(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、光源からの入射光をモニター基板上に導入する光導入部と、反射光を導出する光導出部と、前記光導入部と前記光導出部の一端を束ねて前記モニター基板上からの入射光と反射光を送受する光ファイバー先端部と、ステッピングモータのモータ回転軸に直接固定されたモニター基板と、前記光ファイバー先端部，ステッピングモータ，モニター基板を収容すると共に、前記真空槽の中に設けられた筐体と、該筐体の壁に開口するモニター窓と、実サンプルを搭載可能とし穴部を設けたドームと、蒸発源とを備え、
前記光ファイバー先端部の先端面はモニター基板と対面して平行に配置され、しかも前記真空槽内にて前記蒸発源，前記ドーム，前記ステッピングモータの順に配置され、前記ドームの穴部から前記モニター基板を覗かせた光学式膜厚モニターであって、前記ステッピングモータを所定角度回転させ、逐次モニター基板を移動させることによって、１枚の前記モニター基板上に複数の蒸着膜を形成することを特徴とする光学式膜厚モニター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蒸着装置，スパッタリングなどの成膜装置の膜厚制御装置として有効な光学式膜厚モニターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡レンズの無反射コーティング，照明ランプのコールドミラー等に代表される誘電体多層膜を利用した光学薄膜部品を製造する成膜装置には、光学式膜厚モニターを成膜装置内に設け、膜厚制御装置として製品の膜厚を監視して蒸着膜厚を制御する。
【０００３】
図４は従来の光学式膜厚モニターの構成図である。１は投光部、２は入ミラー、３は真空槽でなる蒸着装置の窓、４はモニター基板、５は受ミラー、６は受光部、７は前記モニター基板４の駆動部、８は蒸発源、９は蒸着装置の真空槽であり、この真空槽９内には被加工部品10と上記モニター基板４でなる光学式膜厚モニターを収容する。
【０００４】
次に動作を説明すると、投光部１からの単色光は入ミラー２によって蒸着装置の窓３を通過した後、モニター基板４がセットされている基板面に導かれ、その面で反射した反射光は受ミラー５によって受光部６へ導かれる。上記したモニター基板４は多層成膜に対応するために複数のモニター基板を備えている。このモニター基板の位置変換は真空槽外に設置された駆動部７の駆動軸の回転によって行っている。
【０００５】
図５はモニター基板４からの反射光の膜厚増加(横軸)に対する反射光量(縦軸)の変化図である。図に示すように、真空槽９内で蒸発源８からの蒸発粒子がモニター基板４上に飛来し付着して成膜がすすむと反射率が変化する。膜厚制御はこの反射率がある値になったｐ点、あるいは反射率曲線の極値になったｑ点で蒸発源８からの蒸発を制御して成膜を止めることで行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような光学式膜厚モニターでは、モニター基板４上への投光部１と受光部６の間の光路の確保と、モニター基板の位置変換等の駆動機構が大形で嵩張るので、これらの設置場所の空間の確保が問題となる。このため、これらの空間が確保できない成膜装置への導入が図れない。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので、モニター基板の位置変換機構と光路の確保できる小形の光学式膜厚モニターを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空槽と、光源からの入射光をモニター基板上に導入する光導入部と、反射光を導出する光導出部と、前記光導入部と前記光導出部の一端を束ねて前記モニター基板上からの入射光と反射光を送受する光ファイバー先端部と、ステッピングモータのモータ回転軸に直接固定されたモニター基板と、前記光ファイバー先端部，ステッピングモータ，モニター基板を収容すると共に、前記真空槽の中に設けられた筐体と、該筐体の壁に開口するモニター窓と、実サンプルを搭載可能とし穴部を設けたドームと、蒸発源とを備え、前記光ファイバー先端部の先端面はモニター基板と対面して平行に配置され、しかも前記真空槽内にて前記蒸発源，前記ドーム，前記ステッピングモータの順に配置され、前記ドームの穴部から前記モニター基板を覗かせた光学式膜厚モニターであって、前記ステッピングモータを所定角度回転させ、逐次モニター基板を移動させることによって、１枚の前記モニター基板上に複数の蒸着膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、光源からの光を光ファイバーでモニター基板上へ導き、そこからの反射光を同一に束ねた他の光ファイバーによって検知器へ導くので光学系が簡素化される。真空槽内の光ファイバー先端部に真空用ステッピングモーターを配し、光ファイバー先端部直前にモニター基板を配することで小スペースでのモニター基板の位置変換機構と光路とを確保できる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例の構成図、図２は本発明に使用する光ファイバー先端部の断面図、図３は図１のモニター基板をＡ矢印方向より見た図である。
