 (16) 는, 박락 막두께 Δt_a와 기준값을 비교하여, 차분 주파수 Δf_a의 부호가 막두께의 감소를 나타내고, 또한 박락 막두께 Δt_a가 기준값 이상인 경우에 박락이 발생한 것으로 판단한다.

박락이 있는 경우, 박락 후의 장래 시각 a_x에서의 측정 결과 f_x로부터 산출된 증가 막두께값 T_x에 박락 막두께 Δt₀을 가산하여 수정 막두께값 T'(=T_x+Δt₀) 을 구하고, 수정 막두께값 T' 를 성막 대상물 (18) 표면의 막두께값으로 환산하고, 환산한 값을 비교 막두께값으로서 목표값과 비교하여, 비교 막두께값이 목표값 이상이 되었을 때 박막 형성을 종료시키도록 한다.

또한, 입력된 기준값을 그 막두께에 대응하는 공진 주파수의 차분 주파수 Δf 로 환산하고, 차분 주파수 Δf 를 기준값으로 하고, 현재 시각 a₀에서 측정한 차분 주파수 Δf_a와 기준값을 비교하여, 차분 주파수 Δf_a의 부호가 막두께의 감소를 나타내고, 또한 차분 주파수 Δf_a가 기준값 이상인 경우에 박락이 발생한 것으로 판단해도 된다.

또, 이 예에서는 성막 대상물 (18) 표면에 형성해야 할 박막의 막두께를 목표값으로 하고, 막두께 센서 (15) 의 표면에 형성된 박막의 막두께값을, 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하고, 그 값을 비교 막두께값으로서 목표값과 비교했지만, 성막 대상물 (18) 표면에 형성해야 할 박막의 막두께가 입력 장치로부터 입력된 경우, 입력된 막두께값을 막두께 센서 (15) 표면의 막두께로 환산하여 목표값으로 하고, 수정 막두께값 T' 과 목표값의 비교 결과로부터, 박막 형성을 종료시키도록 해도 된다.

또, 상기 예에서는 박락이 1 회 발생한 경우였지만, 허용 막두께값을 초과한 박락이 복수 회 발생한 경우, 즉, 최초의 박락에 의해 수정 막두께값 T'(=T+Δt₀) 을 산출한 후에도 허용 막두께값을 초과한 박락이 발생한 경우에는, 그러한 박락이 발생할 때마다, 차분 주파수로부터 박락 막두께 Δt₁, Δt₂…… 를 구하고, 수정 막두께값 T'(=T+Δt₀) 에 가산하면 된다. 즉, n 회의 박락에 의해, 각각 Δt₀, Δt₁,……Δt_n-1의 박락 막두께가 발생한 경우에는, 수정 막두께값은, 증가 막두께값 T 에 그것들 전부를 가산한 값 (T+Δt₀+Δt₁+……+Δt_n-1) 으로 하면 된다.

또, 상기 실시예에서는, 성막 개시시를 기준 시각 a_s로 하고, 기준 시각 a_s의 공진 주파수 f_s와 현재 시각 a₀의 공진 주파수 f₀으로부터, 기준 시각 a_s의 막두께 t_s와 현재 시각 a₀의 막두께 t₀의 차이인 증가 막두께값 T(t₀-t_s) 을 구했지만, 현재 시각 a₀을 포함하는 연속된 현재 및 과거 시각 a₀∼a_n(a_n은, n 회 전의 과거 시각 (직전은 1 회 전)) 의 공진 주파수 f_s, f₀∼f_n 으로부터 구한 막두께 t₀∼t_n의 이동 평균값 A 를 증가 막두께값 T 로 해도 된다.

이동 평균값 A 에 대해서는, 예를 들어 하기 (2) 식의 부호 A 로 구할 수 있다.

A=(k₀·t₀+k₁·t₁+……k_n-1·t_n-1)/n ……(2)

(k₀∼k_n-1 은 계수, k₀∼k_n-1 의 합은 n)

이 경우, 이동 평균값 A 의 추이에 따라 박락을 검출할 수 있는데, 박락이 발생하여, 공진 주파수가 급변해도, 이동 평균값 A 의 값은 급변하지 않아, 박락이 발생한 직후의 시각보다 나중의 시각에서 최소값을 취한다.

도 3 의 (c) 는, 도 3 의 (a) 의 공진 그래프의 변화에 대응하는 이동 평균값 A 의 그래프로서, 박락 후의 시각 a_m에서 최소값을 취하고 있다.

또한, 상기 (2) 식에 있어서, 이동 평균값을 산출하는 데이터 개수는 사전에 설정되어 있고, 데이터를 채취하는 시간 간격이 일정한 경우, k₀∼k_n-1은 "1" 로 해도 된다.

또, 일정 이상의 주파수의 변화가 발생했을 때 데이터 채취 간격을 변화시켜도 된다. 이 경우, 간격에 맞춰 k₀∼k_n-1의 값을 변화시킬 수도 있다.

박리 직전의 시각 a₁에서 구한 이동 평균값 A₁과, 최소의 이동 평균값 A_m의 차이 ΔA(=A₁-A_m) 를 산출하고, 박락 후의 장래 시각 a_x에서 구한 이동 평균값 A_x에 가산한 값 (=A_x+ΔA) 을 증가 막두께값으로 할 수 있다.

