基于石英振蕩式膜厚監視器的膜厚控制方法技術

本發明專利技術提供一種非常優異的基于石英振蕩式膜厚監視器的膜厚控制方法，其誤差校正精度極大提高，且膜厚測定精度極大提高。該基于石英振蕩式膜厚監視器的膜厚控制方法在成膜工序前使用事先測定用石英振子對每個不同振蕩頻率下的測定用基板的薄膜的膜厚進行測定，計算通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚與在所述各振蕩頻率的每個頻率下測定的測定用基板的薄膜的實際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，將成膜時的通過所述石英振子測定的(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應的校正比率來校正(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，涉及對通過石英振子測定的膜厚和基板上的實際膜厚的誤差進行校正的技術。
技術介紹
在通過蒸鍍或者濺鍍等方式使成膜材料沉積于基板而形成薄膜的成膜裝置中，為了控制(管理)膜厚以及成膜速度(Rate:速率)而使用膜厚計(膜厚監視器)，其中廣泛使用的是使用了石英振子法的石英振蕩式膜厚監視器。該石英振蕩式膜厚監視器將作為測定部的石英振子設于成膜室內，利用了當在該石英振子上附著有成膜材料時共振振動根據其質量的變化而變化的現象，例如通過測定該共振振動(振蕩頻率)的變化來計測膜厚或者成膜速度(Rate:速率)，例如在作為成膜裝置使用真空蒸鍍裝置的情況下，以將該測定結果反饋給蒸發源的加熱控制裝置從而將對基板的蒸鍍薄膜的速率控制為恒定等方式來管理膜厚。此外，另一方面，這樣的石英振子伴隨著測定其薄膜逐漸變厚，但是如果該石英振子表面的薄膜變厚，則共振振動逐漸減弱。此時，例如如圖1所示，石英振子的監視器上的成膜速度會逐漸偏離基板上的實際成膜速度，雖然在石英振子的使用初期能夠測定準確的膜厚，但是隨著時間經過，膜厚測定會產生誤差(在使用初期成膜的基板和經過時間之后成膜的基板之間，在膜厚上會產生誤差。)。這樣伴隨著振蕩頻率因沉積于石英振子上的薄膜的膜厚的増大而逐漸降低，與實際膜厚的誤差變大，需要進行校正。關于這一點，例如在專利文獻I (日本特開2008-122200號公報)中公開有如下的校正方法:以與測定用的石英振子并排設置的方式設置校正用石英振子，該校正用石英振子的膜厚不根據測定用的石英振子的膜厚的増大而増大，打開校正用石英振子的斷續器，通過該校正用石英振子來測定膜厚，將其測定值與測定用石英振子的測定值的比率作為校正比率并進行乘法運算，來進行膜厚換算。但是，上述校正方法必須并排設置不同于石英振子的校正用石英振子，而且需要在測定中途逐次打開斷續器來進行基于校正用石英振子的測定來進行換算校正，此外，該換算校正也只是根據基于石英振子的測定的校正，而不是根據基板的薄膜的實際膜厚的校正，并且雖然在該校正用石英振子上不會沉積測定用石英振子那么多的薄膜，但成膜材料還是會逐漸沉積，膜厚還是會逐漸増大，因此校正誤差的校正精度差，不能說充分改善了基板的膜厚的測定精度。此外，在專利文獻2 (日本特開平8-82517號公報)中公開有對基板的薄膜的膜厚進行實測來進行校正的方法，但其只不過是對振蕩頻率高的狀態和低的狀態的實際膜厚進行測定并通過最小二乘法來計算最佳的校正系數的方法，因此這2點間只不過是通過基于計算結果的固定值來進行校正，誤差校正精度仍然較低，基板的膜厚的測定精度不充分。專利文獻1:日本特開2008-122200號公報專利文獻2:日本特開平8-82517號公報
技術實現思路
本專利技術解決了上述問題，其目的在于提供一種非常優異的，在成膜工序之前，使用事先測定用石英振子對該事先測定用石英振子的每個不同振蕩頻率下的測定用基板的薄膜的膜厚進行測定，計算通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚與所述各振蕩頻率的每個頻率下測定的測定用基板的薄膜的實際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，對成膜時通過所述石英振子測定的(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應的校正比率，來校正(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚，由此，誤差校正精度極大提高，膜厚測定精度極大提高，并且還能夠延長石英振子的使用時間(使用頻帶)。參照附圖對本專利技術的主旨進行說明。