【００１２】
図において、20は光ファイバー、21はモニター基板、22は入光ファイバー、23は受光ファイバー、24は光ファイバー先端部、25は真空槽、26は外気、27は真空フランジ、28は入射光、29は反射光、30は光ファイバー先端部24の先端面、31は蒸発源、32は実サンプル37を有するドーム、33はステッピングモータ、34はモニター窓、35はモータ回転軸、36は筐体である。
【００１３】
上記構成において、光導入部40は入光ファイバー22，光ファイバー20，光ファイバー先端部24及びその先端面30で構成され、光導出部41は光ファイバー先端部40の先端面30、光ファイバー先端部24，光ファイバー20，受光ファイバー23で構成される。
【００１４】
入光ファイバー22と受光ファイバー23の１端を１つに束ねて光ファイバー20を形成し、その光ファイバー20の先端のファイバー先端部24は真空フランジ27を貫通し、その断面を図２に示す。真空フランジ27は真空槽25と外気26の間を気密に封止する。
【００１５】
図３に示すようにステッピングモータ33のモータ回転軸35はモニター基板21に直接固定される。
【００１６】
光ファイバー先端部24，ステッピングモータ33，モニター基板21は同一筐体36内に収容され、前記光ファイバー先端部24の先端面30に対面する筐体36の下面部にモニター窓34を開口する。光ファイバー先端部24の先端面30はモニター窓34を介してモニター基板21と対面して平行に配置される。
【００１７】
次に動作を説明すると光源からの入射光28は光導入部40の入光ファイバー22，光ファイバー20，光ファイバー先端部24及びその先端面30を経由してモニター基板21に達し、該モニター基板21面で反射した反射光29は、光導出部41の先端面30、光ファイバー先端部24，光ファイバー20，受光ファイバー23を経由した反射光29が検知器(図略)に受光される。入射光28・反射光29間の反射率で膜厚の成膜の具合が監視できる。
【００１８】
モニター窓34に露出したモニター基板21の１部分だけ蒸発源31からの蒸着が行われる。モニター基板21はモニター窓34により蒸着が行われた露光面が重ならないようにモータ回転軸35で図３に示すように角度θだけ回転させモニター基板21を逐次移動して、新に移動して来たモニター基板21面に蒸着を行えば、１枚のモニター基板21で、複数のモニター基板としての役目を果たすことができる。
【００１９】
このように実施例の光学式膜厚モニターによれば、モニター基板への入射光，反射光を同一の光ファイバー20で確保し、光ファイバー先端部24とモニター基板21と真空用ステッピングモーター33と一体化することで、従来、光学式膜厚モニターを導入することが出来なかった小スペースでのモニター基板の位置変換機構と光路確保を可能にすることが出来る。
【００２０】
なお、光ファイバー先端部24とモニター基板21と真空用ステッピングモーター33と一体化することで蒸発源31に対してのモニター基板21の距離Ｌの変更が容易になるため成膜する膜の中心波長に応じドーム32上の実サンプル基板37とモニター基板21の膜厚比を調整することが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学式膜厚モニターは、モニター基板21への入射光28，反射光29を同一の光ファイバー先端部24で確保し、光ファイバー先端部24とモニター基板21と真空用ステッピングモーター33とを筐体36内に一体化することで真空槽内の雰囲気に影響されることを防ぎ、また１枚のモニター基板21とすることにより交換等の作業性向上を図ることが可能となり、従来、光学式膜厚モニターを導入することが出来なかった小スペースでのモニター基板の位置変換機構と光路確保を可能にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】本発明に使用する光ファイバー先端部の断面図である。
【図３】図１のモニター基板をＡ矢印方向より見た図である。
【図４】従来の光学式膜厚モニターの構成図である。
【図５】モニター基板からの反射光の膜厚増加に対する光量の変化図である。
【符号の説明】
20…光ファイバー、  21…モニター基板、  22…入光ファイバー、  23…受光ファイバー、  24…光ファイバー先端部、  25…真空槽、  26…外気、  27…真空フランジ、  28…入射光、  29…反射光、  …光ファイバー先端部の先端面、  31…蒸発源、  32…ドーム、  33…ステッピングモータ、  34…モニター窓、  35…モータ回転軸、  36…筐体、  37…実サンプル基板、  40…光導入部、  41…光導出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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