이동 평균값 A 를 사용함으로써, 측정 오차를 박락으로 판단할 확률을 낮출 수 있지만, 응답이 늦어진다. 박락 판단을 이동 평균값으로 실시하고, 박락 막두께를 상기 차분 주파수로부터 구해도 된다.

1 : 박막 형성 장치
11 : 진공조
12 : 박막 재료원
15 : 막두께 센서
18 : 성막 대상물

Claims

진공조와,
상기 진공조 내에 배치되고, 박막 재료 입자를 방출하는 박막 재료원과,
상기 진공조 내의 상기 박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와,
상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하는 측정 장치를 가지며,
상기 박막 재료 입자에 의해, 상기 진공조 내에 배치된 성막 대상물 표면과 상기 수정 진동자 표면에 박막을 성장시키면서, 상기 공진 주파수를 반복하여 측정하고,
현재 시각의 측정 결과와 상기 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하고, 목표값과 비교하여 비교 결과로부터 상기 박막의 성장을 종료시키도록 구성된 박막 형성 장치로서,
상기 측정 장치는, 상기 현재 시각의 측정 결과와, 상기 현재 시각 직전의 과거 시각의 측정 결과의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락 (剝落) 이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고,
상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고,
상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하고, 상기 목표값과 비교하는, 박막 형성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주파수 변화값이 막두께 감소를 나타내고, 상기 주파수 변화값의 절대값이 기준값보다 큰 경우, 상기 수정 진동자 표면에서 박막 박락이 발생한 것으로 판단하도록 구성된, 박막 형성 장치.
진공조와,
상기 진공조 내에 배치되고, 박막 재료 입자를 방출하는 박막 재료원과,
상기 진공조 내의 상기 박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와,
상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하는 측정 장치를 가지며,
상기 박막 재료 입자에 의해, 상기 진공조 내에 배치된 성막 대상물 표면과 상기 수정 진동자 표면에 박막을 성장시키면서,
상기 공진 주파수를 반복하여 측정하고, 현재 시각을 포함하는 복수 시각의 측정 결과의 이동 평균값과 기준 시각의 측정 결과에 기초하여, 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하고, 목표값과 비교하여 비교 결과로부터 상기 박막의 성장을 종료시키도록 구성된 박막 형성 장치로서,
상기 측정 장치는, 상기 이동 평균값이 감소되었을 때, 감소 개시 후, 증가로 변할 때까지의 최소값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 감소 개시 직전의 상기 이동 평균값과 상기 최소값의 차이로부터 박락 막두께값을 산출하고,
상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고,
상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하고, 상기 목표값과 비교하는, 박막 형성 장치.
박막 재료원으로부터 방출된 박막 재료 입자를 성막 대상물 표면과 수정 진동자 표면에 부착시키고, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하고, 현재 시각의 측정 결과와 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 상기 성막 대상물 표면 상에 형성된 박막의 막두께를 구하는 막두께 측정 방법으로서,
상기 현재 시각의 측정 결과와, 상기 현재 시각 직전의 과거 시각의 측정 결과의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고,
상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 증가 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고,
상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하는, 막두께 측정 방법.
박막 재료원으로부터 방출된 박막 재료 입자를 성막 대상물 표면과 수정 진동자 표면에 부착시키고, 상기 수정 진동자의 공진 주파수를 반복하여 측정하고, 현재 시각을 포함하는 복수 시각의 측정 결과와 박막의 성장 개시시의 측정 결과에 기초하여, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 이동 평균값을 구하고,
상기 이동 평균값에 기초하여, 상기 성장 개시시부터 상기 현재 시각까지 형성된 상기 성막 대상물 표면의 상기 박막의 막두께를 산출하는 막두께 측정 방법으로서,
상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생하여, 상기 이동 평균값이 감소되었을 때, 감소 개시 후, 증가로 변할 때까지의 상기 이동 평균값의 최소값을 구하고,
상기 감소 개시 직전의 상기 이동 평균값과 상기 최소값의 차이로부터 박락 막두께값을 산출하고,
상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정 결과와 상기 성장 개시시의 측정 결과로부터 구하는 상기 이동 평균값에, 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하고,
상기 수정 막두께값을 상기 성막 대상물 표면의 막두께값으로 환산하는, 막두께 측정 방법.
박막 재료 입자가 부착되는 위치에 배치된 수정 진동자와,
상기 수정 진동자의 공진 주파수를 반복하여 복수 회 측정하는 측정 장치를 갖는 막두께 센서로서,
상기 측정 장치는, 상기 반복 측정 중인 현재 시각의 측정값과, 상기 현재 시각 이전의 과거 시각의 측정값의 차이인 주파수 변화값을 구하고, 상기 수정 진동자 표면의 상기 박막의 박락이 발생한 경우, 상기 주파수 변화값으로부터 박락 막두께값을 산출하고,
상기 현재 시각 이후의 장래 시각의 측정값으로부터 구하는 상기 수정 진동자 표면의 박막의 막두께값에 상기 박락 막두께값을 가산하여 수정 막두께값을 구하는, 막두께 센서.
제 6 항에 있어서,
상기 주파수 변화값이 막두께 감소를 나타내고, 상기 주파수 변화값의 절대값이 기준값보다 큰 경우, 상기 수정 진동자 표면에서 박막 박락이 발생한 것으로 판단하도록 구성된, 막두께 센서.