本專利技術的第一方式是一種，在使成膜材料沉積于基板I表面上而形成薄膜的成膜裝置3的成膜室4內設有作為石英振蕩式膜厚監視器的測定部的石英振子5，該石英振蕩式膜厚監視器設于使所述成膜材料沉積于該石英振子5上來測定在所述基板I表面形成的薄膜的膜厚的成膜裝置3中，該的特征在于，在所述成膜工序前使用事先測定用石英振子，測定該事先測定用石英振子的每個不同振蕩頻率下的測定用基板的薄膜的膜厚，計算通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚與所述各振蕩頻率的每個頻率下測定的測定用基板的薄膜的實際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，將成膜時的通過所述石英振子5測定的所述基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應的校正比率來校正基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚。此外，本專利技術的第二方式根據第一方式所述的，其特征在于，在所述成膜工序前進行的事先測定工序中，在使成膜材料沉積于所述測定用基板表面上來形成薄膜的所述成膜裝置3的所述成膜室4內設有所述事先測定用石英振子，使成膜材料沉積于該事先測定用石英振子上來測定測定用基板的實際的薄膜的膜厚，計算該測定用基板的薄膜的實際膜厚相對于通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚的比率作為所述校正比率，該校正比率的計算按照因沉積于所述事先測定用石英振子上的所述成膜材料的膜厚的増大而變化的振蕩頻率的每個變化階段進行η次，分別計算每個不同的振蕩頻率的所述校正比率，在所述成膜工序中，將與所述石英振子5的振蕩頻率相對應的所述校正比率乘以通過石英振子5測定的膜厚或者成膜速度，與振蕩頻率的變化相對應地進行校正。此外，本專利技術的第三方式根據第二方式所述的，其特征在于，在所述成膜工序之前測定每個所述不同的振蕩頻率下的沉積于所述測定用基板的薄膜的實際膜厚的所述事先測定工序是在因沉積于所述事先測定用石英振子的所述成膜材料的膜厚的増大而變化的振蕩頻率的每個變化階段逐次更替不同的測定用基板來測定沉積于該測定用基板的薄膜的膜厚的工序，在所述成膜工序中使用的所述石英振子5替代所述事先測定用石英振子，是新的其他的石英振子5，且設于所述成膜室4內。由于本專利技術如上述那樣構成，因此誤差校正精度極大地提高，膜厚測定精度極大提高，并且還能夠延長石英振子的使用時間(使用頻帶)，成為非常優異的。此外，在第二、第三方式所述的專利技術中，成為膜厚測定精度進一步提高、實用性更加優異的。【附圖說明】圖1是示出了校正前的相對于通過石英振子測定的成膜速度的、基板上的實際成膜速度的振蕩頻率相關圖的圖表，是示出了伴隨著膜厚増大振蕩頻率降低而誤差變大的情況的圖表。圖2是示出了本實施例的校正后的成膜速度的頻率相關圖的圖表，是示出了誤差fe正精度提尚的情況的圖表。圖3是示出了本實施例的根據通過事先測定工序獲得的校正比率進行校正的步驟的流程圖。 圖4是本實施例的概略結構說明圖。標號說明1:基板；3:成膜裝置；4:成膜室；5:石英振子。【具體實施方式】根據附圖對優選的本專利技術的實施方式簡單地進行說明并示出本專利技術的作用。在通過成膜裝置3使成膜材料沉積于(成膜用)基板I表面而形成薄膜的成膜工序之前，使用事先測定用石英振子，對該事先測定用石英振子的每個不同振蕩頻率下的測定用基板的薄膜的膜厚進行測定，計算通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚與所述各振蕩頻率的每個頻率下測定到的測定用基板的薄膜的實際膜厚的比率作為校正比率。在成膜工序中，對通過成膜時的所述石英振子5測定的所述(成膜用)基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述已獲得的各校正比率中與測定時的振蕩頻率相應的校正比率，來校正(成膜用)基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度。S卩，在石英振蕩式膜厚監視器的因沉積于所述事先測定用石英振子的所述成膜材料的膜厚本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于石英振蕩式膜厚監視器的膜厚控制方法，在使成膜材料沉積于基板表面上而形成薄膜的成膜裝置的成膜室內設置作為石英振蕩式膜厚監視器的測定部的石英振子，該石英振蕩式膜厚監視器設置于使所述成膜材料沉積于該石英振子上來測定形成于所述基板表面的薄膜的膜厚的成膜裝置中，該基于石英振蕩式膜厚監視器的膜厚控制方法的特征在于，在所述成膜工序之前，使用事先測定用石英振子對該事先測定用石英振子的每個不同振蕩頻率下的測定用基板的薄膜的膜厚進行測定，計算通過所述事先測定用石英振子測定的目標膜厚與所述各振蕩頻率的每個頻率下測定的測定用基板的薄膜的實際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，將成膜時通過所述石英振子測定的所述基板的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應的校正比率來校正基板的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：小林康信，
申請(專利權)人：佳能特機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP